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高压旋喷桩施工总结实用13篇

高压旋喷桩施工总结
高压旋喷桩施工总结篇1

Keywords: high pressure jet grouting pile; construction technology; construction parameter

中途分类号:TU-02 文献标识码:A

一、工程概况

曹妃甸煤码头廊道底板下粉质粘土层范围采用高压旋喷桩复合处理地基,布置长度范围为翻车机房地下结构以东99.60m,布置宽度13.6m,旋喷桩直径φ1000mm,东西向桩间距为1800mm,南北向桩间距为2000mm,桩高程范围:顶标高(廊道主体碎石垫层底标高)-15.262m~-11.406m,底标高-25.0m,桩长13.594m~9.738m。旋喷加固桩体设计强度≥2MPa,旋喷桩数量为778根,置换率为22.6%。

(一)高压旋喷桩成桩主要跨越3个土层,粉细砂3标高范围-4.06m~-14.16m,粉质粘土1标高范围-14.16 m~-21.06m,粉质粘土3标高范围-21.06m~-26.06m。

旋喷桩与加固土层关系示意图见下图:

(二)主要工程量

二、总体施工情况概述

本工程于2006年12月19日正式开工,2007年4月4日全部施工完毕,历时107天。

高压旋喷桩施工与廊道地连墙施工相互干扰,不能同时进行施工。施工廊道地连墙的天津深基公司认为廊道地连墙要先施工完,然后再施工高压旋喷桩,旋喷桩与地连墙最小净距为700mm,距离太近,高压旋喷桩如先施工的话,会出现串孔现象,廊道地连墙就无法成槽,不同意先施工高压旋喷桩。

考虑到旋喷桩工期的影响,在廊道地连墙没有开始施工的东廊道要先施工完旋喷桩。项目部就现场的实际情况咨询了旋喷桩方面的专家查振衡教授,查教授结合了现场的土质情况及以往的施工经验,表示先进行旋喷桩施工不会影响廊道地连墙的施工。最后项目部同中交项目部及天津深基公司达成共识:天津深基公司先进行西廊道地连墙的施工,项目部先进行东廊道高压旋喷桩施工,在每个廊道提供出一定工作面后,再进行另一工程施工。后经过检验证明,先进行旋喷桩的施工对地连墙施工没有影响,项目部这一决策是旋喷桩能够正常完工的根本保证。

项目部先在东廊道地基加固区域投入1套设备,后期在西侧廊道提供工作面后,投入3套设备同时进行施工,为避开同翻车机房地连墙及灌注桩的施工干扰,待该区域地连墙、灌注桩施工完后,即安排进入该施工区域进行施工。

三、工程难点

(一)高压旋喷桩在粉质粘土层作为加固体并不多见,施工参数的确定是高压旋喷桩能否达到设计强度的重要因素。

(二)高压旋喷桩施工与廊道地连墙施工相干扰,制定合理的施工顺序是保证旋喷桩工期的主要因素。

(三)高压旋喷桩施工时间正值冬季,预防管路的防冻是能否进行正常施工的重要条件。

四、施工总平面布置

(一)施工条件

施工现场处于由吹填海底砂形成人工岛环境,四周临海,未有形成陆上通水、通电条件。

(二)施工场地整平

为了方便钻机和高喷台车的施工,首先用推土机将旋喷桩施工区域的场地进行整平、碾压,然后回填30cm厚山皮石进行整平、碾压,碾压后施工区域的标高同廊道地连墙导墙顶标高。

(三)施工机组布置

采用临时制浆站制备高喷灌浆的水泥浆。每个制浆站储备水泥量为200t,布置1台高压泥浆泵、1台水泥搅灌机 、1台低速搅拌机,1台发电机、1台空压机。制浆站位置距高喷台车不大于80m,水泥棚采用彩条布覆盖。水泥浆通过高压管送至高喷台车,进行高喷施工。

(四)施工用电

现场施工及照明用电均由柴油发电机供应。

(五)施工用水

利用现场的300米深井,以解决制备泥浆及水泥浆等施工用水。

(六)废浆池

利用施工区域东侧的吹填区做为高喷施工作业的废浆池。

五、施工工艺

(一)桩位布设

本工程高压旋喷桩加固范围为2个廊道基坑:每条廊道地基旋喷处理范围99.6m×13.6m,成桩桩径1000mm,按设计要求采用正方型布孔。为保证旋喷桩桩头的有效长度和强度,旋喷桩顶标高比设计高度高0.5m。具体详见旋喷桩桩位平面布置图(附图一)。

旋喷平面布孔示意图:

(二)施工参数

廊道基础高压旋喷桩的施工参数根据施工现场的土质条件,加固要求,结合中国水利学会地基与基础工程专业委员会委员、咨询专家查振衡教授介绍以往的施工经验,确定旋喷桩施工参数如下:

六、检测项目

(一)旋喷桩桩头开挖检验

在高压旋喷桩施工前,监理要求把施工的第1根桩做为试验桩,桩顶标高为地面标高下返50cm,在成桩14天后对桩头进行开挖检验,以此做为旋喷桩成桩质量的一项依据。

2007年1月3日同监理一起对试验桩进行开挖检验,从桩头的外观上看旋喷桩的成桩质量较好,成桩直径达到了设计要求。

(二)旋喷桩室内试验

1、设计要求

旋喷桩桩身强度:取水泥土配合比相同的室内加固土试块,在标准养护条件下28天龄期的立方体抗压强度平均值fcu=2MPa,以试验值为准。

2、试验过程

试验目的

按照设计要求,取现场实际地层的土体与施工用的P.O42.5R水泥和水按一定的比例做室内加固土试块,以此试块28天强度确定旋喷桩的桩身强度。

试验材料

a、水泥:唐山冀东水泥股份有限公司生产的盾石牌P.O42.5R水泥。

b、天然土样:施工区域所取土样,粉细砂3、粉质粘土1、粉质粘土3。

c、水:施工现场的深井水。

天然土取样方法

a、在廊道旋喷桩施工区域内,用钻机钻至需要深度,取出所需天然土样;

b、取出的土样,用塑料袋密封保存,以免水份散失。

c、取土样范围:粉细砂3标高范围-4.06m~-14.16m,粉质粘土1标高范围-14.16 m~-21.06m,粉质粘土3标高范围-21.06m~-26.06m。

试验参数

水泥浆的水灰比:1,水泥浆喷射流量: 70L/min,提升速度:10cm/min,

天然状态下粉质粘土1含水率:26.5%,密度:1.92t/m3,

天然状态下粉质粘土3含水率:31.9%,密度:1.85t/m3,

室内试验共做3组,要求每组试块在标准养护条件下分别做7天、14天、28天、60天、90天抗压强度试块。

以下3组为成桩1延米所用试验原材料的比例(所用土样为天然状态):

a、第1组:

粉质粘土1:P.O42.5R水泥:水=1.51t:0.522t:0.522t

b、第2组

粉质粘土3:P.O42.5R水泥:水=1.45 t:0.522t:0.522t

c、第3组

粉细砂3的含水率及天然重度设计地质资料中没有给出,试验单位根据所取土样计算出粉细砂3与P.O42.5R水泥及水的比例。

试验结果

室内试验结果统计表

结论

试验结果满足设计fcu﹥2MPa要求。

(三)旋喷桩钻孔取芯检测

根据监理要求,对旋喷桩试验桩D276进行钻孔取芯试验,来检验旋喷加固体的实际强度。于2007年1月24日进行了旋喷桩无侧限钻孔取芯检测。

结论:被检试块的无侧限抗压强度均大于2.0 MPa,满足设计要求。

(四)复合地基承载力试验和单桩承载力试验

1、设计要求

承载力检验采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验,载荷试验必须在桩身强度满足试验条件时进行,并宜在28天后进行,检验数量为桩总数的1%,且每个廊道不应少于3点。复合地基承载力标准值:160KN/m2,单桩竖向承载力特征值:518KN。

2、试验过程

检测数量

1)复合地基静载荷试验:东、西廊道各4块,总计8块,抽检率1%。

2)单桩静载荷试验:东、西廊道各4点,总计8点,抽检率1%。

执行规范

《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)

《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002J220-2002)

仪器设备

本次检验所用的主要仪器设备:JCQ-503A静载荷试验仪,设备编号:060103。

试验结果

静载荷试验结果统计表

成果分析

由复合地基载荷试验成果,地基最大沉降量为6.58mm~10.25mm,廊道复合地基承载力特征值fak﹥160KN/m2,满足设计要求。

由单桩载荷试验成果,试验最大沉降量为8.97mm~19.71mm,单桩承载力满足使用要求。

结论

廊道单桩承载力特征值Ra﹥518KN,复合地基承载力特征值fak﹥160KN/m2,均满足设计要求。

高压旋喷桩施工总结篇2

1 工程概况

某建筑工程,主建筑基坑开挖深度12.54m。副建筑基坑开挖深度11.32m,裙楼基坑开挖深度9.45m。基坑总开挖周长约458m,开挖面积约12472.2㎡。

2 地质条件

场地自上而下依次划分为:①人工填土层(Qml)本层以素填土为主,灰色、灰褐色、灰黄色等为主,主要由组成物为人工堆填粘性土以及砂粒等,欠压实~稍压实,堆填砂结构较松散。②种植土层(Qpd)灰褐色、黄色等为主,主要组成物为粘性土、粉细砂及植物根系。③第四系冲积层(Qal)该层按土质。④第四系残积层(Qel)本层分布不广泛,为燕山三期(rs2(3))花岗岩风化残积而成,主要为砂质粘性土、砾质粘性土,浅黄间紫灰白色,黄褐色、灰褐色,湿,硬塑状为主,局部可塑状,由粘粒、粉粒组成,含5~25%的石英质砂砾,大小多为2~3mm。

3 施工方案

3.1 方案设计

设计采用1.3m/1.4m间距灌注桩结合φ600mm单管高压旋喷桩止水,理论上会在每个灌注桩之间形成渗漏通道。应采用喷射半径较大的双管或三管高压注浆方式。考虑到淤泥质粉质黏土层,双管高喷注浆方式应作为首选。

由于设计钻孔灌注桩与旋喷桩桩顶高程均在地下4.0~5.0m,旋喷桩施工时施工面仍不具备开挖条件,导致旋喷桩施工必须完全依靠坐标定位于灌注桩之间,极易出现偏差。通过开挖后的检查,灌注桩与旋喷桩桩位均有不同程度的偏差出现,增加了止水盲区的出现。旋喷桩施工应在开挖到灌注桩桩头位置后进行,既保证了钻孔位置的准确,减小了遇到地下障碍物的情况,也使钻孔垂直度更加有保障,后期增补的三管高压摆喷墙便是如此。

