高压旋喷桩施工工艺

高压旋喷桩双管法加固软土地基施工工法中铁建工集团路桥工程有限公司1、前言1.1工艺工法概括高压旋喷桩是从20世纪70年代早期最先由日本开发的地基加固技术。它是在静压灌浆基础上引进水力采煤技术发展起来的，该技术在我国已有三十数年的应用历史。根据喷射办法的不同，高压旋喷桩可分为单管法、双管法和三管法。单管法仅喷射水泥浆；双管法是用二重注浆管同时喷射水泥浆和空气两种介质；三管法是使用三重注浆管分别同时喷射水、气、水泥浆三种介质。本文结合工程实例，重要介绍双管法高压旋喷桩的施工工艺工法。1.2工艺工法介绍高压旋喷桩加固地基分两个阶段，第一阶段为成孔阶段，即通过钻机预成孔（或驱动密封良好的喷射管）和带有1个或2个横向喷嘴的特制喷射头进行成孔，使喷射头达成预定的深度；第二阶段为喷射加固阶段，即采用水泥浆、水以一定的压力，通过喷射管由喷射头上的横向喷嘴向土中喷射，同时钻杆一边旋转一边向上提高。由于高压旋喷射流含有强大的切削能力，因此一边切削四周土体，一边与之搅拌混合，形成圆柱状的水泥与土混合的加固体，即为“旋喷桩”。2、工法特点2.1水泥浆与原地基软土就地搅拌混合，最大程度地运用原土。2.2能够充足运用工作面，施工设备简朴、振动小、无污染，施工速度快，机械化程度高，使用成本低，施工工效高，周期短。2.3桩体固结强度高，单桩承载力较高，软土地基加固效果好。3、合用范畴由于受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间影响小，可广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、粉土、砂土、黄土等公路、铁路路基的地基加固。4、工艺原理高压喷射注浆法是运用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液和空气成为20～40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度逐步提高，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一种圆柱状固结体（即旋喷桩），以达成加固地基的目的。高压旋喷桩双管法工艺原理示意图5、施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程准备工作准备工作钻机就位制浆钻机就位制浆调节钻架角度一级过滤调节钻架角度一级过滤二级过滤二级过滤高压泵对浆液加压插管高压泵对浆液加压插管启动高压清水泵空压机供风试启动高压清水泵空压机供风试喷高压喷射注浆泥浆排放高压喷射注浆泥浆排放回灌浆液回灌浆液喷射结束喷射结束机具清理机具清理桩机移位桩机移位5.2施工办法5.2.1钻机定位移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不不不大于1%～1.5%。为了确保桩位精确，必须使用定位卡，桩位对中误差不不不大于5cm。就位后，首先进行低压射水实验，用以检查喷嘴与否畅通，压力与否正常。5.2.2制备水泥浆桩机移位时，即开始按设计拟定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中，再将水泥倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。5.2.3插管采用旋喷注浆管进行钻孔作业时，当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为：启动钻机，同时启动高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应不不大于额定值。5.2.4喷射注浆喷浆管下沉达成设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩拟定的提高速度提高钻杆。在达成设计深度后，接通空压管，开动泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达成预定数值时开始提高，继续旋喷和提高，直至达成预期的加固高度后停止。5.2.5回灌浆液高压喷灌结束后，由于孔内水泥浆液固结过程中体积收缩，同时孔内浆液向孔壁四周范畴有一定渗漏，使得孔内浆液表面将出现一段时间的沉面下降，应不间断地将浆液回灌到已喷孔内，并保持压浆作用，直至孔内浆液面不再下沉为止。5.2.6清洗向浆液罐中注入适量清水，启动高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。