新型高压旋喷桩施工工艺
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高压旋喷桩施工工艺四篇第1条高压旋喷桩施工技术最早于20世纪70年代在日本提出。
它是在静压注浆和引进水力采煤技术的基础上发展起来的。
它利用喷射作用切割混合地层,改变原位地层的结构和组成,同时注入水泥浆或复合浆形成凝析油,从而达到地基加固和防渗的目的。
1工艺特点(1)施工机械设备简单,易于施工。
(2)耐久性好,材料来源广泛,价格低廉。
(3)低噪音、无污染。
2适用范围(1)受土层、土壤粒径、土壤密度、硬化剂粘度、硬化剂硬化时间的影响,可广泛适用于各种土层,如淤泥、淤泥、粘性土、粉质粘土、(亚粘土)、粉质土(粘质淤泥)、砂土、黄土、人工填土中的素填土、甚至砾石土。
(2)可用于既有建筑和新建建筑的基础加固,以及基础防渗。
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)。
),也可用作永久性建筑物的地基加固、防渗处理。
(3)当用于处理泥炭土或侵蚀性、的地下水时,当地下水流速过高且出现涌水时,应通过试验确定其适用性。
3工艺原理和设计要求3.1加固原理高压喷射灌浆法是用钻机将带有喷嘴的灌浆管钻入土层的预定位置,然后用高压设备使泥浆或水、(空气)成为20-40兆帕的高压射流从喷嘴喷出。
打孔、扰动、破坏土体。
同时,钻杆以一定速度逐渐提升,泥浆和土壤颗粒被强制搅拌混合。
泥浆固化后,在土中形成一个圆柱形固结体(即旋喷桩),达到加固地基或止水防渗的目的。
根据注浆方法的不同,注浆可分为单管法、双管法和三管法。
单管法和单层喷射管只喷射水泥浆。
双管法也称泥浆注气法,是利用双注浆管同时向土体侧向注入高压泥浆和空气,对土体进行冲击和破坏。
在高压泥浆及其外环周围气流的共同作用下,破坏土体的能量显著增加,最终在土中形成较大的固结体。
三重管法是一种泥浆、水、注气的方法。
采用三重注浆管,分别输送水、气体、浆液三种介质。
圆柱形气流围绕由高压产生装置如高压泵产生的高压水流。
高压水流喷射和气流同轴喷射到模切土体上,形成较大的间隙。
然后用泥浆泵将泥浆以较低的压力注入开挖的地基。
高压旋喷桩施工工艺三篇篇一:高压旋喷桩施工工艺一、工程概况三重管高压旋喷桩就是利用XP-30三重管高压旋喷桩机钻孔至设计处理的深度后,用高压泥浆泵,通过安装在钻杆(喷杆)杆端置于孔底的特殊喷嘴,向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液),同时钻杆(喷杆)以一定的速度边旋转边提升,高压射流使一定范围内的土体结构破坏,并强制与固化浆液混合,凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。
三重管高压旋喷桩主要用于加固地基,提高地基的抗剪强度,改善地基土的变形性能,使其在上部结构荷载作用下,不至破坏或产生过大的变形,地基防渗,改善地基土的水力条件及边坡稳定等工程。
开挖沟槽、清除表层障碍物 二、工艺流程平整场地 桩位放样 钻机 就位 钻孔至设计深度 旋喷提升 冲洗钻具高 压 水 压缩空气 钻 机 移 位 水 泥 浆高压旋喷桩施工流程图1、施工准备清理施工现场的地下、地面障碍物,场地平整度基本要求±100mm ,对地下障碍物尽量清除,以免影响施工效率,场地平整标高应比设计确定的桩头标高再高出不少于1000mm 。
依据施工总平面图、设计图纸编制施工方案,确定施工工艺,安排好打桩施工流水。
2、参数确定 浆桶 水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管 钻机 喷头 图2 三重管旋喷注浆示意图空压机 高压泥浆泵 高压清水泵设计要求采用三重管高压旋喷桩,设计桩径800Mm,桩中心距600mm,水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥,施工主要技术参数如下:①空气压力0.7Mpa;②高压清水压力25Mpa;③水泥浆压力3.0Mpa;④水灰比0.8;⑤提升速度10cm/min。
