高压喷射注浆地基施工工艺标准.doc

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高压喷射注浆地基施工工艺标准

1　适用范围
本工艺标准适用于工业与民用建筑工程采用高压喷射注浆进行地基加固的工程，也可以用于既有建筑和新建筑的地基处理，深基坑侧壁挡土或挡水，基坑底部加固防止管涌与隆起，坝的加固与防水帷幕等采用高压喷射注浆的工程。
2 施工准备
2.1 材料
2.1.1 水泥： 采用32.5级或42.5级普通水泥，水泥进场时应检验其产品合格证，出厂检验报告和进场复检报告，保证其质量符合现行国家标准《硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥》（GB175）等的规定。
2.1.2 配比： 一般泥浆水灰比为1:1~1.5，为消除离析，一般加入水泥采用量3%的陶土，0.9%的碱，或者为了工程目的可以加入一些其它的添加剂，如水玻璃、氯化钙、三乙醇胺等。
2.1.3 浆液宜在旋喷前1小时以内配制，使用时滤去硬块、砂石等，以免堵塞管路和喷嘴。
2.2 主要工机具
主要机具设备包括：高压泵，钻机，泥浆搅拌器等，辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统，材料储存系统以各种材，阀门，接头安全设施等，高压喷射注浆法施工常用主要机具设备规格、技术性能及要求见下表：
表2.2 各种高压喷射注浆法主要施工机具及设备一览表
序号
机器设备名称
型号
规格
用途
所用的机具
单管法
二重管
三重管
锤重管法
多孔管法
1
高压
泥浆泵
SNS-H300水泥车
Y-2型液压泵
30MPa
100L/min
旋喷注浆
√
√

√
2
高压
水泵
3D2-S型
40MPa
80L/min
高压水旋喷

√
√
√
3
钻机
工程地质钻或震动钻

旋喷用，成孔
√
√
√
√
√
4
泥浆泵
BW-150型
BW-200型
BW-250型
1.8~7MPa
5~8MPa
2.5~7MPa
旋喷注浆

√
√
√
5
真空泵

排注

√

6
空压机

0.7MPa
6-9m3/min
旋喷用

√
√

√
7
泥浆搅拌机
M-200型
SS-400X型

配制浆液
√
√
√
√
√
8
单管

配制浆液
√

9
二重管

配制浆液

√

10
三重管

配制浆液

√

11
多重管

配制浆液

√

12
多孔管

配制浆液

√
13
超声波传感器

检测成孔

√

14
高压
胶管
60-80MPa
φ19mm

高压水泥浆用
√
√
√
√
√
2.3 作业条件：
2.3.1 应具有岩土工程勘察报告基础施工图和施工组织设计。
2.3.2 施工场地内的地上和地下障碍已消除或拆迁。
2.3.3 平整场地，挖好排浆沟、排水沟，设置临时设施。
2.3.4 测量放线，并设置桩位标志。
2.3.5 取现场大样，在室内按不同含水量和配合比进行配方试验，选取最优、最合理的浆液配方。
2.3.6 机具设备已配齐，进场，并进行维修安装就位，进行试运转、现场试桩，确定桩的施工各项施工参数和工艺。
2.4 作业人员
2.4.1 主要作业人员：机械操作人员、壮工。
2.4.2 机械操作人员必须经过专业培训，并取得相应资格证书，主要作业人员已经过安全培训，并接受了施工技术交底（作业指导书）。
3 施工工艺
3.1 工艺流程
移开机具
钻机就位
钻