3.2 优化方案

虽然目前基坑防渗已达到预期目的,但由于重复施工增加了施工费用。结合原设计及后期处理方案,并考虑到工程造价等因素,总结出另一止水帷幕设计方案:高压喷射注浆方式采用双管摆喷,形成最小400mm厚的防渗墙。具体布置如图1所示。

3.3 支护方案

采用复合式支护结构,其中,在标高-6.0m以上采用土钉墙作为支护结构,在标高-6.0m以下采用钻孔灌注桩(桩间加单管高压旋喷桩)预应力锚杆(锚)作为支护结构。钻孔灌注桩间距1.3m/1.4m,高压旋喷桩设计桩径60cm。灌注桩轴心向基坑外偏移15cm,作为高压旋喷桩轴心。

4 施工难点

尽管在施工前期做了大量的准备工作,全程采用全站仪跟踪测量放样,但仍遇到以下施工难题。

1)地下障碍物较多

在施工过程中发现地下有较大的片石和早期建筑的混凝土梁,给钻孔造成很大困难。当障碍物较浅时,采用先开挖回填后再施工的办法;当障碍物较深时,采用金刚石钻头穿过障碍物,在喷浆时在障碍物附近复喷两次,尽量保证其周围土体防渗能力,如图3所示。

2)混凝土灌注桩“大肚子”现象严重

由于混凝土灌注桩施工工程中同样存在受地下障碍物影响的问题,钻孔完成后很容易在障碍物附近形成一定体积的塌孔,以致在混凝土灌注过程中造成超方而形成混凝土大肚子。由于大肚子混凝土一般都体积较大且有一定深度,当出现大肚子混凝土在旋喷桩桩位时,不可简单采用穿过的办法施工。一般采用将旋喷桩桩位向基坑外侧偏移,并增补1根旋喷桩的方法施工(见图2)。从而避开“大肚子”混凝土,可以保证旋喷桩的止水效果。

5 单管高压旋喷桩施工

5.1 施工试验

为保证施工质量,合理选定施工参数。正式开工前,根据不同的施工参数做3根试验桩,喷至地面,待终凝3d后外开观察桩体质量。具体施工参数如表1所示。

5.2 施工参数

根据桩体质量,最终选定如下施工参数:①旋喷压力27~29MPa;②浆液密度1.42kg/L(换算水灰比1.25∶1);③提升速度19cm/min。

5.3 施工工艺

旋喷桩施工采用钻喷分离施工工艺,采用地质钻机钻孔,高喷台车连续喷浆。施工流程:孔位布置钻孔制浆喷射作业空孔回灌。

6 灌后检查存在的问题及处理

6.1 检查情况

开挖前根据抽水试验,坑内井平均降深约4m,测得整个基坑(开挖周长560m)渗漏达500m3/h。

6.2 渗水原因

由于设计灌注桩间距多为40cm,旋喷桩与灌注桩理论搭接只有8~9cm,且基岩普遍深达21~22m,即使不考虑受钻孔灌注桩垂直度以及地下障碍物等多方面因素影响,高喷钻孔按照规范1%严格控制垂直度,仍在8~9m以下就会出现封堵缺口,造成每个灌注桩间均有渗漏通道。

6.3 处理方法

由于基坑开挖较深,最深处接近挖到基岩,现只是降4m左右水深,渗水达到500m3/h。且周边环境基本不允许坑外降水。如不进一步采取防渗措施,基坑无法开挖。为了使基坑顺利开挖,建议在冠梁外侧5cm、两钻孔灌注桩中间增设1个三管高压摆喷浆孔,进行三管高压摆喷灌浆并与两侧钻孔灌注桩相接,底部插入基岩50cm,上部到18.6m高程(冠梁底部),形成一道厚度不小于20cm的高喷防渗墙,如图2所示。

施工中将所有灌注桩均用反铲挖出1m左右,准确找出灌注桩实际桩间中点,放出高喷孔孔位,施工中严格按照施工参数进行三管摆喷灌浆施工。

6.4 处理效果

整个基坑大面开挖深13.2~15.5m,最深处达21m(挖到基岩),整个开挖暴露面地下水位以下无一处渗水,整个基坑开挖结束,坑内最多只起用5~6台80m3/h深井泵断续抽水,开创了南昌地区深基坑不用坑外降水的先例。

7 结语

实践证明,高压旋喷桩是一种经济有效的防渗止水技术,切实保证了基坑施工进度和质量。通过本工程的成功应用,在一定程度上拓展了高压旋喷桩的应用前景,为今后类似工程的施工有一定的借鉴作用。

高压旋喷桩施工总结篇3

复合注浆法的特点如下:

(1) 复合注浆法适用地层范围广,既适用于加固渗透性大的砂卵石层,又可适用于渗透性较差的粘土、粉土和粉细砂层及淤泥等软弱土层,还可以用来加固岩溶地层的地下溶洞。

(2) 复合注浆法浆液扩散范围大,不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行转换加固,而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固,在成桩的同时对地基土有灌浆加固作用。

(3) 复合注浆法能定向定位定深度,能形成连续的圆柱状的旋喷桩体,旋喷桩体顶部无收缩,与桩砼结合紧密;能直接承受上部荷载,承载力较高。该法

注浆形成的固结体强度可根据设计需要进行调节,其强度范围为5~30 MPa ,与只用高压喷射注浆形成的固结体相比,复合注浆法形成的连续的圆柱状的旋喷桩体,其各方面的性质都有了提高。

(4) 复合注浆法钻孔施工口径较小,对既有建筑物基础和地面损害和扰动小,可调节浆液的凝固时间,施工期建筑物附加沉降小。经济可靠,耐久性好。

(5) 复合注浆法施工简便,施工机具适合既有建筑物狭窄和低矮的现场施工,施工时基本无噪音,材料对环境无污染,可满足办公和生活要求并保护环境。

2  复合注浆法加固缺陷桩基的工艺技术

2. 1  施工工艺

复合注浆法加固缺陷桩基的施工工艺流程如图1 所示,具体技术措施如下:

(1) 注浆钻孔施工:对桩基的桩身缺陷或桩底持力层缺陷进行加固时,先采用地质钻机在桩中进行钻孔抽芯或在桩侧进行钻孔,对桩身缺陷加固时需在桩中钻孔抽芯至缺陷位置以下1 m 左右,对桩底持力层缺陷加固时需根据设计桩底持力层要求从桩

中或桩侧钻孔抽芯至完整持力层以下3 m 左右。钻孔孔径一般开孔为110 mm 或101 mm ,终孔直径为101 mm或91 mm ,钻孔垂直度保证< 1 %。

(2) 建立孔口注浆装置: 注浆钻孔施工完成以后,在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在桩顶注浆孔口,采用水泥浆或水泥水玻璃浆液将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。孔口注浆装置既要满足静压注浆要求又要满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。

(3) 采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔:孔口注浆装置埋设1~2 天后,先采用高压旋喷方式喷射清水对缺陷位置进行冲洗,喷射清水时需按设计规定的工艺参数(喷射压力、提升速度、旋转速度)进行喷射,将注浆管分段下入孔底,每段注浆钻杆需连接紧密并采用麻丝密封。旋喷清水采用从下而上的方式。旋喷清水一般采用单管旋喷注浆方式,清水一般喷射1~3 遍,经喷射清水后,可扩大喷射直径和增加固结体的强度。

(4) 采用高压旋喷注浆方式进行注浆:按要求进行清水喷射洗孔和扩孔后,再采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆。将注浆管分段下入孔底后,从下而上进行旋喷注浆,旋喷注浆一般采用单管旋喷注浆方式。

(5) 采用静压注浆方式进行注浆:高压旋喷注浆结束后,利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力,随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力,直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终

凝前需进行2~3 次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。

(6) 封孔:静压注浆结束后,若注浆孔口冒浆,需对孔口进行封闭处理,防止浆液流出;若注浆结束后孔内浆液有流失,需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。

2. 2  复合注浆法的浆液材料

(1) 主剂:采用水泥浆为主剂,对既有建筑物地基加固注浆时水泥一般采用425 # 早强型硅酸盐水泥。对桩基础缺陷进行加固补强注浆时,为了获得较高的固结体强度,采用高标号的525 # 普通硅酸盐水泥。

(2) 外加剂: 常用外加剂为速凝剂、早强剂等。速凝剂常采用水玻璃,水玻璃加量一般为水泥用量的2 %~4 %。采用双液进行静压注浆时,水玻璃用量可为水泥用量的10 %~100 %。早强剂为氯化钙和三乙醇胺,用量一般为水泥用量的2 %~4 %。

2. 3  施工工艺参数

(1) 旋喷注浆压力:采用单管高压旋喷法时:浆液或清水喷射压力:20~30 MPa ;采用二重管高压旋喷法时:空气压力为0. 7 MPa ,浆液压力为20~30 MPa ;采用三重管高压旋喷法时:水压力为:20~30 MPa ,空气压力为0. 7 MPa ,浆液压力为2~5 MPa 。在既有建筑物地基加固注浆时常采用单管高压旋喷,其压力常用20~25 MPa ;在对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用单管高压旋喷或三重管高压旋喷,注浆压力常用25~30 MPa ;

(2) 喷射提升速度:10~20 cm·min - 1 ;在既有建筑物地基加固注浆时采用20 cm·min - 1 ;在对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用10~15 cm·min - 1 ;

(3) 喷射旋转速度:20~40 r·min - 1 ;

(4) 静压注浆压力:在既有建筑物地基加固注浆时采用0. 3~2. 0 MPa ; 对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用0. 3~5. 0 MPa ;注浆压力需根据每个工程的不同土质条件及注浆部位进行注浆压力设计。

(5) 浆液水灰比:旋喷注浆时采用1∶1~1. 2∶1 ;静压注浆时采用0. 5∶1~1. 2∶1 。

2. 4  加固效果的检测复合注浆法加固缺陷桩基后的效果检测,应主要以承载力检测为主,因此检测方法主要采用高应变法和静载试验法,抽芯法和低应变法主要作为直观检测方法。通过检测经过加固后缺陷桩的主要缺陷是否已经充分注入水泥来判断加固效果。

