高压旋喷桩施工方案68510
中铁一局集团有限公司沪通铁路站前Ⅵ标
旋喷桩施工方案
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审核：
中铁一局集团有限公司
沪通铁路站前Ⅵ标项目部
2014年9月
目录
一、编制依据、编制原则及范围 0
1、编制依据 0
2、编制原则 0
3、编制范围 (1)
二、工程概况 (1)
三、悬喷桩施工方案 (3)
3.1、高压旋喷桩施工工艺流程 (3)
3.2、施工准备 (3)
四、高压旋喷桩施工工艺 (5)
五. 质量控制、质量检验 (10)
1、保证质量的控制措施 (10)
2、技术要求 (11)
3、关键工序质量保证措施 (12)
六. 安全施工措施 (15)
七、文明施工及环境保护 (17)
一、编制依据、编制原则及范围
1、编制依据
1.1《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设【2004】8号）；
1.2《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-2010）
1.3《客货共线铁路路基工程施工技术指南》（TZ202-2008）
1.4《铁路路基工程施工安全技术规程》（TB10302-2009）
1.5《路基设计图》沪通平安施（路）-32-1、2；
1.6《路基设计图》沪通平安施（路）-33
1.7《路基设计图》沪通平安施（站）-10-2
1.8《路基设计图》沪通平安施（路）-34-1、-2
1.9《路基设计图》沪通平安施（路）-35-1、-2
1.10《路基设计图》沪通平安施（路）-36
1.11《路基设计图》沪通平安施（站）-11-2
1.12《站场路基横断面设计大样图图》（站）参-2
2、编制原则
2.1严格按照相关施工规范、验收标准中各项规定和设计文件的各项要求进行编制。
2.2优化施工方案，确保工程质量达到验收标准要求。
2.3采用先进可靠的安全预防措施，确保施工生产和人身安全。
2.4加强环保，不出现环境污染事故。
2.制定文明施工措施，确保文明施工。
3、编制范围
新建上海至南通铁路（安亭-南通）站前工程6标4分部管段内所有地基处理旋喷桩施工。旋喷桩施工本管段范围内旋喷桩数量表如下：
二、工程概况
四分部管段内地基加固采用Ф50cm旋喷桩加固，桩间距1.0m，桩长8.8~19.5米，正方形布置。详见上面表格里四分部管段内的里程范围，旋喷桩采用P.O 42.5普
通硅酸盐水泥，设计水泥浆水灰比为0.8~1.0，水泥浆水灰比为由试验室进行配比选定，旋喷桩28天后钻芯取样检测水泥土无侧限抗压强度不小于2.0MPa。
1、地质条件
地形地貌：该段为滨海海积平原区，地形平坦开阔，辟为水田、苗圃、民居等；沟渠纵横零星有水塘分布。
地层岩性：
(1) Q4ml 人工填土，主要为既有线路基填料，土石等级Ⅰ；
（2）-1 Q4m 粉质粘土，褐黄色、灰黄色、软塑，含氧化铁斑点，σ0=100KPa,土石等级Ⅱ；
（3）-1 Q4m 淤泥质粉质粘土，灰色~灰褐色、流塑，含云母、少量有机质等，σ0=60KPa,土石等级Ⅱ；
（4）-1 Q4m 粉质粘土，灰色~褐灰色、硬塑，含铁锰质结核，σ0=150KPa,土石等级Ⅱ；
（4）-3 Q4m 粉土，灰色~褐灰色、中密、饱和，σ0=120KPa,土石等级Ⅰ；
（5）-1 Q4m+h粉质粘土，灰色`褐灰色、软塑，含云母、少量有机质等，σ0=100KPa,土石等级Ⅱ；
（5）-3 Q3m+al 粉质粘土，灰绿色、硬软塑，σ0=120KPa,土石等级Ⅱ；
（8）2 Q3m粉砂，灰色~灰绿色、密实、饱和，σ0=180KPa,土石等级Ⅰ；
（8） Q3m 粉质粘土夹粉砂，灰褐色，软塑，夹粉土，粉砂，具交错层理，σ0=140KPa,土石等级Ⅱ；
（9）1 Q3m+al 粉细砂，灰色、密实、饱和，σ0=200KPa,土石等级Ⅰ；
2、水文地质条件
该地区地下水较发育，类型为空隙承压水，地下水稳定水位埋深0.4-4.9m，受大气降水和地表水补给和影响，氯盐化学侵蚀为L1。
3物理地质
本段地震动峰值加速度为<0.1g,震动反应谱特征周期为0.65s。对应地震烈度为7度。