施工时根据设计要求,结合地层情况,会同设计、监理一起根据试桩情况选择合适的施工参数,确保成桩质量达到设计要求。
3、操作要点(1)测量定位由公司专业测量员承担测量定位工作,使用全站仪和水准仪,钢卷尺定位,桩位用钢筋标出,施工定位时要重新复测桩位,保证桩位误差不大于50mm。
高压旋喷桩施工工艺三篇篇一:高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩施工技术是70年代日本首先提出,它是在静压灌浆的基础上,引进水力采煤技术而发展起来的,是利用射流作用切割掺搅地层,改变原地层的结构和组成,同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体,借以达到加固地基和防渗止水的目的。
1工艺特点(1)施工机具设备简单,施工简便。
(2)具有较好的耐久性,且料源广阔,价格低廉。
(3)噪声小,无污染。
2适用范围(1)受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间影响小,可广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、(亚粘土)、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。
3工艺原理及设计要求3.1加固原理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。
根据喷射方法的不同,喷射注浆可分为单管法、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。
高压水泥旋喷桩施工方法(六篇)本文章给大家提供了六篇高压水泥旋喷桩施工方法进行参考,大家可根据自身项目情况选取。
第一篇高压水泥旋喷桩施工方法如下:(1)场地平整先进行场地平整,清除桩位处地上、地下得一切障碍物,场地低洼处用粘性土料回填夯实,并做好排浆沟。
(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试验区域得控制桩,然后使用钢卷尺与麻线根据桩距传递放出旋喷桩得桩位位置,用小竹签做好标记,并撒白灰标识,确保桩机准确就位。
(3)机具就位人力缓慢移动至指定桩位,由专人指挥,用水平尺与定位测锤校准桩机,使桩机水平,导向架与钻杆应与地面垂直,倾斜率小于 1.5%。
对不符与垂直度要求得钻杆进行调整,直到钻杆得垂直度达到要求。
将钻头对准孔位中心,同时整平钻机,放置平稳、水平,钻杆得垂直度偏差不大于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5cm。
就位后,首先进行低压(0.5MPa)射水试验,用以检查喷嘴就是否畅通,压力就是否正常。
(4)钻孔、插管采单管旋喷法施工。
该方法插管与钻孔两道工序合二为一,即钻孔完成时插管作业同时完成。
当第一阶段贯入土中时,借助喷射管本身得喷射或振动贯入。
其过程为:启动钻机,同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液,使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉;直到桩底设计标高,观察工作电流不应大于额定值。
在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可用较小压力(0.5~1.0MPa)边下管边射水,至设计标高后停止钻进。
(5)浆液配置桩机移位时,即开始按设计确定得配合比拌制水泥浆。
高压旋喷桩得浆液,采用普通硅酸盐水泥,水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1。
搅拌灰浆时,首先将水加入桶中,再将水泥倒入,开动搅拌机搅拌10~20分钟,浆液在灰浆拌与机中要不断搅拌,直到喷浆前.喷浆时,拧开搅拌桶底部阀门,放入第一道筛网(孔径为0.8mm)过滤后流入浆液池,然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网(孔径为0.8mm),第二次过滤后流入浆液桶中。
