高压旋喷桩作业指导书

高压旋喷桩作业指导书

1、目的

明确高压旋喷桩施工作业的操作要点和相应的工艺标准，指导、规范本标段水泥搅拌桩作业施工。

2、适用范围

适用于中铁二十二局集团有限公司邯黄铁路工程Ⅳ标三工区一队高压旋喷桩作业，指导施工作业人员进行高压旋喷桩施工。

3、编制依据

《客货共线铁路路基施工技术指南》 TZ202-2008 《铁路路基工程施工质量验收标准》 TB10414-2003 施工图设计文件。

4、作业准备

4.1内业技术准备

施工前技术人员应认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，熟悉规范和技术标准。制定施工安全质量保证措施和应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加人员进行岗前技术培训，考核合格后持证上岗。 4.2外业技术准备

钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。收集施工地点外部地理环境和钻孔作业层中所涉及的各种技术数据。 4.3设备选型

根据设计要求，本工程选用XP-20型钻机及其配套设备进行施工，该机是一款低架小型旋喷系列钻机，可用于各类软地基加固。有移动灵活、成桩质量高、施工速度快、噪音低等优点，适宜本工程施工。

成孔参数：双重0.6～1.2m 动力头参数：

4.3.1最大输出扭矩（N·m）:2500

4.3.2输出转速（正反r/min）:0～6、0～20（无级调速旋喷用）、20、30、40、90、

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4.3.3提升速度（M/min）:0～1.1（无级调速旋喷用） 4.3.4提升力（KN）:21

4.3.5加压速度（m/min）:0～1.5、9 4.3.6加压力（KN）:15 4.3.7行程（m）:1.8

4.3.8动力：电动机 18.5KW+1.5KW+0.15KW

4.3.9外形尺寸（mm）:[施工尺寸]2750×800×3100、[运输尺寸]2750×800×1500 4.3.10整机重量（kg）:≈1500

5、工艺流程及施工方案

5.1工艺流程

原地面处理→测量放样→钻机就位→搅拌钻进→钻进至桩底设计深度→喷浆-搅拌-提升钻头→停止喷浆→复搅至桩底深度→提钻并搅拌至桩顶20cm以上→成桩结束。

高压旋喷桩施工工艺及质量控制流程图

开始

拔管钻机移位成桩质量检验不合格合格制孔成桩作业循环原地面处理钻机就位钻进钻进至桩底深度是否插入泥浆管至桩底深度高压喷射灌浆灌浆量检查合格不合格泥浆排泄处理停止喷浆旁位补桩结束1

5.2施工方案

5.2.1施工准备

先进行场地平整。清除桩位处地上、地下一切障碍(包括大块石、树根和生活垃圾等)，地基表层低洼、有淤泥、软弱层时，清淤后回填普通土，场地做好排水坡，挖设排水沟，保证场内不积水。

5.2.2测量定位

首先采用全站仪或GPS根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和线绳根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。

5.2.3机具就位

人力缓慢移动至施工部位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.5%。对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。

5.2.4钻孔

启动钻机边旋转边钻进，至设计标高后停止钻进。采用双管旋喷法施工。当双重管喷管达到土层的预定深度后，通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷出高压浆液和空气及二种介质的喷射流来冲击切割土体。即以高压注浆泵等高压发生装置喷射出≥20Mpa左右的压力的浆液，从内喷管中喷出。并用0.7Mpa左右压力把压缩空气从外喷嘴中喷出。在高压浆液流和它外围环绕气流的共同作用下，切割土体的能量显著增大，喷嘴一面喷射一面旋转提升，最后在土体中形成圆柱状固体结构。

5.2.5浆液配置

高压旋喷桩的浆液，水泥采用PO42.5及以上普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比为1：0.5～1：1，在制作水泥浆时，可适当掺入外加剂，如防止浆液沉淀的陶土或速凝早强剂氯化钙等。地基土、环境水具有侵蚀性地段水泥中采用掺入不小于5％的粉煤灰或采用矿碴硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。搅拌灰浆时，先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，水泥浆应在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。

5.2.6喷射注浆

在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射

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浆液。

旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，值班技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否符合要求，并随时做好记录。

喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为20 cm/min；旋转速度约20r/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。保证桩顶密实均匀。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。

5.2.7冲洗机具

喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

6、质量保证措施

6.1.确保定位轴线质量

（1）严格按照施工图及施工现场实际位置定出桩的起始点及轴线位置； （2）旋喷桩起始点及轴线位置经验收合格后，方可进行旋喷桩施工； 6.2.确保桩位质量

桩位移机前要量好间距尺寸并做好标记，移位时在内外边线间移动，就位前对桩间距进行复核，以确保桩间搭接长度符合设计要求。 6.3确保桩顶、桩底标高

施工时应不断测量施工场地及机架标高，并及时修正相应桩深和其它标高控制位置。 6.4保证桩体垂直度

在铺设道轨枕木处要垫平整实，使道轨枕木在同一水平线上，在开孔前用水平尺对机架进行校对以确保桩体垂直度（不得超过1.0%h）达到设计要求。 6.5保证加固体强度均匀性

