1、區間路基高壓旋噴樁基底處理施工方案1、編制依據國家、鐵道部和地方政府的有關政策、法規和條例、規定;國家和鐵道部現行設計規范、施工指南、驗收標準;新建鐵路長沙至昆明客運專線TJ3標(云南省)區間路基設計圖(第十、十一冊)新建鐵路長沙至昆明客運專線TJ3標(云南省)路基工程設計專用圖新建鐵路客運專線長沙至昆明(云南段)指導性施工組織設計;新建鐵路客運專線長沙至昆明(云南段)TJ3標實施性施工組織設計;新建鐵路客運專線長沙至昆明(云南段)區間路基實施性施工組織設計; 新建鐵路長沙至昆明客運專線(云南段)站前綜合工程施工技術交底現場實際調查情況。2、工程概況(1)設計范圍:D1K1079+360-D1
2、K1081+631.45段區間路基共計有5段路基基底處理采用高壓旋噴樁處理,分別為DK1079+452DK1079+530段、DK1079+785DK1079+800.066段、DK1079+895.934DK1079+908段、DK1080+026DK1080+044.333段和DK1081+586.5DK1081+631.45段。旋噴樁樁徑0.5m, 樁間距1.21.2m呈正三角布置,樁體的加固深度打入下臥層不小于0.5m,如下臥層為基巖則至基巖頂面。樁頂鋪設0.6m厚加筋碎石墊層,加筋為兩層雙向80kN/m土工格柵。(2)D1K1079+452D1K1079+530段地層為泥灰巖夾灰巖全
3、風化帶,風化嚴重,呈土狀,屬級硬土,局部表層覆蓋12m粉質黏土,褐紅色,硬塑。CFG樁持力層為泥灰巖夾灰巖強風化帶。加固范圍內最大填高為7m,大、小里程兩端為挖方基底加固。D1K1079+785D1K1079+800.066段地層為粉質黏土及泥灰巖夾灰巖全風化帶。粉質黏土,褐紅色,硬塑。粘粒為主,粉粒次之,粘性較好,厚02m,分布于段內丘坡表層,屬級普通土。泥灰巖夾灰巖全風化帶,風化嚴重,呈土狀,屬級硬土。加固范圍內最大填高為2.5m。D1K1079+895.934D1K1079+908段地層為粉質黏土及泥灰巖夾灰巖全風化帶。粉質黏土,褐紅色,硬塑。粘粒為主,粉粒次之,粘性較好,厚02m,分布
4、于段內丘坡表層,屬級普通土。泥灰巖夾灰巖全風化帶,風化嚴重,呈土狀,屬級硬土。樁持力層為泥灰巖夾灰巖強風化帶。加固范圍內最大填高為2.5m,部分為挖方基底加固。D1K1080+026D1K1080+044.333地層為泥灰巖夾灰巖全風化帶,風化嚴重,呈土狀,屬級硬土。CFG樁持力層為泥灰巖夾灰巖強風化帶。加固范圍內最大填高為4.8m,部分為挖方基底加固。D1K1081+586.5D1K1081+631.45段地層為紅粘土,褐黃色,硬塑,夾含15碎石角礫,石質成分為強風化泥灰巖,屬級普通土。CFG樁持力層為灰巖弱風化帶。加固范圍內最大填高為3.5m,部分為挖方基底加固。(3)本段地層構成自上而下
5、依次為:1、松軟土;2、 黏土 ;3、泥灰巖。(4)本段地表水主要為水池水,主要受大氣降水、灌溉渠水補給。3、施工地點該5段地基基底加固區域施工便道已經全部打通,并且靠近鄉村便道,交通便利,原地面已經開挖至控制標高,并進行平整,使其滿足施工機械進場施工條件。4、施工準備4.1施工技術準備(1)施工前,對孔樁位置障礙物進行清理。(2)根據地層的情況選擇合適的鉆孔設備。(3)完成施工現場的平面布置。(4)設計編制人員及技術主管同現場技術及施工人員召開會議、做詳細技術交底及總體施工規劃。(5)根據基準樁、水準點及施工要求進行樁位放線及水準測量。(6)協調施工現場管轄部門及附近單位的關系,保證施工的順