三、悬喷桩施工方案
3.1、高压旋喷桩施工工艺流程
高压旋喷桩的施工工艺流程如图
3.2、施工准备
3.2.1、图纸会审
组织相关技术人员进行图纸审核，并使有关施工管理人员认真熟悉图纸。
3.2.2、室内配比
3.2.3、人员配置
投入本工程施工人员，以经验丰富的管理人员和技术工人为骨干，以普工为辅助，技术等级能满足本工程施工对人员配置的要求。其主要人员配备如下：
旋喷桩试桩人员配置
3.3
采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥。提前编制好材料计划，根据材料计划采购，水泥、粉煤灰提前进场，已完成各项检验。
水泥棚在施工现场搭设，水泥棚的底部用土填高，使之比周围地面高出30cm～50cm，并铺设一层木板，然后铺设一层塑料布，最后铺设一层彩条布，以确保水泥不受潮变质。四周要开挖排水沟，若受潮结块不得使用，做到防水、防潮。
3.4、机械准备
施工设备的配备要体现出施工中先进的机械设备，配备高效率、低污染的施工设备，以保护环境和改善作业条件，满足工期要求。
本工程主要机具配备如下：
旋喷桩施工所需主要机具设备表
计要求后进行。
对进场的机具设备进行组装和调试，确保机具的完好率，保证满足施工要求。旋喷桩施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有瞬时检测并记录喷浆量的计量装置及旋喷深度自动记录仪。其它计量器具、计量设备应经有相关资质的单位进行标定，并贴合格标签才能用于施工。
四、高压旋喷桩施工工艺
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旋喷混合凝固，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。
高压旋喷桩工作示意图
4.1 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，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。
4.2 确定工艺参数
该标段高压旋喷桩施工采用二重管法，采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，水泥及水泥浆液的水灰比0.8。为保证施工质量应严格遵守要求，校验施工工艺参数是否合理，高压旋喷桩工艺参数如表所示：
高压旋喷桩工艺参数
控制参数桩间旋喷桩
旋喷提升速度10～25cm/min
水泥浆液流压力＞25MPa
水泥浆液流量>30L/min
空气压力≥0.7MPa
水灰比0.8
参数进行高压旋喷桩的后续施工。
4.3 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。终孔后将孔内残留岩芯和岩粉捞取置换干净。
（7）孔深达到设计深度后，进行孔内测斜，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，进行孔内测斜。
4.4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。
4.5 旋喷制浆
旋喷机的转速和拌和能力应分别与所旋喷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二重管法，采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，水泥总用量为5503/kg m 。水泥浆液的水灰比0.8。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。旋喷用的水泥浆液在进入高压泥浆泵施喷之前，要进行过滤，保证不超过0.5mm 的颗粒进入，且无石块等杂质，以免堵塞喷管，配置的灰浆应流动性好，便于泵送、喷射。
4.6 喷射作业
高压喷射注浆法为自下而上连续作业。喷头可分单嘴、双嘴和多嘴。
（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0.1m 。
