三重管双高压旋喷综合项目施工新工法.doc

三重管双高压旋喷施工工法
一、工法特点
1、单桩能够进行大深度、大直径土体加固。
2、适用图层范围广，加固体强度均匀。
3、施工过程能够有效地控制地面隆起。
二、适用范围
三重管双高压旋喷工法在黏性土、高粘性土和砂性土中，加固深度30m范围内加固桩径可达成2m以上，50m加固范围内桩径可达成1.8m。不一样土层条件下加固体设计强度见下表。
不一样土层条件下标准设计强度
土质条件
抗压强度
Qu
黏聚力
C
附着力
T
抗拉强度∑t
弹性模量
E
水平向弹簧系数
K
（MPa）
（MPa）
（MPa）
（MPa）
（MPa）
（MPa）
砂质土
3
0.5
C/3
2C/3
300
300
黏性土
1
0.3
100
100
该工法施工可用于形成防水帷幕，割断地下水渗流；预防坑底部黏性土涌土或砂性土管涌；对相邻构筑物或地下埋设物保护；旧有构筑物地基补强；桩基础防护或替换；盾构法及顶管进出工作井加固。
三、工艺原理
三重管双高压旋喷工法是将超高压水和空气喷射流，和超高压固化材料和空气喷射流经过安装在多重管前端喷射器分两个阶段对土体进行切割搅拌，同时将固化材料以液态方法或干态方法喷入被破坏土体缝隙中和土体搅拌，喷入浆液和原状土体混为一体，经过旋转提升在土体中形成圆柱形加固体一个地基加固方法。和一般三重管不一样是本法中固化材料喷射流也是高压介质，对土体形成二次切割和搅拌（以下图）。

三重管双高压旋喷原理概念图

旋喷器示意图
四、施工工艺步骤及操作关键点
双高压旋喷工艺关键设备包含：旋喷机、专用高压泥浆泵、专用高压清水泵、空气压缩机、送水器、喷射管、旋喷器、导孔施工钻机（见下图）。

