旋喷桩试桩方案

中铁北京工程局集团靖神铁路JSTJ-03标高压旋喷桩止水帷幕试桩施工方案编制：复核：审核：中国中铁中铁北京工程局集团靖神铁路JSTJ-03标项目经理部二○一七年十二月目录262201、工程概况 2296662、工程地质及水文地质条件 2159802.1地形地貌 2143322.2工程地质条件 2309412.3水文地质条件 278692.4气象特性 3109453、实验目的 3102984、实验地点 3153465、实验时间 3190256、人员组织 4145417、机械设备、材料选型 4322568、工艺原理 592529、高压旋喷桩施工办法 565109.1施工准备 5265229.2钻机就位 68759.3切割成孔 6111819.4喷射注浆 6214339.5补充浆液 6320779.6成桩检测 6010、高压旋喷桩试桩工艺流程图及参数 72491711、高压旋喷桩质量原则及检查方法 82957311.1质量检查原则 8749811.2施工检查内容 92756711.3成桩实验检测 9596712、高压旋喷桩试桩质量安全及环保方法 10875512.1质量确保方法 10862112.2安全确保方法 10985412.3环境确保方法 12高压旋喷桩止水帷幕试桩方案1、工程概况新建靖边至神木地区铁路煤运通道工程JSTJ-03标段3个工作坑围护构造采用钻孔灌注桩加咬合旋喷桩止水帷幕，环线CHDK3+154～CHDK3+954段左右两侧路堑堑顶外5m处设旋喷桩帷幕，桩径0.6m,两排，间距0.4m，桩长7～12m加固深度为地下水位+2m，两旁1.0m范畴及旋喷桩下列黄土层内采用花管注浆解决，无旋喷桩帷幕处采用三根花管注浆。花管注浆半径1m，间距为0.8m,注浆深度为4～17m。DK54+312～DK54+437段左右两侧路堑堑顶外5m处设旋喷桩帷幕，桩径0.6m,两排，间距0.4m，桩长7～12m加固深度为地下水位+2m，两旁1.0m范畴及旋喷桩下列黄土层内采用花管注浆解决，无旋喷桩帷幕处采用三根花管注浆。花管注浆半径1m，间距为0.8m,注浆深度为4～17m;DK55+162～DK55+437段左右两侧路堑堑顶外5m处设旋喷桩帷幕，桩径0.6m,两排，间距0.4m，桩长4～7m加固深度为地下水位+2m，两旁1.0m范畴及旋喷桩下列黄土层内采用花管注浆解决，无旋喷桩帷幕处采用三根花管注浆。花管注浆半径1m，间距为0.8m,注浆深度为13～18m。2、工程地质及水文地质条件2.1地形地貌本标段通过区域地形为毛乌素沙漠东南缘和黄土高原边沿。地势由西向东倾斜，海拔高1290米。线路所经地区重要为风沙堆积地貌、河谷地貌及沙漠低丘地貌。地表植被大部分为沙蒿，种植少量沙柳。所经河谷多为风成黄土所覆盖局部为沙丘沙地，植被较发育，河流漫滩上杂草丛生，种植有少量小杨树；河流阶地较多为旱地，种植玉米等农作物；沙丘多为低矮沙蒿、沙柳等。2.2工程地质条件高压旋喷桩处地质以厚层细沙、黄土为主，工作坑处地下稳定水位标高为1290.3m。2.3水文地质条件2.3.1.地表水:曹家车站附近的地表水重要由曹家煤矿抽排地下水及大气降水共同形成,由于对铁路设计有较大影响,现在煤矿已停止抽排地下水,地表水位正在下降。环境作用等级:碳化环境T3、化学侵蚀环境H1、冻融破坏环境D2。2.3.2.地下水:曹家滩车站附近的地下水位较高,重要受大气降水及地表水补给,粉细砂层为富水层。环境作用等级:碳化环境T3、化学侵油环境H1、冻融破坏环境D2。根据现场状况,7、8、9月为本地雨季;另由于煤矿排水引发地下水及地表水位抬高,现业主已责令其整治,停止抽水排放,现水位标高可作为设计参考根据。2.4气象特性靖神铁路通过地区属暖温带大陆性季风气候区，四季分明，春季干旱少雨；夏季炎热多雨湿度大；秋季天气晴爽、旱涝不均；冬季干燥，雨雪稀少。沿线数年平均降水量594～770mm，年内降水集中在6～9月，占年降水量的70～80%。3、实验目的3.1、通过实验拟定高压旋喷桩设备的组合模式及配备数量，如钻机的钻头形式、高压注浆泵的类型等，为后来大面积施工进行设备选型、配备提供根据。3.2、通过实验拟定有关的工艺性参数，如：浆液的配合比、泵送的时间、压力、水泥浆的流量、喷嘴直径及钻机的提高速度及旋转速度等。3.3、验证高压旋喷桩喷射均匀程度及成桩直径。