旋喷桩工艺和方法

旋喷桩工艺和方法

4.1.1施工工艺流程 旋喷桩施工流程详见下图。

(a)钻机就位钻孔(d)边旋喷边提升钻孔机械旋喷管(a)(b)(c)(d)(e)高压胶管压浆车(b)钻孔至设计高程(e)旋喷结束成桩(c)旋喷开始图4.1-1 旋喷桩工艺流程

技术准备物资准备施工设施准备作业条件准备施工方案技术交底施工准备钻机就位钻杆垂直调整钻 孔插管、试喷旋喷注浆作业拔管、冲洗浆液配制质量记录检 验结 束不符合处置和再验收 图4.1-2 高压旋喷桩施工流程图

4.1.2施工方法 4.1.2.1施工前准备 (1)材料要求

水泥采用P.042.5普通硅酸盐水泥，要求新鲜无结块。为消除离析，一般再

加入水泥用量3%的陶土、0.9‰的碱。浆液宜在旋喷前1h 以内配制，使用时滤去硬块、砂石等，以免堵塞管路和喷嘴。

(2)试桩及技术参数

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。根据设计图纸及规范，结合工程施工经验，确定旋喷桩主要施工技术参数如下：

⑴注浆管：提升速度12～18cm；旋转速度10～20r/min. ⑵水：压力20～25Mpa；流量70～80L/min. ⑶水泥浆液压力：＞20Mpa；流量＞60Lmin. ⑷空气：压力0.7Mpa ⑸水灰比：1:1

试桩根数为5根，试桩技术参数见下表4.1-1。

表4.1-1 试桩技术参数表

序号 1 2 3 4 5 6 7 项目 压缩空气压力 水泥浆液水灰比 水泥浆喷射压力 水泥浆流量 注浆管提升速度 注浆管喷嘴直径 注浆管旋转速度 单 位 MPa / MPa l/min cm/min mm r/min 1#试桩参数值 0.7 1.0 25 70 10 2.2 15 2#试桩参数值 0.7 1.0 25 70 12 2.2 15 3#试桩参数值 0.7 1.0 25 70 15 2.2 15 4#试桩参数值 0.7 1.0 25 70 18 2.2 15 5#试桩参数值 0.7 1.0 25 70 20 2.2 15 试桩施工完成后，根据试桩的施工效果确定不同地层选用的最佳施工技术参数。

4.1.2.2场地平整

正式施工前进行现场周边管线调查后，清除施工场地地面以下2米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施。然后整平、夯实；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”。

4.1.2.3桩位放样

施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，

用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。

4.1.2.4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，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。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。

灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，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。

4.1.2.5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，保证钻杆应与桩位一致，钻孔定位偏差应在50mm以内，钻孔垂直度偏差小于1.5%。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，保证孔底标高满足设计深度。

4.1.2.6引孔钻进

钻机施工前，应首先在地面进行试喷，在钻孔机械试运转正常后,开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。

⑴钻孔方法：采用泥浆护壁、回转钻进的方法施工。 ⑵钻孔直径和深度

采用直径为150mm的钻机引孔、高压清孔后旋喷注浆。对于持力层为土层的情况加固深度为：旋喷桩应打设至强风化岩层底部或中风化岩层顶面下0.5m。

⑶钻孔施工时采取预防孔斜的措施，钻机安放要平稳牢固，加长岩芯管长度，钻进中每加一次钻具找平一次。在校直纠偏检查中，利用垂球（高度不得低于2米）从垂直两个方向进行检查，若发现偏斜，则在机座下加垫薄木块进行调整

⑷钻进过程中，出现泥浆严重漏失，孔口不返浆时，可采取加大泥浆浓度、泥浆中掺砂、向孔内充填堵漏材料或对漏失段先行灌浆等措施，直至孔口正常返浆后再继续钻进。

⑸固壁泥浆

采用优质粘土作为制浆用主要材料，钻孔时孔上返出的冒浆经沉淀重新利用，当泥浆中的含砂量超过要求时，予以废弃，以防孔内事故发生。

⑹钻进暂停或终孔待喷时，孔内应充满泥浆，防止塌孔，孔口加以保护。 ⑺钻进时应详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等特殊情况及其处理措施。

4.1.2.7拔出岩芯管、插入注浆管

引孔至设计深度后，拔出岩芯管，并换上喷射注浆管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边插管，水压不得超过1Mpa，以免压力过高，将孔壁射穿，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。

4.1.2.8旋喷提升

当喷射注浆管插入设计深度后，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，调整旋喷参数。

4.1.2.9旋喷的施工工艺

⑴地面试喷：钻孔验收、高喷台车就位并对准孔口后，首先应进行地面试喷； ⑵开喷：喷射管下到设计深度后，拌制水泥浆液，供浆、供气开喷。等各压力参数和流量参数均达到要求，且孔口已返出水泥浆液时，即可按设计的提升速度进行旋转喷射灌浆。