双高压设备体系图
4.1施工步骤
三重管双高压旋喷施工基础步骤可分为五步，见下图
旋喷
孔深测算
钻进
桩孔对位
设备就位

设计气、水、浆压力
配制浆液
孔位放样

旋喷完成
移孔位
清洗三管
拔三管

三重管双高压旋喷施工步骤步骤图
A、正确确定桩位：
旋喷桩桩位应在设计图纸基础上进行正确放样，桩位偏差不得大于5cm，不然会影响到桩和桩之间搭接。
B、液压钻机就位钻孔：
采取液压回转钻机成孔，钻孔过程中应保持钻杆垂直，钻孔垂直度偏差不得大于1%。
C、浆液制备：
按设计配合比进行浆液拌制，拌制时要正确计量，浆液在拌浆桶内搅拌时间不得小于5min。拌浆台应有专员负责，依据设计水灰比，对应固定拌浆操作程序，降低操作失误，并将配合比标牌挂在搅拌台醒目位置。
D、将注浆管放至设计底标高并开始旋喷注浆：
当钻孔机浆液配制全部完成后，将注浆管放入到设计底标高深度，开启高压清水泵、高压注浆泵和空压机，检验各施工参数是否符合设计要求。开启提升装置，提升过程中卸管后继续喷浆时应复喷10~50cm，以确保桩身搭接质量。旋转并提升注浆管直至设计顶标高。
E、将三管提出地表清洗及移位：
注浆完成后，将注浆管提出地表，立即清洗注浆管，以免被水泥浆凝固后堵塞管路。将旋喷机移至下一桩位，反复以上步骤继续施工。
4.2施工参数
三重管双高压旋喷能够用于稳定开挖回填后槽段、基坑内土体改良加固（加固体含有一定强度）和形成隔水帷幕，具体加固施工技术参数见下表。
槽段开挖后弱加固施工工艺参数表
名 称
项 目
参 数
名 称
项 目
参 数
高压水
压力（MPa）
流量（l/min）
35-38
70-80
水泥浆
压力（MPa）
流量（1/min）
水灰比
14-16
70-75
1.5:1
压缩空气
压力（MPa）
流量（m3/min）
0.5-0.7
0.9-1.1
注浆管提升
提升速度（cm/min）
旋转速度（r/min）
8-10
6-8
注浆材料为32.5级一般硅酸盐水泥
含有一定强度土体改良加固工艺参数表
名 称
项 目
参 数
名 称
项 目
参 数
高压水
压力（MPa）
流量（l/min）
35-38
70-80
水泥浆
压力（MPa）
流量（1/min）
水灰比
20-25
70-85
0.9:1-1:1
压缩空气
压力（MPa）
流量（m3/min）
0.5-0.7
3.0
注浆管提升
提升速度（cm/min）
旋转速度（r/min）
4-6
5-7
每方土体水泥用量：460kg-500kg
形成隔水帷幕加固工艺参数表
名 称
项 目
参 数
名 称
项 目
参 数
高压水
压力（MPa）
流量（l/min）
35-38
70-80
水泥浆
压力（MPa）
流量（1/min）
水灰比
20
75-85
1:1
压缩空气
压力（MPa）
流量（m3/min）
0.5-0.7
3.0
注浆管提升
提升速度（cm/min）
旋转速度（r/min）
4-6
5-7
注浆材料为32.5级水泥。每方土体水泥掺量：550kg-600kg
考虑到回填后加固仅仅是起稳定槽段作用，没有强度和防水要求，所以浆液压力相对较低，设为15MPa，而标准双高压工艺通常为20-25MPa。
4.3操作关键点
A、当场地内地下障碍物较多时，增加了成孔难度。可采取性能很好GXY-2型钻机，采取φ60钻杆，长度大于3.0m长岩芯管和金刚石钻头钻进。该钻机扭矩大，配置φ60钻杆和长岩芯管，垂直度轻易保持。
B、工程深度较深，旋喷桩偏移无法避免。为了确保深部旋喷桩能相互搭接可采取高压水和高压水泥浆双高压介质喷射切割土体，形成桩径较大，配合注浆管提速、空气压力、流量等其它施工参数，能确保深部桩体搭接。
C、旋喷施工过程中地面隆起。旋喷桩产生废浆排除地面过程中，在地基中形成压力，可能产生地面隆起变形。出现这中现象可采取一下对策：
a、加大钻孔直径：将钻孔直径加大至200mm-500mm，能够使浆液易于排除地面，从而孔内压力快速释放。
b、在旋喷之前采取高压清水进行预切割，再进行正常施工。
c、在排浆受阻位置，从地面插入水管，使孔内排浆顺畅。
D、为了确保在不一样土层和不利原因影响下，旋喷桩达成比较均匀直径，必需时采取预切割方法。
五、材料和设备
施工机具一览表
序号
设备名称
型号
规格
单位
数量
作用
1
RJP专用高压水泵
3D2-SZ
40.0 MPa
台
1
切割土层
2
RJP专用旋喷机
GPP-16
-
台
1
驱动注浆管旋转和提升
3
RJP专用高压注浆机
GPB-90
-
台
1
把浆液注入土层
4
空压机
VFY-6/10
6m3
台
1
辅助切割土层和搅拌
5
钻机
钻机GXY-2
150m
台
1
成孔
6
搅拌机
立式圆形
-
台
1
搅拌水泥浆
7
泥浆泵
BW-150
-
台
1
排浆
8
RJP专用高压注浆管
高强嵌套钢管
-
m
诺干
输送高压水及水泥浆
六、质量控制
因为高压旋喷桩施工难度大，特制订施工细则，在施工中严格遵守，以确保施工质量。
6.1钻机就位和设计位置偏差小于5cm，垂直度偏差小于1%。
6.2施工时严格控制多种施工参数，包含：高压水、高压注浆泵及空压机压力、流量，和喷射过程注浆管提升速度。在可能条件下，应采取自动化仪表进行施工参数测量和控制。
6.3做好现场施工统计工作，对钻孔倾斜、钻孔深度、钻孔遇障碍物情况、钻孔坍孔、旋喷桩喷射过程中参数情况、返浆情况等全部要做具体统计。同事对施工统计立即调整，发觉问题立即汇报处理。
6.4为确保旋喷桩在拆卸注浆管或因故中止时不出现断桩现象，重新正常喷射时上下段桩搭接长度大于10cm。
6.5在施工时严格遵守操作规程，班长和技术人员严格进行质量自检。
6.6对喷浆浆液配合比严格控制，依据高压旋喷作业情况对应固定浆液拌制操作程序，降低操作失误。
6.7严格控制高压旋喷施工使用水泥质量，加强水泥防潮工作。
6.8复核施工水泥用量方法，确保高压旋喷施工过程中水泥掺量达成设计对应要求。
6.9施工前对旋喷施工机械进行维护保养，尽可能降低施工过程中因为设备故障而造成质量问题。对机械操作人员进行施工前培训，组织其熟悉设备性能、操作关键点，施工中设备由专员负责操作。
6.10施工前进行技术交底，做好控制方法：a、由专员负责控制标高，并请监理、总包现场确定。b、在高压三重管上焊接标识，间隔距离为0.5m，所焊接标识清楚、正确
七、安全方法
7.1注意安全用电，在旋喷施工中包含电器设备较多，施工现场应配置标准电箱，电动机和控制箱应有良好接地装置。施工人员应持证上岗制，预防用电事故发生。
7.2严格根据安全生产相关条例进行施工作业，正确操作使用机械设备。施工中随时调整钻机垂直度，如在施工中钻机或旋喷机发生故障需要高空作业维修，应佩戴安全带作业。
7.3施钻时，应先将钻杆缓慢放下，使钻头对准空位，当电流表指针偏向无负荷状态时即可下钻。在钻孔过程中，当电流表超出额定电流时，应放慢下钻速度；当机架出现摇摆、移动、偏斜或钻头内发出有节奏响声时，应立即停钻，经处理后，方可继续施钻。
7.4施喷施时，应定时检验管路是否完好，尤其是管路接头位置，预防高压空气和高压浆液喷射伤人，喷管链接和拆卸是施工人员应亲密配合，做到有序作业，喷管提升拆卸时下方不得有施工人员站立。
7.5现场施工人员应正确戴好安全帽、穿着反光背心，施工现场要设有围栏、隔离墙，加强消防管理，按要求部署消防器材，使用阻燃材料搭建临时房，杜绝火灾事故。
八、环境保护
8.1施工现场应由专员负责打扫，不任意排污，加强现场你谁管理，指定专员负责，开挖和立即回填多种排浆沟，杜绝泥水外溢，保持场地干燥、平整。
8.2依据旋挖施工特点，加强施工场地废泥浆管理，固定临时排浆池，保持施工现场整齐。
8.3在现场配浆处加装防尘顶棚，降低扬尘。
8.4旋喷桩施工过程中会产生较多废浆，能够用泥浆车外运出场，也能够依据旋喷产生废浆凝固较快特点，采取现场堆置，凝固后，以土方形式外运出场措施。