目录
一、编制依据 (2)
二、工程概况 (2)
三、试桩技术参数 (2)
3.1试验参数 (2)
四、试桩检测 (4)
五、试桩总结 (4)
1、施工工艺 (4)
2、工艺参数 (5)
3、水泥用量及水灰比 (5)
六、质量控制 (5)
七、施工注意事项 (6)
八、旋喷桩施工中常见问题及质量控制措施 (7)
九、施工安全保证措施 (12)
十、环保水保措施 (12)
高压旋喷桩施工工艺总结
一、编制依据
1、国家、铁道部和地方政府相关法律、法规和规章制度；
2、《高速铁路路基工程施工技术指南》铁建设[2010]241号；
3、《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB 10751-2010）；
4、《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设[2010]241号；
5、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB 10424-2010)。
二、工程概况
DK20+840.00-DK20+885.00段路基原设计采用CFG桩基施工，因CFG桩机身过高，与施工现场上方的高压电线过近，导致CFG桩基机械无法施工，为了保证施工人员的安全，所以采用高压旋喷桩进行处理。
高压旋喷桩是利用水泥浆搅拌系统、高压注浆泵、钻机等设备将水泥浆变成旋转的高速射流，利用射流的强大动能将土体破碎、搅拌，使水泥浆均匀地与原位土体混合在一起，硬凝后形成的圆柱状水泥土固结体。
DK20+840.00-DK20+885.00段地基采用旋喷桩加固, 桩径0.6m，桩长6～10m，桩间距1.3m，按正方形布置，喷浆压力大于20MPa。
地层地质情况：
地层：表层为粉质粘土，褐黄色，硬塑，厚约3.6m-16.2m；下伏混合岩，棕褐色，全风化，砂砾状结构。
土壤最大冻结深度为1.49m。
三、试桩技术参数
3.1试验参数
试桩水灰比采用1：1。
本标段内试桩水泥用量145kg/m～212kg/m来调整最佳施工参数。该处旋喷桩桩径60cm试桩3根（829、830、832）。
旋喷桩试桩平面布置示意图
试桩施工参数表
试桩拟定参数表
四、试桩检测
分别对试桩取芯进行无侧限抗压强度检测试验，上中下三个不同深度位置取芯检测，检测结果三个不同深度位置试件无侧限抗压强度值均大于设计强度，详见后附件取芯检测报告。
五、试桩总结
通过本次试桩并总结，设计参数相同的高压旋喷桩施工均采用以下工艺及参数施工：
1、施工工艺
高压旋喷桩成桩工艺如下图：
旋喷桩施工工艺框图
2、工艺参数
提升钻杆速度不大于25 cm/min，转速20r/min,喷浆压力不小于28Mpa。
3、水泥用量及水灰比
水泥采用PO42.5水泥
水灰比：1：1
水泥浆比重：1.58g/cm3
水泥理论参量为：不小于209kg/m（直径60cm）
每延米水泥浆用量：≥0.283m3（直径60cm）
根据上述试验技术参数结论，可以指导本段高压旋喷桩的施工。
六、质量控制
1、钻机就位与设计位置偏差要求小于2cm，垂直度偏差度小于1%。
采取钢尺丈量和吊锤球的方法检测，满足精度要求后方可进行钻孔施工。
2、施工时严格控制各种施工参数，发现问题及时汇报处理。现场施工做到及时记录、及时调整、及时汇报处理。
3、高压旋喷应全孔连续进行，若中途拆卸喷射管，则应进行复喷，搭接长度不小于200mm。供浆正常的情况下，孔口回浆密度变小、且不能满足设计要求时，应加大进浆密度。
4、在施工时严格遵守操作规程，班长和技术员严格进行质量自检。
5、旋喷桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定。
旋喷桩的施工的允许偏差、检验数量及检验方法
七、施工注意事项
1、混合料搅拌要均匀，搅拌时间不得低于60s。
2、桩机移机至下一桩位施工时，应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。
3、每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
4、钻杆应采用静止提拔，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔。
5、施工时，桩顶标高应高出设计桩顶标高，高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成桩顺序等综合确定，一般不应小于0.5m。
