高压旋喷桩方案设计说明书2

松滋市临港工业园荣成纸业场地平整工程（一标）挡土墙防护高压旋喷桩成孔工艺措施施工方案宏业建筑工程2015年10月18日目录一．工程概况 (3)二．方案说明 (3)三．高压旋喷桩(高压喷射注浆)的施工进度及工艺要求 (6)1.施工进度 (6)2.工艺要求 (6)四．高压旋喷施工工艺 (7)1.桩位测设 (8)2.确定工艺参数 (8)3.钻机钻孔 (9)4.下喷射管 (10)5.搅拌制浆 (10)6.喷射作业 (11)7.冒浆 (12)8.充填回灌 (12)9.清洗结束 (13)10.技术要求 (13)五．冲击钻机施工可行性分析 (15)1.施工工艺 (15)2.与旋挖钻孔灌注桩比较 (20)一．工程概况工程名称：临港工业园荣成纸业挡墙防护，高压旋喷桩土体加固工程工程地点：本项目位于松滋市临港工业区。

现地面高程为68.55-86.5米，拟建场地完成后地面高程为100米。

挡土墙整体呈南北走向，长度约为602.65米地质情况：场地原始地层主要有○1杂填土，○2粉质粘土，（三）粉质粘土夹卵石，○4细砂及砂岩，具体物理力学性质详见勘察报告。

现经过场地挖填方，支护桩施工场地大部分是通过填方整平，填方深度约为8米—10米。

二．设计方案由于本工程旋挖钻孔灌注桩的施工作业面，多为回填土，且回填厚度较大（约为8米—10米），在钻孔灌注桩施工时，塌孔现象严重，对桩的施工进度和质量造成了很大影响，现场具体施工情况如下：我公司旋挖1#机9月14日进场，9月29日放控制点，10月2日开始施工JK段到10月14日施工149#桩时，钻进4m左右出现大面积垮孔塌方，不能开钻，移机到GF段128#桩钻到6m左右出现垮塌，无法施工，10月15日移机EF段98#桩再进行施工，成孔后准备下钢筋笼时，此孔7m处垮塌后停工我公司旋挖2#机10月3日进场，5日开始施工AB段，10月10日晚上11点半，在灌注完26#桩后，25#桩已成孔钢筋笼已下好，两桩之间垮塌，围扩大，造成两孔之间连通，无法灌注，11日在距25#桩9m处的22#桩进行施工时，钻至10m左右，护筒以下开始塌孔，导致钻杆被埋，采取多种措施将钻杆侥幸拔出，下午移至A点施工1#桩，下钻至1.5米时，又出现塌孔，导致无法安放护筒下钻，后调整施工方案，采用泥浆护壁，10月13日，挖掘泥浆池，调好泥浆后，施工16#桩，在钻进8m处垮孔（后附现场施工图片），仍然无法施工，为保证本工程的顺利进行，我公司采用了多种方案，首先对护筒进行加长加深处理，效果甚微，因为塌孔位置在5-10米，继续加长护筒一是施工难度很大，甚至下不到10米位置，结果是不能有效防止塌孔；二是施工进度极为缓慢，长护筒下放垂直度要求极为严格，垂直度必须小于0.5%，稍有偏差就无法进行施工，因为垂直度大于0.5%，在施工过程中钻头在上下中将会把护筒挂起，多次挂动护筒后会再次引发塌孔，甚至会造成机具被埋的高额损失事故，再其次下长护筒费工费时，护筒必须在孔口焊接，（一）是不能保证焊接质量，（二）是不能保证护筒同心度，（三）是焊接时间长，每天只能施工一至二根桩且还不能保证成桩质量，施工进度将十分缓慢，严重影响工期；（四）是成本大，因为平均每孔下10米护筒，每米护筒造价1500元，每根桩增加15000元，且钢护筒直径1.7米（每米2.27方），桩直径1.5米（每米1.77方），每米增加混凝土0.5方，10米长的护筒增加混凝土5方，每方混凝土330元，即每根桩增加混凝土造价1650元，118根桩将合计增加成本（钢护筒15000元+混凝土1650元+140元）*118根=1981220元。

