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1、华能电厂高压旋喷桩复合地基设计及施工方案高压旋喷桩复合地基设计及施工方案仁工程概况华能电厂三期扩建工程地基处理项目，该项U分为汽车房辅机、主厂房两大块，山西南电力设计院勘察设汁，场地岩土工程勘察报告山西南电力设计院提供。场地由上而下分布有素填土；粘土、粉质粘土(Q円；1污泥(QD；，污泥质粘土(QC；粉质粘土 Q)；冲粉细砂(Qf)；粉质粘土(Qai)；粉质粘土I全风化基岩；2强风化基岩，靠近地表地层其承载力均不能满足设计要求，故结构设计文件要求对其基底下卧的素填土、污泥、污泥质粘土进行高压旋喷桩地基加固处理。设计要求处理后的复合地基承载力特点值爲& 160KP&,变形模量E&2. 5Mpao
2、2 、高压旋喷桩复合地基设计2.1设计依据(1) 建筑地基处理技术规范 (JGJ 79-2002、 J220-2002)；(2) 建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002)；(3) 建筑地基基础施工质量验收规范 GB50202-2002)；(4) 高压喷射注浆技术规程(YSJ210-92)华能福州电厂三期扩建工程厂区岩土工程 勘察报告(西南电力设计院);(7)厂区平面布置图(西南电力设计院)；2.2地基加固技术要求及处理范畴2.2.1 地基加固技术要求结构设讣要求处理后的复合地基承载力特点值为160KP/变形模量EoA2. 5MPao2.2.2加固处理对象 依照结构设计图纸及勘察资料，
3、旋喷桩复合地基加固处理对象为：基底下卧素填土、污泥、污泥质粘土等脆弱层。2.3 旋喷桩加固设计运算2. 3.1承载力运算按规范高压旋喷单桩承载力按以下公式运算：Ra=n dShiqsi+Apqp或Ra二H f心A?两公式运算取小值asi P p?式中：d 为旋喷桩直径，取 0.5mhi 为旋喷桩周第 i 层土的厚度，结合地勘报告的工程地质剖面图，按处理土层最差 悄形 考虑3为桩周第i层土的侧阻力特点值(kPa)。九为旋喷桩的截面面积，为 0. 1962m。qp桩端地基土未经修正的承载力特点值(kPR，桩端持力层为硬塑状粉质粘土，Q?取值为 180kPaoH 桩身强度折减系数，可取 0. 33o
4、f“旋喷桩身试块抗压强度，取5MPa。以钻孔3S226-1为例:经运算，两公式所得Ra值分别为370. 16kN及294. 3kN,设计时单 桩承 载力乩取294. 3kN运算。乂依照规范公式：f认二叹/八卩+B (1-m) f5k式中B =0.5爲二llOkPa，运算得面积置换率m二0.098,那么单根桩承担处理面积A = Ap/nrO1962/0. 098=2. 002m。实取 A=2. Om2,实际面积面积置换率 nrO. 098。2. 3. 2复合地基承载力特点值f狀验算地基处理后的变形运算应按现行国家规范建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)的有关规 定执行，依照工程地质勘察报
5、告并结合施工体会，桩间承载力特点值爲二llOkPa，面积置换率 nrO.098,那么复合地基承载力特点值住尸叹/九+ (l-m)fslc =199. 2kPa160kPa,满足设计要求。2. 3. 3 压缩模量运算高压旋喷桩地基处理后的变形运算应按现行的国家规范建筑地基处理技术规范(丿6丿792002、J2202002)的有关规定执行，DlSOkPao桩间土压缩模量按体会取值，依照该场地类似地层加固处理后检测资料，Es可取8Mpao 二f 朴/f 哉二 199. 2/180=1. 106那么复合地基压缩模量Es二1. 106X8=8. 833MPa。本工程复合地基的变形模量能大于2. 5NIP