6、利進行。(7)人員、機械設備進場之前必須進行報驗,檢定。(8)所需材料水泥及外摻劑進場;(9)施工用水、施工用電的連接及臨時設施搭建。(10)對施工人員進行生產、技術、質量、安全等全方面的交底。(11)設備調試和檢驗;4.2現場平面布置(1)施工場地不超出施工用地范圍,以滿足施工生產和現場管理為主,盡量減少對已有道路交通的干擾;(2)方便施工組織;(3)經濟合理、簡潔美觀,安全防火;(4)充分利用既有交通,減少施工臨時便道工程;5、施工安排 施工作業班組配備如下鉆機人員:8人,拌漿人員:8人,其他人員:4人。設備配置及其報驗檢測序號設備型號單位數量狀態1旋噴鉆機MGJ-50臺4良好2旋噴鉆機配
7、件套43攪漿機 臺44潛水泵 臺若干5運輸車臺26旋噴鉆頭個若干7壓力表個48高壓泥漿泵臺4機械設備的完好程度是影響工期和施工質量的主要因素之一,所有設備進場前做好保養,并做好報驗及檢測工作,保證機械完好進場。6、施工工藝與技術要求6.1 高壓旋噴樁施工原理高壓旋噴樁施工原理是利用鉆機的鉆具將帶有噴嘴的鉆頭鉆進至設計深度后,在高壓泵高壓的作用下,將一定水灰比的水泥漿液,通過高壓管泵送至鉆頭,使所注入的高壓水泥漿液經過噴嘴噴射出來,沖擊、切割周圍土體;同時鉆具又以一定速度旋轉并進行提升,這樣水泥漿液強制攪拌周圍土體形成圓柱體的樁體。由于漿液克服地層阻力而滲入周圍地層空隙中,依靠水泥漿液特性、固化
8、地層,使得地層強度得以提高。6.2 工藝流程施工工藝流程見下圖。6.2.1施工準備:熟悉旋噴樁加固設計以及現場有關情況和要求;根據施工作業面的具體情況布置設備安設位置,檢查進場設備完好情況以及鉆具配套的完整性;正式施工前必須試鉆,通過試鉆檢查設備對地層的適應性,并核對地質資料,確定正式施工的技術參數。6.2.2測量放線測量組根據設計尺寸、在現場放樣出需施工旋噴樁的軸線,在軸線上用竹片或筷子標出每根樁的中心位置,現場交底于作業隊及生產管理人員。6.2.3鉆機就位根據施工放線,移動鉆機至設計孔位使鉆頭對準旋噴樁設計中心,并作好試運轉,同時挖好排漿溝和廢漿池。并進行鉆機調試,首先進行低壓(0.5MP
9、a)射水試驗,用以檢查噴嘴是否暢通,壓力是否正常。6.2.4鉆孔射水試驗后,即可開鉆,射水壓力由0.5MPa增至1.0MPa,目的是減小摩擦阻力,防止噴嘴被堵。當第一根鉆桿鉆進后,停止射水。此時壓力下降,接長鉆桿,再繼續射水、鉆進,直到鉆至樁底設計標高。測 量 放 線鉆 機 就 位旋 噴旋 噴 結 束移開鉆機至下一樁位場地清理水泥漿液拌制鉆 孔接 長 鉆 桿鉆 孔 結 束過 濾高壓泵對漿液加壓高壓泵將漿液送往鉆機施 工 準 備高壓旋噴樁施工工藝流程圖6.2.5漿液配制配制漿液與鉆孔同時進行。其中DK1079+452DK1079+530段、DK1079+785DK1079+800.066段、DK
