新建鐵路武漢至廣州客運專線
烏龍泉至花都段站前工程第1標段（xxtjⅰ）
中鐵十一局武廣客運專線xxtjⅰ標
四公司專案部
二00七年十二月三日
旋噴樁試樁試驗方案
一、試驗時間及地點
本工程的試驗地點位於dk1318+865路基左側邊坡塹頂，該處路基開挖約13m，地層為崗丘，下臥地質情況為黏土，軟塑～硬塑；下伏基岩為弱風化灰岩。
試驗時間定於2023年3月5日。
二、施工布置
本次試驗3根旋噴樁，都在設計樁位，樁間距0.3m，按設計要求布置。
詳見附後「旋噴樁試樁樁位布置圖」。
三、旋噴樁施工
(一)旋噴樁的主要技術引數
1、旋噴樁樁徑：0.5m；
2、樁間距0.3m , 咬合不少於0.2m，按設計要求布置；
3、樁長至基岩面；
4、樁身的無側限抗壓強度及加固完後的復合地基承載力符合設計要求；
5、單管、雙管法的高壓水泥漿壓力應大於20mpa；
6、水泥採用po32.5級及以上的普通矽酸鹽水泥或礦渣水
泥。7、樁位允許偏差：±5cm，垂直度偏差不大於1.5%，噴射
孔及高壓注漿幫浦的距離不宜大於50m；
8、為防止漿液凝固收縮影響施工樁頂標高，可在原孔位採
用冒漿回灌或第二次注漿措施。
（二）旋噴樁的主要施工方法及工作原理
1、主要施工方法
旋噴樁施工主要是噴射注漿法施工。可採用單管法、二重管法、三重管法，三種方法的加固原理是一致的。此次試驗採用單管法施工。
2、施工原理
高壓旋噴樁是利用工程鑽機鑽孔至要求深度後（或引孔旋噴一體機），利用高壓旋噴台車把安有水平噴嘴的注漿管下到設計標高，利用高壓裝置使噴嘴以一定的壓力把漿液噴射出去，高壓射流衝擊切割土體，使一定範圍內的土體結構破壞，漿液與土體攪拌混合固化，隨著注漿管的旋轉和提公升而形成圓柱形樁體，凝固後便在土體中形成圓柱形狀、有一定強度起到與土體加固的作用。
（三）高壓旋噴主要機械裝置及材料
1、裝置
（1）高壓注漿幫浦；（2）旋噴鑽機；（3）注漿管（底部帶噴咀）；（4）輸漿管等。
2、材料
（1）漿液材料以水泥為主材，加入不同外加劑後，可具有
速凝早強、抗凍等效能。
（四）主要施工過程
1、施工準備
a、樁孔測量定位
(1) 依據施工圖紙及樁位布置圖等資料，測量放出控制點軸線，請業主及監理複測驗收。
(2) 在不受施工影響的地方設定若干個永久性控制點及方向線，根據總平面布置圖及樁位布置圖建立測量控制網。
(3) 測量精確定位，並經二次檢測確認無誤後方可確定旋噴孔位，並在孔位之上做上明顯和穩定的標記。
b、鑽孔施工
鑽進成孔：先採用工程鑽機引孔。
鑽孔直徑和深度：鑽孔時，其引孔口徑為φ110mm～φ130mm，終孔直徑不小於φ91mm。終孔深度為至基岩面。
引孔鑽進時，原則上採用清水鑽進，若出現垮孔，採用優質膨潤土作為製漿用主要材料，新制泥漿配合比擬為：水750l，粘土650kg，碳酸鈉6～8kg。
施工時，分別建立泥漿系統與高噴水泥漿系統，防止串漿、混漿，並設定回漿池。
c、水泥漿液製備
（1）漿液和水泥材料：高噴灌漿採用32.5 普通矽酸鹽水泥或礦渣矽酸鹽水泥，漿液水灰比為1∶1，水泥摻量為18％（根據室內試驗確定），採用高速攪拌機攪拌，純拌合時間不少於1 min，且應連續製漿。
（2）漿液攪拌及漿液質量控制：選用zj-400型高速攪拌機，進行漿液攪拌，由送漿工對漿液濃度、密度、溫度和時間等進行檢測和記錄，據此控制漿液質量。
d、高壓旋噴灌漿施工
