高压摆喷桩施工工法

'江苏省交通工程集团有限公司高压摆喷桩施工工法安徽裕溪船闸扩建工程项目部2011年05月10日 目录1、前言2.工法特点3、适用范围4、工艺原理5、工艺流程及操作要点6、材料与设备7、质量控制8、安全措施9、环保措施10、效益分析11、应用 1.前言高压摆喷桩连续墙是近些年发展起来的一种地基处理加固并起到防渗效果的施工工艺，其优点是防渗效果显著、施工技术可靠、适应性强，是堤坝防渗及地基处理的有效措施。安徽裕溪船闸扩建工程基坑防渗工程施工中采用了高压摆喷桩连续墙，得到成功应用，效果明显。为进一步完善和系统总结高压摆喷桩施工方法，特结合安徽裕溪船闸扩建工程高压摆喷截渗连续墙的施工，编写本施工工法。2.工法特点2.1施工方法简便，容易操作，适应性强。2.2相关施工设备生产工艺成熟，施工质量可控，效果明显。3.适用范围3.1土质适用范围适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基处理。3.2工程适用范围加固地基，提高地基抗剪强度，改善土的变形；保护临近建筑物、防止基坑底部隆起；防止小范围塌方滑坡、锚固地基；堤坝基坑防渗、地下连续墙及止水帷幕补缺，防冒水；防止洪水冲刷。4.工艺原理高压摆喷桩连续墙是高压喷射注浆法中的一种，采用三管法施工居多，是利用高压设备使水变成35-40Mpa高压射流通过喷嘴做一定角度的摆动和提升运动喷射出来，冲击破坏土体，形成扇形断面的空间。当能量大、速度快、呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体中剥落下来，一部分细小的颗粒随着浆液冒出来，其余的土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列，凝固后形成一个扇形断面固结体，起到土体固化、提高地基抗剪强度、截流防渗的作用。 5.工艺流程及操作要点5.1工艺流程高压摆喷桩施工工艺流程现场准备、放桩位引孔钻机就位检查水压钻进引孔回灌移位成孔设备、管线检查启动空压机送气启动高压泵送水试喷检查开启摆喷管浆液配制泵送提升摆喷作业观察摆喷参数孔内保持满浆测量放大样5.2操作工艺5.2.1准备工作施工前做到施工场地平整、稳定，作业面低洼、松散和紧临边坡处采用回填、夯实的方式加固处理，检查作业机具是否正常运转。5.2.2测放桩位按照设计要求放线定位，反复丈量孔距，误差不大于2cm，用木桩固定，标上桩号。 5.2.3修建排污和灰浆拌制系统摆喷桩连续墙施工过程中将产生10～20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件进行无公害排放。沉淀的泥土在开挖基坑时一并运走统一处理。灰浆拌制系统设置在水泥堆放地附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。5.2.4钻机就位钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，桩位偏差小于20mm，垂直度误差小于0.5%；钻孔前调试空压机、泥浆泵等设备运转正常；校验钻杆长度，保证孔深满足要求。5.2.5引孔钻进钻机施工前，先在地面进行试喷，钻孔机械试运转正常后,开始引孔钻进。钻孔过程中详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。5.2.6下喷射管将高喷台车移至孔口处，进行地面试喷并调准喷射方向。为防止水、气喷嘴堵塞，下管时须同时送水、气，直至喷射管下到设计深度。5.2.7制浆按设计要求制备浆液，准确测量浆液浓度，过筛后使用。浆液使用过程中均匀上料搅拌，浆液比重保持在1.65~1.7之间为佳，经常测定做好详细记录。5.2.8摆喷提升喷射管下到设计深度，开始送入符合压力要求的水、气、浆。达到预定的喷射压力后开始喷浆逐渐提升摆喷管，以防扭断摆喷管。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，定喷2分钟左右，待孔口冒浆正常后再摆喷提升，底部1.0m范围内应适当延长钻杆喷浆旋喷时间。钻杆的摆动和提升连续进行，不得中断，钻机发生故障，停止提升和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障。在摆喷提升过程中，根据不同的土层，调整摆喷参数。5.2.9回灌喷射结束后，利用水泥浆进行回灌，直至孔内液面不在下降为止。 5.2.10移机及设备清洗喷射结束后，及时清洗注浆泵及输送管道，防止堵塞，然后移机进行下根桩施工。