10、1079+895.934DK1079+908段和DK1080+026DK1080+044.333段漿液配比為水灰比=1;1(重量比)。水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥,水要清潔,酸堿度適中。水泥漿液添加外加劑,如石膏、三乙醇胺、木質素碳酸鈣,其摻量分別取水泥重量的2%、0.05%和0.2%。和DK1081+586.5DK1081+631.45段地下水具有侵蝕性采用水泥+粉煤灰漿液漿液配比選定后,首先將水加入桶內,再將水泥倒入,開動攪拌機攪拌1020分鐘,而后擰開攪拌桶底部閥門,放入第一道過濾篩(孔徑為2mm),過濾后流入漿池,然后通過泥漿泵抽進第二道過濾篩(孔徑為1mm),進行第二道過濾后,流入
11、泥漿桶備用。泥漿桶內的漿液,通過高壓泵加壓到2025MPa后,經高壓管送至鉆機用于旋噴。6.2.6旋噴鉆孔至樁底設計標高后,停止射水,鉆桿開始旋轉和提升,由下而上進行旋噴,旋噴過程中嚴格控制提升速度和旋噴速度。6.2.7拆卸鉆桿在旋噴過程中,當上面第一根鉆桿完全提出地面后,停止壓漿,待壓力下降后,迅速拆卸鉆桿,然后繼續壓漿,當壓力升至設計旋噴壓力時,重新開始旋噴。6.2.8拔管及沖洗噴到樁高后,注漿泵停機,立即拔出注漿管,用清水沖洗管路,防止凝固堵塞。移動鉆機至下一樁位,重復上述作業。6.2.9廢漿處理廢漿由導溝引向廢漿池,待廢漿池漿液存放2-3天,漿體硬化后,統一用車運走。6.3 施工工藝參
12、數根據試樁結果確定如下參數:壓 力:2025MPa;提升速度:1520cm/min;鉆孔轉速:1020r/min;水泥漿流量:4070L/min;噴嘴:1.8mm;采用42.5Mpa普通硅酸鹽水泥,水灰比為1:1;6.4 質量檢測1)高壓旋噴樁應采用取芯對樁身質量和樁身強度進行檢驗,檢驗點的數量按成樁總數的2,且每檢驗批不少于3根。檢測點位置應由監理工程師指定。2) 檢驗點應布置在下列部位: a 有代表性的樁位;b 施工中出現異常情況的部位;質量檢驗標準表項目序號檢查項目允許偏差檢查方法單位數值主控項目1水泥及外摻劑質量符合要求查產品合格證或抽樣送檢2漿液拌制設計要求現場抽檢3旋噴樁的數量、布
13、樁形式設計要求觀察、現場清點4旋噴樁施工過程中施工設備貫入地層的反應設計要求現場記錄5旋噴樁長度設計要求現場測量6注漿過程中的各項參數設計要求現場記錄一般項目1樁體垂直度%1測量儀器或吊鉆桿垂直度2樁位(縱橫向) mm50測量儀器或鋼尺3樁體有效直徑不小于設計值鋼尺測量c 地基情況復雜,可能對高壓旋噴樁質量產生影響的部位。3)質量檢驗宜在高壓旋噴樁結束28d 后進行。4)豎向承載旋噴樁地基竣工驗收時,承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗和單樁載荷試驗。5)荷載試驗必須在樁身強度滿足試驗條件時,并宜在成樁 28d 后進行。6)所有的試驗及檢驗報告應及時提交監理工程師審查,在得到書面許可后方可進行下一
14、道工序的施工。6.5 施工注意事項1)噴射孔與高壓注漿泵的距離不宜大于 50m,鉆孔的位置與設計位置的偏差不得大于50mm。實際孔位、孔深和每個鉆孔內的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及與巖土工程勘察報告不符等情況均應詳細記錄。2)施工前應在監理工程師的旁站監督下,對漿液流量、噴漿壓力、噴嘴提升等進行標定。3)成樁過程中鉆桿的旋轉和提升必須連續不中斷,拆卸鉆桿續噴時,注漿管搭接長度不得小于100mm。4)旋噴注漿施工時,鄰近不得進行抽水作業,對砂土、粉土、粘性土,在旋噴樁完成3天后,方可進行抽水作業,需提前抽水作業的,注漿施工時需使用速凝或早強漿材。5)水泥漿拌制系統應配有可靠的計量裝置。水泥漿宜