（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0.1m 。
（7) 喷射过程中孔内漏浆，停止提升，直至不漏浆为止，继续提升。
（8) 喷射过程中孔内严重漏浆，停止喷射，提出喷射管，采取堵漏措施。
（9）为了提高桩的承载力和确保处理质量，在桩底部1m 和桩顶3m 范围内应适当增加旋喷时间并复喷。
4.7 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（内有土粒、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。
(1) 流量不变而压力突然下降时，应检查部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管，检查其封密性能。
(2) 出现不冒浆或断续冒浆时，若系土质松软则视为正常现象，可适当进行复喷；如系附近有空洞、暗道，则应不提升注浆管，继续注浆直至冒浆为止，或拔出注浆管待浆液凝固后，重新注浆直至冒浆为止，必要时采用速凝浆液，便于浆液在注浆管附近凝固。
(3) 减少冒浆的措施：冒浆量过大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。
①.提高旋喷压力（喷浆量不变）；
②.适当缩小喷嘴直径（旋喷压力不变）；
③.加快提升和旋转速度；
4.8 充填回灌
每一孔的高压喷射注浆完成后，孔内的水泥浆很快会产生析水沉淀，应及时向孔内充填灌浆，直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。终喷后，充填灌浆是一项非常重要的工作，回灌的好与差将直接影响工程的质量，必须做好充填回灌工作。
（1) 将输浆管插入孔内浆面以下2m，输入注浆时用的浆液进行充填灌浆。
（2) 充填灌浆需多次反复进行，回灌标准是:直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。
（3）应记录回灌时间、次数、灌浆量、水泥用量和回灌质量。
4.9 清洗结束
每一孔的高压喷射注浆完成后，应及时清洗灌浆泵和输浆管路，防止清洗不及时不彻底浆液在输浆管路中沉淀结块，堵塞输浆管路和喷嘴，影响下一孔的施工。
能满足设计技术指标又经济的施工参数作为正式施工的指导依据，报监理审核。
五. 质量控制、质量检验
1、保证质量的控制措施
1.1工程工艺控制
（1）单位工程开工前，认真编制施工组织设计，经监理工程师审批后，严格按照施工组织设计施工。
（2）主要分部、分项工程编制施工方案，科学地组织施工。
（3）在施工过程中，经常检查施工组织设计及施工方案落实情况，以确保施工生产正常进行。
1.2工程材料控制
对采购的原材料、构(配)件、半成品等材料，要建立健全进场前检查验收和取样送检制度，杜绝不合格的材料进入现场。
（1）水泥等其它外购材料必须三证(出厂证、合格证、检验证)齐全，进场后按规定抽检，合格后方可使用。
（2）地方材料先调查料源，取样试验，试验合格经监理认可后方可进料。
（3）现场设专人收料，不合格拒收。施工过程中若发现不合格材料及时清理出现场。
1.3施工操作控制
施工操作者是工程质量的直接责任者。工程质量的好坏，单就工序质量来说，施工操作者是关键，是决定因素。
（1）施工操作者必须具有相应的操作技能，特别是重点部位工程以及专业性很强的工种工程，操作者必须具有相应工种岗位的实践技能，必须做到考核合格持证上岗。
（2）施工操作中，坚持“三检”制度，即自检、互检、交接检；所有工序坚持样板制；牢固树立“上道工序为下道工序服务”和“下道工序就是用户”的思想，坚持做到不合格的工序不交工。
（3）按已明确的质量责任制检查落实操作者的落实情况，各工序实行操作者挂牌制，促进操作者提高自我控制施工质量的意识。
（4）整个施工过程中，做到施工操作程序化、标准化、规范化，贯穿工前有交底、工中有检查、工后有验收的“一条龙”操作管理方法，确保施工质量。
2 、技术要求
2.1注浆工艺
影响高压旋喷桩注浆固结体的质量因素较多，其中注浆工艺是影响固结体的重要因素之一。
