[发明专利]动水环境三管旋喷桩坑内施工方法

权利要求书

1.一种动水环境三管旋喷桩坑内施工方法，其特征是：包括下列步骤：

（一） 施工准备

（1）场地平整：清除施工区域内一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，沿施工区域外侧周边开挖宽 1m、深 1.5m 的排水沟，兼做排浆沟；根据施工现场实际情况，在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟；

（2）水泥：采用P.O42.5 普通硅酸盐水泥；水泥每批次经进场复试检验合格，并有出厂质量合格证；

（3）水：pH 值在 5～10 之间；

（4）室内配合比试验：根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况，按不同含水量设计并调整几种配合比，通过在室内将现场采取的土样进行风干或烘干、碾碎，过 2～5mm 筛的粉状土样，按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验，确定施工喷浆量；

（5）试桩试验：根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩，并根据试桩结果，调整加固料的喷浆量，确定旋喷桩钻机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数；

（6）设备的安装、调试：将三管高压旋喷桩施工所需全套设备，按施工场地情况进行合理布置、安装，并分别检查气、浆、水三大系统各种设备运转是否正常，管路是否畅通，测试监控仪器是否齐备、完好；确信无误后方可进入下一步工序；

（二）桩位放样

首先采用全站仪根据高压旋喷桩的桩号放出控制桩，然后使用钢卷尺和麻线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，桩孔中心移位偏差小于 50mm；

（三）开挖排水沟、修建排污系统

为减小水位扰动对坑内高压旋喷桩成桩质量的影响，外围旋喷桩施工时，对施工区内降水井暂停抽水；施工区周边外管井降水影响半径15～20 米范围内减少抽水，控制抽水量，水位控制以施工面下 500mm 为宜；周边20米范围以外的降水井水位加深；同时沿施工区周边开挖深 1 米、宽 1.5 米的排水沟，采用水泵明排水，并配备挖机及时清理排水沟；

旋喷桩施工过程中产生的返浆量，通过排水沟将废浆液引入沉淀池中；

（四）钻机就位

移动旋喷桩机到指定桩位，立轴转盘与孔位对正，同时整平钻机，用水平尺和定位测锤校准桩机，导向架和钻杆应与地面垂直，钻杆垂直度偏差不大于 1%～1.5%；为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于 50mm；

（五）浆液配置

桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆；首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌 10～20 分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入孔径为 0.8mm的第一道筛网，过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进孔径为 0.8mm的第二道过滤网，第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用；

为使水泥浆液不发生离析，储浆桶内设慢速搅动装置且要不断搅拌，直到喷浆前；

喷浆时，水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出；水泥浆液存置时间≯4h，否则应作为废浆处理；

（六）钻孔插管

启动钻机边旋转边钻进，至设计标高后停止钻进；插管与钻孔合二为一，钻孔完成时插管作业同时完成；在插管过程中，喷射高压水切割土体扩孔：即启动钻机，同时开启高压清水泵输送水流，水压力 25～30Mpa，使钻杆沿导向架振动、射流切削扩孔下沉；

直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值；

钻孔过程中应记录好钻进速度、钻杆节数及长度等参数，保证成孔深度满足设计要求；为避免钻孔倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正，以确保钻孔倾斜度在设计允许的范围内；钻速要打慢档，并采用导正装置防止孔斜；施工每段区域先试钻，若无法钻进或者很慢,可以先行引孔；引好后，孔口插直径 150mmPVC管；

（七）旋喷提升

喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，关闭高压清水泵及输送水管，接通高压浆管、空压管，开动高压注浆泵和空压机，浆压 20～25Mpa，气压≮0.7Mpa，并用仪表控制压力、流量和风量，检查各施工参数是否符合设计要求；

开始时先送高压浆液，压缩空气可晚送 30s；喷浆管在原位坐底喷浆 30s，边喷浆，边旋转，待孔口冒浆正常后开启提升装置；

水泥浆与桩端土充分搅拌后，边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，喷浆旋转15r/min，提升速度 8～16cm/min，风量 10m³/min，喷浆量 120L/min，水泥掺入量为土体容重的 45～50%；

当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下 1.0m 开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升 0.5m，直至桩顶停浆面，关闭高压泥浆泵，停止水泥浆的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机；