15、在旋噴前一小時內攪拌,旋噴過程中冒漿量應控制在10-25%。6)在施工中泥漿管理影響文明施工,必須在開工前做好規劃,做到有計劃的堆放或廢漿及時排出現場,保持場地文明。7)做好專門詳實的施工記錄,包括:測量定位、漿液配比、噴降壓力、漿液流量、噴嘴提升速度、成樁深度、復噴等。8)樁與樁搭接時間間隔不應大于24小時,如間歇太長,需立即通知監理工程師,待監理工程師確定后,搭接質量無保證時,采取局部補樁或注漿等措施。9)當噴射注漿過程中出現下列異常情況時,需及時同監理工程師查明原因并采取相應措施進行補救,排除故障后復噴高度不得小于500mm:6.6 施工質量控制要點在本工程中,施工必須嚴格遵守建筑地基處
16、理技術規范(JGJ79-2002)等國家規范的有關條文和設計圖紙進行施工,確保工程質量。為了使施工質量能夠滿足設計要求,不但要有完善的施工質量人員保證體系,還要在具體施工過程中,嚴格控制好各道工序的施工質量。(1)正式施工前,各機械必須進行試運轉,待各機械性能穩定、管路連接牢固密封,各運行參數符合設計要求后,方可施工。(2)本工程設計樁長或樁端標高變化不一,每一孔號正式鉆孔、噴射注漿前,技術員必須按照設計要求把該孔號的鉆孔深度、下管深度、噴射注漿長度、搭接長度、超噴長度等參數以書面形式通知操作人員,并現場驗證孔位后方可正式鉆孔、噴射注漿。 (3)鉆機塔架必須安放穩定、導孔垂直度滿足設計要求,導
17、孔過程中遇到的異常現象必須準確記錄,經監理工程師同意可終止鉆孔。施工中通過吊垂線控制鉆機塔架的垂直度來控制鉆孔垂直度。常見問題產生原因及預防措施表常見問題產生原因預防措施及處理方法固結體強度不勻、縮頸噴漿設備出現故障(管路堵塞、串漏、卡鉆)拔管速度、旋轉速度及注漿量沒能配合時,造成樁身直徑大小不均,漿液有多有少噴射的漿液與切削的土粒強制拌和不充分、不均勻,直接影響加固效果穿過較硬的粘性土,產生縮頸出現不冒漿或斷續冒漿時 噴漿前,先進行壓水壓漿壓氣試驗,一切正常后方可配漿,準備噴射,保證連續進行。配漿時必須用篩過濾。根據固結體的形狀及樁身勻質性,調整噴嘴的旋轉速度、提升速度、噴射壓力和噴漿量控制
18、漿液的水灰比及稠度,嚴格要求噴嘴的加工精度、位置、形狀、直徑等,保證噴漿效果對易出現縮頸部位進行定位旋轉噴射或復噴的辦法系土質松軟則視為正常現象,可適當進行復噴;若系附近有空洞、通道,則應不提升注漿管繼續注漿自至冒漿為止或拔出注漿管侍漿液凝固后重新注漿壓力上不去安全閥和管路接頭處密封圈不嚴而有泄漏現象泵閥損壞,油管破裂漏油安全閥的安全壓力過低,或吸漿管內留有空氣或密封圈泄漏栓賽油泵調壓過低應停機檢查,經檢查后壓力自然上升,并以清水進行調壓試驗,以達到所要求的壓力為止壓力驟然上升噴嘴堵塞高壓管路清洗不凈,漿液沉淀或其他雜物堵塞管路泵體或出漿管路有堵塞應停機檢查,首先卸壓,如噴嘴堵塞,將鉆桿提升,
