高压旋喷桩试桩专项施工方案_王俊华.pdf

2023 NO.4 建 筑 与 土 木SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION高压旋喷桩试桩专项施工方案王俊华 徐铜鑫(中钢集团郑州金属制品研究院股份有限公司 河南郑州 450001)摘要：高压旋喷桩加固是利用水泥浆喷至土层并与土体融合，采用水泥作为固化剂加固土体，形成搭接连续的水泥加固体，以增加地基的承载力，具有振动小、设备体积小、噪音较低等优势。高压旋喷桩施工技术具有自身显著特点，其在市政工程中的应用范围包括公路、铁路、市政道路，房建地基处理、工程加固、基坑处理等。施工中应做好施工准备工作，水泥土配合比设计，对钻机就位、钻进成孔、插管及水泥浆配置、喷射作业及清孔等各环节加强质量控制。关键词：高压旋喷桩 市政工程 施工方案 地基处理 试桩选择中图分类号：TU753.3文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)04-0056-04The Special Construction Scheme for Pile Testing of High-Pressure Jet Grouting PileWANG Junhua XU Tongxin(Sinosteel Zhengzhou Metal Products Research Institute Co.,Ltd.,Zhengzhou,Henan Province,450001 China)Abstract:The reinforcement of high-pressure jet grouting pile is to use cement slurry to spray into the soil layer and fuse with the soil,uses cement as the curing agent to strengthen the soil and forms a lap continuous cement solidified body to increase the bearing capacity of the foundation,which has the advantages of small vibration,small equipment volume and low noise.High-pressure jet grouting pile construction technology has its own remarkable characteristics,and its application scope in municipal engineering includes highways,railways,municipal roads,housing foundation treatment,engineering reinforcement,foundation pit treatment,etc.During the construction,it is necessary to prepare for the construction and design the mix ratio of cement and soil,and strengthen the quality control of both drilling rig in position,drilling hole,intubation and cement slurry configuration,jetting operation and hole cleaning.Key Words:High-pressure jet grouting pile；Municipal engineering；Construction scheme；Foundation treatment；Selection of test piles1 编制依据（1）中交第四航务工程勘察设计院有限公司提交的 设计图纸（详勘阶段）；（2）甲方提供的“施工总承包单位选聘项目施工图”；（3）建筑桩基技术规范（JGJ 106-2014）；（4）水泥土配合比设计（JGJ/T 233-2011）；（5）城镇道路工程施工与质量验收规范（CJJ 1-2008）。2 工程概况该道路南起于官渡A0路交叉口，北至B0路交叉口。该片区在整个昆明市辖区内主要位于主城与新区的中部，特殊的地理位置决定该片区未来的交通必然与主城和新城有着密切的联系，附近为原机场1。道路总长度为3 253 m，路幅总宽度16 m，单幅路横断面形式，按双向两车道设计，设计速度30 km/h。经前期计算并经该阶段设计再次复核，结合项目沿线实际情况，拟定特殊路基处理方案如下。由于全线道路范围内，沿道路行进方向存在一条高压线，CFG桩桩机操作空间不足地段，故采用高压旋DOI：10.16661/ki.1672-3791.2207-5042-0718作者简介：王俊华（1982），男，本科，高级工程师，研究方向为无机材料、混凝土。56建 筑 与 土 木 2023 NO.4 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATIONSCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯科技资讯喷桩方案，局部临近地铁段采用换填轻质泡沫混凝土(K1+820K1+868.244)。3 自然地理概况3.1 地形地貌该工程位于昆明盆地中部，属冲湖积盆地，场地原为昆明机场，拟建道路具体见现状地貌见图纸。3.2 地层岩性构成根据市政工程现场工程地质调查及钻探勘察，在钻探最大勘探深度51.0 m范围内分布地基土分别为：路基表层分布第四系人工填土层（Qml），岩性为杂填土、素填土；表层以下为第四系全新统冲积层、洪积层（Qal+pl），岩性为黏土；第四系全新统冲积层、湖积（Qal+l）层，岩性为粉质黏土、泥炭质土、黏土、粉土、粉黏土。因此，路基设计因地制宜，充分考虑路基的稳定、防护及排水工程，力求建设方案经济、实用，使道路投资的效益最大化。