现场将干成孔工艺改成泥浆护壁工艺后，仍然无常施工；因为该地层遇水后极易塌孔，再就是回填厚度大，泥浆漏失严重，不能保证泥浆水头高度，造成泥浆护壁比干成孔塌孔更为严重；粘土搅浆护壁与泥浆粉搅浆护壁效果基本相同，因为该区域地层属后期的粉细砂类回填物，本身结构松散，相互之间没有密实结构，在自然堆积时就出现下滑流淌，如在孔泥浆中钻头上下活动，更易引起孔壁垮塌，13号用泥浆施工的16#桩的过程已经证明了泥浆护壁方案亦不可行；如果发生成孔后坍塌，将会造成孔底沉渣过厚，混凝土严重超方，相邻桩无法施工等严重后果，沉渣大将会造成沉降不均匀，沉降不均匀将会使挡土墙开裂倒塌，即使少许桩勉强能够成桩也会因泥皮过厚，沉渣过大造成沉降不均匀。

在就是在钢筋笼下放过程中极易将泥皮刮掉而造成塌孔，在泥浆漏失严重的情况下孔壁稳定性极差，稳定时间极短，而下钢筋笼时间又长，也会发生塌孔，影响成桩质量。

搅拌桩地基处理单桩费用相对较小，但工程量较大施工工期较长费用也大，搅拌桩直径500mm，450米长，2米宽区域需布桩3600根，每根10米，即36000米，每米40元，需总费用1440000元，然而该区域回填土中有大量的大石块，搅拌桩遇障碍也无常施工，二是现场电功率不足也无法满足搅拌桩施工要求，搅拌桩用电现场必须安装250KW变压器，而安装变压器需报电力公司审批，时间长，将严重影响工期。

采用发电机将又会大大增加成本。

我方也多次以联系函方式向业主、监理及指挥部反映了实际情况，工业园主要领导也多次到现场实际勘查，设计及勘查也没有处理意见。

应业主及指挥部要求，根据我公司多年施工经验，组织技术人员对多种施工方案在工程质量、工程有效性、环境可行性、最低成本控制方面进行了对比后，方案是结合现场实际地层情况必须采用高压旋喷桩对土体进行加固处理后，再进行钻孔灌注桩的施工的方案，才能满足钻孔灌注桩要求，保证工程的施工工期和施工质量要求。

高压旋喷14天可完成全部工作量，钻孔灌注桩在高压旋喷完成后2天完成全部工程量。

三．高压旋喷桩(高压喷射注浆)的施工进度及工艺要求1.施工进度拟投入两台高压旋喷设备，每天每台设备可施工300米，两台可施工600米。

总工程量为8330米，14天可完成所有高压旋喷桩施工。

2.工艺要求（1）水泥采用P.S.A32.5级水泥，要求水泥应新鲜、干燥、无结块现象，加固体28天强度标准值不小于1.0MPa。

（2）喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m。

钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm；桩身垂直度偏差不大于1/150，桩径偏差不大于10mm。

（3）水泥用量不少于550kg每立方米旋喷喷桩，水泥浆液水灰比为0.8，水泥将的搅拌时间不得少于3min，水泥浆自制备至施工完的时间不得超过4小时，否则作废浆处理。

（4）实际孔位、孔深和每个钻孔的地下障碍物，洞穴，涌水，漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。

（5）喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。

四．高压旋喷施工工艺高压旋喷桩系利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头，以高速水平喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升(10cm～25cm/min)，使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固，形成具有一定强度（0.5～8.0MPa）的圆柱固结体（即旋喷桩），从而使地基得到加固。

