地表加固高压旋喷桩施工工艺和未来发展方向
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高压旋喷桩施工方案高压旋喷桩是一种常用的地基处理技术,适用于各种地质条件下的地基加固、地基处理和建筑物基础施工。
本文将介绍高压旋喷桩施工方案,包括施工原理、施工步骤、施工设备和质量控制等内容。
一、施工原理高压旋喷桩施工原理是利用高压旋喷注浆机将水泥土浆或其他地基改良材料注入地下,在注浆过程中旋转钻杆,既形成了孔洞又填充了土壤空隙,从而形成一根坚固的旋喷桩。
二、施工步骤1. 前期准备:确定施工范围和桩径、选择合适的注浆材料、清理施工区域,并确保周围环境安全;2. 行根勘察:确定桩的布置位置和桩基坑的开挖范围,保证施工的准确性和安全性;3. 设备搭建:搭建旋喷注浆机、混凝土搅拌站等设备,并进行调试,确保施工设备运行正常;4. 开挖桩基坑:根据设计要求开挖桩基坑,注意保持基坑的垂直度和土质的稳定性;5. 桩施工:按照设计要求,逐根进行高压旋喷桩施工,包括钻洞、注浆和旋喷钻杆的拔出等步骤;6. 桩顶处理:在桩顶部分进行修整和封堵处理,以确保桩的稳固和密封性;7. 桩检验:进行桩的质量检验和监测,包括桩身的强度和垂直度等指标;8. 后期处理:清理施工现场,保持周围环境的整洁和安全。
三、施工设备高压旋喷桩的施工设备主要包括旋喷注浆机、钻机、混凝土搅拌站、输浆管道和钢管等。
其中旋喷注浆机是关键设备,可以通过调整注浆量和注浆压力来控制桩的质量。
四、质量控制高压旋喷桩的施工质量控制主要包括以下几个方面:1. 注浆量和注浆压力的控制:注浆量和注浆压力直接影响桩的质量,需要根据设计要求进行调整和控制;2. 钻孔的垂直度和直径控制:钻孔的垂直度和直径是保证桩质量的重要参数,需要通过测量和调整控制;3. 桩身的强度和密实性控制:桩身的强度和密实性是保证桩的稳定和承载能力的关键,需要进行质量检测和监测;4. 施工过程的监控和记录:对施工过程进行监控和记录,包括注浆量、注浆压力、孔深、孔径等参数,以便于施工质量的评估和整改。
图2高压旋喷技术发展谱系图图1旋喷加固施工步骤余暄平(上海隧道工程股份有限公司,上海市200082)摘要:自上世纪70年代高压喷射注浆问世以来,该技术得到了迅猛发展和广泛应用,随着中国地下空间开发高峰的到来,我国的高压旋喷技术也必将向着追求大深度、大直径、高可靠度方向发展。
该文就当前高压旋喷新技术中的双高压旋喷、超级旋喷和交叉搅拌喷射技术进行扼要介绍,并就我国未来高压旋喷技术的发展方向阐明作者的观点。
关键词:双高压旋喷;超级旋喷;交叉喷射;高压泵;喷嘴中图分类号:TU472.36文献标识码:A文章编号:1009-7716(2006)04-0185-05收稿日期:2006-05-29作者简介:余暄平(1966-),男,浙江诸暨人,高级工程师,副总经理,从事隧道工程设计施工工作。
国内外高压旋喷技术的发展现状与趋势0引言高压喷射注浆是将高压水力喷射切割技术和化学注浆技术相结合用于地基加固的一种施工工艺[1][2]。
其原理是利用钻机等设备,把安装在注浆管最底部的特殊喷嘴,置于土层预定的深度,以高压的水流(或水泥浆)或压缩空气流在地下切碎软弱土体后,再以高压注入水泥浆体与切碎的土体混合形成加固柱体。
根据施工过程中喷管旋转与提升的方式不同可实现旋喷、摆喷和定向喷射,相应地可形成旋喷桩、成片的止水帷幕和挡土墙等地下结构。
不同喷射方式的原理基本相同,本文重点讨论旋喷。
旋喷施工的基本步骤见图1,通过桩间搭接形成完整的加固区域。
该工法于1968年由日本化学注浆协会开发而成,1983年八寻晖夫对该成果进行了公开介绍。
最初仅为单管法称ChemicalChurningPile(CCP)工法,该工法直接以单管在转动和提升过程中注入高压水泥浆,边切割土体边混合形成加固柱体。
该工法由于切割土体的能量小,形成的柱体直径在0.6 ̄1.0m之间。
该工法研制成功后首先被应用于地基加固和防水帷幕施工,逐渐形成一种新的地基加固技术。