高压旋喷桩介绍及施工流程1.高压旋喷桩介绍高压旋喷桩施工技术是在静压灌浆的基础上,引进水力采煤技术而发展起来的,是利用射流作用切割掺搅地层,改变原地层的结构和组成,同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体,借以达到加固地基和防渗水的目的。
1.1.加固原理利用钻机或驱动密封良好的喷射管,采用钻进或振动方式成孔,将加固剂(常为水泥浆或其他硬化剂)以1.5MPa以上的压力,通过射管进入喷射头上的横向喷嘴.向十中喷射高压细密的喷射流,与此同时钻杆一边旋转一边向上提升,喷射的水泥浆一边切削四周土体,一边与之搅拌混合,形成圆柱状的水泥和土混合的“旋喷桩”,这种加固方法称为高压旋喷桩加固法,又称“旋喷法”。
旋喷桩直径大小与喷射压力、喷嘴直径成正比,与提升速度、土的抗剪强度、浆液稠度成反比;加固后强度与单位加固体中水泥浆含量、浆液稠度、强度、搅拌的均匀性、喷射压力等有关。
1.2.分类喷射注浆虽然在喷嘴处具有很大的喷射压力,但四周均为土体,故衰减较快,切削范围较小。
为了扩大桩径,由单管喷射发展为二重管喷射法、三重管喷射法。
三种喷射方法分别采用压力为15~20MPa的浆液、15~20MPa浆液和空气20~40MPa空气和水以及0.3~0.5MPa液的喷射注方式。
后两者可在浆液周围形成气体保护膜,以减少喷射压力的衰减,使之尽可能接近在空气中喷射时的压力衰减率,从而扩大喷射直径;形成的桩径分别达到30~60cm,60~150cm,80~200cm;搅拌旋转速度分别为16 ~20,5~16,5~16r/min;提升速度分别为15~25,7~20,5~20cm/min。
1/4(1)单管法用一根单管喷射高压水泥浆作为喷射流,破碎土的射程较短,成桩直,单管法一般用于软土地基加固以增加软土地基承载力。
径在0.3~0.8m(2)二重管法二重管法,又称浆液、气体喷射法,用同轴双通道二重注浆管复合喷射高压水泥浆和压缩空气横向喷射,在水泥浆液射流外面包裹一层高压空气同时喷射,来破坏土层结构,同时完成置换、填充;成桩直径1.0m左右。
⾼压旋喷桩施⼯⼯艺⼀、引⾔⾼压旋喷桩施⼯技术,作为现代建筑⼯程中常⽤的⼀种基础处理⽅法,具有施⼯速度快、基础承载能⼒强、适⽤范围⼴等特点。
此项技术通过⾼压旋喷的⽅式,将⽔泥浆与地基⼟混合,形成⾼强度的桩体,从⽽达到提⾼地基承载⼒的⽬的。
⼆、施⼯前准备1.地质勘察:在施⼯前,必须对施⼯现场进⾏详细的地质勘察,了解地基的⼟层分布、厚度、地下⽔位等基础信息,为后续的施⼯参数确定提供依据。
2.材料准备:准备旋喷桩施⼯所需的⽔泥、砂、⽯等材料,确保材料质量符合设计要求。
3.设备检查:检查旋喷桩机、注浆泵、发电机组等设备是否完好,确保施⼯过程中设备能够正常运⾏。
三、施⼯⼯艺流程⾼压旋喷桩施⼯⼯艺主要包括以下⼏个步骤:1.定位与钻孔:根据设计图纸,确定桩位,并使⽤钻孔机进⾏钻孔。
钻孔过程中,要注意控制钻孔的深度和垂直度,确保桩身的垂直度和稳定性。
2.旋喷注浆:将旋喷管插⼊钻孔中,通过⾼压注浆泵将⽔泥浆⾼压旋喷⼊⼟中。
旋喷过程中,要控制注浆压⼒、注浆速度和提升速度,确保注浆均匀、密实。
3.提升与复喷:在旋喷注浆完成后,将旋喷管缓慢提升,并进⾏复喷,确保桩身与周围⼟体的紧密结合。
4.养护与检测:完成旋喷桩施⼯后,需进⾏⼀定的养护期,确保桩身强度达到设计要求。
同时,要对桩身进⾏质量检测,包括桩身强度、垂直度、完整性等指标,确保施⼯质量。
四、施⼯质量控制1.参数控制:在旋喷桩施⼯过程中,要严格控制注浆压⼒、注浆速度、提升速度等参数,确保注浆均匀、密实。
2.材料质量控制:对使⽤的⽔泥、砂、⽯等材料进⾏严格的质量检测,确保材料质量符合设计要求。
3.施⼯过程监控:对施⼯过程进⾏全程监控,及时发现并解决施⼯过程中出现的问题,确保施⼯质量。
五、施⼯安全与管理1.安全教育培训:对施⼯⼈员进⾏安全教育培训,提⾼施⼯⼈员的安全意识和安全操作技能。
2.施⼯现场管理:对施⼯现场进⾏规范管理,确保施⼯现场整洁、有序,防⽌安全事故的发⽣。