八、旋喷桩施工中常见问题及质量控制措施
1、堵管
堵管是管内泵压旋喷桩成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响旋喷桩的施工效率，增加工人劳动强度，还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时，使已搅拌的旋喷桩混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率，给施工带来很多困难。
产生堵管有如下几种原因。
⑴混合料配合比不合理
当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时，混合料和易性不好，常发生堵管。当水泥中掺有石粉，影响混凝土可泵性，也易造成堵管。
控制措施：
混合料配合比严格控制细骨料和粉煤灰的掺入量，严格控制水泥中石粉的含量。
⑵混合料搅拌质量有缺陷
在旋喷桩施工过程中，混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头达到钻杆芯管内。混合料在管线内是以圆柱体形状，借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线的。因此所设计和搅拌的混合料必须确保混合料圆柱体能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内。
搅拌好的混合料通过溜槽注入到混凝土泵储料斗时，没有采用过滤栅，使粗骨料中的大粒径碎石或片石进入混凝土泵储料斗，泵送混合料时，大粒径碎石可能在管线内或动力头内腔管处堵塞造成堵管。
控制措施：
1、施工操作不当
钻杆进入土层预定标高后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆芯管及输送管充满混合料，介质是连续体后，应及时提钻，保证混合料在一定压力下灌注成桩。若注满混合料后不及时提钻，混凝土泵一直泵送，在泵送压力下会使钻头处的水泥浆液挤出，同样可使钻头阀门处产生无水泥浆的干硬少浆的混合料塞体，使管线堵塞，混合料不能下落。
2、窜孔
在饱和粉土、粉细砂层中施工常遇到这种情况：打完1号桩后，接着打相邻的2号桩时，随着钻杆的钻进，发现已打完尚未结硬的1号桩桩顶突然下落，有时甚至达2m以上，当2号桩泵入混合料时，能使1号下降的桩顶开始回升，泵入2号桩的混合料足够多时，1号桩桩顶恢复到原标高。工程中称这种现象叫窜孔。
实践表明，窜孔发生的条件为：
⑴被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂。
⑵钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动。
⑶随着土体受剪切扰动能量的积累，足以使土体发生变化。
控制措施：
当被加固土层中虽然有松散粉土、粉细砂，但没有地下水时，施工未发现有窜孔现象：被加固土层有松散粉土、粉细砂且有地下水，但桩距很大，每根桩成桩时间很短，也很少发生窜孔；只是在桩距较小。桩的长度大，成桩时间长，成桩时一次移机施打周围桩数量过多时才发生窜孔。
鉴于此，工程中常用如下的方法防止窜孔：
⑴对有窜孔可能的被加固地基尽量采取大桩距的设计方案。增大桩距目的在于减少新打桩对已打桩的剪切扰动，避免不良影响。
⑵改进钻头，提高钻进速度。
⑶减少在窜孔区域打桩推进排数，如将一次打4排改为2排或1排。尽快离开已打桩，减少对已打桩扰动能量的积累。
⑷必要时采用隔桩、隔排跳打方案。但跳打要求及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。
发生窜孔后一般采取如下方法处理：
当提钻灌注混合料到发生窜孔土层时，停止提钻，连续泵送混合料直到窜孔桩混合料液面上升至原位为止。
对于处于夹有松散饱和粉土、粉细砂的土层，成孔时在剪切荷载作用下，土体液化，导致刚打完处于流动状态桩的桩周土丧失对桩的侧向约束能力，桩体侧向膨出、桩顶下沉，产生窜孔，液化区域连成片甚至导致桩周土面开裂下沉，在这类地基上施工应采取如下措施：
⑴降饱和粉土、粉细砂中的水。
⑵采用小叶片螺旋钻杆成孔，减少剪切能积累并对桩间土具有一定的挤密作用。
⑶合理设计施打顺序和控制日成桩数量，避免在某个区域产生成片的液化区，也可采用跳打等方法减少剪切能量的积累。
⑷快速钻进。减少剪切能量的积累。
⑸选用下开式钻头，防止阀门打不开，避免在同一桩位多次复钻。
3、偏桩