4 试桩目的（1）通过试验段的施工，复核地基加固桩复合地基处理该工程软基的适宜性，为以后全标段施工进行设备选择、配置数量提供依据；（2）通过试验段的施工，复核地基加固桩设置直径、间距、深度、路基外放距离等参数的选择是否能满足路基承载力、沉降及稳定的相关要求；（3）通过试验段的施工，对桩体打设次序、间隔时间、灌注速度等基本参数进行探索，总结适合该工程、便于施工、确保质量的施工工艺2；（4）通过试桩试验为设计提供设计参数，如水泥土的配合比、桩体无侧限抗压强度、复合地基承载力等。5 试桩地点施工单位应会同监理、甲方，开工前应根据设计图纸及现场施工条件选择代表性的地段进行高压旋喷桩工艺性试验，根据 建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB 50202）选取15根做工艺性试验，试桩地点选取软土地基处理地段K2+767K2+879段试桩，试桩数量为5组（每组3根）。6 施工准备6.1 室内技术准备（1）组织工程技术人员进行图纸审查，编排施工组织设计，熟悉规范和各项技术标准；（2）水泥土配合比设计，根据原材料性能及确定的水泥掺入比计算各材料用量，并经试验室内试配、调整、确定水泥土各材料的质量比；（3）对所有参加施工人员进行安全培训，施工安全交底和技术作业交底，培训合格后方可持证上岗。6.2 外业技术准备（1）该工程复合地基顶不得进入路面结构层内，若清表后地面至设计路面高差小于38 cm（58 cm 厚路面结构层+30 cm厚度褥垫层50 cm桩头），则需继续下挖至路面高程以下0.38 m 作为桩基施工操作面；（2）清表后地面至设计路面高差大于38 cm，直接挖除新填土至原地表以上0.2 m处作为桩基施工操作面；（3）实验室负责水泥配合比的设计，检测取样，并负责现场原始记录及工艺性试验施工工艺参数的搜集、整理及总结；（4）在桩与雨污水管道交叉位置，桩体设计顶高程为管道基坑开挖面高程3；（5）桩基施工完成并达到强度后，需采取人工方式切除桩头，桩间土采用人工开挖，尽量减小对成桩的扰动。7 机械设备配置高压旋喷桩工艺性试验施工机械设备配置如表1所示。8 高压旋喷桩作业8.1 高压旋喷桩材料要求（1）水泥采用强度等级为42.5级及以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其性能必须符合 通用硅酸盐水泥（GB 175）的规定。（2）水宜采用饮用水，使用非饮用水时须经化验并符合下列规定：硫酸盐含量不超过2 700 mg/L；含盐量不得超过5 000 mg/L；pH值不得小于4。（3）桩顶设置30 cm厚级配碎石褥垫层，并在碎石褥垫层内铺设两层双向土工格栅。级配碎石垫层粒径516 mm，石料饱和抗压强度30 MPa，夯填度0.870.90；双向土工隔栅纵横向极限抗拉强度不小于80 kN/m，伸长率3%，肋条交叉点极限剥离力300 N，单位面积质量不小于780 g/m2。8.2 工程技术要求（1）路基地基处理采用高压旋喷桩加固处理，还有一小部分地段采用泡沫混凝土加固，其中高压旋喷桩桩的直径均为500 mm，梅花形布置，桩间距1.6 m，并按 建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2012）相关要求执行。表1 旋喷桩施工机械设备配套表序号1234设备名称钻机高压泵挖机水泵规格型号GM-5S型XPB-900卡特2505.5 kW单位台台12数量11挖探沟及置换泥浆等57 2023 NO.4科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 建 筑 与 土 木SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯（2）结合设计图纸，桩身采用P.042.5级普通硅酸盐水泥，桩径500 mm，桩长8 00010 000 mm，每米水泥用量选取不同参数进行试桩确定。（3）高压旋喷桩采用单管法施工，浆液压力 2535 MPa，流量 70100 L/min，提升速度 1020 cm/min，旋转管旋转速度约 1020 r/min，施工时控制浆液压力，使加固土体直径满足设计要求4。8.3 桩处理布置参数8.3.1 平面布置形式此次所设计的桩直径均为500 mm，平面上等边三角形布置，桩间距根据地质情况分段布置，横向布置范围为道路放坡脚外放2排。8.3.2 桩长在清除表土并基本整平地表后实施高压旋喷柱，桩长结合地质情况分段设置，确保路基变形协调，该工程设计桩长为剔除软桩头后的有效桩长5-6。9 试桩施工顺序试桩施工流程如图1所示。（1）地面处理：施工场地需要整平，无杂物，无积水。按照设计图纸标高处理。（2）测量放样：按图纸设计要求放出施工桩位，反复测量孔距，每孔误差不大于50 mm，用竹签或方木桩固定，并准确测量孔口地面高程，经甲方、设计、监理多方核验认可。（3）钻机就位。GM-5S型履带式桩机（西探装备）移动到施工桩位点，钻机基本就位后，调整桩机水平，将转盘、钻杆轴线对准桩位木桩，对准误差控制在20 mm以内，再调整钻架、钻杆，使钻杆垂直度控制在范围内。（4）钻至设计深度。按照设计图纸，参考顶面标高，及设计桩长，计算设计深度的标高，配置好钻杆。（5）提升钻杆高压喷射注浆。当喷射注浆管插入设计深度后，接通水泥浆泵，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。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，调整旋喷参数。（6）喷射作业。注浆管下至设计位置后，操作人员用对讲机通知注浆人员开始注浆，在桩底部边旋转边喷射，达到预定的喷射压力、喷浆量后再边旋转、边提升、边喷射。旋喷完成后，应拆卸输浆管路，清洗干净，在原桩位旁边补桩。钻孔过程中详细记录孔位、孔深及地质变化。（7）移动机具。施工方案：旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位，采用半幅施工。移动钻机方向为路基边缘至路基中心