(1) 高应变法:对于三级建筑桩基以及工程桩施工前已进行单桩静载试验的一、二级建筑桩基,可以采用高应变法对工程桩单桩竖向承载力进行检测。高应变法还可直接反映桩身质量来判断加固效果。检测桩数不宜少于总加固桩数的5 % ,并不得少于5

条。

(2) 静载试验法:一级以及地质条件复杂、桩的施工质量可靠性低、桩数多的二级建筑桩基,应采用静载试验进行。检测桩数为总加固桩数的2 % ,且不少于3 条。

(3) 抽芯法:检测桩数为总加固桩数的5 % ,且不少于5 条。抽芯孔数: D < 1. 2m ,每桩钻一孔;1. 2 m ≤D ≤1. 6 m ,每桩钻二孔; D > 1. 6 m ,每桩钻3 孔。抽芯孔深度:每孔至少应有一孔钻至设计要求的深度,如设计未有明确要求时,宜钻入持力层3倍桩径且不小于3 m。

(4) 低应变法:通过对比缺陷桩加固前后的波形变化,定性分析加固效果。低应变法应用的关键是缺陷桩加固前应进行检测,以便进行加固前后的波形对比。低应变法的检测数量为加固桩数的100 %。

3  工程实例

广州某办公楼其基础设计采用为冲(钻) 孔灌注桩, 桩端持力层设计为微风化灰岩, 桩径为

经对高压旋喷注浆法、静压注浆法、复合注浆法等各种桩基加固方法进行比较,本工程决定采用高压旋喷法和静压灌浆相结合的综合注浆法加固桩底溶洞及破碎岩层以及桩身蜂窝。具体施工工艺如下:

(1) 进行抽芯校核及灌浆孔施工:对26 # 桩增加2 个钻孔进行抽芯校核并兼作灌浆孔, 抽芯采用101 mm双管钻具进行抽芯校核,以确定桩身砼质量情况以及桩底持力层质量情况,抽芯孔到桩底入微风化灰岩4 m 为止。5 个加固孔呈对称布置,尽量分布均匀。

(2) 先采用高压旋喷法加固桩底:先采用高压旋喷法对桩底进行加固处理。方法为通过抽芯钻孔下旋喷钻杆钻至桩底,以入微风化岩层3. 0 m 为持力层,从桩底软弱层下0. 5 m 开始用高压水旋喷,往上喷至桩底并与桩身搭接0. 5 m ,复喷两次;然后下到底部自下而上喷水泥浆,复喷一次。施工参数为:喷射压力> 30 MPa ;提升速度:喷水10 cm·min - 1 , 喷浆10 cm·min - 1 ( 复喷为15 cm·min - 1) ;回转速度为20~40 r·min - 1 ;旋喷水泥浆液水灰比为1∶1 ;采用水泥浆(水泥用525 # ) 复喷一遍,水泥用量600 kg·m- 1左右。根据溶洞的范围、高度不同,水泥用量有很大差别。

(3) 旋喷后再进行静压灌浆加固桩底及桩身:高压旋喷结束后,将孔口封住,利用旋喷钻孔对桩底进行静压灌浆。浆液以525 # 高标号水泥为主剂。施工参数为:灌浆压力为1. 0~5. 0 MPa ,灌浆浆液水灰比为0. 7~1. 0 。经静压灌浆后,能加固原来松散破碎的灰岩层,同时对桩身与灌浆钻孔连通的蜂窝有灌浆加固效果。而且经多次静压灌浆,可以防止旋喷灌浆浆液收缩。施工结束后,经检测单位对该桩进行高应变检测表明,桩基承载力大幅度提高,加固后其承载力远高于承载力设计值,加固效果明显,完全满足设计要求。

4  结 论

(1) 复合注浆法充分发挥了静压注浆法和高压旋喷注浆法这两种注浆加固方法各自的优点,克服各自的缺点,是一种新型的桩基加固技术。该法处理桩身蜂窝、桩底沉渣、桩底持力层存在相对软弱的夹层、桩底溶洞等桩基质量问题安全可靠、经济有

高压旋喷桩施工总结篇4

五七桥上部构造为1-14m石拱桥,拱圈宽度8.5m;下部结构为重力式桥台。桥梁全长26.0m,净7.0+2×1.0m(人行道+栏杆)。石拱圈主拱圈厚50cm,矢高2.7m,矢跨比为1/5.2。桥台基础处理采用旋喷桩,设计桩长10―15 米,设计桩径600mm,梅花形布置,桩距1.5米,总根数为68根,总米数为725.8米,施工从2009年11月8日开始至2009年11月23日止,历时16天,工后检验效果理想。

2、高压旋喷桩概述

2.1.概念:高压旋喷桩是高压喷射注浆法处理地基中的一种,是利用钻孔设备,把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴,置入土层预定深度后,用高压泥浆泵等装置,以20Mpa左右的压力把预先制备好的水泥、水玻璃等材料作为主固化剂的浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体,同时借助注浆管的旋转和提升运动,使浆液把从土体上崩落下来的土搅拌混合,经一定时间的凝固,便在土中形成具有一定强度和抗渗能力的固结体,从而使地基承载力得到加强的一种工程方法。当喷射流以360°旋转、自下而上喷射提升时,固结体的截面形状为圆形即称为旋喷。

2.2. 加固机理:高压喷射注浆是利用工程钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置,用高压泥浆泵等装置以20Mpa左右的高压流将水泥浆液通过钻杆最前端设置的高压液体喷射装置喷入钻杆周围的砂层、土层及砂土层,与此同时钻机带动钻杆缓慢旋转并提升使喷嘴缓慢螺旋上升,从而使高压水泥浆不断切割搅拌土层,形成水泥、砂、土及速凝剂的混合搅拌浆体,通过固化剂和软土间所产生的一系列物理化学反应,生成水化物,然后水化物胶结形成凝胶体,将土颗粒凝结在一起形成具有整体性、水稳定性和较高强度的结构整体,从而提高其复合地基承载力及改变地基土物理化学性能,达到提高地基承载力、减少地基沉降、阻止水体流动、增强地基稳定性的目的。

2.3. 优点与用途:高压旋喷桩适应范围广,施工简便,固结体形状可以控制,设备简单、管理方便、无公害,料源充裕,并有较好的耐久性,广泛运用到永久性工程。高压喷射注浆主要用途是加固与防渗,在名类工程建设中,因其简单的设备及独特的施工方法,可以解决其他工法无法解决的难题。目前旋喷桩主要用于加固地基,提高地基的抗剪强度,改善地基土的变性性能,使其在上部结构荷载作用下,不至破坏或产生过大的变形。

2.4.高压旋喷桩所使用的喷射流分类:

(1)单管喷射流:为单一的高压水泥浆液喷射流;

(2)二重管喷喷射流:为高压浆液喷射流与其外部环绕的压缩空气喷射流,组成为复合式高压喷射流;

(3)三重管喷射流:由高压水喷射流与其外部环绕的压缩空气喷射流,亦组成为复合式高压喷射流;

(4)多重管喷射流为高压水喷射流。

本项目中所采用的是单管喷射注浆。

3、施工流程

旋喷注浆施工流程可大致分为:施工准备,试桩、技术参数确定,测量放样,桩机就位,钻孔,水泥浆制备,旋喷和复搅,提管冲洗,移动设备,浆液回灌,桩基工后检测;

3.1、 施工准备:钻机进场之前首先进行场地布置,清除施工区域的杂物,平整密实场地,并且做好排水工作,确保在较干净的环境中进行施工;其次,准备好施工用电和施工用水;施工用电使用沿线设置的变压器并配备发电机在施工现场,架设电缆接线到施工作业区。

3.2、试桩、技术参数确定:每个工点施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩,以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数,其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度等,还应根据被加固土的性质及单桩承载力要求,确定水泥掺入量。通过试验桩确定本工程高压旋喷桩施工技术参数为:水灰比为1:1;钻进、工作压力20~25Mpa;提升速度≤0.25m/min;桩顶1米范围提升速度≤0.2m/min;转速应控制在20~25r/min,水泥掺入量范围在180~220Kg/m之间。

3.3、测量放样:测量人员根据施工图纸提供的坐标、平面布置图,在施工段落进行布桩,桩位用小木桩红色头醒目标注,桩间距误差不大于50mm,布桩完成自检合格后报监理工程师验收,验收合格后进行下一步工序。

3.4、钻机就位:搅拌机具运至现场后进行安装调试,待转速、压力及计量设备正常后就位。钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心,然后进行钻杆的双向调平,之后,再次调整对中,最后再精确调平。垂直度误差不超过1%,对中误差小于5cm。

3.5、钻孔:钻机在开钻前,技术人员对钻杆总长度进行尺量,根据桩长、设计桩顶标高、原地面标高计算下钻节数,并在最后一节钻杆上标定出下钻结束位置。钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度,钻孔方法采用单管法旋转钻机。在钻杆下钻时采用小于10Mpa的水泥浆压力,一方面防止堵喷嘴,另一方面对土体进行第一次喷射,使土体成为混合液,减小喷浆时土体的阻力,以利于浆液充分搅拌,钻到设计的深度。成孔后,应校检孔位、孔深及垂直度,是否符合设计要求。

3.6、灰浆的制作:选用益阳市东方水泥厂优质的P.C32.5“虎劲”牌复合硅酸盐水泥,根据搅拌桶的大小、水灰比、泥浆比重来标定最大水位线,按水灰比1:1添加水泥,并经充分搅拌,测定泥浆比重是否达到试配时比重1.47,如达不到继续添加水泥直至达到试配水泥浆比重为止。搅拌时间少于4分钟的不得使用,超过初凝时间的浆液也不得使用;灰浆经过两道过滤网的过滤,以防喷嘴发生堵塞;抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。

3.7、旋喷和复搅:将注浆管下到预定深度后,调整回流阀门,使旋喷罐内的压强达到规定值,水泥浆到达喷嘴后,检验喷射方向、摆动角度,一切合格后,调整工作台和油泵阀门,使旋转速度控制在20―25 r /min和提升速度达到10-25cm /min的范围时开始提杆、旋喷,由下往上成桩,在桩头以下1米范围复喷提钻时采用最慢的1档提钻上升,并复喷一次,增加桩体的密实度,因为桩顶以下1米范围将承受较大的荷载,加强此处桩体的质量对发挥桩体的承载力起关键作用。在施工过程中,旋转速度、提升速度、旋喷压力、水泥用量参数的变化将直接影响桩的均匀程度和桩径,水灰比参数的变化将会影响桩身的强度,因此必须时刻注意检查浆液初凝时间、水泥浆流量及压力、提升速度、旋摆角度、喷射方法等参数是否符合设计要求,并随时作好记录,如遇故障应及时排除。