高压旋喷注浆，均是自下而上，连续进行，若施工中出现了停机故障，待修理好后，需向下搭接不小于500mm的长度，以保证固结体的整体性。
2.2水泥用量的控制
在喷浆提升过程中，控制水泥用量是关键。水泥的用量与喷浆压力、喷嘴直径、提升速度及水灰比等有直接关系，具体控制方法：
(1) 确定水泥用量后，若水泥量剩余，则措施如下：
①适当增加喷浆压力；
②加大喷嘴直径；
③减慢提升速度；
(2) 确定水泥用量后，若水泥量不够，则措施如下：
①保证桩径的情况下适当减少压力；
②喷嘴直径适当减少；
③保证桩体强度的情况下适当加快提升速度；
④加大水灰比值；
（3）固结体控形
固结体的形状，可以通过调节旋喷压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和提升速度，予以控制。由于本工程设计固结体的形状为圆柱形，在施工中采用边提升边旋转注浆，考虑到深层部位的成形，在底部喷射时，加大喷射压力，做重复旋喷或降
低喷嘴的旋转提升速度，而且针对不同土层（硬土）可适当加大压力和降低喷嘴的旋转提升速度，使固结体达到匀称，保证桩径差别不大。
（4）桩头部分处理：
当旋喷管提升接近桩顶时，从桩顶以下1.0米开始，放慢提升速度，旋喷数秒后再向上慢速提升至桩顶面，当浆顶面高度达到要求后停止水泥浆（水、风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。
（5）防止串孔的措施
①在施工过程中，各机组采取跳打的施工方法；
②在高压缩土层适当减小喷浆压力；
③加快提升速度和旋转速度。
3、关键工序质量保证措施
1.测量放线:根据设计的施工图测量放出的施工轴线，允许偏差为10mm，当长度大于100m时，允许偏差为15mm。
2.钻机造孔:钻机就位，主钻杆中心轴线对准孔位允许偏差不超过5cm。
1) 钻孔口径:开孔口径不大于喷射管外径10cm，终孔口径应大于喷射管外径2cm。
2) 钻孔深度:终孔深度大于设计开喷深度。
3) 孔内测斜:孔斜率不大于0.5%。
3.测量孔深:钻孔终孔时测量钻杆钻具长度，允许偏差不超过5cm。
4.下喷射管:喷射管下至设计开喷深度允许偏差不超过10cm。
1) 喷射管:测量喷射管总长度，允许误差不超过2%。
2) 调试喷嘴:确定设计喷射压力时，试压管路不大于20m，更换喷嘴时重新调试。
3) 喷射压力:施工用的标准喷射压力等于设计喷射压力加上管路压力。
4) 喷射方向:确定喷射方向允许偏差不超过±1°。
5.供气情况:气压力控制在0.7MPa。
1) 高压浆:施工用高压浆压力偏差不超过±1MPa，流量偏差不超过±1L/min。
2) 压缩气:施工用压缩气压力偏差不超过±0.1MPa，流量偏差不超过
±1L/min。
6. 喷射注浆:高压喷射注浆开喷后，待水泥浆液返出孔口后，开始提升。喷射过
程中出现压力突降或骤增，必须查明原因，及时处理。喷射过程中孔内漏浆，停止提升。
1) 检查喷头:不合格的喷头、喷嘴、气嘴禁止使用。
2) 复喷搭接:喷射中断0.5h、1h、4h的，分别搭接0.2m、0.5m、1.0m。
3) 为增加喷射长度和强度，喷射管喷头必须下落到开喷原位。
7. 旋喷:旋摆次数（旋喷速度r/min)允许偏差不超过设计值的±0.5r/min。
8. 充填回灌:终喷提出喷射管后，应及时向孔内充填灌浆，直到饱满。
1) 将输浆管插入孔内浆面以下2m，输入注浆时用的浆液进行充填灌浆。
2) 充填灌浆需多次反复进行，回灌标准是:直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。
4、施工过程中可能出现的问题及处理措施
序号
质量通病及施
工异常情况
主要原因分析防治或处治措施
1断桩
注浆管分段提升时，接头处
搭接长度不够甚至未搭接
搭接长度不小于10cm并复喷。
2缩径或桩径小土层密实度偏大，喷射压力
偏小，提升速度过快，喷射
过程出现故障。
切实把握地质分层资料，对密实程
度大的土层制定详细的注浆施工工
艺。
3
注浆中管道与喷嘴堵塞注浆管内有碎渣等硬物或橡
胶密封件破碎后进入管内。
①拆卸检查注浆管路与注浆泵彻底