6.材料与设备6.1材料准备根据施工进度要求，确定水泥的采购数量，一般采用普通硅酸盐PO42.5水泥，其细度、安定性和凝结时间等应满足浆液性能要求，不得使用受潮结块的水泥；并根据现场情况确定合格的水源。6.2机械准备摆喷桩施工采用XY-1地质钻机引孔，GP-50型高喷台车作业，主要施工机械设备如下表所示（一个作业班组），施工前对进场设备进行检查调试，检查合格后使用。序号设备名称规格型号单位数量1地质钻机XY-1台12高喷台车GP-50台13高压泵GNB-90台14灌浆泵HBW-150台15空压机VF-6/7-A台16泥浆泵GZB-100台17拌浆机LJ台17.质量控制7.1浆液要求7.1.1灌浆采用的水泥浆液浓度1.65~1.7g/cm3，水灰比0.7~0.8；7.1.2制浆材料采用重量或体积称量法，误差不应大于5%。7.2制浆要求7.2.1浆液的搅拌时间：使用高速搅拌机不少于30s，使用普通搅拌机不少于90s。浆液存放时间：当环境温度10℃以下时，不超过5h；当环境温度10℃以上时，不超过3h。当浆液存放时间超过有效时间时，按废浆处理。 掺加早强剂后浆液存放时间根据初凝时间确定。浆液凝结时间应通过室内试验确定（初凝和终凝）。7.2.2水泥浆液严格过滤后使用，可按喷嘴直径设置过滤装置：在水泥浆液搅拌罐和泥浆泵吸浆搅拌罐之间设一道过滤网，在泥浆泵吸浆管尾部设一过滤器。7.2.3使用过程中，每隔15~30min定时检测浆液密度，当浆液密度超过规误差时,停止高喷作业，重新调整浆液的水灰比。7.2.4水泥浆随配随用，并在摆喷作业过程中连续不停的搅拌。7.2.5浆液质量除定时测量其密度外，设专人记录水泥下料数量和速率，以确保浆液的密度和均匀性。7.3引孔7.3.1引孔的孔径应与喷射管外径相适应，较喷射管外径大2~4cm，钻孔顺序应依据有利于摆喷成墙和方便施工为原则，开孔空位偏差要求不大于2cm。7.3.2引孔施工控制好孔径垂直度，单孔斜率不大于1%。7.3.3引孔前确保钻机基座水平，立轴垂直，钻进过程中，不定期进行复测。7.3.4引孔过程中详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等情况，便于摆喷时对不同地层采取相应的技术要求。7.4喷浆提升参数根据规范及常规施工经验来说，水压、气压、浆压等指标一般控制如下：水压（Mpa）浆压（Mpa）气压（Mpa）提升速度（cm/min）摆速（次/min）35-400.2-1.00.6-0.88-108-107.5回浆要求喷浆每提升2m检测一次回浆密度，当回浆密度小于1.2g∕cm3时应停止提升，减小水压，提高浆液浓度，直至回浆达到要求后继续提升喷浆。8.安全措施根据《中华人民共和国安全生产法》及施工所在地的法规和标准施工，具体措施如下：8.1实行安全责任制，建立安全保证体系，组成项目经理任组长的安全领导小组，现场设专职安全员，班组设兼职安全员，逐级负责日常安全工作。 8.2操作人员进行职业健康安全教育培训，掌握健康状况，培训合格后上岗操作。8.3根据工程特点、施工工艺、作业条件、队伍素质编制有针对性的安全方案，列出危险源点和安全作业注意事项。8.4严格执行安全技术交底工作，按“施工组织设计”及“施工方案”的要求进行细化和补充，并将操作的安全注意事项讲明、讲清。8.5配备口罩、防水手套、防风眼镜等，作好施工人员的劳动保护。9.环保措施根据《中华人民共和国环境保护法》及施工所在地的法规和标准施工，具体有如下措施：9.1施工中将多余废料集中处理，所排污水均要达到国家排放标准。9.2施工过程中产生的废弃物，按监理工程师要求并结合当地情况堆放至指定地点统一处理，不随意丢弃，避免污染。9.3施工场地及时进行恢复处理，剩余的浆液选择合适的途径处理，严禁将浆液直接向河道等水流倾倒，避免浆液对环境造成污染。10.效益分析该工法在安徽裕溪船闸扩建工程上闸首基坑支护及下闸首无为大堤截渗墙中应用，并应设计院要求做了相关围井试验，效果明显，各项指标能满足设计要求。操作方便，容易控制，施工成本费用较低；施工安全可靠，可有效改良土体，相对固化，提高承载力，提高抗渗能力。此工法可以在同类基坑开挖施工中使用，起到提高边坡稳定性、保护临近结构物、截流抗渗的作用，具有一定的社会效益。 11.应用工法可推广应用于工程基坑开挖过程中需要提高边坡稳定性、保护临近建筑物、防止基坑底部隆起；防止小范围塌方滑坡、锚固地基；堤坝基防渗、地下连续墙及止水帷幕补缺，防冒水；防止洪水冲刷等地基处理项目，有效的提高相关工程施工中的安全性。'