6、a，满足设计要求。2. 4旋喷桩布置依照上述运算，实取单根旋喷桩承担处理面积A=2.0m：,实际面积面积置换率m二0.098。旋 喷桩按三角形布置，桩中心距1.0m,在基础范畴内按平均布置的原那么布置。详见旋喷桩平面 布置图。2.5旋喷桩桩长旋喷桩以粉质粘土层为桩端持力层，并进入粉质粘土层广2m。为满足桩端承载力和桩侧摩 阻力要求，桩长许多于50m。2. 6褥垫层竖向承载旋喷桩复合地基宜在桩顶设置褥垫层。褥垫层厚度取200mm,其材料用中砂级配碎 石（或卵石），碎石（或卵石）最大粒径不宜大于30mm。褥垫层的铺设宽度宜满足场地需要。 褥垫层需经静力压实法或动力压实法（桩间土含水量较少时）压实，
7、其夯实后的尽度与虚铺厚度 之比不大于 0.9。3 、高压旋喷桩试桩方案3.1试桩目的 在大面积施工前通过本试桩试验，来确定合理的施工工艺及提杆速度和泵浆压力为多少才能 满足旋喷桩施丄技术参数，山此确定本厂区的高压旋喷桩的施工工艺及施工技术参数，以确保大 面积施工时高压旋喷桩的施工质量。3. 2试桩内容 依照施工现场及厂区岩土工程勘察报告，本次复合地基高压旋喷桩釆纳4）500桩单重管法施工，桩顶标高为厂区设计整平标高，桩底以穿过污泥或污泥质土并进入粉质粘土层lm为准， 桩长5、10m不等，场地内每个地块试桩1、2组，每组选2根桩。待试桩终止后，具体的施工参数应山相关人员商量调整3. 3施工组织机
8、构为了优质高效地完成本次试桩的施工，加强对试桩施丄技术的操纵和安全保证，我部组 织相 关科室及技术人员对本试桩施工方案进行了专题研究，确保试桩能达到预期的成效，我 方成立专 门的组织部门。3. 4试桩流程及方法高压旋喷桩是利用钻机把带有专门喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲 泵， 将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助液体的冲击力 切削土层， 使喷流射程内土体遭到破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速慢 慢提升，使土体 与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较平均具有一定 强度的圆柱体称为 旋喷桩）从而加固地基。341施工流程：单重
9、管法施工时，同时压入水泥浆和压缩空气，使用外径为42mm的钢管为 注浆管，喷射流为浆液，按照设汁初定泵压为20MP&,水泥浆从喷嘴中喷出，直截了当冲击切削土 体，达到水泥浆置换土体颗粒，满足设计要求。施工流程详见施工方法3.4.2施工方法：施工时第一用钻机引孔，再用旋喷机喷射，即先把浆液管下到预定加 固范畴 最深点，然后自下而上进行高压喷射注浆切割土体，将开孔和灌注桩体同时进行，一 次成桩，其 工作步骤为：1）钻机就位：钻机需平置于牢固坚实的地点，钻杆对准孔位中心，水平位置偏差不超过5cm, 竖直度操纵在 1.5%桩长内。2）钻孔下管：钻孔的LI的是将注浆管顺利置入预定位置，在下管过程中，需防
10、止管外泥 砂 堵塞喷嘴，确保下管顺利，下管过程中同时输送压缩气流，直至注浆喷头下到预定位置（预 定加 固范畴最深点）。3）制浆：本项U旋喷桩喷射注浆材料采纳32. 5级一般硅酸盐水泥，水灰比按设计要求严格操纵为 1： 1。4）试管：当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压，假设注浆设备和高压管路安全正 常，那么可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。5）高压注浆作业：高压射浆自下而上连续进行，注意检查浆液初凝时刻、注浆流量、压 力、 旋转和捉升速度等参数，应符合操作规程要求。开动高压注浆泵，开始注浆，当注浆压 力和电机 转速稳固并达到试桩设讣参数后，再按试桩设计提升速度开始提升钻杆，边旋转边 喷浆边提
