一、工程概况
本标段大量软弱土层采用粉喷桩加固处理。其中,打算在DK84+900处先做试验桩。试桩桩径不小于50cm,正方形布置,桩距为1.4m,桩长12.4m,固化剂材料采用425号普通硅酸盐水泥,水泥用量每米不小于50kg。
二、试验目的
为保证粉喷桩全面施工的顺利和质量控制,取得各项技术参数。
1、钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷入量等。一般钻进速度V≤1.5m/min,提升速度Pp≤0.5m/min,搅拌速度R≈30转/min,钻进、复搅、提升时管道压力为0.1~0.2Mpa,喷灰时管道压力为0.25~0.40Mpa。
2、确定搅拌的均匀性。
3、掌握下钻的提升的阻力情况,选择合理的技术措施。
三、工期计划
开工日期:2008年9月19日
竣工日期:2008年9月25日
四、施工组织机构
见下图:
项目经理
总工程师
财务部
质量安全部
经营部
物资设备部
工程技术部
试验中心
现场负责人
主管技术员
操作员
钻机班
水泥班
五、施工方案
1、关键技术
粉喷桩施工工艺的关键技术是喷粉,即将粉体成桩固化剂(水泥)用压缩空气输送到钻头并射到土层中去。喷粉直接关系着成桩的质量。
喷粉操作一般在喷气操作后进行,其操作程序是:开通喷粉球阀、关闭喷气阀,按下无级变速器电机启动电钮,使旋转供料器运料到喷射管,喷入土层,以上操作要求迅速连贯,一气呵成。
2、施工工序
(1)对正桩位,调平桩机机身,保证钻杆的垂直度,启动主电机下钻,待搅拌钻头接近地面时,启动空压机送气,继续钻进。
(2)钻到设计孔深时,停止钻进,钻头反转,但不提升。实际工作中钻进深度D由深度尺盘按D=H+a1+a2确定。其中H为设计加固深度;a1为搅拌钻头喷射口与地面平行时深度尺盘的读数,可事先调整为a1=0;a2为机身调平后,桩机横移槽距地面的高度。
(3)打开送料阀门,关闭送气阀门,喷送水泥粉料。
(4)确认水泥粉料已到桩底后,提升搅拌钻头。为便于控制成桩质量,一般不得使用Ⅲ档提升。
(5)提升到设计标高时,停止喷粉,停止喷粉深度应结合搅拌提升的速度确定。
(6)打开送气阀,关闭送料阀,但空压机不停机,搅拌钻头提升至桩顶时,停止提升,在原位转动两分钟,以保证桩头均匀密实。
(7)同时应采取复拌措施,第二次搅拌时不喷粉,复拌深度为5m,高搅下钻,提钻速度同第一次。
(8)喷粉开始时,应将电子秤显示屏置零,使喷粉过程在电子计量显示下进行。喷粉搅拌时,记录人员应随时观察电子秤的变化显示,以保证各段(通常以1米为一个单位)喷粉均匀。
3、应控制重复搅拌时的提升和下沉速度,以保证加固深度范围内每一深度均得到充分搅拌。
4、粉喷桩施工允许偏差应符合下表规定:
粉喷桩施工允许偏差
项 次 | 项 目 | 允许偏差 |
1 | 桩位 | ±50mm |
2 | 桩径 | 不小于设计 |
3 | 桩长 | 不小于设计 |
4 | 竖直度 | 1% |
5 | 单桩喷粉量 | 不小于设计 |
6 | 强度 | 不小于设计 |
粉喷桩施工常遇问题(故障)及排除方法见下表。
常见故障及排除方法
故障 | 产生原因 | 排除与防治 |
卡钻 | 通过含水量过低或板结坚硬的土层,或局部遇到障碍物。 | 应停止钻进,查清原因,并采取下列措施: (1)实行慢速钻进; (2)提出钻头,改进钻头; (3)如位置较浅,可用其他发法疏松土层后再钻; (4)如提升钻杆时卡钻,则应暂停喷粉,待正常后再复喷。 |