高压旋喷桩的工作情况如图所示。

高压旋喷桩工作示意图高压旋喷桩的施工工艺流程如图4.1-2所示：1.桩位测设（1）测量放线:根据设计的施工图和坐标网点测量放出施工轴线。

（2）确定孔位:在施工轴线上确定孔位，编上桩号、孔号、序号，依据基准点进行测量各孔口地面高程。

桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于50mm 。

2.确定工艺参数该标段高压旋喷桩施工采用单重管法，采用PSA32.5水泥，水泥总用量为5503/kg m 。

水泥浆液的水灰比0.8。

为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前进行试桩，以校验施工工艺参数是否合理，现根据试桩用工艺提出高压旋喷桩工艺参数如表所示：经试桩验证高压旋喷桩工艺参数切实可行，试桩质量高，则按照表中的各项控制参数进行高压旋喷桩的后续施工。

3.钻机钻孔（1）钻机就位。

钻机主钻杆对准孔位，用水平尺测量机体水平、立轴垂直，钻机要垫平稳牢固。

（2）钻孔口径应大于喷射管外径20～50mm，以保证喷射时正常返浆、冒浆。

（3）施工场地勘察资料不详时，每间隔20m布置一先导孔，查看终孔时地层变化。

（4）造孔每钻进5m用水平尺测量机身水平和立轴垂直1次，以保证钻孔垂直。

（5）钻进过程中随时注意地层变化，对孔深、塌孔、漏浆等情况，要详细记录。

（6）钻孔终孔深度应大于开喷深度0.5～1.0m，以满足少量岩粉沉淀和喷嘴前端距离。

终孔后将孔残留岩芯和岩粉捞取置换干净。

（7）孔深达到设计深度后，进行孔测斜，孔深小于30m时，孔斜率不大于0.5%。

（8）测量孔深:钻孔终孔时测量钻杆钻具长度，孔深大于20m时，进行孔测斜。

4.下喷射管钻孔经验收合格后，方可进行高压喷射注浆，下喷射管前检查以下事项。

（1) 测量喷射管长度，测量喷嘴中心线是否与喷射管方向箭一致，喷射管应标识尺度。

（2) 将喷头置于高压水泵附近，试压管路应小于20m，试喷调为设计喷射压力。

（3) 施工时下喷射管前进行地面气、浆试喷，即设计喷射压力＋管路压力。

（4) 设计喷射压力＋管路压力为施工用的标准喷射压力，更换喷嘴时重新调试。

（5) 摆喷施工下喷射管前，应进行地面试喷并调准喷射方向和摆动角度。

（6）在下喷射管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，若压力过高，则易将孔壁射塌。

5.搅拌制浆搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应，并应能保证均匀、连续地拌制浆液。

保证高压喷射注浆连续供浆需量。

本标段高压旋喷桩施工采用单重管法。

水泥浆液的水灰比0.8。

要注意高压喷射注浆管路的防寒保暖工作，在浆液使用前，检查输浆管路和压力表，保证浆液顺利通过输浆管路喷入地层。

6.喷射作业高压喷射注浆法为自下而上连续作业。

（1) 当注浆管下至设计深度，喷嘴达到设计标高，即可喷射注浆。

（2) 开喷送入符合设计要求的气和水泥浆，待浆液返出孔口正常后，开始提升。

水泥浆液流量大于30L/min，气压不宜小于0.7MPa，旋喷提升速度10～25cm/min。

（3) 高压喷射注浆喷射过程中出现压力突降或骤增，必须查明原因，及时处理。

（4) 喷射过程中拆卸喷射管时，应进行下落搭接复喷，搭接长度不小于0.2m。

（5）喷射过程中因故中断后，恢复喷射时，应进行复喷，搭接长度不小于0.5m。

（6) 喷射中断超过浆液初凝时间，应进行扫孔，恢复喷射时，复喷搭接长度不小于1m。

（7) 喷射过程中孔漏浆，停止提升，直至不漏浆为止，继续提升。

（8) 喷射过程中孔严重漏浆，停止喷射，提出喷射管，采取堵漏措施。

7.冒浆在旋喷过程中，往往有一定数量的土颗粒，随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面，通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况，判断旋喷的大致效果和断定参数合理性等，根据经验，冒浆（有土粒、水及浆液）量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因及时采取相应措施。