4、实验地点试桩地点选在环线CHDK3+154处路基，靠近修建靖神铁路根本股道，交通便利，原地面已经开挖至控制标高，并进行平整，使其满足施工机械进场施工条件。每段落试桩根数3根。5、实验时间于12月23日开始组织实施实验工作，采用单管法施工。待达成一定强度后组织有关检查工作，及时完毕有关总结报告，方便指导后期大范畴施工。人员组织序号姓名职务重要工作分工1宋贵军项目经理全方面负责项目工作2杨浩宇总工程师全方面负责技术工作3史启龙安全总监全方面负责安全工作4史海红质量总监全方面负责质量工作5邵启亮项目副经理负责现场管理4杨福友实验室主任负责实验工作6张龙工程部长负责技术工作7薛康测量工程师负责测量工作8刘艳彪机电部长负责机械工作9吴栋梁物资部长负责物资工作10屈先锋安全部长负责安全环保工作11蔚江飞路基工程师负责现场资料整顿及收集重要管理人员以下：6.1、项目经理负责现场的总体协调和组织。6.2、项目总工程师总体负责高压旋喷桩工艺性实验组织。6.3、安质部和技术部负责施工技术和质量监督，并负责与监理、驻地设计联系，并负责水泥浆的制备。6.4、实验室负责工艺性实验现场实验及检测取样。并负责现场原始统计及工艺性实验施工工艺参数的收集、汇总及总结。6.5、领工员负责机械设备的防护及加固工作。6.6、钻机操作人员、拌浆人员、喷浆工人等共15人。7、机械设备、材料选型高压旋喷桩工艺性实验施工机械设备计划以下表：旋喷桩施工机械设备配套表序号设备名称规格型号单位数量1地质钻机XY-150台42高喷台车XP-30B台23高压泵3D2-5Z栓塞泵台24灌浆泵HB-80台45空压机P-0.8MPa，Q-6m3/min台26泥浆泵BW-150台47拌浆机WJG-80台48发电机HL-150台4选用P.042.5普通硅酸盐水泥和自来水进行高压旋喷桩实验。8、工艺原理旋喷桩是运用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进预定位置，边钻进边泵送水，达成预定位置后用高压脉冲泵将水泥浆通过钻机下端的喷射装置变成旋转的高速射流向四周喷入土体，运用射流的强大动能将土体破碎，与此同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速渐渐提高，使土体和水泥浆充足搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成圆柱状水泥土固结体。9、高压旋喷桩施工办法9.1施工准备⑴场地平整正式进场施工前，进行管线调查后，去除施工场地地面下列2米以内的障碍物，不能去除的做好保护方法，然后整平、扎实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。⑵桩位放样施工前用GPS测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，通过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，确保桩孔中心移位偏差不大于20mm。⑶修建排污和灰浆拌制系统旋喷桩施工过程中将会产生10～20%的返浆量，应将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。灰浆拌制系统重要设立在水泥棚附近，便于施工作业，重要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备构成。9.2钻机就位钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调节桩机的垂直度，确保钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差不大于1%；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，确保孔底标高满足设计深度。9.3切割成孔钻孔过程中具体统计孔位、孔深及地层变化。射水实验后，中档水量钻进，射水压力逐步增加（避免喷嘴被堵），随即进行高压切割成孔至设计深度。旋喷桩应间隔施工（普通间隔4～6m），确保相邻两桩的施工间隔时间不不大于48h。9.4喷射注浆注浆管下至设计位置后，在桩底部边旋转边喷射，达成预定的喷射压力、喷浆量后再边旋转、边提高、边喷射。浆液在喷射迈进行二次过滤。