6、材料与设备6.1材料：P.042.5普通硅酸盐水泥、。6.2重要设备高压旋喷桩施工每台高压旋喷机应配备的重要机具设备见表1。表1重要机具设备表序号设备名称规格数量技术状况1高压旋喷机37KW1台良好2泥浆搅拌机200L/min1台良好3泥浆泵7MPa1台良好4高压泥浆泵20MPa～50MPa1台良好5空气压缩机0.8MPa，3m³/min1台良好6发电机200KW1台良好7高压胶管Φ19～22mm150米良好7、质量控制7.1正式开工前应认真作好试桩工作，拟定合理的施工技术参数和浆液配比。一切正常后方可配浆，浆液配制严格按照实验参数控制好浆液的水灰比及稠度。7.2喷射过程应持续进行，根据固结体的形状及桩身匀质性，调节喷嘴的旋转速度、提高速度、喷射压力和喷浆量。7.3旋喷过程中，冒浆量不大于注浆量的20%为正常现象，若超出20%或完全不冒浆时，应查明因素，调节旋喷参数或变化喷嘴直径。7.4钻杆旋转和提高必须持续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10～20cm的搭接长度，避免出现断桩。7.5在旋喷过程中，如因机械出现故障中断旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。7.6在旋喷过程中，应避免泥浆沉淀，浓度减少。不得使用受潮或过期的水泥。浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要不大于喷嘴直径1/2为宜。7.7钻机塔架必须安放稳定、导孔垂直度满足设计规定，导孔过程中碰到的异常现象必须精确统计，经技术人员同意可终止钻孔。施工中通过线垂控制钻机塔架的垂直度来控制钻孔垂直度。7.8旋喷桩施工质量应满足表2的规定。表2旋喷桩施工质量原则表8、安全方法8.1高压泥浆泵、空压机、高压清水泵必须指定专人操作，压力表应定时检修检定，以确保正常工作。8.2钻机操作人员应含有纯熟操作技能。8.3施工前应检查高压设备和管路系统，其压力和流量（风量）需满足设计规定，应检查管道的耐久性以及管道连接与否可靠，泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，各类密封圈必须良好，无渗漏现象，否则接头断开、软管破裂，将会造成浆液、高压水流飞散、软管甩出等安全事故。安全阀中的安全销要进行试压检查，必须确保在达成规定压力时能断销卸压，绝不能容易安装未经试压检查的自制安全销。8.4喷射浆自喷嘴喷出时，含有很高的能量，因此人体与喷嘴之间的距离不应不大于60cm。8.5喷射注浆的浆液现在普通以水泥浆为主，但有时也加入其它化学填加剂，普通说浆液硬化后对人畜均无害，但硬化前的液体进到眼睛里时，必须立刻进行充足清洗，并及时到医院治疗。8.6吊、放喷射管路时，严禁管下站人。不得将电缆浸泡在水和泥浆中，避免漏电伤人。8.7钻机作业中，电缆应有专人负责收放。如遇停电，应将各控制器放置零位，切断电源；如遇卡钻，应立刻切断电源，停止下钻，未查明因素前，不得强行启动。9、环保方法9.1对使用的工程机械和运输车辆加强维修保养，避免抛锚滴漏。对空压机等噪音较大设备采用隔音方法，减少运行噪音。9.2加强对施工现场的管理，施工原材料达成后，一律码放整洁，分类挂牌寄存，进行标记。在原材料搬运过程中，为了避免产生粉尘，应当轻搬轻放。9.3水泥砂浆制作过程中要经常检查管道的破损状况，避免漏浆。施工完毕后对剩余泥浆进行回收，集中解决。9.4施工完毕后，整平场地，文明施工做到工完料清、现场净，施工竣工后，剩余材料要及时收回。10、技术经济效益等分析公司承建的华润电力曹妃甸电厂铁路专用线改扩建工程，对软土地基采用高压旋喷桩加固施工工艺，比规定工期提前30天，直接节省人工、机械设备费用。该工法的实施也推动了科技的进步，缩短了工期，确保了工程质量，减少了施工成本，施工工序的合理穿插确保了施工全过程无质量、安全事故，并做到了文明环保施工。得到了业主及专家的承认，树立了公司良好的形象。11、工程实例11.1工程介绍华润电力曹妃甸电厂铁路专用线改扩建工程K2+430.00～K2+550.00段和K2+595.0～K2+690.00段地基采用水泥旋喷桩加固解决，所加固地基为冲填土、淤泥质黏土和粉质粘土。设计桩径0.6m，采用间距1.2m的正方形布置，桩长10～12m不等。11.2施工状况

本段路基旋喷桩累计3047根，平均桩长10.5m。从3月20日开始施工至4月15日结束。根据设计规定及同类的施工经验，采用二重法作业。施工完毕后，经检测桩体抗压强度、垂直度偏差、桩体