喷粉不畅或堵塞 | (1)输气管道连接部分密封不严,造成漏气或气源不足、气压降低; (2)水泥吸潮结块或喷口粘结变小; (3)固化料中含有杂物或大颗粒; (4)部分地层透气性不良。 | (1)检查空压机运行情况,调整气源压力,处理输气管的密封不严,保证正常输气; (2)改用合格水泥,提出钻头清理喷嘴; (3)清除固化料中的杂物合大颗粒,或改用于符合要求的固化料; (4)喷粉不畅时,操纵喷粉料阀门由关到开,由开到关,反复多次。 |
桩体疏松 | (1)土层含水量偏低,固化剂与原状土的固结程度差; (2)遇到松散杂填土层,造成粉体流失,使桩体达不到原有的含灰量; (3)喷粉不足,使桩体达不到原有的含灰量。 | (1)对局部上层含水量过低,在确保质量前提下,可向土层适当注水,对大面积干燥土层应改用浆液搅拌法成桩; (2)可二次钻进,复喷一次粉料; (3)检查输灰管路,提高喷灰量。 |
断桩 | (1)水泥潮湿结块或其他异物堵塞管路,造成供灰中断; (2)管道漏气或供气不足,造成喷灰中断; (3)钻头喷粉孔磨损、堵塞,造成喷灰中断; (4)先提钻后喷灰或提钻速度过快,造成喷灰中断; (5)贮灰罐中灰已用完,喷粉中断。 | (1)水泥应妥善保管,防止受潮,固化料用前要过筛,确保合乎要求的灰料入贮灰罐; (2)经常检查管道,确保输灰畅通; (3)喷灰计量要准确,供气风压要满足要求; (4)提升钻杆前要先喷灰1~2min后均匀搅拌提升; (5)钻头或输灰管道堵塞,应立即停钻清理; (6)对已断灰桩应将上部断桩打除后,以水泥砂浆补桩或在邻位补桩。 |
空心桩 | 土壤含水量过低,使得固化料喷出后不能被土颗粒吸附,造成喷灰远射,四周桩体强度高,中部为土,形成空心桩。 | 当土层含水量低于20%时,宜采用钻孔时适当注水或改用喷浆搅拌成桩工艺。 |
桩体强度不均 | (1)钻杆提升速度不均,使得喷入土层的灰量忽多忽少; (2)输灰管道轻微堵塞,造成气压不稳,灰流量时高时低,使得喷灰不均; (3)遇局部松软土层漏灰造成喷灰不均; (4)遇粘土搅拌不开,喷灰量难以控制; (5)供气压力不稳或贮灰罐与喷射管存在气压差。 | (1)控制提钻速度,确保均匀提升,均匀喷灰、均匀搅拌; (2)经常检查计量秤,保证计量准确; (3)经常检查输灰管路的喷灰量合供气压力,确保平稳送灰; (4)遇松软土层或粘土层应调整输出转速,使喷灰均匀; (5)调整空压机的气压,确保气压稳定。 |
漏桩 | (1)粉喷桩未编号,或施工中未按桩号逐根成桩; (2)对所有成桩位确定后未作明显的标记,或桩位标记被土掩埋; (3)未设专职工人标记桩位和桩号。 | (1)应逐桩编号,成桩过程中应逐排逐号前进; (2)桩位应作明显标记,并注意施工中不得损坏; (3)应设专职人员作施工记录,认真记录施工桩号、桩长、喷灰量等技术数据; (4)对已漏桩应予以及时补好。 |
1、粉喷桩完工后28d,在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯,观察其完整性、均匀性,拍摄取出芯样的照片,取不同深度的三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注封闭。
2、浅部开挖桩头,深度为500mm,目测检查搅拌的均匀性、量测成桩直径。
4、成桩28天后进行复合地基承载力试验,粉体喷射搅拌桩处理后的复合地基承载力应满足设计要求。
八、质量保证措施
1、质保体系