上世纪70年代初期,专家们在高压浆液喷射流的外部增加环绕压缩空气喷射流,形成复合式高压喷射流,使切割土体的能量增大,加固体的直径也相应增大,这就是二重管旋喷工法,日本称JamboSpecialPile(JSP)。
高压旋喷桩施工工艺及要点高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后,以高压设备使浆液或水、(空气)成为20~40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲切、扰动、破坏土体,同时钻杆以一定速度逐渐提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个圆柱状固结体(即旋喷桩),以达到加固地基或止水防渗的目的。
一、适用范围1.可广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、粉土(亚砂土)、砂土、黄土及人工填土中的素填土,甚至碎石土等多种土层。
2.可作为既有建筑和新建建筑的地基加固之用,也可作为基础防渗之用;可作为施工中的临时措施(如深基坑侧壁挡土或挡水、防水帷幕等),也可作为永久建筑物的地基加固、防渗处理。
3.当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性、地下水流速过大和已涌水的地基工程时,宜通过试验确定其适用性。
根据喷射方法的不同,可分为单管法、二重管法和三重管法。
单管法:单层喷射管,仅喷射水泥浆。
二重管法:又称浆液气体喷射法,是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质喷射流横向喷射出,冲击破坏土体。
在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下,破坏土体的能量显著增大,最后在土中形成较大的固结体。
三重管法:是一种浆液、水、气喷射法,使用分别输送水、气、浆液三种介质的三重注浆管,在以高压泵等高压发生装置产生高压水流的周围环绕一股圆筒状气流,进行高压水流喷射流和气流同轴喷射冲切土体,形成较大的空隙,再由泥浆泵将水泥浆以较低压力注入到被切割、破碎的地基中,喷嘴作旋转和提升运动,使水泥浆与土混合,在土中凝固,形成较大的固结体,其加固体直径可达2m。
喷射注浆法的加固半径和许多因素有关,其中包括喷射压力P、提升速度S、被加固土的抗剪强度τ、喷咀直径d和浆液稠度B。
加固范围与喷射压力P、喷咀直径d成正比,与提升速度S、土的抗剪强度τ和浆液稠度B成反比。
加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关。
二、成桩机理高压喷射注浆的成桩机理包括以下五种作用:1.高压喷射流切割破坏土体作用。
2024年总结旋喷桩施工工艺一、工艺介绍旋喷桩是一种常用的地基施工工艺,适用于各种地质条件下的建筑工程。
它采用旋喷机将水泥和水混合物喷射到地下,形成一种高强度、高密度的土浆桩体,用来增加地基的承载力和稳定性。
该工艺具有施工速度快、质量可靠、成本低廉等优点。
二、施工流程1. 地质勘察:在施工前,必须对工程现场进行地质勘察,了解地质条件和地下水位等信息,从而确定施工参数和方案。
2. 设计方案:根据地质勘察结果,编制施工设计方案,包括桩的直径、长度、间距等参数。
同时,还要确定施工机械和施工材料等。
3. 设备准备:根据设计方案,准备好相应的旋喷机和辅助设备,确保施工顺利进行。
4. 施工现场准备:清理施工现场,并且对地面进行平整处理。
同时,搭建好临时工地设施,如围挡和办公室等。
5. 桩位标定:根据设计方案,在地面上标定出桩位,并用专门的设备确定桩位的准确位置和深度。
6. 施工作业:开始进行旋喷桩的施工。
将水泥和水混合物输送到旋喷机中,通过旋转和喷射的方式将土浆喷射到地下。