3.8、提管冲洗:喷射作业完成后,将注浆泵的吸浆管移到水箱内,在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管内的浆液全部排除,防止残存水泥浆将管路堵塞。

3.9移动设备:移动钻机至下一孔位,为确保桩与桩之间能很好咬合,宜采用打一跳一法,且间隔时间应大于36小时。

3.10浆液回灌浆液回灌决定着桩顶质量,旋喷桩喷注完成后6 h~8 h内,桩体呈流塑状态,要逐渐析水沉淀,桩侧地基土吸收桩体水分也使桩体缩小,导致桩体逐渐下沉,对于已竣工的桥涵地基加固,势必造成桥涵基础底面与桩顶脱空,因此必须在水泥土凝固前经常从孔眼灌入水泥浆液或喷注时返出的浆液,保证基础底面与桩顶耦合良好。

4、质量监测

根据国家行业标准《建筑地基处理技术规范JGJ79―91》,喷桩可采用开挖检查、钻孔取芯、标准贯入、载荷试验或压水试验等进行检验。

4.1、触探及抽芯检验的要求:成桩7d内采用轻型触探进行N10检测,检测频率为工程桩数的2%。抽芯检验的总桩数不得少于工程桩数的3‰,单位工程桩数小于1000根时,至少做3根。桩芯无侧限抗压强度(28d)应满足如下要求:桩顶~2/3桩长范围:≥1.6MPa;2/3桩长~桩尖范围:≥1.4MPa。

4.2、高压旋喷桩单桩承载力要求

高压旋喷桩单桩承载力表

4.3、质量检验标准

序号 控制参数 控制标准值 备注

1 桩机安装垂直度偏差 <1% 查施工记录

2 桩位偏差 ±50 mm 查施工记录

3 注浆压力 ≥20Mpa 查施工记录

4 水灰比 1:1 查施工记录

5 水泥用量 ≥180kg/m 查施工记录

6 桩径 ≥600mm 开挖抽查2%

7 桩长 不小于设计值 查施工记录

8 旋转速度 20~25r/min

9 喷提升速度 10~25 cm/min

10 桩身强度 不小于设计值 抽芯检查

但对于加固已竣工桥涵地基的旋喷桩,上述方法有的无法作业,有的很难进行或检验费用太多,根据施工经验,控制质量可从施工参数设计的审验、施工过程中的监控、施工后检查3方面着手,包括:1)地基加固前,在欲进行地基加固的桥梁附近用所设计的施工参数试桩不少于3根,3天后开挖量测桩径,制作试块做抗压强度试验以推算满龄期后的桩体强度,观测桩身质量,并以此作为调整施工参数和施工中质量监控的依据;2)把好材料关,主要是保证所用水泥质量,对水泥要进行不定期抽检;3)检查监控浆液配制情况,严格按设计的水灰比进行配浆;4)监督检查喷注时高压浆泵压力不能低于设计压力,喷头提升速度和旋转速度不得高于设计要求,且压力、喷头提升速度和旋转速度应比较稳定;5)观测检查每米成桩所用浆液数量、返浆量、返浆稠度和土

与浆液搅拌的均匀度,可判断喷注参数及喷注进程是否正常;6)卸钻杆时分段提升喷注的搭接长度、停喷后再喷的搭接长度须大于10 cm,以防断桩;7)每桩不定段地制作返浆试块,养护28 d后做抗压强度试验, 其平均桩体强度比实际桩体强度略小或相近;8)每天施工后,检查导孔钻进、浆液配制、旋喷成桩等作业组的班报,发现问题及时整改;9)施工前,施工过程中及施工结束后对桥涵基础进行沉淀观测,可验证施工方法的合理性和检验加固效果。通过以上监控和试桩检验、返浆试块检验,基本能掌握旋喷桩的桩径、桩体强度、桩身质量等重要参数,判断成桩质量和加固效果。

5、注意事项

5.1、施工时应先施工内排桩,后施工外排桩。

5.2、水泥浆液应连续供应。如发生断浆现象,须复打,复打重叠长度必须大于1.0m。

5.3、浆液拌和应均匀,不得有结块;浆液不得离析或停滞时间过长,超过2小时应停止使用。

5.4、构造物基底水泥搅拌桩桩顶高程应根据构造物底高程进行计算确定,同时应考虑凿除50桩头的影响。

5.5、旋喷废浆应予以充分利用,施工过长中可在相邻桩之间开挖一定深度的浆液存贮沟(沟宽0.6~0.8米,深0.8~1.0米),待浆液凝固后形成具有一定强度的桩间横系梁,以增强各桩间共同作用,提高地基承载力。施工中控制冒浆量小于注浆量的20%,超过20%或完全不冒浆应查明原因,采取措施。

5.6、成桩28d后,可开始基槽开挖,凿除50软桩头,桩头凿除后桩长不得小于设计桩长。

5.7、提钻喷浆的速度控制,控制好旋喷速度,保证不大于25cm/min且稳定,灌浆管分段搭接的长度不得小于10cm。底部时应适当加大压力保证底部桩头大于设计,顶部时应重复提钻喷浆一次保证桩头的完整。

5.8、提升旋喷过程中确保压力达到设计要求,不小于20Mpa,使足够的水泥浆压入土体,钻杆旋转速度在规定的20~25r/min范围内,确保桩体的均匀性和整体性及强度。

6、结语

本例实践表明,采用高压旋喷桩技术进行桥台地基加固的效果是显著的,它具有加固体强度高、加固质量均匀、施工操作简便、占地高度小等特点,可有效地减少地基总沉降量和不均匀沉降,地基处理效果明显。

参考文献:

[1] 叶书麟.地基处理工程实例应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1983,3

[2] 程云朋.高压旋喷桩在地基加固中的应用探讨[J].山西建筑,2007

高压旋喷桩施工总结篇5

一、旋喷桩作用机理

高压旋喷桩是利用钻机将携带喷嘴的注浆管钻至土层内预定深度,后通过高压设备将预先配置好的浆液射入土体内,呈脉动状的具有高能量、高速度的喷射流导致土体颗粒从土体内剥落,剥落后的土体内粒径较小的土粒将随浆液浮至水面,而大部分土粒则在浆液的冲击力和离心力作用下充分与浆液混合及重新排列,最终在钻杆周围形成圆孔型柱体,同时随时间延长其强度逐步升高,其加固机理为喷射流所产生的切割力将周围土体破坏,且以脉冲形式存在的喷射流对土体形成冲击并破坏原结构而形成空洞,在钻杆旋转和提升过程中在喷射流后方将形成空隙,土体颗粒在喷射力的作用下沿喷嘴反向与混合液形成凝结体。

二、高压旋喷桩工艺流程

正式施工前应先用水准仪测量施工现场标高,并应根据设计桩顶和桩底标高来计算桩体的入土深度,该深度值应精确至100mm范围内;桩机进场后应进行对中,应先结合施工现场场地标高进行深度调整,钻头的调整应控制其精度在±10mm范围内,之后应根据试桩过程中所确定的成桩水泥用量和清水用量进行拌合,在后期正式施工中应充分结合给定的参数进行,刚开始时应采用空挡施工且该部分低压注水,当钻机钻进深度至桩底标高以上80~100cm范围内则应启动高压注浆泵在高压状态下向钻孔内注水,在注水过程中应继续旋转下沉;钻机钻至桩底设计标高以上0.5m则应停止注水而改换注入高压浆体,当钻至设计深度则应停止钻进并提升钻机,提升过程中钻杆应连续旋转并喷浆,当钻机提升至桩顶设计标高以下80cm部位则应反复旋转下沉,其下沉深度一般控制在6~8m范围内,待重复下沉后则应实施旋转提升,下沉施工中送浆压力控制在4~6MPa,提升过程中送浆压力则应控制在22~24MPa范围内,待重复旋喷搅拌完成后则应用施工中返回的纯水泥浆对上一根桩进行回灌。

三、桩体质量检测

(1)钻孔取芯。成桩后桩体龄期达到28d则可采取钻孔取芯以鉴别、判断桩体桩长、桩体完整性及水泥掺加量,并可同时检测桩体是否存在夹泥现象,并将钻探取芯试块制作为标准试块并通过室内无侧限抗压强度试验来判断桩体强度等参数,在钻孔取芯时应在距离桩中心10~15cm部位进行。(2)开挖检查。在成桩龄期不低于7d或更长时间桩体强度达到一定值后方可进行开挖检查,在开挖过程中应将桩体全部暴露以便于对桩体的垂直度、桩径及桩体强度进行直接检查。(3)承载力试验。成桩龄期满足28d后方可对其进行承载力试验以保证桩体强度能满足要求,该试验一般通过符合地基荷载试验和单桩荷载试验共同进行的竖向承载力试验来检测,试验时应控制试验桩的总根数不少于成桩总根数的0.5~1%,同时应不少于3颗。

四、质量控制要点

在钻头下沉前应进行试喷检查以防喷嘴堵塞,开钻前应先将钻机调平,调平过程中应保证机架两侧悬挂的垂线平行于机架为准,并在施工过程中应对刚刚施工成的桩体回浆以免因浆液析水而导致桩头部位产生不同程度的收缩,并且在回浆过程中应采用水泥浆或水泥含量较高的冒浆给予回灌,回灌前应避免杂物等进入桩体;在成桩过程中每次开机前应将深度指针归零以控制钻进深度的准确性,施工后应控制桩端进入持力层深度不小于2m,在成桩钻进过程中接近持力层时应随时观察钻孔的出渣状况来验证是否进入持力层,具体可通过观察电流值来控制,钻机过程中一旦出现电流值猛增且稳定在某个数值范围则说明其已经进入持力层。

高压旋喷桩施工工艺可在较为狭小的施工场地内完成施工,并可任意调整成桩方向、长度及大小等施工参数,并且其成桩形状及强度可人为控制,因而其在现代地基处理中应用越来越广泛,但在施工中应严格控制施工工艺方可保证成桩质量,达到其预期效果。

参 考 文 献

高压旋喷桩施工总结篇6

1 前言

随着我国建筑工程项目尤其是高速公路、高速铁路等大型基础设施项目的不断增多,软弱地基的处理变的越来越重要,软弱地基处理的好坏,不仅关系到工程建设的速度,而且关系到工程建设的质量,因此提高软弱地基处理方法具有重要的价值和意义。本文结合福建宁武高速公路项目土建工程A1标段实例,对高压旋喷桩在高速公路软弱地基处理中的应用进行探讨。