（1）地面試噴：鑽孔驗收、高噴台車就位並對準孔口後，為了直觀檢查高壓系統的完好性以及是否能夠滿足使用要求，首先應進行地面試噴。
（2）開噴：噴管先至指定深度後，拌製水泥漿液，即可供漿、供風、供水開噴。待各壓力引數和流量引數均達到要求，且孔口已返出漿液時，即可按既定的提公升速度進行噴射灌漿。
（3）高噴灌漿保持全孔連續一次作業，作業中因拆卸噴射管而停頓後，重複高噴灌漿長度不小於0.3m。
（4）在高噴灌漿過程中，出現壓力突降或驟增、孔口回漿濃度和回漿量異常，甚至不返漿等情況時，查明原因後立即處理。
（5）當孔內出現嚴重漏漿，擬採取以下措施進行處理：
a、降低噴射管提公升速度或停止提公升；
b、降低噴水壓力、流量進行原地灌漿；
c、噴射水流中摻加速凝劑；
d、加大漿液密度或灌水泥砂漿、水泥粘土漿；
e、向孔內衝填砂、土等堵漏材料。
（6）在高噴灌漿過程中，水泥用量根據現場土層情況確定，保證150～200kg/m（180度擺噴）。
（7）供漿正常情況下，孔口回漿密度變小、不能滿足設計要求時，擬採取加大進漿密度或進漿量的措施予以處理。
（8）裝、卸噴射管時，採取措施密封、加快裝卸動作以防止噴嘴堵塞。
（9）高噴灌漿結束後，充分利用孔口回漿或水泥漿液對已完成孔進行及時回灌，直至漿液面不下降為止。
（10）施工中如實記錄高壓旋噴灌漿的各項引數、漿液材料用量、異常情況及處理等。
（11）對地下水豐富的工程，需要在水泥漿中摻入速凝早強劑，通常有氯化鈣、水玻璃及三乙醇胺等，用量為水泥用量的2%～4%，早期強度能提高1.6-2.4倍。
（12）對改善型，在水泥漿中摻入膨潤土，使漿液懸浮性增加，微減小水泥顆粒沉澱量，以至漿液的析水率減小，穩定性強，其配方為：水：水泥：
陶土：鹼（水玻璃）=1：1：
3：0.0009
（13）在水泥漿中摻入其它外加劑，如鋁酸鈉、三乙醇胺（nr3）、β-萘磺酸鹽甲醛縮合物（nf）、氧節——節樹脂磺酸鹽（crs）、亞甲基二萘磺酸鈉（nno）、沸石粉等，按不同土要求的流定性和穩定度凝結時間或提高抗壓強度作適當選擇。
e、施工流程
高壓旋噴施工流程：修築施工平台→放樣→鑽機就位→鑽孔及下套管→高噴台車就位→試噴→噴管下至孔底→自下而上旋噴至設計頂高→沖洗噴管→高噴台車移位→回灌。
f、施工工藝
(五)旋噴注漿法的施工工藝控制
1、裝置選型
（1）高壓注漿幫浦是關鍵的裝置，通過它的高壓才能使漿液切割土體，達到要求的噴射範圍，形成一定直徑的樁體。目前國內多採用天津市聚能高壓幫浦廠、沃特幫浦業****、通潔高壓幫浦製造****生產的專用旋噴高壓注漿幫浦，型號有xpb—90、gzb—40a、gpb—90等。
（2）旋噴鑽機主要作用是把注漿管（底部帶噴咀）送到設計深度，滿足設計要求的提公升和旋轉注漿管。目前國內多採用江蘇無錫探礦機械總廠、重慶探礦機械廠等生產的鑽機，經過一定的改進而成，型號有xp—30、g—2a、mgj—50等。
（3）輸漿管為內徑φ21的橡膠鋼絲軟管或內徑φ21的鋼管，能夠承受45mpa以上的壓力。它的主要作用是連線高壓幫浦與旋噴鑽機，輸送漿液。
（4）注漿管一般使用φ42或φ50鑽桿，底部帶有特製的噴咀，噴咀直徑為一般為2.0mm—3.0mm，實際多採用2.3mm—2.5mm。
2、試樁及施工引數的確定
在試樁時注意以下幾個方面：
a、成孔時判斷處理區地層情況是否與設計資料一致；