3.应急预案制定:制定完善的应急预案,对可能发⽣的安全事故进⾏预防和应对,确保施⼯过程中的安全。
高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩是一种既可用作支撑结构,又可用作地基夯实改造的新型工程技术。
该技术与常见的基坑支护等技术比较:可以大大减少需要凝聚的地基的面积,支架的结构空间变得更大,施工成本变低,施工效率变得更高,且施工时间变得更短。
高压旋喷桩施工工艺主要有:预确定桩型深度、确定桩型半径和水平位置、装设桩芯土联接件、施工旋喷混凝土、完成喷注混凝土的钢筋绑扎、开挖下桩空腔及检查桩型等一系列作业。
1、预确定桩型深度:高压旋喷桩施工深度是根据工程设计需求来确定的,在确定桩型深度之前,要先进行地质与自然调查,及时了解桩型穿越的地质状况,以及桩型所护建筑物周边相关设施的有无情况,以及防止桩型发生变形、裂缝和穿越地层水位高等判断依据,以确定桩型深度,及时采取必要的措施和控制策略。
2、确定桩型半径和水平位置:确定桩型半径主要由桩型施工工艺、设计方案以及地质条件等因素综合考虑确定,一般来说,桩型半径应根据施工困难程度的不同,采取合理的尺度,满足安全要求。
水平位置根据施工现场需求,结合桩型施工技术条件,精确测量出水平位置,以确保施工质量。
3、装设桩芯土联接件:桩芯土联接件是一种用于将桩体与地基固定相互连接的结构,它是桩体与地基之间固定联结的关键部件。
采用桩芯装置土联接件时,可以保证桩芯不失真、桩芯与地基之间的良好联结,从而提高桩型的抗拉力、抗扭力和抗滑力。
4、施工旋喷混凝土:高压旋喷混凝土是根据工程设计要求,在桩体内以高压喷混凝土施工方式,将混凝土均匀填满桩体腔室。
高压旋喷混凝土施工时,要求搅拌机运转较为平稳,以免混凝土分层,并保证材料比例符合施工要求,产生的离心力不过大,同时要求搅拌桶速度可调,控制喷射距离,控制混凝土流体性,保证混凝土的均匀性。
5、完成喷注混凝土的钢筋绑扎:在喷注混凝土完成后,还需要将钢筋绑扎进混凝土中,以增强混凝土的界面强度,防止发生裂缝和破坏。
钢筋绑扎时,要求桩体混凝土表面无明显渗漏,绑扎点必须在混凝土表面露出,绑扎距离的控制要符合工程设计要求,绑扎时应靠自身重量,同时要防止钢筋意外破断或施工混凝土界面划痕,使混凝土表面结构良好,确保施工质量。
高压旋喷桩施工工艺流程高压旋喷桩施工工艺流程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桩基建设。
下面将介绍高压旋喷桩施工工艺流程。
1. 前期准备:在施工前,首先需要确定施工图纸,明确桩的位置和数量。
然后准备好所需的设备和材料,如旋喷桩设备、高压水泥喷铁管、水泥、砂石等。
2. 施工现场布置:确定施工现场布置,挖掘好桩位和桩孔。
同时,要确保施工现场的安全,设置好标志和警示牌,做好施工安全措施。
3. 材料配比:将水泥、砂石等材料按一定比例进行配比。
配比要求根据工程要求和地质条件确定,确保混凝土的强度和稳定性。
4. 设备调试:将旋喷桩设备安装好,进行设备调试,确保设备的正常运行。
检查设备各部件是否完好,确保设备的安全和稳定性。
5. 现浇混凝土桩身施工:在桩孔内放入高压水泥喷铁管,通过喷射高压水泥将管道填充,形成桩身。
喷射过程中要掌握合适的喷射压力和喷射速度,保证桩身的密实度和均匀性。
6. 钢筋加固:在混凝土桩身中加入钢筋,增强桩身的抗弯和抗拉能力。
钢筋的选择和布置要符合设计要求,并注意保持一定的混凝土保护层厚度。
7. 桩顶加固:对桩顶进行加固处理,以提高桩顶的承载能力和抗震能力。
通常采用加设混凝土顶盖、加固钢板等方式来进行桩顶加固。
8. 成品验收:完成桩身和桩顶的施工后,对成品进行验收。
检查桩的质量和尺寸是否符合设计要求,是否达到规定的强度和稳定性要求。
以上就是高压旋喷桩施工工艺流程的大致内容。
在实际施工中,应根据具体情况和工程要求进行调整和优化。
同时,施工过程中要注意安全,确保施工人员的人身安全和设备的安全运行。
高压旋喷桩施工工艺及质量控制要点高压旋喷桩是一种常用的地基处理方法,广泛应用于建筑工程、水利工程以及交通工程等领域。
它具有施工速度快、成本低、施工过程中对周围环境影响小等优点。