同时,逐步提升旋喷机,形成连续的土浆桩体。
7. 桩头处理:当土浆桩体达到设计深度后,对桩头进行处理,确保其达到设计要求。
可以进行削平、弯钩、设立桩帽等工作。
8. 桩身检测:对土浆桩体进行质量检测,如桩长、桩径、桩身质量等。
如果有异常情况,及时采取措施进行修补或修复。
9. 施工记录:记录施工过程中的各项参数和数据,包括施工时间、用料情况、施工质量等。
方便后期查验和评估。
10. 收尾工作:结束施工后,对施工现场进行清理和整理,恢复原貌。
同时,保养和维护施工设备,以备下次使用。
三、施工要点1. 施工过程中需要严格控制喷射速度和压力,确保土浆喷射效果。
2. 注意桩身的密实度和质量,避免出现空洞和裂缝等缺陷。
3. 桩头处理要精细,确保与上部结构连接良好。
4. 施工过程中要及时调整施工参数,根据实际情况进行调整和优化。
5. 施工质量要求严格,按照设计要求进行验收。
高压旋喷桩施工工艺与技术1、高压旋喷桩施工技术特点高压旋喷桩施工技术可用于地基加固,提高地基的整体质量,且高压旋喷桩施工技术的特点显著,具体的技术特点如下:(1)施工方便。
具体旋喷桩施工中,主要是选择钻机作为主要施工装备,其具备体积小和机动性强特点,其是用于在土体中打入5~35cm的小孔,成孔后,则借助后续施工工序,可以在土体中生成一个0.5m~4.0m的柱状体,占据空间小,能够发挥其巨大优势。
(2)适用范围广。
高压旋喷桩施工技术具有较高的适用范围,其在实际的加固中,不受地质条件的影响,不受既有建筑的干扰。
且由于其主要是运用高压喷射流直接破坏搅拌土体,可在粘性土、淤泥质土和碎石土中均具有良好的应用价值。
而且,选择高压旋喷桩施工技术,不会对既有建筑的基础结构造成影响,且无需展开大面积开挖工作,不会对加固工程的正常运行造成干扰。
其不仅可用于工程施工,还可用于后期维护与修复。
(3)桩体形状位置灵活。
在实际施工技术应用中,为迎合工程的基本需求,需对桩的规格见控制。
施工人员能够人为控制桩体的长度和位置,不仅能够完成钻孔硬化成型,还可以完成对区域的加固。
具体施工中,可借助调整喷射速度、喷射方向和改变喷嘴等方式,综合控制桩体的形状与位置。
(4)喷射方向多样化。
具体的高压旋喷桩施工中,可能会遇到对顶部、垂直方向的加固,例如:隧道工程、地下施工和矿井施工等。
选择旋喷桩施工技术,能够人为控制喷射方向,可完成对垂直、斜向、水平等各个方向的喷射,并完成加固工作。
(5)耐久性较好。
高压旋喷桩施工技术的成型过程中,选择具有较好抗水性能的凝胶材料,水的干扰作用相对较低。
另外,软土地基的加固的作业中,选择该技术,可得到良好的效果,甚至可用于永久性工程。
(6)浆液利用效率高。
高压喷射注浆中,可能会有10~20%的浆液会发生矛冒浆、浆液倒流等现象,这样会造成资源浪费情况。
较比高压喷射注浆技术,高压旋喷桩施工技术的工艺成熟,结合三重管法,对注浆液进行回收利用,有效的提升浆液的利用效率。
市政工程高压旋喷桩施工技术探讨提纲:一、高压旋喷桩施工技术的概述二、高压旋喷桩施工技术的优势与缺陷三、高压旋喷桩施工技术的适用范围与限制四、高压旋喷桩施工技术的施工流程与注意事项五、高压旋喷桩施工技术在市政工程中的应用与发展前景一、高压旋喷桩施工技术的概述高压旋喷桩是一种利用高压气体驱动旋转喷射钻头的桩基工艺,采用压缩空气将切削液和砂粒混合喷向地下,并同时将土层切削。
高压旋喷桩的施工速度快、效率高,而且工艺简单易操作,因此被广泛应用于建筑和市政工程领域。
二、高压旋喷桩施工技术的优势与缺陷高压旋喷桩的优点在于其施工可以穿过某些特殊的地层,比如泥岩和软质黏土,且施工速度快且效率高。
而高压旋喷桩的缺点则在于喷液可能会污染环境,同时也不适用于硬质岩石地层。
三、高压旋喷桩施工技术的适用范围与限制高压旋喷桩适用于用于在软弱基础地基中作为桥梁、码头等重要建筑物的支撑。
而对于危险地质和灌水较多的土层,则不太适宜采用高压旋喷桩进行支撑。
四、高压旋喷桩施工技术的施工流程与注意事项高压旋喷桩的施工流程大致包括准备工作、桩基施工、桩基质量检测等步骤。