旋喷施工中上节喷杆要卸除，下节喷杆继续喷注的，必须使下节喷杆高出井口装置500mm 以上时，方可停喷；继续喷浆时桩体复喷搭接 500mm 以保证防渗体的垂直连续性；

喷浆中如遇故障停喷时，要尽快恢复喷射,并在恢复喷射时喷杆须下降 200～500mm；

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，并随时做好旋喷时间、用浆量、冒浆情况、压力变化等的记录;

（八）冲洗机具

喷射施工完成，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，并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净；

（九）钻机移位

移动桩机进行下一根桩的施工；重复步骤（四）～步骤（九）；

（十）回灌浆液

高压喷灌结束后，由于孔内水泥浆液固结过程中体积收缩，同时孔内浆液向孔壁四周范围有一定渗漏，使得孔内浆液表面将出现一段时间的沉面下降，应不间断地将浆液回灌到已喷孔内，并保持压浆作用，直至孔内浆液面不再下沉为止；回灌浆液采用邻孔高喷冒浆静压充填；

（十一）坑内施工旋喷桩采用由外到内环圈施工形成封闭圈，先施工周边外侧的高压旋喷桩，待外侧的旋喷桩初凝后再施工内侧旋喷桩；旋喷桩采用间隔桩位跳桩作业，间距控制在 2m 以上，待 24h 后再施工相邻桩位；

（十二）压密注浆

施工区域内的工程桩、立柱桩已在自然地面施工，高压旋喷桩与工程桩、立柱桩的衔接部位无法紧密搭接处，在旋喷桩施工完成后，开挖找到工程桩位置，紧贴工程桩和立柱桩边采用地质钻机引孔并进行压密注浆加固；注浆浆液采用 P.O42.5 普通硅酸盐水泥，水灰比0.5～0.6，注浆压力 0.3～0.6Mpa,水泥用量 100～150kg/m；

（十三）补井

旋喷桩施工期间，由于水泥浆液的渗透，导致一部分降水管井堵死，施工结束后应及时用水泥浆填充封堵，并根据现场实际情况在适当位置进行补井；与在地面上施工不同，水头压力差小且周边在动态渗流状态下，无法成孔，必须采用膨润土造浆护壁成孔；

（十四）根据设计图纸要求，计算水泥用量；材料进场后，依据相关要求进行取样复试，对不合格的材料严禁投入工程使用；同时对于复试合格的材料及时向监理单位进行报验。

2. 根据权利要求1所述的动水环境三管旋喷桩坑内施工方法，其特征是：相邻两桩施工间隔时间应不小于 24h，间距应不小于 2m；喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于 50m，实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物及与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录；

制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意改变；在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀，浓度降低；不得使用受潮或过期的水泥；浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径 1/2 为宜；

插管时先送高压水，提升时关闭高压水，先送水泥浆，压缩空气可晚送 30s；

在桩底部边旋转边喷射 30s 后，再进行边旋转、边提升、边喷射；

喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管；钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆不小于 50cm 的搭接长度，避免出现断桩；如发现有浆液喷射不足，影响桩体的设计直径时，应进行复核；

旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的 20%为正常现象，若超过 20%或完全不冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径；

在软硬土层交界面，应低速低钻压钻进；发现钻孔偏斜，及时回填粘土，冲平后再低速低钻压钻进；

在旋喷过程中，如因机械出现故障中断旋喷，应停止提升和旋喷，以防桩柱中断，同时立即进行检查，排除故障；并应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷；

当喷浆口达到桩顶高度时，继续喷浆上提 0.5m，以保证桩顶质量；

喷到桩高后应迅速拔出浆管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞；

质量检验：旋喷桩施工完成 28 天后，通过钻芯取样，检查工程的施工质量；

旋喷桩施工时，应注意避开已施工工程桩及立柱桩，当旋喷桩位置与工程桩发生冲突时，旋喷桩应紧贴工程桩施工；

施工期间严密监控周边降水井水位及抽水量，保持水力动态稳定，确保旋喷桩的成桩质量；

旋喷桩严格按照先外后内，环圈封闭的顺序施工，外围桩体达到初凝后方可施工内侧旋喷桩，以降低内侧施工时侧向抗土效应及外围地下水动态渗流对内部成桩的影响。