兴隆电站厂房高喷桩施工与质量控制

中图分类号：TV523文献标识码： A 文章编号：

1、工程概况

1.1 工程地理位置及工程简介

兴隆电站厂房工程中鱼道进出口段、右岸挡土墙基础及连接段防渗墙两端头，设计为高喷桩基础桩径为Φ80cm，桩间套接。单轴抗压强度R28≥2.5Mpa。

1.2 工程地形地质

地基土层结构自上而下分述如下：

全新统上段冲积层（alQ43）：上部粉质壤土，厚度1.1～1.7m，下部粉细砂，厚约2.7m。全新统中段冲积层（alQ42）：上部1.1m厚淤泥质粉质壤土，中部粉细砂，厚度约8.4m，底板倾向河床。底部含泥粉细砂，厚约5.2m，底板高程24.4m。全新统下段冲积层（alQ41）：粉细砂层厚度11.4～14.0m，底板高程7.6～8.0m。上更新统段冲积层（alQ3）：主要为砂砾（卵）石层，顶板高程7.6～8.0m，未揭穿。

2、高喷桩施工

2.1现场总体布置

结合高喷桩工程的施工特点和场内交通条件，工程施工的材料仓库、制浆站等以现场条件，就近布置。

2.2高喷施工的主要机械及设备有:

高喷台车双管法高喷选用MG-50A型，集旋摆提升装置、卷扬机和平台车于一体，结构紧凑，摆动、提升均为无级变速，速度调节范围大、可控性好，操作简单，体积小，步履式行走，搬迁方便。此台车上组装高频震动锤，频率800Hz，冲击功5.3kN，可有效解决砂类土层中埋管、夹管等事故，具有极大的优越性，且可直接用于震冲钻进，钻孔效率高，施工速度快。该机主要技术参数为:提升速度范围0～30cm/min，单绳最大提升重量1.5t，自重6t。

高压泵选用XPB-90E型高压注浆泵，运行状态好，压力平稳。额定压力55.0MPa，最大排量85L/min。

高速搅拌机选用ZJ-400型高速搅拌机，搅拌轴转速800r/min。最大制浆能力10～15m3/h，浆液拌合均匀。

空压机双管旋喷选用W-3.2/7型空压机进行气体供应。

2.3施工工艺流程

施工工艺流程图

2.4主要施工方法

双管旋喷法

选用MG-50A型两管旋喷钻机，桩身在15m内采用钻灌一体化,桩深超过15m采用岩芯钻钻孔。钻孔孔径为Φ110mm，孔斜率不大于1％。钻孔结束后，进行高喷，利用双通道的二重灌浆管输送高压水泥浆液和压缩空气，在管的底部侧面有一个同轴双重喷嘴，高压水泥浆液以32～36MPa的压力从内喷嘴中高速喷出，在射流的加以0.6～0.8MPa的压缩空气喷出，模拟真空状态对射流进行保护，在砂土中形成直径明显增加的柱状固结体，达80～150cm。施工参数见表4.1。

表4.1高喷施工参数表

根据高喷试验，试验分别采用压力为32MPa，浆量为60L/min，提升速度为12cm以及压力为32MPa，浆量为60L/min，提升速度为15cm参数进行施工。2010年11月6日进行开挖检查，高喷提升速度为12cm的成桩直径为115cm，提升速度为15cm的成桩直径为112cm，满足设计要求（设计桩径不小于80cm）。2010年11月10日进行钻孔取芯检测，提升速度为15cm的桩7天抗压强度为4.2 MPa，提升速度为12cm的桩7天抗压强度为4.7 MPa，其抗压强度大于设计抗压强度。高喷试验参数可满足设计要求。因此，我部在正式施工中，选用压力为32MPa，浆量为60L/min，提升速度为15cm参数进行施工。

水泥浆液制备

高喷灌浆采用PO42.5水泥，制备浆液比重为1.40～1.60g/cm3，采用高速搅拌机搅拌，纯拌和时间不少于30s，保证连续制浆。

利用孔口回浆制浆时，应根据回浆浆液的比重适当调整水泥加料量，具体加量以所制浆液比重不小于1.55g/cm3即可。

储浆桶内已制成待用的浆液采用低速搅拌机搅拌，以防止沉淀；制成已超过4小时而尚未使用的浆液予以废弃。

高喷灌浆施工

①地面试喷：高喷台车就位并对准孔口后，为了直观检查高压系统的完好性以及是否能够满足使用要求，首先应进行地面试喷。

②开喷：喷管钻(下)至指定深度后，拌制水泥浆液，即可供浆、供风、供水、开喷，待各项压力参数和流量参数均达到要求指标且孔口已返出浆液时，即可按既定的提升速度进行旋喷喷射灌浆。