⑶高喷灌浆应保持全孔连续一次作业，作业中拆卸喷射管等停顿后，重复喷射灌浆长度不小于0.1m。

⑷在高喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增，孔口回浆浓度和回浆量异常，甚至不返浆等情况时，查明原因后及时处理。

⑸当孔内出现严重漏浆，应停止提升，向孔内冲填粗砂、土等堵漏材料，并降低水压力、流量，在喷射水流中掺加速凝剂，加大浆液密度或进行原地灌水泥砂浆、水泥粘土浆。孔口冒浆正常后，方可继续提升。

⑹供浆正常情况下，孔口回浆密度变小，不能满足设计要求时，拟采取加大进浆密度的措施予以处理。

⑺如灌浆过程中发生串浆，则首先填堵被串孔，继续串浆孔的高喷灌浆；待其结束后，尽快进行被串孔的扫孔，喷射。

⑻在旋喷注浆过程中，要观察冒浆情况，以及时了解土层性质和旋喷效果，验证喷射参数是否合理。冒浆量小于注浆量的20%时，仍为正常现象，如超过20%或完全不冒浆时。则要查明原因，采取相应措施。

⑼喷浆必须连续不中断，高喷灌浆因故障后恢复施工时，停机小于40分钟，可重新下入0.5m后开喷、提升；若停机大于2小时，必须重新钻至设计深度后重新旋喷。

⑽高喷灌浆结束后，充分利用孔口回浆或水泥砂浆对已完成孔进行及时回灌，直至浆液面不再下降为止。

⑾施工中要如实记录高喷灌浆的各项参数、浆液材料用量、异常情况及处理措施等。

4.1.2.10废弃浆液处理

喷射注浆施工中，将产生不少废弃浆液。为确保场地整洁和顺利施工，在施工前拟在场地内设置泥浆池，泥浆在施工中抽排汇入泥浆池中，待泥浆固结后再外运处理。

4.1.2.11清洗和钻机移位

向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，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。清洗完毕后将钻机移位。

4.1.3施工注意事项、

(1)施工前，要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，合格后方可喷射浆液。

(2)喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即进行检查排除故障。

(3)不正常冒浆处理：注浆时，孔内浆液沿注浆管冒出，当冒浆量不超过注浆量的20%为正常，如果超过20%或完全不冒浆，应查明原因。

冒浆量大：有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量超出喷浆固结所需，可提高喷射压力，适当缩小喷嘴直径，加快提升速度。

不冒浆：地层中有较大空隙，浆液流失。可在浆液中掺入适当的水玻璃，加

快与土层颗粒固结，在空隙大的地层，注入大量浆液，填满后提升。

(4)当发现浆液初凝时间超过20h（正常初凝时间为15h左右），应及时停止使用该水泥。

(5)在不同深度，针对地层土质情况，选用合适的旋喷参数，在深层、硬土应增加压力和流量或适当降低旋转和提升速度。

(6) 高压喷射注浆完毕，迅速拔出注浆管彻底清洗注浆管和注浆泵，防止凝固堵塞。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时在原孔位采用冒浆回灌或二次注浆等措施。

(7)相邻两根旋喷桩施工间隔时间≥24h。

(8)旋喷过程中保证桩体的连续性，若因故停止，第二次旋喷的接桩长度必须大于50cm。

(9)施工中做好泥浆处理，及时将泥浆运出。 4.2旋喷桩施工质量检验

旋喷桩加固后土体28d无侧限抗压强度不得小于1MPa，渗透系数不大于1*10(-6)cm/s。旋喷桩截水帷幕质量检验应符合下列规定：

钻孔取芯点数量不宜少于总桩数(孔数)的0.5%，且不宜少于3点。芯样直径应大于80mm，做单轴极限抗压强度试验及室内渗透试验；

旋喷桩施工质量检验标准见下表4.2-1。

表4.2-1 旋喷桩施工质量标准

序号 1 2 3 4 1 2 3 4 一般项目 主控项目 检验项目 水泥及外掺剂质量 水泥用量 桩体强度或完整性检验 地基承载力 钻孔位置 钻孔垂直度 孔深 注浆压力 单位 / / / / mm % mm MPa 允许偏差或允许值 符合出厂要求 设计要求 设计要求 设计要求 ≤50 ≤1.5 ±200 ＞20 检验方法 查看产品合格证、抽样送检 查看流量表及水泥浆水灰比 按规定方法 按规定方法 用钢尺量 吊垂线用钢尺量 用钢尺量 查看压力表

序号 5 6 7 检验项目 桩体搭接 桩体直径 桩身中心允许偏差 单位 mm mm / 允许偏差或允许值 ＞200 ≤50 ≤0.2D 检验方法 用钢尺量 开挖后用钢尺量 开挖后桩顶下500mm处用钢尺量，D为桩径