注意事项方面则主要有施工现场的环境检查、设备的检修等等。
五、高压旋喷桩施工技术在市政工程中的应用与发展前景高压旋喷桩是一种可行且成本较低的桩基工艺,其在市政工程中的应用越来越广泛。
未来,高压旋喷桩将会在更广泛的应用场景中得到运用,并逐步发展成为一项更加成熟的城市基础设施建设技术。
相关案例:1、上海市一道路拓宽工程中所采用的高压旋喷桩技术。
2、福州某高架桥的基础支撑采用了高压旋喷桩技术。
3、北京市某新区重点项目中所采用的金属钻杆与塑料管共构的高压旋喷桩技术。
4、广州市某世界级体育场馆工程中,采用了高压旋喷桩技术的桩基工艺。
5、苏州某水处理厂的建设中所采用的高压旋喷桩技术。
高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩,是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合,形成连续搭接的水泥加固体。
施工占地少、振动小、噪音较低,但容易污染环境,成本较高,对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。
一.适用范围1高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。
2.当土中含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、含大量植物根茎或有过多的有机质时,对淤泥和泥炭土以及已有建筑物的湿陷性黄土地基的加固,应根据现场试验结果确定其适用程度。
应通过高压喷射注浆试验确定其适用性和技术参数。
3.高压喷射注浆法,对基岩和碎石土中的卵石、块石、漂石呈骨架结构的地层,地下水流速过大和已涌水的地基工程,地下水具有侵蚀性,应慎重使用。
4.高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建筑的地基加固处理、深基坑止水帷幕、边坡挡土或挡水、基坑底部加固、防止管涌与隆起、地下大口径管道围封与加固、地铁工程的土层加固或防水、水库大坝、海堤、江河堤防、坝体坝基防渗加固、构筑地下水库截渗坝等工程。
二.施工工艺本篇介绍的是本人以前在阜盘高速上的施工经验,不一定成熟,拿出来与大家分享讨论。
本工程采用单管旋喷法,施工工艺流程为:施工准备一测量定位-机具就位一钻孔至设计标高一旋喷开始一提升旋喷注浆一旋喷结束成桩。
1施工方法1.1场地平整先进行场地平整,清除桩位处地上、地下的一切障碍物,场地低洼处用粘性土回填夯实,并做好排浆沟。
1.2测量定位首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出施工区域的控制桩,然后使用钢卷尺和线绳根据桩距放出旋喷桩的桩位位置,用小竹签或小木棍做好标记,并撒白灰标识,确保桩机准确就位。
13机具就位钻机缓慢移动至施工部位,由专人指挥,用水平尺和定位测锤校准桩机,使桩机水平,导向架和钻杆应与地面垂直,倾斜率小于1.5%。
对不符合垂直度要求的钻杆进行调整,直到钻杆的垂直度达到要求。
为了保证桩位准确,必须使用定位卡,桩位对中误差不大于5cm o1.4启动钻机边旋转边钻进,至设计标高后停止钻进。
高压旋喷桩施工技术方案和措施1.1高压旋喷桩施工1.工艺流程高压旋喷桩施工工艺流程2.旋喷桩机械原理高压旋喷灌浆采用地质回转冲击式钻机回转超前钻进,泥浆护壁成孔,高喷台车进行旋喷灌浆。
旋喷灌浆配备ZJ-400型高速制浆机制备水泥浆,由高压水泵提供高压水、由6m3/min电动空压机供风、由灌浆泵输送浆液。
使用分别输送水、气、浆三种介质的三通道注浆管,通过高压泵等高压发生装置,产生35~40Mpa左右的高压水旋喷流,周围环绕一股0.6-0.8Mpa的气流,利用高压水射流和气流同轴旋喷冲切土体,以形成较大的孔隙,另外再由泥浆泵注入压力为0.2-1.0Mpa的水泥浆液填充,当喷嘴旋转和提升时,浆液和土体混合,经过一定时间形成水泥土固结体即旋喷桩。