孔
插

管
喷射作业
拔

管
清洗器具

3.2 操作工艺
3.2.1 钻机就位： 根据设计的平面坐标位置进行钻机就位，要求将钻头对准孔位中心，同时钻机平面应放置平稳、水平，钻杆角度和设计要求的角度之间偏差应不大于1%~1.5%。
3.2.2 钻孔：在预定的旋喷桩位钻孔，以便旋喷杆可以放置到设计要求的地层中，钻孔的设备，可以用普遍的地质钻孔或旋喷钻机。
3.2.3 插管：当采用旋喷管进行钻孔作业时，钻孔和插管二道工序可合而为一，钻孔达到设计深度时，即可开始旋喷，而采用其它钻机钻孔时，应拔出钻杆，再插入旋喷管，在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可以用较小的压力边下管边射水。
3.2.4 喷射作业：自下而上地进行旋喷作业，旋喷头部边缘或在一定的角度范围内来回摆动边上升，此时旋喷作业系统的各项工艺参数，都必须严格按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间，用浆量、冒浆情况，压力变化等的记录。根据设计的桩径或喷射范围的要求，还可以采用复喷的方法扩大加固范围，在第一次喷射完成后，重新将旋喷管插到设计要求复喷位置，进行第二次喷射。
3.2.5 拔管：旋喷管被提升到设计标高顶部时，清孔的喷射注浆即告完成。
3.2.6 冲洗：在拔出旋喷管应逐节拆下，进行冲洗，以防浆液在管内凝结堵塞。一次下沉的旋喷管可以不必拆卸，直接在喷浆的管路中泵送清水，即可达到清洗的目的。
3.2.7 移开钻机：将钻机移到下一孔位。
3.3 工艺参数
技术参数表
技术参数
单管法
二重管法
三重管法
CJG法
RJPI法
高压水
压力（MPa）

20-40
20-40
流量（L/min）

80-120
8-120
喷嘴孔径（mm）

1.7-2.0
1.7-2.0
喷嘴个数

1-4
1
压缩空气
压力（MPa）

0.7
0.7
0.7
流量（m3/min）

3
3-6
3-6
喷嘴间隙（m）

2-4
2-4
2-4
水浆泥液
压力（MPa）
20-40
20-40
3
20-40
流量（L/min）
80-120
8-120
70-150
8-120
喷嘴孔径（mm）
2-3
2-3
8-14
2.0
喷嘴个数
2
1-2
1-2
1-2
注浆管
提升速度(cm/min)
20-25
10-20
5-12
5-12
转转速度（r/min）
约20
10-20
5-10
5-10
外径（mm）
Φ42　φ50
Φ50　φ75
Φ75　φ90
Φ90
4 质量标准
4.1 主控项目、一般项目
4.1.1 施工前应检查水泥、外掺剂等的质量，桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度，高压喷射设备的性能等。
4.1.2 施工中应检查施工参数（压力、水泥浆量、提升速度、旋转速度等）及施工程序。
4.1.3 施工结束后，应检验桩体强度、平均桩径、桩身位置、桩体质量及承载力等。桩体质量及承载力检验应在施工结束后28d进行。
4.1.4 高压喷射注浆地基质量检验标准应符合下表规定。　
高压喷射注浆地基质量检验标准
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主
控
项
目
1
水泥及外掺剂质量
符合出厂要求
查产品合格证书或抽样送检
2
水泥用量
设计要求
查看流量表及水泥浆水灰比
3
桩体强度或完整性检验
设计要求
按规定方法
4
地基承载力
设计要求
按规定方法
一
般
项
目
1
钻孔位置（mm）
mm　
≤50
用钢尺量
2
钻孔垂直度%
%
≤1.5
经纬仪测钻杆或实测
3
孔深(mm)
mm
±200
用钢尺量
4
注浆压力
按设定参数指标
查看压力表
5
桩体搭接（mm）
mm
＞200
用钢尺量
6
桩体直径(mm)
mm
≤50
开挖后用钢尺量
7
桩身中心允许偏差（mm）