建立健全质量保证体系,项目经理部成立质量管理领导小组,由项目经理任组长,总工程师任副组长,负责质量领导工作;项目经理部设安质部负责全项目质量管理工作,安质部配备专职质检工程师,队设专职质检员,工班设专职质检员负责质量监督检查和各项检验工作,质量检查体系工作,质量检查人员有质量否决权和验工签证权。
2、质量保证措施
(1)施工机具设备的粉体发送器必须配置粉料计量装置,并记录水泥的瞬时喷入量。严禁无粉料计量装置的粉体发送器投入使用;贮存罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg;当贮量不足时,不得对下一根桩开始施工;钻头直径的磨损量不得大于1cm。
(2)控制钻头下沉及提升速度,保证加固范围内每一深度都得到充分搅拌,严格按要求进行复拌。
(3)严格控制喷粉标高和停粉标高,不得中断喷粉,确保桩体长度;严禁在尚未喷粉的情况下进行钻杆提升作业。
(4)施工中发现喷粉量不足,应整桩复打,复打的喷粉量应不小于设计用量。如遇停电、机械事故等原因,喷粉中断时,必须复打,复打时重叠段应大于1m。
(5)随时检查施工记录,对照施工工艺对每根桩进行质量评定,不合格的桩根据具体情况采取补救措施。
九、安全施工的保证措施
1、建立以项目经理为首的安全生产领导体系,有组织、有领导的开展安全管理活动,项目经理承担组织、领导安全生产的责任。
2、建立各级安全生产责任制,明确各级人员的安全责任。
3、设立专职安全部门,对安全生产责任落实情况要认真检查,详细记录。做到该说的一定要说到,该做的一定要做到。
4、体系建立后应在开工前进行安全教育,建立全员控制的安全体系,建立班前教育和安全例会制度。
5、对司机、司泵等关键岗位的操作员进行相应的安全教育合操作培训。
6、建立安全检查制度,由项目经理为首,安全员参加的安全检查,有计划、有目的、有准备、有总结、有处理,定期进行。
7、严格执行安全操作规程,机械设备不准带病作业。操作人员不准疲劳施工。
8、交应严格检查机器设备运转情况,班长首先检查设备是否完好,塔架螺钉是否有松动现象,大小链条接口是否正常,齿轮箱机油油面,液压油面是否正常,保证设备状况良好方可施工。
9、钻进过程中,应注意电缆不能被机械设备摩擦,并注意钻进难易程度,电流操作在80A以内,注意转动轴是否有松动现象,声音是否正常。
10、配电箱要安装安全开关,漏电保护器,操作人员要穿劳动保护鞋及劳保服装,夜间工作严禁打瞌睡。注意力要集中,工作中不准看小说和听收音机。
11、严禁在工地施工期间喝酒,发现酒后上班,追究其班长责任,对酒后上班者严厉惩罚。
12、移动钻机要注意塔架平衡,行机要平稳,地面不平时要整平后移动。
13、设备进场时,注意吊装、运输安全。
14、电缆接头要经绝缘处理,测量安全后,在场地架离地面,不准在场地乱拉照明线,需要照明线时,必须由专业人员架设。
15、不戴安全帽不准上岗施工。
十、文明施工的保证措施
1、项目部由一名项目副经理负责,成立精神文明领导小组,经常进行文明施工教育,从施工现场到后勤食宿,争创文明施工工地。
2、严格按总平面布置图化定位置及甲方要求搭设临时建筑,修筑场内临时道路,平整现场。
3、根据本工程具体情况,统一步调,统一协调指挥,做到施工场地多而不乱。
4、施工人员要文明礼貌,穿戴要整齐,不准说脏话,严禁打架斗殴。
5、对电、机械要布设安全标记及标牌。
6、设置临时厕所,不能随地大小便,保证生活垃圾及时清扫,做到污物掩埋。
施工工艺流程图