清洗
②严禁使用过期水泥，加强水泥浆
液过滤措施。
旋喷加固施工结束28天后，应由有资质的检测单位对地基加固效果进行检测，检测应采取复合地基载荷试验和单桩载荷试验：抽取高压喷射注浆桩数的0.5% ~1%且不少于3点进行复合地基载荷试验；抽取高压喷射注浆桩数的0.5% ~1%且不少于3点进行单桩载荷试验。相关单位验收合格后方可进行浮土清理（褥垫层位置清理深度为基础垫层底面以下200mm）及褥垫层或垫层施工。
六. 安全施工措施
1、安全保证体系
按照GB/T28001-2001劳动卫生保障管理体系标准的要求建立项目安全生产保证体系，制定安全包保责任制，逐级签订安全承包合同。达到全员参加，全面管理的目的，充分体现“管生产必须管安全”和“安全生产、人人有责”。在编制施工技术方案的同时，编制各分项工程的安全技术措施，确保安全目标的实现。做到安全第一，提前预防，综合治理。安全生产为原则。
2、推行安全标准化工地建设，抓好现场管理，搞好文明施工。施工现场做到布局合理，场地平整，机械设备安置稳固，材料堆放整齐。施工现场设置醒目的照明、安全标语和安全警示标志，提醒所有施工人员注意安全。
3、开工前，工程部门针对各施工部位的具体情况，向参与施工的相关人员（区长、副区长、安全总监、安质部长、安全员、机械设备操作人员、防护员等）进行施工工艺、质量标准及控制措施、临近既有线大型机械施工安全技术措施等内容的技术和安全交底，并按照上海铁路局文件精神及沪宁公司的要求，进行施工安全培训和考核。
4、施工时，对高压机具要全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存在；各密封圈应完整无泄漏，安全阀中的安全销要进行试压检验。确保能在额定量高压力时断销卸压；压力表应定期检查，保证正常使用，一旦发生故障，要停泵停机排除故障。
5. 高压胶管不能超过压力范围使用，使用时屈弯应不小于规定的弯曲半径，防止高压管爆裂伤人。
6. 高压喷射旋喷注浆是在高压下进行，高压射流的破坏较强，浆液应过滤，使颗粒不大于喷嘴直径；高压泵必须有安全装置，当超过允许泵压后，应能自动停止工作；因故需较长时间中断旋喷时，应及时地用清水冲洗输送浆液系统，以防硬化剂沉淀管路内；冬季施工，高压不得在负温下工作，施工完了应及时浆泵和管路内的积水排出，以防结冰，造成爆管。
7. 操纵钻机人员要有熟练的操作技能，了解注浆全过程及钻机旋喷注浆性能，严禁违章操作。
8. 新进场工人（包括劳务工）未经三级安全教育，不得上岗，所有技术工种人员必须持证上岗。
9. 加强施工用电管理，搞好安全用电。切实执行照明、高压电力线路的架设标准，保证绝缘良好。各种电动机械和电器设备、均设置漏电保护器, 变配电装置的三级配电箱、外电防护、二级保护必须配备防触电系统，确保用电安全。
10、严格执行《安全生产管理办法》、《安全生产责任制度》、各类设备的《安全操作规程（细则）》，细化定期检查、交接班、设备保养和检修、安全教育、设备安全技术档案等制度。每台桩机“五个”齐全，即：“一机、一人（转职防护）、一本（机械施工日志）、一牌（设置标识牌）、一证（机械操作证）”齐全。
七、文明施工及环境保护
1、为施工现场营造一种“规范、文明、高效、优质、安全”的施工氛围。加强施工现场的封闭管理，严禁周围居民或闲杂人员进入施工区域内，确保工程不受外界干扰。
2、树立安全生产，文明施工的指导思想，定期对职工进行安全教育，对机械操作人员进行安全操作规程教育，加强干部职工的安全文明意识教育。
3、场地要进行合理规划、材料堆放要整齐、现场管理要有序，现场道路要畅通，无积水、坑陷，电线路及配电箱敷设整洁、规范。
4、施工中不得造成与施工范围无关的其他建筑物的稳定破坏，保持周围环境协调，严格保护用地界以外的植被、树木。
5、加强施工现场用水、用电管理，做到无常流水、常明灯。
6、加强机械设备的保养和正常操作，尽量使机械噪声维持其最低级水平。
7、采取合理措施，避免因施工方法不当而引起尘、毒污染，并防止噪声和其它原因造成对作业人员的伤害。
8、完工后及时清理施工场地，做到工完料净，工程中的弃碴、废料要在远离居民生活区设立弃碴场，不给周围环境遗留工程垃圾。