19、用銅針疏通其他情況堵塞應松開接頭進行疏動,待堵塞消失后再進行旋噴鉆孔沉管困難偏斜、冒漿遇有地下埋設物,地面不平不實,鉆桿傾斜度超過1%注漿量與實際需要量相差較多放樁位點時應釬探,遇有地下埋設物應清除或移樁位點噴射注漿應先平整場地,鉆桿應垂直,傾斜度控制在1%以內利用側口式噴頭,減小出漿口孔徑并提高噴射能力,使漿液量與實際需要量相當,減少冒漿控制水泥漿液配合比固結體頂部下凹旋噴樁在水泥漿液與土攪拌混合后,由于漿液的析水特性,會產生一定的收縮作用,因而造成在固結體頂部出現凹穴。其深度隨土質漿液的析水性、固結體的直徑和長度等因素的不同而異在旋噴樁施工完畢,將固結體頂部鑿去部分,在凹穴部位用混凝土填滿
20、或直接在旋噴孔中再次注入漿液,或在旋噴注漿完成后,在固體的頂部0.51.0m,在原位提桿再注漿復噴一次加強(4)每一孔號鉆孔、噴射注漿結束前必須經監理工程師驗證深度后方可終止。由于鉆桿長度是一定的,因而通過鉆桿數量即可控制孔深。 (5)保持引孔泥漿性能,孔壁完整,確保高噴管順利下至孔底。(6)高壓泥漿泵的壓力必須滿足設計要求,當壓力出現驟然下降、上升或冒漿異常現象時,必須停機檢查原因,待排除故障后方可恢復工作。(7)漿液輸送管線必須密封和暢通,如出現泄漏或堵塞,必須立即排除。(8)漿液配合比必須符合設計要求,經常檢查測定漿液比重,并做好記錄。(9)應準確、及時、完整地做好施工記錄, 記錄內容包
21、括樁號、樁長、垂直度、水泥用量、水灰比、噴漿的連續性、噴漿壓力及漿液流量、噴漿提升速度、下管深度、開噴和終噴深度及起止時間,接換管深度和時間,中斷噴射的時間、深度和原因。(10)當噴射結束后,應及時利用冒漿充填,直到孔口漿液不再下沉為止。(11)在施工過程中隨時接受甲方、監理人員的監督、檢查。7、質量控制措施7.1變參數噴射由于天然地基的地質情況比較復雜,沿著深度變化大,有多種土層,其密實度、含水量、土粒組成和地下水狀態等有很大差異。若采用單一的技術參數來噴射長樁,則會形成直徑或長度極不均勻的固結體,導致旋噴樁直徑不一,使承載力降低。為確保質量,需根據鉆孔時獲得的孔位處地層情況,對不同深度或不
22、同土層采用不同的技術參數,對硬土、深部土層和土粒大的卵礫石要延長噴射時間,適當放慢提升速度和旋擺速度或提高噴射壓力和泵量。7.2重復噴射在不改變噴射技術參數的條件下,對同一孔位作重復噴射,既能增加土體破壞的有效長度,從而加大固結體的直徑或長度和提高固結體強度。有關試驗資料表明,在黏性土中復噴一次直徑可增大38,在砂性土中可增大50。7.3冒漿處理在噴射注漿過程中,有一定數量的土顆粒與水、漿混合后,沿著注漿管管壁冒出地面。通過對冒漿量、冒漿比重的測量及冒漿顏色的觀察,可及時了解地層狀況,判斷噴射注漿的大致效果和噴射技術參數的合理性。完全不冒漿、繼續冒漿或冒漿量及其比重過大或過小時為異常現象。當出
23、現異常情況時,首先檢查提升速度、旋擺噴速度、氣、漿流量和壓力等技術參數,及時采取措施調整。1)壓力驟然上升或壓力過高流量偏低時,說明有堵嘴或管路被堵塞現象,應及時停噴,認真檢查氣漿軟管,必要時拔出注漿管檢查氣漿通道及噴嘴。2)流量不變而壓力突然下降時,應檢查各部位的泄漏情況,必要時拔出注漿管檢查密封性能,更換過度磨損的噴嘴。3)流量壓力均偏低時,應及時停噴檢查修理相應發生裝置。4)不冒漿、斷續冒漿或冒漿量過小時,若系土質松軟可適當加快注漿管提升速度,或降低高壓泵壓力對已噴范圍適當進行二次注漿;若系附近有空洞、通道,則不提升注漿管,同時降低氣壓力流量,繼續注漿直至冒漿為止,或拔出注漿管待漿液凝固