成桩过程中因故停止，应将注浆管下沉至停浆点下列0.5m处，待恢复供浆时再喷浆提高。若停机超出3小时，应拆卸输浆管路，清洗干净，在原桩位旁边补桩。9.5补充浆液旋喷注浆后，水份很快向桩体的底部和四周渗入，水泥浆靠自重作用不停地往下沉因此在水泥浆终凝前要及时补充浆液，同时用振捣棒上下捣固,直至填满。9.6成桩检测选择开挖、钻芯取样、荷载实验对旋喷桩的施工效果进行检查。10、高压旋喷桩试桩工艺流程图及参数钻机移位拔管喷射结束高压喷射注浆原地面解决测量放样钻机就位钻进至设计深度钻机移位拔管喷射结束高压喷射注浆原地面解决测量放样钻机就位钻进至设计深度泥浆排泄解决泥浆排泄解决图1：高压旋喷桩施工工艺流程图表2旋喷桩施工重要技术参数参考表项目技术参数水泥浆压力（MPa）20～25流量（L/min）100～150水灰比1～1.5:1提高速度（cm/min）7～14旋转速度（r/min）11～14压缩空气气压（MPa）0.5～0.7气量（m3/min）0.5～2.0表3旋喷桩施工重要实验参数参考表配合比水泥掺入量（kg/m）浆体体积（L）浆体比重（g/cm3）浆体质量（kg）备注1：0.820322361.643544以上数据为实验室实测1：1.020826291.4939381：1.221330241.444332试桩数量为3根，具体位置根据现场实际状况与监理一同拟定。表4旋喷桩施工具体参数参考表桩号配合比提高速度（cm/min）旋转速度（r/min）10m-5m5m-0m10m-5m5m-0m1#1：0.8182010122#1：0.8222514153#1：1.0182010124#1：1.0222514155#1：1.2182010126#1：1.222251415在满足表2参数的前提下，考虑单管成桩可能喷射不均匀的状况,对试桩4#采用复搅方法(提高速度为第一次旋喷速度的2倍)，对比验证成桩质量,为后续工程提供根据和提供施工办法。浆量计算:以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间，计算出浆量，计算公式为：Q=(H/v)q(1+β)式中Q—浆量（m3）；H—旋喷长度（m）；q—单位时间喷浆量（m3/min）；β—损失系数，普通0.1～0.2；v—提高速度（m/min）。根据试桩参数计算所需的喷浆量，以拟定水泥使用数量。11、高压旋喷桩质量原则及检查方法11.1质量检查原则表5质量检查原则及办法序号项目名称技术原则检查办法1钻孔垂直度允许偏差≤1%实测或经纬仪测钻杆2桩体间距±100mm钢尺丈量3钻孔位置允许偏差50mm尺量4成桩长度不不大于设计值尺量或取芯检查5桩体直径允许偏差不不大于设计值开挖后尺量6无侧限抗压强度取(28)≥2.0MPa实验检查11.2施工检查内容11.2.1施工前检查在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，重要有下列几方面：①原材料的质量合格证及复验报告；②浆液配合比与否适合工程实际土质条件；③机械设备与否正常，在施工前应对喷浆设备、钻机、高压泥浆泵等作试机运行，同时确保钻杆、钻头及导流器畅通无阻；④检查试喷工艺与否适合地质条件，必要时调节喷射工艺参数；⑤施工前还应对地下障碍状况统一排查，以确保钻进及喷射达成设计规定；⑥试桩前检查桩位、压力表、流量表的精度和敏捷度。11.2.2施工中检查施工中重点检查内容有：①钻杆的垂直度及钻头定位；②水泥浆液配合比及材料称量；③钻机转速、提钻速度及旋转速度等；④喷射注浆时喷浆的压力、注浆速度及注浆量；⑤孔位处的冒浆状况；⑥喷嘴下沉标高及注浆管分段提高时的搭接长度；⑦施工统计与否完备，施工统计应在每提高1m或土层变化交界处统计一次压力流量数据。11.3成桩实验检测旋喷桩成桩28天，在每根检测桩桩径1/4处，桩长范畴内垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，拍摄取出芯样照片，取不同深度的3个试样作无侧限抗压强度实验。取芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。并采用平板载荷实验进行复合地基承载力实验。12、高压旋喷桩试桩质量安全及环保方法12.1质量确保方法为确保旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计规定和有关行业的规范，拟采用以下质量确保方法达成施工质量目的。