本文将从高压旋喷桩的施工工艺和质量控制方面进行详细介绍。
一、高压旋喷桩的施工工艺1.备选施工现场:在进行高压旋喷桩施工前,首先需要对施工现场进行勘察和备选,选择适合施工的场地。
施工现场应该平整、无明显障碍物,并且方便材料运输和机械进出。
2.确定桩位:根据工程设计要求,确定高压旋喷桩的桩位和数量,并在施工现场标明桩位的位置和深度。
3.桩孔开挖:在确定的桩位上用挖掘机或挖孔机进行桩孔的开挖。
桩孔的直径和深度应符合设计要求,孔壁应平整、无裂缝。
4.钢筋加固:在桩孔开挖完毕后,需要对桩孔进行钢筋加固。
根据设计要求在桩孔中放置钢筋笼,并保证笼筒与孔壁之间有一定的间隙。
5.灌浆:在钢筋笼加固完毕后,需要对桩孔进行灌浆。
灌浆材料应符合设计要求,并且灌浆应均匀,填充孔隙。
6.旋喷桩施工:选择适当的旋喷桩机进行桩体的喷射,将混凝土和水泥浆喷射到桩孔中形成桩体。
在施工过程中,应注意喷射的均匀性和连续性,保证桩体的质量。
7.后续处理:桩喷浆固化后要在桩头打成预制桩模,整根桩高度摸线并检查层理外观。
检查固化砸实情况,必要时调整喷浆机参数调整喷混水泥比例,确保桩内混凝土质量。
二、高压旋喷桩的质量控制要点1.施工质量检验:在桩体喷注结束后,需要对桩体进行质量检验。
主要包括对桩体的强度、密实度和成型质量的检查。
2.灌浆质量控制:灌浆是影响桩体质量的重要环节,需要对灌浆材料、灌浆工艺和灌浆过程进行严格控制和检验。
3.混凝土质量控制:在喷注的混凝土中需要保证配合比严格执行,搅拌均匀,确保混凝土的质量。
4.竖直度和质量检查:高压旋喷桩的竖直度和质量直接影响到地基的承载力和稳定性,需要进行严格的检查和控制。
5.施工记录和手续:对高压旋喷桩的施工过程和质量进行详细的记录和归档,建立健全的施工档案,以备日后查证。
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。
高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩施工技术是70年代日本首先提出,它是在静压灌浆的基础上,引进水力采煤技术而发展起来的,是利用射流作用切割掺搅地层,改变原地层的结构和组成,同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体,借以达到加固地基和防渗的目的。
1工艺特点(1)施工机具设备简单,施工简便。
(2)具有较好的耐久性,且料源广阔,价格低廉。
(3)噪声小,无污染。
2适用范围(1)受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间影响小,可广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、(亚粘土)、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。
3工艺原理及设计要求3.1加固原理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。
根据喷射方法的不同,喷射注浆可分为单管法、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。
单管、二重管、三重管旋喷桩机注浆施工示意参见图1、图2、图3。
拌机 泥仓 图2 二重管旋喷注浆示意图图1 单管旋喷注浆示意图3.2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。
喷射流动压以脉冲形式冲击破坏土体,使土体出现空穴,土体裂隙扩张。
(2)混合搅拌作用。
钻杆在旋转提升过程中,在射流后部形成空隙,在喷射压力下,迫使土粒向着与喷咀移动方向相反的方向(即阻力小的方向)移动位置,与浆液搅拌混合形成新的结构。
(3)升扬置换作用(三重管法)。
高速水射流切割土体的同时,由于通入压缩气体而把一部分切下的土粒排出地上,土粒排出后所留空隙由水泥浆液补充。
(4)充填、渗透固结作用。
高压水泥浆迅速充填冲开的沟槽和土粒的空隙,析水固结,还可渗入砂层一定厚度而形成固结体。
(5)压密作用。