1 软弱地基原理及常用处理方法

1.1 排水固结法。排水固结法又称预压法,其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法;通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出,土体发生固结,土中孔隙体积减小,土体强度提高,达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。

1.2 振密、挤密法。振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法;采用一定措施,通过振动和挤密使深层土密实,使地基土孔隙比减小,强度提高。

1.3 置换及拌入法。置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法;采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体,与未被加固部分的土体一起形成复合地基,从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。

1.4 加筋法。加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力,减小沉降,维持建筑物稳定。

在地基处理中,我们要遵循的原则是:技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。在根据地质条件、设计施工条件、场地环境条件、结构物条件等因素,合理选择软弱地基处理方法。

2 高压旋喷桩在高速公路软弱地基处理中的加固机理、工艺流程及控制要点

2.1 高压旋喷桩概述。①高压旋喷桩是高压喷射注浆法处理地基中的一种,是利用钻孔设备,把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴,置入土层预定深度后,用高压泥浆泵等装置,以20Mpa左右的压力把预先制备好的水泥、水玻璃等材料作为主固化剂的浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体,同时借助注浆管的旋转和提升运动,使浆液把从土体上崩落下来的土搅拌混合,经一定时间的凝固,便在土中形成圆柱状的具有一定强度和抗渗能力的固结体,从而使地基承载力得到加强的一种工程方法。②加固机理:高压喷射注浆是利用工程钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置,以高压设备使浆液成为20Mpa左右的高压流从喷嘴里喷射出来,冲击破坏土体,当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时,土料便从土体剥落下来,高压流切割搅碎的土层,呈颗粒状分散,一部分被浆液和水带出钻孔,另一部分则与浆液搅拌混合,随着浆液的凝固,组成具有一定强度和抗渗能力的固结体,当喷射流以360°旋转、自下而上喷射提升时,固结体的截面形状为圆形即称为旋喷。在钻机的钻杆最前端设置一个高压液体喷射装置,当钻机把该高压喷射装置送到土层预定深度时,通过高压泵向钻杆中心孔连续输送高压水泥浆液,高压水泥浆液即通过喷射装置中的喷嘴小孔喷入钻杆周围的砂层、土层及砂土层,与此同时钻机带动钻杆缓慢旋转并提升使喷嘴缓慢螺旋上升,从而使高压水泥浆不断切割搅拌土层,形成水泥、砂、土及速凝剂的混合搅拌浆体,通过固化剂和软土间所产生的一系列物理化学反应,生成水化物,然后水化物胶结形成凝胶体,将土颗粒凝结在一起形成具有整体性、水稳定性和较高强度的结构整体,从而提高其复合地基承载力及改变地基土物理化学性能,达到提高地基承载力、减少地基沉降、阻止水体流动、增强地基稳定性的目的。旋喷桩主要用于加固地基,提高地基的抗剪强度,改善地基土的变性性能,使其在上部结构荷载作用下,不至破坏或产生过大的变形。

2.2 高压旋喷桩施工流程。旋喷注浆施工流程可大致分为:施工准备,试桩、技术参数确定测量放样,桩机就位,钻孔,水泥浆制备,旋喷和复搅,提管冲洗,移动设备桩基工后检测;①施工准备:钻机进场之前首先进行场地布置,清除施工区域的杂物,平整场地施工段落要平整密实,做好排水工作,确保在较干净的环境中进行施工,其次,准备好施工用电和施工用水;施工用电使用沿线设置的变压器并配备发电机在施工现场,架设电缆接线到施工作业区。②试桩、技术参数确定:每个工点施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩,以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数,其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度等,还应根据被加固土的性质及单桩承载力要求,确定水泥掺入量。通过试验桩确定本工程高压旋喷桩施工技术参数为:水灰比为1:1;钻进、工作压力20~25Mpa;提升速度≤0.25m/min;桩顶1米范围提升速度≤0.2m/min;转速应控制在20~25r/min,水泥掺入量范围在180~220Kg/m之间。③测量放样:测量人员根据施工图纸提供的坐标、平面布置图,在施工段落进行布桩,桩位用小木桩红色头醒目标注,桩间距误差不大于50mm,布桩完成自检合格后报监理工程师验收,验收合格后进行下一步工序。④钻机就位:搅拌机具运至现场后进行安装调试,待转速、压力及计量设备正常后就位。钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心,然后进行钻杆的双向调平,之后,再次调整对中,最后再精确调平。垂直度误差不超过1%,对中误差小于5cm。⑤钻孔:每台钻机在开钻前,技术人员对钻杆总长度进行尺量,根据桩长、设计桩顶标高、原地面标高计算下钻节数,并在最后一节钻杆上标定出下钻结束位置。钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度,钻孔方法采用单管法旋转钻机。在钻杆下钻时采用小于10Mpa的水泥浆压力,一方面防止堵喷嘴,另一方面对土体进行第一次喷射,使土体成为混合液,减小喷浆时土体的阻力,以利于浆液充分搅拌,钻到设计的深度。成孔后,应校检孔位、孔深及垂直度,是否符合设计要求。⑥灰浆的制作:选用优质42.5#普硅水泥,根据搅拌桶的大小、水灰比、泥浆比重来标定最大水位线,按水灰比1:1添加水泥,并经充分搅拌,测定泥浆比重是否达到试配时比重1.47,如达不到继续添加水泥直至达到试配水泥浆比重为止。搅拌时间少于4分钟的不得使用,超过初凝时间的浆液也不得使用;灰浆经过两道过滤网的过滤,以防喷嘴发生堵塞;抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。⑦旋喷和复搅:将注浆管下到预定深度后,调整回流阀门,使旋喷罐内的压强达到规定值,水泥浆到达喷嘴后,检验喷射方向、摆动角度,一切合格后,调整工作台和油泵阀门,使旋转速度控制在20~25r/min和提升速度达到20~25cm/min的范围时开始提杆、旋喷,由下往上成桩,在桩头以下1米范围复喷提钻时采用最慢的1档提钻上升,并复喷一次,增加桩体的密实度,因为桩顶以下1米范围将承受较大的荷载,加强此处桩体的质量对发挥桩体的承载力起关键作用。当喷浆结束后,要对注浆孔进行二次回灌,防止旋喷桩体因水泥浆固结出现顶部凹陷而达不到设计桩顶标高。在施工过程中,旋转速度、提升速度、旋喷压力、水泥用量参数的变化将直接影响桩的均匀程度和桩径,水灰比参数的变化将会影响桩身的强度,因此必须时刻注意检查浆液初凝时间、水泥浆流量及压力、提升速度、旋摆角度、喷射方法等参数是否符合设计要求,并随时作好记录,如遇故障应及时排除。⑧提管冲洗:喷射作业完成后,将注浆泵的吸浆管移到水箱内,在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管内的浆液全部排除,防止残存水泥浆将管路堵塞。⑨移动设备:移动钻机至下一孔位,为确保桩与桩之间能很好咬合,宜采用打一跳一法,且间隔时间应大于36小时。

2.3 质量检验的方法及要求。高压旋喷桩完成28d后方能进行质量检验。①触探及抽芯检验:成桩7d内采用轻型触探进行N10检测,检测频率为工程桩数的2%。抽芯检验的总桩数不得少于工程桩数的3‰,单位工程桩数小于1000根时,至少做3根。桩芯无侧限抗压强度(28d)应满足如下要求:桩顶~2/3桩长范围:≥1.6MPa;2/3桩长~桩尖范围:≥1.4MPa。

2.4 注意事项。①施工时应先施工内排桩,后施工外排桩。②水泥浆液应连续供应。如发生断浆现象,须复打,复打重叠长度必须大于1.0m。③浆液拌和应均匀,不得有结块;浆液不得离析或停滞时间过长,超过2小时应停止使用。④构造物基底水泥搅拌桩桩顶高程应根据构造物底高程进行计算确定,同时应考虑凿除50cm桩头的影响。⑤旋喷废浆应予以充分利用,施工过长中可在相邻桩之间开挖一定深度的浆液存贮沟(沟宽0.6~0.8m,深0.8~1.0m),待浆液凝固后形成具有一定强度的桩间横系梁,以增强各桩间共同作用,提高地基承载力。施工中控制冒浆量小于注浆量的20%,超过20%或完全不冒浆应查明原因,采取措施。⑥成桩28d后,可开始基槽开挖,凿除5cm软桩头,桩头凿除后桩长不得小于设计桩长。⑦提钻喷浆的速度控制,控制好旋喷速度,保证不大于25cm/min且稳定,灌浆管分段搭接的长度不得小于10cm。底部时应适当加大压力保证底部桩头大于设计,顶部时应重复提钻喷浆一次保证桩头的完整。⑧提升旋喷过程中确保压力达到设计要求,不小于20Mpa,使足够的水泥浆压入土体,钻杆旋转速度再规定范围内,20~25r/min,确保桩体的均匀性和整体性及强度。

3 结束语

实践表明,采用高压旋喷桩技术进行软土地基加固的效果是显著的,它具有加固体强度高、加固质量均匀、施工操作简便、占地高度小等特点,可用于处理加固淤泥质土、粉土、粘土等软土地基,适用于场地狭窄、不宜进驻大型机械设备等场合,可有效地减少地基总沉降量和不均匀沉降,地基处理效果明显。

福建东南部多为沿海冲积地形,而北部多为山区丘陵地形,地质条件复杂多变,各种地质灾害时有发生,只有对存在软土地基场地地质详细勘察,查清场地地形、地貌以及水文地质情况,精心设计,反复研究,认真进行沉降和稳定验算,根据不同的工程性质和地质特征,比对方案,采取最佳处置办法,才能设计出安全、合理、经济的建筑物和构筑物基础。

参考文献

1 黄绍铭等.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社,

高压旋喷桩施工总结篇7

道路施工的软基加固施工技术其本质是对道路软基的处理技术,根据工作实际和道路施工发展现状可知我国道路软基加固技术的种类非常多,基于文章篇幅的考虑本文主要探讨复合地基加固法里的高压旋喷桩加固技术和碎石桩加固技术[1]。