③高喷灌浆应始终保持全孔连续一次性作业，作业中因拆卸喷射管而停顿后，重复高喷灌浆长度不小于0.5m。

④装、卸喷射管时，采取措施密封、加快装卸动作以防止喷嘴堵塞。

⑤在高喷灌浆过程中，出现压力骤降或骤增、孔口回浆浓度和回浆量异常，甚至不返浆等情况时，查明原因后及时处理。

⑥供浆正常情况下，孔口回浆密度变小、不能满足设计要求时，拟采取加大进浆密度或进浆量的措施予以处理。

⑦高喷灌浆不管是何种原因，因故中断后恢复灌浆施工时，重复高喷灌浆长度不少于0.5ｍ。

⑧高喷灌浆结束后，可充分利用孔口回浆或水泥浆液对已完成孔进行及时回灌，直至浆液面不下降为止。

⑨施工中将如实记录高喷灌浆各项参数、浆液材料用量、异常情况及处理等。

质量控制措施

为保证施工质量，本工程采取了下列措施进行施工质量管理:

① 孔位施样编号定桩点后，由专职质检员复核后方可施钻、灌浆。

②为了使高喷桩底充分进浆，当喷管到位，高喷参数达到设计要求，须喷2min后，方能提升正常施工。

③喷射提升:开动泥浆泵供浆，然后开动高压水泵喷射，再开动空压机供气，喷约30s，检查各参数均符合设计要求，按设计提速，在离设计桩顶高程1.0m时放慢提升速度（8cm／min），到达桩顶后静喷30s。

④孔口回填:喷射灌浆结束后，关闭高压水及气，继续往孔内送水泥浆液，直至孔口浆液下降不明显时，结束供浆。

⑤机具清洗:喷浆结束后，用清水冲洗机具及喷杆喷头，以免管路堵塞。

⑥水泥浆必须经过过滤后，才能输入慢速储浆筒内，同时每搅一桶浆均需及时检测浆液比重，必须符合设计要求。

⑦喷浆过程中，无论何种原因引起中断，恢复喷浆后，都须复喷0.5米以上，保证桩体连续性。

⑧坚持不冒浆不提升原则，当孔口不冒浆时，停止提升，减速降压，若仍无效果，则可采取灌砂、或投小砾石等办法进行处理，直到孔口返浆为止。

⑨记录员如实认真填写施工记录，确保资料完整、准确。

2.5特殊情况处理

钻孔事故 钻进出现塌孔缩孔时，将清水改为泥浆进行固壁钻进。

喷射中断 在喷射过程中，因故中断时间超过30分钟，必须准确记录中断位置，复喷时，将喷杆下入中断处以下50cm复喷搭接，如喷杆下不到位，必须扫孔后，再喷射。

高喷冒浆高喷注浆过程中冒浆量小于注浆量的20％时为正常现象。超过20％或完全不冒浆时，采取下列措施:

①当地层中有较大空隙引起不冒浆时，在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续喷射。

②当冒浆量过大时，通过提高喷射压力或适当缩小喷嘴孔径，或加快摆动频率和提升速度，减小冒浆量。

3、高喷桩质量检查

为能及时进行连接段下一道工序施工，对高喷桩桩体进行检测，检查方法按设计要求执行：对已经达到3天龄期的桩体进行动力触探检查（龄期达到后由现场监理指定）、对已经超过7天龄期的桩体进行开挖检查、对已经达到或超过14天龄期的桩体进行钻孔取芯检查，芯样养护至28天后进行强度检测、渗透系数及渗透破坏比降检测、对已经达到或超过28天龄期的桩体进行承载力检验。

高压旋喷桩质量技术指标：单轴抗压强度R28≥3MPa；渗透系数K≤i×10-6cm/s；渗透破坏比降J≥50。

4、质量控制效果

本工程通过上述措施，保证了桩基质量，所有检测项目均满足设计要求指标，避免因质量问题影响进度，因而造成经济上的浪费。高喷桩施工未出现质量事故及缺陷，所有高喷桩施工单元工程质量均为优良。