高压喷射流在切割破碎土层过程中,在破碎部位边缘还有剩余压力,并对土层可产生一定压密作用,使旋喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。
旋喷桩固结体情况图4所示。
拌机泥仓图3 三重管旋喷注浆示意图渗透部分搅拌混合部分硬化剂主体部分 图4 旋喷桩体固结情况图压缩部分3.3工艺设计要求3.3.1 加固体直径的确定旋喷桩直径与现场土质、土体强度和喷射压力、流量、提升速度和浆液稠度等诸多因素有关,应通过现场试验确定。
当无试验资料时可参考表1选用。
3.3.2 布置形式桩的平面布置形式需根据加固的目的给予考虑,分离布置的单桩可用于基础的承重,排桩、板墙可用作防水帷幕,整体加固则常用于防止基坑底部的涌土或提高土体的稳定性,水平封闭桩可用于形成地基中的水平隔水层。
图5为一般桩的平面布置形式。
铁路、公路路基基底一般采用梅花形加固地基的分离桩形式。
桩间距一般采用1.2~1.5m。
公路设计规范规定,相邻桩的净距不应大于4倍桩径。
表1 旋喷桩直径参考值(m)注:表中N为标准贯入实测锤击数。
3.3.3设计承载力图5 一般桩的平面布置形式图(1)按桩身强度计算容许承载力。
[P ]= a [σ]A式中 [P ]——桩的容许承载力(kN );a ——桩体材料的强度折减系数,a=0.4~0.5;[σ]——桩体材料7cm×7cm×7cm 试件的室内平均抗压强度(kPa ); A ——桩的横断面积。
(2)按土体强度计算桩身容许承载力。
[P ]= uΣf i l i + A [R ]式中 [P ]——桩的容许承载力(kN );u——桩身截面周长,按桩的直径计算(m );f i ——各土层的容许摩阻力(kPa ); l i ——各土层的厚度(m );A ——桩底支承面积,按桩的直径计算(m ); [R ]——桩尖处的地基容许承载力(kPa )。
(3)复合地基承载力。
[][]()1come P e P P a R A A A ⎡⎤=+-⎣⎦式中 com P ——复合地基的容许承载力(kPa ); [P ] ——单桩承载力(kPa );[R ] ——桩间土天然地基承载力(kPa );A e ——一根桩分担的荷载面积; A p ——一根桩的断面积;A ——天然地基承载力折减系数,当不考虑桩间土作用时为0。
3.3.4浆量计算浆量计算有两种方法,即体积法和喷量法,取大者作为设计喷射浆量。
体积法:2201122(1)44D De Q K h K h ππβ=++喷量法:(1)HQ q Vβ=+ 式中 Q ——需要的喷浆量(m 3);De ——旋喷固结体直径(m ); D 0——注浆管直径(m );K 1——填充率,0.75~0.9; h 1——旋喷长度(m );K 2——未旋喷范围土的填充率,0.5~0.75;h2——未旋喷长度(m);β——损失系数,0.1~0.2;ν——提升速度(m/min);H——喷射长度(m);q——单位喷浆量(m3/m)。
根据计算所需的喷浆量和设计的水灰比,即可确定水泥的使用数量。
3.3.5强度要求旋喷桩设计要求,成桩28天后抽芯取样进行无侧限抗压强度试验,抽检数为2%,并不小于2根,其无侧限抗压强度不得小于设计要求;地基加固后,复合地基承载力不得小于设计要求。
4工艺流程高压旋喷桩施工工艺流程图见图6。
图6施工工艺流程图5操作要点5.1施工前准备工作(1)在设计文件提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探,进一步了解各施工工点地基土的性质、埋藏条件。
(2)准备充足的水泥加固料和水。
水泥的品种、规格、出厂时间经试验室检验符合国家规范及设计要求,并有质量合格证。
严禁使用过期、受潮、结板、变质的加固料。
一般水泥为425号普通硅酸盐水泥。
水要干净,酸碱度适中,pH值在5~10之间。
(3)根据补充勘探资料,在选择的试验工点加固范围内的各代表性地层用薄壁取土器采取必需数量的原状土送试验室,对取得的土样在进行试验之前应妥善保存,使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。