1 高压旋喷桩加固技术在道路软基施工中的运用

1.1 高压旋喷桩加固技术理论分析

高压旋喷桩加固技术的基本原理是用将调配制作好的水泥浆以高压的方式强制喷进道路软基土体,破坏软基土体的结构发生水化、硬化作用,形成泥浆和土体充分粘合的复合地基,提高道路软基的承载力,进而实现加固道路软基的目的。高压旋喷桩加固技术运用的机械设备主要是高压旋喷机,它主要是由旋喷钻杆、高压设备、浆液搅拌机、排污泵、配套设备等组成。高压旋喷桩加固技术的优点是操作简单、快捷、施工灵活、无震动、无噪音且加固效果好等,它的缺点是高压旋喷机比较贵,道路软基加固施工的成本较高,且这种技术对施工人员的要求比较高,如果施工人员缺乏专业技能、经验或者缺乏责任心,将严重影响道路软基加固效果。高压旋喷加固技术比较适合道路软土层厚度在24m以上的软基加固处理,高压旋喷布设方式一般是正方形或者等边三角形的几何图形布置[2]。

1.2 实例分析

(1)高压旋喷桩加固技术的确定。某道路工程属于总工程的第9标段的第二工区,道路全长35.7公里。道路工程的施工难点是沉降施工、施工噪音处理和桥头跳车问题,如果选用其它加固技术容易引出施工附近居民、单位的投诉、索赔。施工单位相关负责部门运用层次分析法和多级模糊评价法对该工程进行评价后,建议使用高压旋喷桩加固技术进行该标段工区的道路软基处理。

(2)施工方案和施工工艺。基于经济的考虑该标段工区的软基加固采用单管高压旋喷注浆法,钻孔采用旋转振动钻孔方法。施工工艺流程是先通过实验确定水泥浆的配置比参数,配置好水泥后在现场进行首件试桩。试桩技术参数严格按照施工组织设计要求进行,首件基桩施工全程由相关技术人员和监理单位进行全程监控,严格控制首件基桩的施工质量。首件基桩施工结束后该施工单位对其进行首件基桩施工总结并编制总施工进度计划,优化基桩施工过程中各项技术参数,将施工总结和施工进度计划上交监理单位和业主,经双方签字后开始大面积施工。实际施工中施工技术流程是制作水泥浆,然后钻机钻孔至设计要求,将水泥浆由泥浆管运输至高压旋喷管,按照设计速度进行提升、旋转。参考该标段道路基加固技术的设计参数,高压旋喷加固技术施工的允许偏差。

2 碎石桩加固技术在道路软基施工中的运用

2.1 理论分析

碎石桩软基加固原理是利用卵石、黏性土。碎石等主要材料置换道路软基中的软土,形成复合地基加固碎石桩,提高道路软基的土体强度,减小软土地基土体空隙的可压缩性,达到加固道路软基的目的。下表1是碎石桩三种加固原理:

碎石桩加固技术比较适合加固松散粉细砂、粉土、粘土等土质成分的道路软基,但是一些研究者认为碎石桩也适合加固抗剪强度在15kPa~20 kPa之间的道路软基,同时还适合加固地下水位比较高的道路软基。碎石桩加固技术的布置形式一般是矩形和三角形,它的优点是操作简单、快捷、施工成本低等,按照施工工艺方法可将其分为振冲、干法振动、沉管、强劣置换以及射水成孔袋碎石桩[3]。

2.2 实例分析

某道路工程隶属总道路工程的第13标段的第5工区,该标段道路全长16.8m。该施工单位通过层次分析法和多级模糊评价法对该标段工区的软基加固进行综合评价后,确定运用振冲碎石桩加固技术。该道路工程的施工方案是先对该工段进行平整清理,然后由地质勘探技术人员进行地质勘察,根据地质勘察资料编制施工组织设计,然后严格按照施工组织设计要求进行施工。施工前的准备工作是收集道路地基加固资料,对施工单位的所有参与人员进行施工前培训,熟悉各种技术文件,放线观测,并做好现场临时辅助设备的布置。施工过程中的施工技术流程是先进行道路地基振冲成孔,然后提前制作、配置好的碎石桩料填进钻孔。在填料时需注意填料和振动密实同时进行,直到碎石桩达到设计的密实电流值方上提振冲器,然后反复重复这一过程直到碎石桩完成为止。在进行道路软基碎石桩振冲密实加固时需先护壁再成桩,其具体做法是在振冲成孔时不能一步到位,应先在软基上部土层钻孔,然后提出振冲器将碎石料填入钻孔,填满之后再将振冲器就位进行钻孔,钻孔时需密实边成孔,将碎石料挤进孔壁加固成孔壁强度,预防成桩过程中发生孔壁坍塌事故。

3 结束语

高压旋喷桩加固技术的基本原理主要是利用高压破坏道路软基土体的结构,将水泥浆强制与道路软基土体充分结合形成加固的复合地基。碎石桩主要是通过碎石料置换道路软基中的土体,它的施工工艺是钻孔、填料、密实形成碎石桩。碎石桩加固技术的效果不如高压旋喷桩,但是它的施工成本低。此外道路软基加固技术还有CFG桩、抛石挤淤结合强劣置换法等,这些加固技术各有适用范围和优缺点。

参考文献:

高压旋喷桩施工总结篇8

1工程概况

某工程为职工住宅小区—A座、B座住宅楼,总建筑面积55375.14㎡,地上总建筑面积46178.07㎡,地下建筑面积3924.00㎡。

工程基础埋深为6m,建筑场地类别为三类,自然现状地面标高平均约为-4.0M,根据地勘报告该场地不考虑液化,稳定水位埋深介于2.6—3.0M之间,标高91.16---97.61M,水位季节性变化幅度约为1.0M。

基坑采用双管高压旋喷桩支护,并作为施工降水中的止水帷幕。

2施工机械设备

本工程双管高压旋喷桩采用2套设备进行施工,施工机具主要由双重管旋喷钻机、空压机、拌浆桶、灰浆泵、泥浆泵、高压清水泵等部分组成,所需机械设备见下表:

3旋喷参数的确定

1)压力参数的确定

一般情况下采用加大泵压力来增加浆液流量及流速,进而增大喷射力,本工程压力采用30MPa。空气压力0.6MPa,风量3m3/min,浆液流量37L/min~45L/min。

2)喷嘴直径

喷嘴安装在钻头侧面,是旋喷注浆的关键部分,喷嘴直径大小对喷射流速度影响很大。注浆中喷嘴直径选用2.0~2.8mm。

3)旋转提升参数的确定

旋转、提升的速度与喷流半径有关,有效半径与喷嘴的几何尺寸和喷射角度有相互联系,并直接影响喷流的特性。根据施工经验,旋喷提升速度宜控制在10~15cm/min范围内。其中在顶部1m应选用较慢的转速和提升速度。一般为10~12cm/min速度提升。

4)旋喷桩喷射注浆材料采用普通硅酸盐水泥(32.5#),水灰比根据本项目地质情况采用1:0.8的水泥浆液进行施工,根据试桩情况选定合适的水灰比。

4施工方法

4.1施工准备

清除场地内钻孔灌注桩施工残留物,合理布置施工机械、水泥灌、废浆池、输送管路和电力线路位置,确保施工场地的“三通一平”。

4.2桩位测放

按桩位排列图进行桩位放样,用全站仪测放纵横向控制线及各主要控制点位的桩点,带线控制纵、横向,尽量确定其他各桩位,全站仪测放的控制桩位点需打木桩钉标记,为防止钻孔后控制点失效,必须将控制点向不受施工影响的地方外引。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,保证桩孔中心移位偏差小于20mm。

4.3旋喷桩施工中应注意的问题

1)旋喷施工前,将钻架安放平稳牢固,定位准确,喷射管倾斜度不大于1.5%,桩心偏差不大于5cm。

2)正式开工前应作试验桩,确定合理的旋喷参数和浆液配合比。旋喷深度、直径、抗压强度符合设计要求。

3)为使浆液因延时而不致沉淀和离析,及早提高复合固结体的强度,应掺入3%的陶土和适量的早强剂。

4)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。

5)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有10~20cm的搭接长度,以免出现断桩。

6)在旋喷过程中,若遇到孤石或大的漂石,桩位可适当调整,避免畸形桩和断桩。

7)在旋喷过程中,如因机械故障中断旋喷时,应重新钻至桩底设计标高并重新旋喷。

8)旋喷施工按规定作好记录,并按监理工程师批准的表格填写。

4.4成桩质量控制及检验

1)喷浆控制:要严格按照配合比控制浆液,保证喷浆量,随时观察返浆情况。

2)桩长控制:当钻至桩底深度以下0.2m时,将喷浆管插到桩底层位。在插管过程中,为了防止泥砂堵塞喷嘴,可边喷水边插管。

3)桩径控制:施工过程中要按技术交底参数操作,对桩个别部位可进行复喷,以满足桩径要求。

4)质量检验的数量、部位

检验点的数量为施工注浆孔数的2%~5%,不合格者应进行补喷。检验点应布置在下列部位:桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。

5)检验的时间、内容

对旋喷桩施工质量的检验,在高压喷射注浆结束后28天,检查内容主要为:桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体均匀性等。

6)检验方法

检验方法采用钻孔取芯的试验方法进行。在已施工好的固结体中钻取岩芯,并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验,检查内部桩体的均匀程度、强度,及其抗渗能力。

7)旋喷桩施工技术要求

旋喷桩施工技术要求表

5施工应急措施

1)旋喷时,要做好压力,流量和冒浆量的量测工作,钻杆的旋喷和提升必须连续不断。当拆卸钻杆继续旋喷时,要注意保持钻杆有0.5m的搭接长度,不得使喷射固结体脱节。

2)孔口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,应查明原因并采取相应措施。

3)冒浆过大的主要原因一般是:有效喷射范围与注浆不相适应,注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致,减少冒浆的措施有三种:

提高旋喷压力;适当缩小喷嘴孔径;加快提升旋喷速度。

4)若因地层中有较大空隙引起的不冒浆,则可在浆液中掺加适量的速凝剂,缩短时间,使浆液在一定土层范围内凝固。另外还可在空隙地段增大注浆量,填满空隙后再后继续正常旋喷。

6结论

该论文通过双管高压旋喷桩技术在某职工住宅小区基坑开挖支护和施工降水止水帷幕中的成功应用,为同类型工程施工积累了经验,有很好的推广价值。

参考文献:

高压旋喷桩施工总结篇9

宝鸡峡加坝加闸水利水电工程位于宝鸡市西约11km的渭河峡口,是在原溢流坝(615m高程)基础上加高坝体、增加排沙泄洪孔、修建坝后电站的续建工程,该工程最大坝高49.6m,坝顶总长208.6m,坝顶宽17m,坝顶高程637.6m,共分Ⅰ—Ⅷ九个坝段。按照进度安排和工程施工特点,导流采用分期分段方式进行,标准为十年一遇洪水,分三期实施。一期围堰保护左岸0、I、II坝段的施工,采用粘土心墙土石围堰,上游围堰设计高程623.5m,下游围堰设计高程611.0m,导流设计流量3600m3/s;二期围堰保护左岸Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ坝段的施工,由于二期围堰地处地理环境复杂,左岸山势陡峭,受陇海铁路限制,加之引水洞口距坝轴线仅30m,致使施工场地狭小,为保证足够的施工场地及正常的灌溉引水,经技术分析,决定采用倒挂臂砼拱围堰,设计围堰长49.5m,顶宽8m,底宽24.5m,呈圆弧拱形,迎水面1.5m厚的铅丝笼石,外边坡1:1.5,主体填筑石渣及细砂卵石,围堰位置选在距坝轴线20m处的淤滩上,由于此处淤积物厚度达10余米,且积水无法排除,致使地基松散,承载力下降,无法满足砼拱围堰的施工要求,根据基础的地质条件,决定采用旋喷桩防渗体进行基础处理,强化地基,增大土的摩擦力和粘聚力,增强基础的承载力。

2、旋喷桩的设计

旋喷桩是高压喷射出的浆液,连续和集中地作用在土体上,使其压应力和冲蚀等多种因素在很小的范围内产生效应,使注入的浆液和土体拌和均匀凝固为新的固结体,起强化地基和防水的作用。

2.1桩基础形式确定。在进行旋喷桩设计时,首先应搜集和掌握基本资料,包括:工程地质和水文地质(土层和基岩的性质,土的物理力学性质,地下水埋藏)、建筑物结构受力特性、施工现场和邻近建筑的四周环境等资料。由于旋喷桩系土与水泥的混合固结体,其强度较低,受力之后桩身的变形量大,同时考虑到经济性,因此,在设计II期围堰旋喷桩防渗体时将基础视为复合地基,即由桩和承台下的桩间土共同承担基础荷载,但由于土层和桩相比抗剪抗压强度差别大,在设计时仅考虑桩的作用。

2.2旋喷桩承载力的确定。旋喷桩承载力的确定,基本出发点与钻孔灌注桩相同,主要从以下几个方面考虑:(1)桩径与桩的面积,由于旋喷桩的桩径与土层及喷射压力有关,而这两个因素并非固定不变,所以旋喷桩的桩径是有变化的,因此在计算时要选平均值;(2)折减系数,由于旋喷桩身的均匀性较差,因此要选用比灌注桩更高的安全系数;(3)桩身强度,在计算时按28天强度考虑。试验证明在粘性土中,由于水泥水化物与粘土中矿物继续作用,后期强度将会继续增长,将这种强度的增长作为安全储备;(4)由于影响旋喷桩承载力的因素很多,在设计计算时,除了依据现场试验和规范提供的数据外,还应当结合本地区或相似土质条件下的经验综合考虑。

采用复合地基的模式进行承载力计算的出发点是考虑到旋喷桩的强度较低和经济性两方面,如果桩的强度较高,并接近于混凝土桩身强度,以及当建筑物对沉降要求很严格时,可以不计桩间的承载力,全部外荷载由旋喷桩承受,在这种状况下,则与混凝土桩计算相同。在计算中假定旋喷桩的抗剪强度与土的抗剪强度能够共同工作,由于在砂性土地基中存在着承压水,旋喷处理尚应考虑进行浮力和管涌计算,还应包括埋入土的深度、抗弯计算等,由于旋喷桩作用的帷幕都是透水性很强的地层,因此,桩孔的布置应保证其连续性。

3.旋喷桩的施工

3.1施工前,应对照设计图纸核实设计孔位处有无妨碍施工和影响安全的障碍物。准备好施工所需的主要机具设备包括高压泵、钻机、浆淤搅拌机等。

3.2由于高压喷射注浆的压力大,处理地基的效果好,对于高压水泥浆流或高压水射流的压力一般选用25Mpa,气流压力以空气压缩机的最大压力为限通常为0.7 Mpa左右,低压水泥浆的灌注压力宜在1.0~0.25m/min,旋喷速度可取25cm/min。喷射流主要材料为水泥,采用325号或425号水泥,根据需要可在水泥中加入适量的外加剂和掺合剂,以改善水泥浆液的性能。外加剂或掺合剂的数量,应通过室内配比试验或现场试验确定。试验表明,水泥浆液的水灰比越小,高压喷射注浆处理的地基强度越高,水灰比小于0.8时,喷射困难,故水灰比宜取1.0~1.5,实际生产中取1.0。由于生产、运输和保存等原因,有些水泥成份不够稳定,可导致高压喷射水泥浆液凝固时间长,固结强度降低,因此要先作水泥试验,待合格后方可使用。

3.3旋喷桩施工步骤为:钻孔定位、钻孔、注入注浆管,高压喷射注浆和拔出注浆等基本工序。高压泵通过高压橡胶软管送高压浆液至钻机上的注浆管,进行喷射注浆,实践表明若钻机和高压泵的距离过远,就会增加橡胶软管的长度,使高压喷射流的沿程损失增大,造成实际射压力降低的后果。因此钻机和高压泵的距离不宜过远。

高压喷射注浆,均自下而上进行。当注浆管不能一次提升完成而需分数次卸管时,卸管后喷射的搭接长度不得小于100mm,以保证固结体的整体性。

3.4高压喷射注浆完毕后,或在喷射过程中因故中断,短时间内不能继续喷射时,均应立即拔出注浆管清洗备用,以防浆凝固后拔不出管子。每孔喷射注浆完毕后,可进行分孔。高压喷射注浆处理地基时,在浆液未硬化前的有效范围内,地基容易受到扰动而强度降低,容易产生附加变形。因此在处理地基时,通常采用控制速度、顺序和加快浆液凝固时间等方法来有效地防止或减少附加变形。

4.质量检验

在选定质量检验方法时,应根据机具设备条件,因地制宜,开挖检查法虽简单易行,通常在浅层进行,但难以对整个固结体进行全面检查;钻孔取芯和标准贯入法是检验单个固结体质量常用的方法。压水试验,通常在取芯困难或有防渗要求时采用。根据II期围堰对防渗的要求及地基基础的特点,采用了钻孔取芯及标准贯入法进行检验。

高压旋喷桩施工总结篇10

宝鸡峡加坝加闸水利水电工程位于宝鸡市西约11km的渭河峡口,是在原溢流坝(615m高程)基础上加高坝体、增加排沙泄洪孔、修建坝后电站的续建工程,该工程最大坝高49.6m,坝顶总长208.6m,坝顶宽17m,坝顶高程637.6m,共分ⅰ—ⅷ九个坝段。按照进度安排和工程施工特点,导流采用分期分段方式进行,标准为十年一遇洪水,分三期实施。一期围堰保护左岸0、i、ii坝段的施工,采用粘土心墙土石围堰,上游围堰设计高程623.5m,下游围堰设计高程611.0m,导流设计流量3600m3/s;二期围堰保护左岸ⅳ、ⅶ、ⅷ坝段的施工,由于二期围堰地处地理环境复杂,左岸山势陡峭,受陇海铁路限制,加之引水洞口距坝轴线仅30m,致使施工场地狭小,为保证足够的施工场地及正常的灌溉引水,经技术分析,决定采用倒挂臂砼拱围堰,设计围堰长49.5m,顶宽8m,底宽24.5m,呈圆弧拱形,迎水面1.5m厚的铅丝笼石,外边坡1:1.5,主体填筑石渣及细砂卵石,围堰位置选在距坝轴线20m处的淤滩上,由于此处淤积物厚度达10余米,且积水无法排除,致使地基松散,承载力下降,无法满足砼拱围堰的施工要求,根据基础的地质条件,决定采用旋喷桩防渗体进行基础处理,强化地基,增大土的摩擦力和粘聚力,增强基础的承载力。

2、旋喷桩的设计

旋喷桩是高压喷射出的浆液,连续和集中地作用在土体上,使其压应力和冲蚀等多种因素在很小的范围内产生效应,使注入的浆液和土体拌和均匀凝固为新的固结体,起强化地基和防水的作用。

2.1桩基础形式确定。在进行旋喷桩设计时,首先应搜集和掌握基本资料,包括:工程地质和水文地质(土层和基岩的性质,土的物理力学性质,地下水埋藏)、建筑物结构受力特性、施工现场和邻近建筑的四周环境等资料。由于旋喷桩系土与水泥的混合固结体,其强度较低,受力之后桩身的变形量大,同时考虑到经济性,因此,在设计ii期围堰旋喷桩防渗体时将基础视为复合地基,即由桩和承台下的桩间同承担基础荷载,但由于土层和桩相比抗剪抗压强度差别大,在设计时仅考虑桩的作用。

2.2旋喷桩承载力的确定。旋喷桩承载力的确定,基本出发点与钻孔灌注桩相同,主要从以下几个方面考虑:(1)桩径与桩的面积,由于旋喷桩的桩径与土层及喷射压力有关,而这两个因素并非固定不变,所以旋喷桩的桩径是有变化的,因此在计算时要选平均值;(2)折减系数,由于旋喷桩身的均匀性较差,因此要选用比灌注桩更高的安全系数;(3)桩身强度,在计算时按28天强度考虑。试验证明在粘性土中,由于水泥水化物与粘土中矿物继续作用,后期强度将会继续增长,将这种强度的增长作为安全储备;(4)由于影响旋喷桩承载力的因素很多,在设计计算时,除了依据现场试验和规范提供的数据外,还应当结合本地区或相似土质条件下的经验综合考虑。

采用复合地基的模式进行承载力计算的出发点是考虑到旋喷桩的强度较低和经济性两方面,如果桩的强度较高,并接近于混凝土桩身强度,以及当建筑物对沉降要求很严格时,可以不计桩间的承载力,全部外荷载由旋喷桩承受,在这种状况下,则与混凝土桩计算相同。在计算中假定旋喷桩的抗剪强度与土的抗剪强度能够共同工作,由于在砂性土地基中存在着承压水,旋喷处理尚应考虑进行浮力和管涌计算,还应包括埋入土的深度、抗弯计算等,由于旋喷桩作用的帷幕都是透水性很强的地层,因此,桩孔的布置应保证其连续性。