6.5.1压浆阶段杜绝断浆和输浆管道堵塞现象。

6.5.2控制喷浆量和提升速度。压浆压力淤泥及粉土、砂土20 Mpa，高压空气喷射压力0.7Mpa；提升速度为20 cm/min；旋转速度约20r/min。

6.5.3桩机下沉至停浆面下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升，以保证加固范围内每一深

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度均得到充分搅拌。

6.5.4邻桩间隔搭接时间不得超过24小时。

6.5.5水泥采用PO42.5及以上普通硅酸盐水泥均必须有出厂质保书、准用证，并经化验合格后方可使用。水泥浆配制时，严格进行计量。

6.5.6水泥浆液严格按设计水灰比进行配料；水泥浆液搅拌好后，进入储浆筒前，用筛网清除水泥中的结块和杂物；只能在压浆前进入储浆筒中，以保证水泥浆不发生离析。 6.6 质量要求

高压旋喷桩质量要求表

序号 质量 项目 材料 桩位中2 心 偏差 3 钻孔 垂直度 旋喷参4 数 检查 50mm 标准 符合标准 保证质量优良措施 实施 部门 试验室 测量组 旋喷班 旋喷班 旋喷班 主要负责 材料员、质检员 测量员 班长 班长 班长 1 检验质量、数量、测试复验 准确测定轴线、桩位 调整钻机水平、固定钻机 场地平整、旋喷管对准中心 ≤1％ 调整钻机水平、按规程操作 符合要求 气嘴口径、压力符合要求，送浆量正常，管道密封性良好 准确测量地面、井口标高 旋喷班 班长 测量组 工程部 测量员 技术员 旋喷桩 5 桩底深度 准确核定下杆深度 +100mm 沿钻孔中心稳步下杆至桩底、调整旋摆装置正常运转，浆水、气旋喷到位后提升 旋喷班 班长 施工技6 术 参数 7 桩分段 搭接 符合施工技术要求 压缩空气、水泥浆的压力、流速、流量和水灰比严格按技术要求操作 旋喷班 班长、质检员 旋喷班 班长、质检员 ≥100mm 喷浆管分节时保证节间搭接 4

每次停喷处理障碍处理 障碍后，都要求桩体搭接≥20cm 试验和9 原始记录 符合要求 旋喷过程中，遇特殊情况如机械设备故障，气、浆提升速度、旋转速度等不能达到技术要求时，应立即停止旋喷，排除故障，直至达技术要求后，重新旋喷，并保证搭接长度 按要求及时做好各种试验，对原始记录要求认真、准确、齐全 工程部 旋喷班 班长、机修工、 电工、质检员 8 技术员、质检员 7、质量检测

7.1旋喷桩所用固化料品种、规格及质量应符合要求。

7.2浆液配比应符合要求，制备好的浆液应均匀不得离析，单桩喷浆量应符合要求。 7.3旋喷桩数量、布桩形式应符合要求。 7.4旋喷桩成桩长度及复搅长度应符合要求。

7.5旋喷桩成桩7天可采用轻便触探法进行桩身质量检验。

(1)检验搅拌均匀性：用轻便触探器中附带的勺钻，在搅拌桩身中心钻孔，取出桩芯，观察其颜色是否一致，是否存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团。

(2)触探试验：根据现有的轻便触探击数(N10)与水泥土强度对比关系来看，当桩身1d龄期的击数N10大于15击时，桩身强度已能满足设计要求；或者7d龄期的击数N10大于30击时，桩身强度也能达到设计要求。轻便触探的深度一般不超过4m。

7.6旋喷桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位（宜取桩半径中心位置），送实验室做(3个一组)28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。钻孔取芯频率为总数的2‰，并不少于3根。

7.7如果某段旋喷桩取芯检测结果不合格率小于10％，则可认为该段旋喷桩整体满足要求；如果不合格率大于10％小于20％时，则应在该段同等补桩；如果不合格率大于30％，则该段旋喷桩为不合格。

7.8对旋喷桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。 7.9外观鉴定

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(1)桩体圆匀，无缩颈和回陷现象。 (2)搅拌均匀，凝体无松散。 (3)群桩桩顶齐，间距均匀。 7.10实测项目

旋喷桩施工允许偏差、检验数量及检验方法

序号 1 检验项目 桩位（纵横向） 桩身垂直度 桩体有效直径 允许偏差 施工单位检验数量 检验方法 50mm 按成桩总数的1% 不小于施工图标示值 10%抽样检验，且每检验批不少于5根 经纬仪或钢尺丈量 经纬仪或吊线测钻杆倾斜度 开挖50～100cm后用钢尺丈量 2 3 高压旋喷桩质量检验标准及检验方法