(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(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、水灰比。
一般水灰比可取1.0~1.5。
为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度,可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。
若试验之前土样的含水量发生了变化,应调整为天然含水量。
(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,确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。
(6)推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表0.3m厚的种植土,杂物,并将原地面按设计要求整平,填出路拱。
根据施工现场实际情况,施作临时排、截水设施,并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。
(7)按设计要求完成施工放样,用木桩定出桩位,用白石灰作出明显标识。
5.2施工工艺(1)钻机定位。
移动旋喷桩机到指定桩位,将钻头对准孔位中心,同时整平钻机,放置平稳、水平,钻杆的垂直度偏差不大于1%~1.5%。
就位后,首先进行低压(0.5MPa)射水试验,用以检查喷嘴是否畅通,压力是否正常。
(2)制备水泥浆。
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,放入第一道筛网(孔径为0.8mm),过滤后流入浆液池,然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网(孔径为0.8mm),第二次过滤后流入浆液桶中,待压浆时备用。
(3)钻孔(三重管法)。
当采用地质钻机钻孔时,钻头在预定桩位钻孔至设计标高(预钻孔孔径为15cm)。
(4)插管(单重管法、二重管法)。
当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时,钻孔和插管二道工序可合而为一。
当第一阶段贯入土中时,可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。
其过程为:启动钻机,同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液,使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉;直到桩底设计标高,观察工作电流不应大于额定值。
三重管法钻机钻孔后,拔出钻杆,再插入旋喷管。
在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可用较小压力(0.5~1.0MPa)边下管边射水。
(5)提升喷浆管、搅拌。
喷浆管下沉到达设计深度后,停止钻进,旋转不停,高压泥浆泵压力增到施工设计值(20~40MPa),坐底喷浆30s后,边喷浆,边旋转,同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。
若为二重管法或三重管法施工,在达到设计深度后,接通高压水管、空压管,开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转,并用仪表控制压力、流量和风量,分别达到预定数值时开始提升,继续旋喷和提升,直至达到预期的加固高度后停止。
(6)桩头部分处理。
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。
(7)若遇砾石地层,为保证桩径,可重复喷浆、搅拌:按上述4~6步骤重复喷浆、搅拌,直至喷浆管提升至停浆面,关闭高压泥浆泵(清水泵、空压机),停止水泥浆(水、风)的输送,将旋喷浆管旋转提升出地面,关闭钻机。
(8)清洗。