1.2 高压旋喷桩施工方案1.施工准备⑴场地平整正式进场施工前,进行管线调查后,清除施工场地杂物以及地面以下30cm表土层,然后整平、夯实;再建设好同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置,确保施工场地的“三通一平”。
⑵桩位放样施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点,埋石标记,经过复测验线合格后,用钢尺和测线实地布设桩位,并用竹签钉紧,一桩一签,其误差不大于2cm。
在高压旋喷桩轴线拐弯处应设固定桩,同时在施工轴线5~10m范围设控制桩。
⑶修建排污和灰浆拌制系统旋喷桩施工过程中将会产生10~20%的返浆量,将废浆液引入沉淀池中,沉淀后的清水经过检测后进行达标排放。
沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。
沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。
灰浆拌制系统主要设置在水泥附近,便于作业,主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。
(4) 由于桥涵段旋喷桩桩顶位于常年水位以下,桩纵向轴线在河道内,施工作业为水下作业,施工条件艰苦,施工难度非常大,为保证工程安全、进度、质量,我部在横向围堰完成后,纵向围堰导流完成后,首先清除岸坡及旋喷桩内外侧淤泥(旋喷桩纵轴线两侧4.0-10.0范围),仍后采用外运土方对旋喷桩操作平台进行粘土回填至设计标高,整平、夯实、钻孔、灌浆。
地基加固高压旋喷桩施工工艺要点及施工技术措施1、变参数喷射由于天然地基的地质情况比较复杂,沿着深度变化大,有多种土层,其密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等有很大差异。
若采用单一的技术参数来喷射长桩,则会形成直径或长度极不均匀的固结体,导致旋喷桩直径不一,使承载力降低。
为确保质量,需根据钻孔时获得的孔位处地层情况,对不同深度或不同土层采用不同的技术参数,对硬土、深部土层和土粒大的卵砾石要延长喷射时间,适当放慢提升速度和旋摆速度或提高喷射压力和泵量。
2、重复喷射在不改变喷射技术参数的条件下,对同一孔位作重复喷射,既能增加土体破坏的有效长度,从而加大固结体的直径或长度和提高固结体强度。
有关试验资料表明,在黏性土中复喷一次直径可增大38%,在砂性土中可增大50%。
3、冒浆处理在喷射注浆过程中,有一定数量的土颗粒与水、浆混合后,沿着注浆管管壁冒出地面。
通过对冒浆量、冒浆比重的测量及冒浆颜色的观察,可及时了解地层状况,判断喷射注浆的大致效果和喷射技术参数的合理性。
完全不冒浆、继续冒浆或冒浆量及其比重过大或过小时为异常现象。
当出现异常情况时,首先检查提升速度、旋摆喷速度速度、气、浆流量和压力等技术参数,及时采取措施调整。
(1)压力骤然上升或压力过高流量偏低时,说明有堵嘴或管路被堵塞现象,应及时停喷,认真检查气浆软管,必要时拔出注浆管检查气浆通道及喷嘴。
(2)流量不变而压力突然下降时,应检查各部位的泄漏情况,必要时拔出注浆管检查密封性能,更换过度磨损的喷嘴。
(3)流量压力均偏低时,应及时停喷检查修理相应发生装置。
(4)不冒浆、断续冒浆或冒浆量过小时,若系土质松软可适当加快注浆管提升速度,或降低高压泵压力对已喷范围适当进行二次注浆;若系附近有空洞、通道,则不提升注浆管,同时降低气压力流量,继续注浆直至冒浆为止,或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直到冒浆为止,或采用速凝浆液,使浆液在注浆管附近凝固。
(5)冒浆过大时,一般是有效喷射范围与注浆量不相适应,注浆量大大超过所需浆量所致。