11、升。6）喷浆终止与拔管：喷浆山下而上至设讣高度后，停止喷浆，拔出喷浆管，喷浆即告终 止，把浆液填入注浆孔中，余外的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的阻碍，拔管要及 时， 不可久留孔中，否那么浆液凝固后将难以拔出。7）注浆设备清洗：当喷浆终止后，赶忙清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。4 、高压旋喷桩复合地基施工4.1 施工预备4. 1. 1.供水供电工程施工用水平均每天约80吨，设1个供水水源，施工供电容量180KW。4. 1. 2.场地平坦在施工前，建设单位完成通一平工作。和谐解决机具设备进场所遇到的障碍。，4. 1. 3.地下管网及障碍物在施工前，建设单位提供场地地下管网及障碍物资料，以
12、便于施工时作相应调整。4.1.4. 临时设施水泥库房10X5m2水泥浆搅拌场地5X6m：配电房一间材料工具房4X5m=现场办公室一间4X5m=民工工棚（50人）10X6m：4. 2 旋喷桩施工工艺及施工方法4.2. 1施工工艺4. 2. 2施工方法1)测放桩位：依照本技术方案灌浆点平面布置图，用经纬仪施放各旋喷桩位置。在施工 过程中，随时复核桩位，以保证桩位准确。(2) 成孔：用SH-30型钻机在素填土中引孔(引孔穿过下卧的污泥、污泥质土等脆弱土层)至设汁 深度, 并确保旋喷管进入粉质粘土层1、加以上。(3) 下旋喷管：将旋喷管放入成好的孔中，下旋喷管过程中须保证喷嘴不被堵塞和钻杆接头处不松动
13、。(4) 旋喷作业：在旋喷管放入设讣深度后，在旋喷过程中操纵圧力(20MPR、转速(1822转/分)和提速(1530cm/n)in)，在临近桩顶10m处，慢速提升旋喷管至桩顶。为确保旋喷桩桩桩径 及桩身质量，须复喷1 2次。旋喷作业完成后，须将不断冒出的地面的浆液回灌到桩孔内，直到 桩孔内的浆液面不再下沉为止。桩顶浮浆及爱护桩长度约03、0.5mo(5) 建筑地基旋喷施工完成后，整平场地，进行表面处理(包括清理桩头等)，在表面铺设层200mm厚的级配良好的砂卵石，碾压密实,压实后的褥垫层厚度与虚铺厚度比不得大于0.90o4. 2. 3旋喷桩施工关键点操纵(1) 严格依照地勘报告和现场成孔情形，
14、确保桩穿过脆弱透镜体，桩端嵌入下伏粉质粘土层l2m以上。(2) 严格操纵喷射压力及旋喷管的提升速度，必要时对孔口 15m深度范畴内进行复喷。4. 3 施工过程中可能显现的问题及处理措施序号质量通病及施工专 门情形要紧缘故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缩径或桩径偏小上层密实度偏大，喷射压力偏小， 提升速度过快，喷射过程显现故 障。切实把握地质分层资料，对密实程度大的土 层制泄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 件破裂后进入管内。 拆卸检杳注浆管路与注浆泵完全淸洗 严禁使用过期水泥，加
15、强水泥浆液过滤 措施。4注浆压力骤降或 上升注浆泵工作不正常，吸浆管进浆不 正常，司泵人员操纵压力不熟悉。 检査泵体与管道 熟悉操作技能5不冒浆或断续冒 浆上质松软，邻近有空泛、空通道。 复喷 不提升注浆管，增大注浆量连续注浆宜至冒浆为止 掺加适量速凝剂6孔大量冒浆注浆管封闭不良，或接头处损坏， 上层密实程度大，浆液切割上体 检査注浆管个接头 分析土层密实度资料范畴小或喷嘴直径过大。加快提升和旋转速度，提髙喷射压力， 适当缩小喷嘴径。7成桩桩顶凹穴浆液吸水后收缩或过早停止注浆二次注浆或补灌水泥浆8旋喷封闭结构渗 水漏水孔位偏差大，钻孔倾斜度偏大，桩 体直径不平均，桩间间隙大。保持孔位准确，钻孔垂直，桩体成桩搭接 良好。9桩体截而抗压强度偏低浆液水灰比过大，喷浆流量偏小， 提升速度过快。调整适合的注浆工艺。10桩体形状上粗下入土深度深