检测项目 质量要求 检验数量 同一产地、品种、规格、批检验方法 品种、规格水泥和及质量应符号的水泥和外加剂，袋装水泥每200t为一批、散装水泥500t为一批，当袋装水泥及外加剂不足200t或散装水泥不足500t时也按一批计 检验产品质量证明文件及抽样检验 外加剂 合施工图纸要求 浆液的拌制 布桩数量、形式 符合施工图纸要求 符合施工图纸要求 符合施工图纸要求 每根桩施工过程中抽样检验2次 全部检验 观察并用浆液比重计检测浆液密度。 观察、现场清点 测量钻杆长度，并在施工中检查长度 每根桩检验 是否达到设计深度标志。检查施工记录 6 粉喷桩完工后28天，在每根检测 完整性、均匀性、无侧限抗压强度 符合施工图纸要求 桩桩径方向1/4处，桩长范围内垂直钻孔取芯，观察其完整性、总数的2‰，且不少于3根 均匀性，拍摄取出芯样的照片，取不同深度的3个试样作无侧限抗压强度试验。钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌筑封闭 复合地基承载力 满足施工图总桩数的2‰，且每验批不纸要求 少于3根。 平板荷载试验 8、避免工程质量通病

8.1旋喷桩机应基本保持垂直，要注意平整度和导向架垂直度。

8.2旋喷桩机搅拌叶下沉到一定深度后，即开始按设计配合比拌制水泥浆。

8.3水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥要过筛，为防止水泥浆离析，可在灰浆机中不断搅动，待压浆前才浆水泥浆倒入料斗中。

8.4要根据加固强度和均匀性预搅，软土应完全预搅切碎，以利于水泥浆均匀搅拌 (1)压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管不能发生堵塞。 (2)严格按设计确定数据，控制喷浆、搅拌和提升速度。

(3)控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度内，得到充分搅拌。 8.5 在成桩过程中，凡是由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌叶下沉半米后再继续成桩。

9、施工组织

9.1人员配置如下：

现场管理人员配置

序号 1 岗位 施工现场负责人 技术负责人 专职质量检查人数 1 职 责 现场施工总体策划、管理、协调。 现场施工技术把关、现场技术管理。 现场施工质量控制 7

2 3 1 1 员 4 5 6 7 8 专职安全员 试验员 技术员 材料员 班组长 1 1 1 1 1 现场施工安全管理、保障工作。 现场试验工作。 现场技术工作。 现场场材料工作。 现场施工工作。 9.2现场劳动力安排如下：

现场作业人员配置表

序号 1 2 3 4 5 6 工 种 班组长 钻探工 司机 司崩工 管线工 测定员 人数（人） 1 1 2 1 1 1 序号 7 8 9 10 11 工 种 拌浆工 供料工 起重工 钳工 电工 人数（人） 2 2 1 1 1 10、安全防护措施

10.1 用电作业安全措施

(1)现场照明：照明电线绝缘良好，导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。照明灯具的金属外壳必须接零。室外照明灯具距地面不低于3m,室内距地面不低于2.4m。

(2)配电箱，开关箱：使用标准电条，电箱内开关电器必须完整无损，接线正确，电箱内设置漏电保护器，选用合理的额定漏电动作电流进行分级匹配。配电箱设总熔丝，分开关，动力和照明分别设置。金属外壳电箱作接地过接零保护。开关箱与用电设备实行一机一闸保险。同一移动开关箱严禁有380V和220V两种电压等级。

(3)接地接零：接地采用角钢，圆钢或钢管，其截面不小于48mm一组二根，接地间距不小于2.5m，接地符合规定，电杆转角杆，终端杆及总箱，分配电箱必须有重复接地。

(4)用电管理：安装、维修或拆除临时用电工程，必须由电工完成，电工必须持证上岗，实行定期检查制度，并做好检查记录。 10.2防火安全措施

(1)建立队班组三级防火责任制，明确职责。

(2)加强对职工的防火教育，根除麻痹大意及侥幸心理。

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(3)施工现场用电，严格执行有关规定，加强电源管理，防止发生电器火灾。 (4)焊、割作业点与氧气瓶，乙炔气瓶等危险物品的距离不得少于10m，与易燃易爆物品的距离不得少于30m。

(5)严格按有关规定安装线路及设备，用电设备都要安装地线，不合格的电气器材严禁使用。库房、油库严禁烟火，油库要安装避雷装置，备足防火器材。

(6)禁止在施工区域内烧荒，注意清查火灾隐患，杜绝明火。

(7)设专职巡视员，对整个施工区域进行巡逻。做好记录，发现问题及时解决，杜绝火灾事故的发生。

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