≤0.2D
开挖后桩顶下500mm处用钢尺量，D为桩径
4.2 特殊工艺、关键控制点控制方法
特殊工艺、关键控制点控制方法
序号
关键控制点
主 要 控 制 方 法
1
喷射程序
各种高压喷射注浆，均自下而上（水平喷射由里向外）连续进行。当注射管不能一次提升完成，需分成数次卸管时，卸管再喷射注浆的搭接长度不应小于100mm ，以保证固结体的整体性。
2
长桩高帷幕墙的
喷射工艺
由于天然地基的地质情况比较复杂，沿着深度变化大，往往有多种土层，其密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等有很大差异和不同。若采用单一的技术参数喷射长桩或高帷墙，则全形成直径大小极不均匀的固结体，导致旋喷桩直径不一，使承载力降低，旋喷桩之间交联不上或防渗帷幕墙出现缺口，防水效果不良等问题。因此长桩和高帷幕的喷射工艺，对硬土，深部土层和土料粒大的卵砾石要多喷些时间，适当放慢提升速度和旋转速度或提升喷射压力。　
3
复喷工艺
在不改变喷射技术参数的条件下，对同一土层重复喷射（喷到顶再放下重喷该部位），能增加土体破坏有效长度，从而加大固结体的直径或长度，并提高固化强度。复喷射时先喷水，最后一次喷射或全体喷浆，复喷的次数愈多，固结体增径加长的效果愈好。
4
固结体控形
固结体的形状可以调节喷射压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和速度予以控制。根据工程需要，可喷射成如下几种开头的固结体：
圆盘状：只旋转不提升或少提升
墙壁状：只提升不旋转，喷射方向固定
圆柱状：边提升边旋转
大底状：在底部喷射时，加大喷射压力，做重复旋喷或减低喷嘴的旋转提升速度。
大帽状：到土层上部时加大压力或做重复旋喷或减低喷嘴旋转提升速度。
扇形状：边往复摆动，边提升。
在做完控形工艺后，要求固结体达到匀称，粗细和长度判别不大。
4.3 质量记录
4.3.1　材料的出厂合格证及复检报告
4.3.2　室内浆液配比试验记录
4.3.3　现场注浆试验记录
4.3.4　施工记录
4.3.5　注浆点平面示意图
4.3.6　隐蔽工程记录
4.3.7　施工自检记录
5 应注意的质量问题
5.0.1 冒浆：
在旋喷桩施工过程中，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，可及时了解地层状况，判断旋喷的大致效果和确定旋喷参数的合理性等。根据经验，冒浆（内有土粒，水及浆液）量小于注浆量20%为正常注浆，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，应检查各部位的泄露情况必要时拔出注浆管，检查封密性能。
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，若系附近有空洞、通道，则应提升注浆管继续注浆直到冒浆为止，或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆，直至冒浆为止，或采用速凝剂，使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量不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。
5.0.2 收缩：
当采用纯水泥浆液进行喷射时，在浆液与土粒搅拌混合后的凝固过程中，由于浆液析水作用，一般均有不同程度的收缩，造成在固结体顶部出现一个凹穴，凹穴的深度随地层性质，浆液的析出性，固结体的直径和全长等因素不同而不同，喷射10m长固结体一般凹穴深度在0.3~1.0m，单管旋喷的凹穴最小，约0.1~0.3m，二重管旋喷次之，三重管旋喷最大，约0.3~1.0m左右。
这种凹穴现象，对于地基加固或防渗堵水，是极为不利的，必须采取有效措施予以消除。
为防止因浆液凝固收缩，产生凹穴使已加固地基与建筑基础出现不密实或脱穴等现象，应采取超高旋喷（旋喷处理地基的顶面超过建筑基础底面，其超高量大于收缩高度小），因灌冒浆捣实在浆液凝固进行或第二次注浆措施。
6 成品保护
6.0.1 桩体施工完成后，不得随意堆放重物，防止桩变形。
6.0.2 高压喷射注浆体施工完成后，未达到养护龄期28d时不得投入使用。
7 安全健康与环境管理
7.1 施工过程危害及控制措施
施工过程危害及控制措施
序号
作业活动
危险源
控制措施
1
泵体的高压流
机械及人员伤害
对高压泥浆泵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露，安全阀中的安全销要进行试压检验，确保能在额定最高压力时断销卸压；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。
2
安全阀的安全销
机械及人员伤害
必须有安全装置，当超过允许泵压后，应能自动停止工作
3
高压胶管的性能
机械及人员伤害
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，防止高管爆裂伤人
7.2 环境因素辨别及控制措施
环境因素辨别及控制措施
序号
作业活动
环境因素
控制措施
1
材料进场
扬尘
材料运输表面覆盖
道路要经常维护和洒水
2
现场清理
建筑垃圾
现场应设合格的卫生环保设施，施工垃圾分类堆放
3
喷射注浆
废浆
施工过程中应对冒浆进行妥善处理，不得在场地内随意排放。可采用泥浆泵将浆液抽至沉淀池中，对浆液中的水与固体颗粒进行沉淀分离，将沉淀的固体运至指定排放地点。

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