高压旋喷桩在热电厂基础处理中的应用

赵世斗 宋建修 黄继伟

摘要:通过实例说明了高压旋喷桩在热电厂基础处理中的应用。

关键词:高压旋喷桩;热电厂 ;施工

Abstract: This paper through an example of high-pressure rotary jet grouting pile in foundation treatment of thermal power plant application

.

Key words: high pressure jet grouting pile; thermal power plant; construction

中图分类号:TU74

1 工程概况

××生物质能热电厂位于×县东南郊外，2*12MW等级汽轮发电机，2*75t/h秸秆锅炉，为规划的工业区供应工业蒸汽，冬季向县城区供应民用采暖用气。该地区地下水丰富，水位约-3m左右，经地质勘探、综合考虑后，主厂房、冷却塔、烟囱基础设计为高压旋喷桩。桩顶标高-3.85m，桩径0.8m，有效桩长≥3.1m，桩端深入第④层（砂砾层）不少于0.8m，正方形布置，桩间距为0.850m×0.850m。水泥采用PO42.5号普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比可取1:1。

2 工程地质特性

建设场地为耕地，地形平坦，自然地面最大高差0.3m，地貌单元属冲积平原，具有典型冲积、淤积层特征。据其成因及力学性质差异自上而下分为七个工程地质单元，分述如下：第①层耕土（Q4m1）主要成分为粘性土，含有机质，层厚0.30～0.40m；第②层粉质粘土（Q4a1）可塑-硬塑，絮状结构，含少量铁锰质氧化物及少量钙质结核，中压缩性，该层分布普遍，层位稳定，层厚1.30～1.70m；第③层粉质粘土（Q4a1）褐黄色，可塑，含少量铁锰质氧化物及少量钙质结核，底部含少量细沙，中压缩性，该层分布普遍，层位稳定，层厚2.60～4.90m；第④层卵石层（Q4a1+p1）浅黄色，饱水，稍密。以粒径3-5cm为主，含30-40%的粗砂。该层分布普遍，层位稳定，层厚5.50～8.20m。高压旋喷桩坐落该层上；第⑤层卵石层（Q4a1+p1）浅黄色，饱水，稍密-中密。粒径5-8cm为主，含30%的砂砾石及粘土。层厚6.10～9.00m；第⑥层粘土层（Q3a1）褐黄色，硬塑-坚硬，层厚7.60～10.80m；第⑦层粘土（Q4m1）褐黄-棕红色，坚硬。

3 现场施工方法

高压旋喷桩是利用旋转喷射高压水泥浆，使水泥与软土拌合，产生一系列的物理化学变化，从而改变原状土的结构，使之凝结为具有整体性、水稳性和一定强度的柱状水泥土的施工方法。

该项目采用单管高压旋喷法，施工设备选用PH-5C型步履式深层搅拌桩机配备BW-120/30高压泥浆泵进行施工。 在施工中将特制的高压喷射注浆钢管置于钻杆中，其上端通过高压胶管与高压泵连接，下端与钻头连接。钻机钻进的同时，造浆系统进行制浆，待钻进达到设计标高后，开始以一定的速度提升喷射注浆、成桩。为了准确确定各种施工操作技术参数，偏于施工中的质量控制，在类似地质条件施工现场进行工艺性成桩试验，经过试桩最终确定施工参数如下表：

单管高压旋喷施工参数表

（1）施工准备：施工前先清理、平整场地，并按要求施放孔位（作出明显标记），然后开挖循环槽、排浆池。对准孔位后，用水平尺调平工作平台。

（2）成孔：采用深搅桩机钻进成孔，成孔孔径以钻头直径为准，钻孔深度不小于设计成桩深度。钻进时控制孔位偏差小于20mm，成孔后孔斜率小于1%。

（3）成孔检验：钻孔达到设计深度后由机台技术员复核成孔深度，然后由项目部质检员检查合格后进入下一道工序。

（4）水泥浆拌制：水泥经过筛后，按1：1的水灰比进行单筒搅拌成浆，当浆液搅拌均匀后，将其二次过滤放入抽浆筒内，筛网孔径不大于2mm，以防水泥粗颗粒进入浆液内堵塞喷嘴。

（5）高压泵送浆：当钻进到设计孔深时，向孔内送浆，待泵压与泵量达到设计值（泵压不小于32MPa）并稳定后，在孔底旋转喷浆60秒，使浆液能完全达到孔底。

（6）旋转喷浆提升：当浆液到达孔底后，开始旋转提升，喷嘴旋转速度控制在10-15r/min，提升速度控制在10-15cm/min。当旋转提升至距桩顶标高时减小泵压至停灰标高时停止喷浆。

（7）送浆复喷：喷浆施工过程中应仔细观察冒浆量的变化，冒浆量不应大于喷浆量的20%。桩头复喷0.5米。

（8） 冲洗：施工完毕后，应把注浆管等机具设备用水冲洗干净，管内、机具内不得残存水泥浆，以防下次施工时管路堵塞。

（9）孔口保护：每孔施工完毕后，应将孔口覆盖，以防杂物混入孔内水泥浆内。

（10） 移动钻机等机具到新桩位。

高压旋喷施工工艺流程图

高压旋喷单管法施工示意图

4、质量控制措施

（1）施工前做好技术交底工作。桩位放完后要会同甲方、监理进行复核。

（2）施工用水泥要经过具有CMA资质检测单位试验、检测合格后方能进场使用,每二百吨进行一次检测。水泥浆液要严格按1:1的水灰比拌制。

（3）施工前，先进行生产试验工作，以验证施工参数是否合理，最后会同设计、监理确定合理的施工参数。

（4）喷浆必须连续。一旦中断，应将钻头下落至停供点0.5m以下，待恢复供浆时再旋喷提升。若因故停机超过3小时时，应对泵体和输浆管路进行妥善清洗并详细做好记录。

（5）深度记录误差不大于100mm，时间记录误差不大于5s。

（6）施工技术员全程监控，在开工前对全体施工人员进行技术交底。施工技术员按照“交底”督导施工，施工质量责任到人。

（7）对于施工中出现地层变化、参数改变等情况由技术员及时向技术负责反映，遇到问题马上处理。

（8）机组人员严格按操作规程进行施工，每道工序得由质检人员验收后方可进行下一步工作，避免返工。

（9）待施工桩位由测量员复测，如施工图标识不清，及时联系，避免返工。

（10）针对施工中遇到的各种问题按技术处理措施及时处理。

5、桩基检测效果及分析

桩基施工完成后，依据《建筑地基处理技术规范》、设计文件要求，由甲方随机挑选试点位置，分别进行了工程桩单桩竖向抗压静载荷试验和单桩复合地基静载荷试验。单桩竖向抗压静载荷特征值≥175kN，试验最大加载量376kN，对应最大沉降量8.16mm,对应残余降量5.87mm。单桩复合地基静载荷特征值≥260kPa，试验极差为0kPa，特征值fspk=260kPa,均满足设计要求。该工程建成后运行正常，未见明显沉降和不均匀沉降现象。工程实践证明采用高压旋喷施工对于粘性土、砂卵石等土质地基处理可以达到较好承载效果。