24、后重新注漿直到冒漿為止,或采用速凝漿液,使漿液在注漿管附近凝固。5)冒漿過大時,一般是有效噴射范圍與注漿量不相適應,注漿量大大超過所需漿量所致。雙管法施工可適當縮小噴射孔徑,提高噴射壓力,基本保持注漿量不變;如仍無效時,可加快提升速度和旋擺噴速度。7.4搭接處理在施工中會出現種種故障造成注漿間斷,為防止注漿間斷造成固結體內出現軟弱夾層,影響固結體均勻性和整體性,必須進行搭接處理。搭接長度不小于30cm。7.5分序噴射高壓噴射注漿施工時,在水泥土漿液固結硬化之前,有效噴射范圍內的地基土因受到擾動而強度降低。高壓噴射注漿應分序隔孔施工,防止竄孔破壞已噴射注漿固結體。相鄰孔噴射作業間隔時間不得小于2
25、5d。如發現竄孔現象,用沙袋堵塞竄孔冒漿出口。7.6防止凹穴旋噴施工在終噴后由于空氣的排出以及水泥土漿液滲漏、析水和沉淀作用,水泥土混合漿液在凝固過程中存在不同程度的收縮,最終固結體頂部將出現一個凹穴。采取以下措施予以消除:1)采取超高噴射注漿方法,即噴射注漿的頂面,其超高量應大于收縮高度,可在施工中具體掌握。2)在漿液凝固前回灌冒漿搗實。8、施工安全保證措施1、噴嘴或管路被堵,表上的壓力驟然上升,預防措施:(1)在高壓注漿泵的吸水管進口和水泥漿儲備箱中都設置過濾網,并經常清理,篩網的面積不要過小。(2)若系噴射過程中出現水泥漿供不應求時,應將注漿管上提一段距離,抽送清水將管路中的水泥漿頂出噴
26、頭后再停泵。(3)噴射作業結束后,按要求做好各系統的清理工作。2、高壓泵注漿管壓力或排量達不到要求時,處理方法:(1)檢查閥芯、閥座、活塞、等零件,磨損大的及時更換,有雜物影響閥芯、閥座的關啟時要及時清理。(2)檢查吸漿管道是否暢通,避免空氣吸入,盡量減少吸漿管的流動阻力。(3)檢查活塞每分鐘的往復次數是否達到要求,盡量減少吸漿管的流動阻力。(4)檢查安全閥及高壓管路,消除泄漏。(5)檢查噴嘴直徑是否符合要求,更換過分磨損的噴嘴。3、現場設專職安全員,負貢施工前安全交底及施工現場安全施工。4、電器系統設專人負責,配備電器保護裝置,隨時檢查。5、設備定期檢修,施工機具設備必須由專職人員按操作規程
27、操作。6、施工人員進入現場必須戴安全帽。7、施工前對施工人員進行專項交底。8、特殊情況(1)、孔口不返漿時,應查明原因,其處理措施為:停止提升噴射管,并通過停噴、靜噴、或加大漿液稠度,多次反復直至返漿。(2)、因停電、機械事故停噴后繼續噴射時,應將噴射管下插300mm,以保證樁的連續性。9、文明施工與環境保護環境的影響有兩層含義:一層含義是指內部環境,即施工作業環境;另外一層是外部環境,即對周邊環境的影響,對周邊環境的影響主要指因各種原因引起的地表下沉;水文條件變化、枯水、水位降低、水質污染等;對周邊結構物的影響;對社會、生活環境的影響。1、水泥和其他細顆粒散體材料,應在庫內存放或加以蓋。運輸細顆粒散體材料或渣土時,必須覆蓋,不得沿途撒落。2、現場制定灑水降塵措施,指定專人負責現場灑水降塵和清理浮土。3、對廢漿的處理必須在開工前作好規劃,廢漿應隨時運出現場,或暫時排入沉淀池然后做土方運出,不得隨意排放。4、施工現場應遵守建筑施工場界噪聲限值GB12523規定的噪聲限值,盡量采用低噪聲機具并設專人定期測定噪聲值,發現超標及時采取降噪措施。5、旋噴灌漿過程中,對臨近建(構)筑物應進行監測,發生問題及時處理。6、施工中注意對環境的保護,開挖泥漿池,泥漿溝,注意泥漿的回收;水泥袋設專人負責回收,盡量減少施工對周圍環境的破壞和干擾。10、附表