1、放注浆管前，先在地表进行射水实验，待浆压正常后，才干下注浆管施工。2、高喷施工时隔两孔施工，避免相邻高喷孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48小时。3、P.042.5普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才干投入使用。4、浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以现场试桩状况为准。施工现场配备比重计，严格控制水泥用量。5、严格控制喷浆提高速度，其提高速度应不大于0.25m/min。喷浆过程应持续均匀，若喷浆过程中出压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常状况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.5米重复喷射接桩，避免出现断桩。6、高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，避免因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以确保桩顶标高满足设计规定。7、因地下孔隙等因素造成返浆不正常，漏浆时，应停止提高，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才干提高。8、引孔钻孔施工时应及时调节桩机水平，避免因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。9、实施技术人员随班作业制，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量，压力，旋转提高速度等参数与否满足设计规定，及时发现和解决施工中的质量隐患。当实际孔位孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等状况时，应具体统计，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际状况。12.2安全确保方法上岗前对员工进行安全知识教育培训，并持证上岗。严格执行国家法律、法规、作业原则和承包工程安全管理规定，为确保本标段安全目的的实现，争创安全生产建筑工程原则工地提供必要的确保。12.2.1施工现场⑴加强对邻近营业线施工安全生产的管理，对职工进行邻近营业线施工安全生产教育，工地设立专职安全检查员，及时发现、解决安全隐患。⑵制订各工种安全生产规章制度，严格施工程序，加强对桩机操作员的管理，施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业。⑶严禁违规操作，不得违章指挥。⑷施工机械的转动部分有安全罩。 ⑸配电箱开关有操作批示和安全警示。⑹做好地下管线的调查保护工作，距光、电缆线路3m范畴严禁机械施工，人工作业时，必须派专人现场监护。⑺夜间施工时，要有足够的照明。12.2.2机械操作安全技术要点⑴高压泥浆泵①泵体内不得留有残渣和铁屑，各类密封圈套必须完整良好，无泄漏现象。②安全阀中的安全销要进行试压检查，必须确保在规定达成最高压力时，能断销卸压，决不可安装未经试压检查的或自制的安全销。③指定专人司泵，压力表应定时检修，确保正常使用。④高压泵、钻机、浆液搅拌机等要亲密联系配合协作，一旦某部发生故障，应及时停泵停机，及时排除故障。⑵钻机①司钻人员应含有纯熟的操作技能并理解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用。②钻孔的位置需经现场技术负责人确认，确认无误后方可开钻。③人与喷嘴距离应不不大于600mm，避免喷出浆液伤人。⑶管路①高压胶管：在使用时不得超出允许压力范畴。②胶管：弯曲使用时不应不大于规定的最小弯曲半径。⑷清洗及检修①喷射注浆施工结束后，应立刻将钻杆、泵体及胶管等用清水清洗干净，避免浆液凝结后堵塞管道，造成再次喷射时管道内压力骤增而发生意外。②施工半途发生故障，必须卸压后方可拆除连接接口，不得高压下拆除连接接口。12.2.3施工用电安全确保技术要点⑴严格执行《施工现场