b、初定幾組不同的施工引數，進行2根以上的試樁；
c、當土層中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或有較高含量的有機質時，以及地下水流速過大等，必須通過試樁確定其適用性；
試樁完成經過一定時間（七天以上）後，可以開挖一定深度進行樁體外觀檢查，測量樁徑，同時在樁體上取芯，進行無側限抗壓試驗，獲取抗壓強度值。從實測樁徑、抗壓強度值中選取滿足設計要求的一組施工引數，包括注漿壓力、提公升、旋轉速度、漿液水灰比等。
3、施工工藝方面的控制
a、鑽機就位、成孔：鑽機就位應準確，偏差不大於50mm；成孔時保持成孔的垂直度，不大於1.5%；成孔深度必須滿足設計要求。
b、漿液配製攪拌：為了保證漿液的濃度，應當採用二次攪拌配製漿液，即在第一只攪拌桶中按確定的水灰比配製並攪拌水泥漿液。攪拌3-5分鐘後放入第二隻攪拌桶中待用。
禁止採用乙隻攪拌桶，一邊配漿一邊抽漿，否則難以控制漿液水灰比。在實際施工時，還可以使用比重計隨時測量漿液比重。如水灰比1:
1的水泥漿液比重為1.49；水灰比0.75:
1的水泥漿液比重為1.62；水灰比1.5:
1的水泥漿液比重為1.37。
c、下注漿管、噴射注漿：注漿管必須下到成孔深度（即設計深度），噴射注漿時注漿壓力、提公升速度、旋轉速度、漿液水灰比必須按照經過試樁後確定的施工引數值，由下而上地進行。噴射管分段提公升的搭接長度不得小於100mm。
d、沖洗注漿管路、移置到下一孔位。
4、注漿材料及注漿量的控制
a、注漿材料主要為水泥漿液，強度等級為32.5及以上的普通矽酸鹽水泥，可以根據設計要求加入適量的外加劑（如早強劑cacl2、速凝劑水玻璃等）。
b、注漿量必須滿足設計要求，與設計樁徑、樁長、樁體抗壓強度等有關，可以通過以下兩個公式計算，取二者之較大值作為旋噴漿液用量。
按旋噴固結體的體積需要量計算：
q=3.14×d2×h×（1+b）/4公式一)
其中：q—旋噴漿液用量（m3）；
d—樁體直徑（m）；
h—樁長（m）；
b—損失係數，可選用0.1—0.3。
按旋噴工藝引數要求計算：
q=（h/v）×q×（1+b公式二)
其中：q—旋噴漿液用量（m3）；
q—高壓注漿幫浦的排漿量（l/min）；
h—樁長（m）；
b—損失係數，可選用0.1—0.3；
v—注漿管提公升速度(m/min)。
根據旋噴漿液用量、漿液水灰比可以計算出樁體每公尺所需水泥用量。
5、施工記錄
施工記錄主要內容為：工程名稱、樁編號、施工日期、注漿時間、注漿長度（深度）、施工注漿各項引數等，應當如實記錄。一般採用《鐵路橋涵施工規範》（tb10203-2002）附錄j《旋噴樁施工記錄表》，該錶較全面地反映了旋噴注漿的情況。
也可以在此記錄表的基礎上，依據設計要求做出適當調整。
6、旋噴注漿異常情況的控制
在高壓噴射注漿施工過程中，有一定數量的土粒，隨著一部分漿液沿著孔壁或注漿管管壁冒出地面，根據經驗，冒漿（主要含土粒、漿液）量小於注漿量20%為正常現象，超過20%或不冒漿時，應及時查明原因並採取相應的措施。
7、質量檢驗方面的控制
（1）主控專案：所用水泥和外加劑的品種、規格、質量，漿液質量，樁的數量、布樁形式，成樁長度，樁身完整性、均勻性、無側限抗壓強度，復合地基承載力。
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