一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。
控制措施：
⑴施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜；
⑵放桩位时认真仔细，严格控制误差；
⑶桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。
4、断桩、夹层
断桩是由于提钻太快泵送混凝土跟不上提钻速度，钻头上的泥块落入桩孔内，或是用大型机械(装载机或挖掘机)野蛮清理桩间土，造成旋喷桩身浅层断桩。如果旋喷桩在设计标高以下断桩，则必须采取补救措施：假如断裂面距桩头较近（2m以内），可接桩至设计桩顶标高，剔平凿毛桩顶并用水冲洗干净，用C20豆石混凝土接桩，并超出桩周200mm；如果是断桩位置较深（大于2m），应在旁边补加两根旋喷桩，具体位置为确定为在断桩和原设计相邻桩中间位置左右两侧各补一根桩。
控制措施：
(1) 保持混凝土灌注的连续性，可以采取加大混合料泵量，配备储料罐等措施。
(2) 严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m3以上的混合料。如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间时，应将这根桩灌注至地面，防止钻杆拔出造成坍孔，然后待这根桩混凝土终凝后在再旁边补加2根CFG，重新成孔灌桩。
(3) 在旋喷桩灌注完毕后，将桩间土及桩头混合料同时清除，即采取软截
除的办法进行桩头的处理。
(4) 不能用大型机械清理桩间土，应用小型挖机配合人工清理桩间土。
(5) 清理出桩头后，用截桩机（切割机）截除桩头，先用截桩机（切割机）在标高位置切入桩头2/3位置一圈，再在同一水平面按同一角度对称设置2个或者4个钢钎，用大锤同时击打将桩头截断。
控制措施：
⑴优化粗骨料级配，根据桩径及地下水情况可以加入部分2～2.5cm石子，并尽量不要加大砂率。
⑵合理选择外加剂。尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂。
⑶粉煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量，粉煤灰选用I级灰。
6、桩身回缩
桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数达到试桩确定的充盈系数（充盈系数>1）。
控制措施：
⑴桩顶至少超灌0.5m，并防止孔口土混入。
⑵选择减水效果好的减水剂。
7、桩头质量问题
多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不当造成。控制措施：
⑴及时清除或外运桩口出土。
⑵保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成桩顶砼含气泡。
⑶桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。
九、施工安全保证措施
⑴分析安全难点，确保安全管理重点，在施工现场设置安全标识牌。
⑵现场电气设备均作漏电保护装置，配电线采用三相五线制。
⑶施工机械的使用严格按照有关规定执行，无关人员严禁使用。
(4)建立严格的安全教育制度，坚持入场教育、坚持每周按班组召开安全工作教育研讨会，增强安全意识，使安全工作落到广大群众基础上。
(5)编制安全技术交底，设计和购置安全设施。
(6)强化安全法制观念，严格执行安全工作文字交底，双方认可，坚持特殊工种持安全操作证上岗制度等。
(7)加强施工管理人员的安全考核，增强安全意识，避免违章指挥。
(8)钻机应放置平稳，安装后钻杆中心线的偏斜应小于全长的1%。
(9)钻孔中如遇卡钻，应立即切断电源、停止下钻，在未查明问题前不得强行启动。
(10)钻孔过程中遇有机架晃动、移动、偏斜应立即停钻。
(11)清洗泵管时，出口方前方10m内不得有人。
(12)钻机作业中，施工人员必须佩戴安全帽。
(13)钻机作业中，应有专人负责电缆的收放。
(14)钻孔时，严禁用手清除螺旋片上的泥土。
十、环保水保措施
在机械化施工过程中，要尽量减少噪音、废气、废水及尘埃等的污染，以保障人民的健康，运转中尘埃过大时要及时洒水。
对清理场地的表层种植土，砍伐的树木等，要运至指定地点进行处理。
清洗施工机械、设备和机具的废水、废油等有害物质以及生活污水，不得直接排入河流或其他水域中，也不得倾泻于饮用水源附近的土地上，以防污染水质和土壤。