3.旋喷桩的施工

3.1施工前,应对照设计图纸核实设计孔位处有无妨碍施工和影响安全的障碍物。准备好施工所需的主要机具设备包括高压泵、钻机、浆淤搅拌机等。

3.2由于高压喷射注浆的压力大,处理地基的效果好,对于高压水泥浆流或高压水射流的压力一般选用25mpa,气流压力以空气压缩机的最大压力为限通常为0.7 mpa左右,低压水泥浆的灌注压力宜在1.0~0.25m/min,旋喷速度可取25cm/min。喷射流主要材料为水泥,采用325号或425号水泥,根据需要可在水泥中加入适量的外加剂和掺合剂,以改善水泥浆液的性能。外加剂或掺合剂的数量,应通过室内配比试验或现场试验确定。试验表明,水泥浆液的水灰比越小,高压喷射注浆处理的地基强度越高,水灰比小于0.8时,喷射困难,故水灰比宜取1.0~1.5,实际生产中取1.0。由于生产、运输和保存等原因,有些水泥成份不够稳定,可导致高压喷射水泥浆液凝固时间长,固结强度降低,因此要先作水泥试验,待合格后方可使用。

3.3旋喷桩施工步骤为:钻孔定位、钻孔、注入注浆管,高压喷射注浆和拔出注浆等基本工序。高压泵通过高压橡胶软管送高压浆液至钻机上的注浆管,进行喷射注浆,实践表明若钻机和高压泵的距离过远,就会增加橡胶软管的长度,使高压喷射流的沿程损失增大,造成实际射压力降低的后果。因此钻机和高压泵的距离不宜过远。

高压喷射注浆,均自下而上进行。当注浆管不能一次提升完成而需分数次卸管时,卸管后喷射的搭接长度不得小于100mm,以保证固结体的整体性。

3.4高压喷射注浆完毕后,或在喷射过程中因故中断,短时间内不能继续喷射时,均应立即拔出注浆管清洗备用,以防浆凝固后拔不出管子。每孔喷射注浆完毕后,可进行分孔。高压喷射注浆处理地基时,在浆液未硬化前的有效范围内,地基容易受到扰动而强度降低,容易产生附加变形。因此在处理地基时,通常采用控制速度、顺序和加快浆液凝固时间等方法来有效地防止或减少附加变形。

4.质量检验

在选定质量检验方法时,应根据机具设备条件,因地制宜,开挖检查法虽简单易行,通常在浅层进行,但难以对整个固结体进行全面检查;钻孔取芯和标准贯入法是检验单个固结体质量常用的方法。压水试验,通常在取芯困难或有防渗要求时采用。根据ii期围堰对防渗的要求及地基基础的特点,采用了钻孔取芯及标准贯入法进行检验。

高压旋喷桩施工总结篇11

1前言

高压旋喷法是在静压灌浆基础上,采用高压水流切割技术而发展起来的。在喷射的过程中,喷嘴是边旋转和提升,固体呈圆柱状,形成旋喷桩体,与周围土体形成复合地基,主要用于加固地基,提高地基的抗剪强度,改善土的变形模量。近年来,由于高压旋喷法加固地基可靠,不会影响建筑物的正常使用功能,能在狭窄和较低矮的现场贴近建筑物施工,且具有施工机具简单、有较好的耐久性、施工简便、噪声小、无污染等特点,已逐渐成为了我国常用的地基处理方法之一。在此,本文就高压旋喷桩在建筑地基加固中的应用展开简要阐述,以供参考。

2 高压旋喷法的工作机理

高压旋喷法是利用钻机等设备,把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴,置入土层预定深度后,用高压泥浆泵等装置,以20-40Mpa左右的压力把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体。当能量大,速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时,土粘被切开,一部分细小的土粘随着浆液冒出水面,其余土粘在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下,同时借助注浆管的旋转和提升运动,使浆液把从土体上崩落下来的土搅拌混合,经一定时间的凝固,便在土中形成圆柱状的固结体,与周围同承受荷载。

3高压旋喷注浆的施工准备工作

3.1 高压旋喷注浆的工作参数

一般,应根据具体工程成桩试验确定,可参照如下参数进行成桩试验。

水灰比:1:1-1:1.5,比重:1.3-1.4t/m3;

浆液喷射压力:35-38Mpa;

提升速度:180-200mm/min;

钻进旋转速度:22r/min;

喷浆流量:60-70L/min;

喷嘴直径:2.0mm;

水泥掺量:不小于15%。

3.2 施工机械设备

在高压旋喷桩的施工作业中,施工机械设备有:20-50Mpa的高压泥浆泵;50Mpa、20Mpa的高压水泵;钻机;7Mpa泥浆泵;0.8Mpa,3m3/min的空气压缩机;20L/min泥浆搅拌罐;注浆管;Φ19-22mm工作压力的高压胶管。

4 高压旋喷桩施工工艺

4.1 高压旋喷桩施工工艺流程

高压旋喷桩施工工艺流程为:定桩位钻机就位清水压力钻进成孔旋喷成桩孔口补浆成桩移动钻机,进行下一桩体施工补浆。

4.2 施工要点

4.2.1 定位:钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心,然后进行钻杆的双向调平,之后,再次调整对中,最后再精确调平。要求桩位垂直度误差不超过1.5%,对中误差小于2cm。在施工过程中应随时复核桩位。

4.2.2 钻进操作

1.采用 SH30-A型钻机或 YXZ-80全液压锚同钻机成孔,孔径100mm。

2.成孔过程中应控制好钻杆垂直度,要求应严格控制在L/100内,以免影响单桩承载力;成型的孔口用PVC管护壁。

3.在钻进的过程中,在桩身不同深处会采用不同的泵压、上升和下钻速度,因此应严格按深度记录仪上显示的深度采用不同的参数进行控制。

4.2.3 喷射成桩

1.采用三管式压力注浆机压浆,正式成桩前应先进行试喷。

2.成桩时先将注浆管头下旋至成孔深度,并保证注浆管接头密封良好且喷嘴不被堵塞。

3.灰浆的制作:选用优质425#普通硅酸盐水泥,水灰比1:1,根据每根桩的灰浆用量,提前制作,并经充分搅拌,搅拌时间少于15min的不得使用,超过初凝时间的浆液也不得使用;灰浆经过两道过滤网的过滤,以防喷嘴发生堵塞;抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。

4.在喷射过程中,要求喷射压力不低于25MPa;钻杆转速控制在 l8- 22转/min,喷射时注浆管由孔底向上慢提,提速180mm/min,提升至桩顶1m处再降速旋喷至桩顶。

5.当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。

6.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.在喷浆的过程中,每根桩喷浆过程均须连续进行,不得人为中断,如因停电等特殊原因造成输浆中断,必须将喷浆口下沉至停浆点0.5m以下,待回复输浆时,再喷浆提升。喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。

8.旋喷桩的桩长和桩径必须符合设计要求,要求桩径的偏差为200mm,桩径≤50mm。

9.注浆过程中若出现压力骤降、骤升、冒浆异常等情况时,应立即停止注浆,查明原因并采取措施及时处理后方可恢复注浆。

10.旋喷作业完成后,会有水泥浆冒出地面,应将该浆液回灌到桩孔中,直到液面不再下沉为止。

4.2.4 移位。移动桩机进行下一根桩的施工。

4.2.5 孔口补浆。在喷射注浆作业完成后,由于浆液的析水作业,一般均有不同程度的收缩,使固结体顶部出现凹穴。因此,注浆体初凝下沉后,应立即用同水灰比为1.0的水泥浆回灌。回灌高度需高出设计桩顶标高。

4.2.6 开挖检查:为掌握施工参数在各个区域内适用情况,在地质探孔代表区区域内均开挖4.5米至桩头处进行实测实量,以便对施工进行动态管理。这是保证施工质量的一道重要工序,它可以很直观地反映桩体施工情况,以便随时调整参数。虽说它并不属施工工艺内容,但应把它做为一道必不可少的工序,一项质量保证措施予以充分重视。

5 成桩质量验收

5.1 高压旋转桩的质量验收,主要为:(1)水泥的外掺剂质量,必须符合设计及规范要求;(2)水泥的品质、标号、用量、水泥的水灰比,必须符合设计要求;(3)旋喷桩的桩体强度和完整性,必须符合设计要求;旋喷桩的长度、直径、平面位置、垂直度和桩顶标高,必须符合设计要求和施工规范规定;(4)桩位允许偏差≤5mm;(5)垂直度允许偏差≤1.5%桩长;(6)成桩深度允许偏差200mm;(7)注浆压力符合成桩试验确定的参数指标(宜大于25Mpa);(8)桩径允许偏差≤50mm(9)桩身中心允许偏差≤0.2D(D为桩径);(10)旋喷桩28天龄期无侧限抗压强度须满足设计要求,抽检数为2%,且并不小于2根,要求其无侧限抗压强度不得小于设计要求;(11)高压旋喷桩作为地基处理措施时,应按照《建筑地基处理技术规范》进行符合地基质量验收及单桩荷载试验,且按规范要求进行抽芯检测,要求其质量合格率达到100%。

5.2 单桩承载力及复合地基承载力

各抽取建筑物单体旋喷桩总数0.5%~l%的有代表性的桩做该两项检测,且均不少于3根。压重取设计承载力值的2倍,分10级等额加载,当每级加载后连续1h内的累计沉降

参考文献:

高压旋喷桩施工总结篇12

一、工艺工法概况

高压旋喷法是从20世纪70年代初期最先由日本开发的地基加固技术。它是在静压灌浆基础上引进水力采煤技术发展起来的,该技术在我国已有三十多年的应用历史。 根据喷射方法的不同,高压旋喷桩可分为单管法、二管法和三管法。单管法仅喷射水泥浆;二管法是用二重注浆管同时喷射高压水泥浆和空气两种介质;三管法是使用三重注浆管分别同时喷射水、气、水泥浆三种介质。

1.1工艺原理

高压旋喷桩加固地基分两个阶段,第一阶段为成孔阶段,即通过钻机预成孔(或驱动密封良好的喷射管)和带有1个或2个横向喷嘴的特制喷射头进行成孔,使喷射头达到预定的深度;第二阶段为喷射加固阶段,即采用高压水泥浆、高压水以一定的压力,通过喷射管由喷射头上的横向喷嘴向土中喷射,同时钻杆一边旋转一边向上提升。由于高压旋喷射流具有强大的切削能力,因此一边切削四周土体,一边与之搅拌混合,形成圆柱状的水泥与土混合的加固体,即为“旋喷桩”。

1.2工艺工法特点

①水泥浆与原地基软土就地搅拌混合,可最大限度地利用原土。

②施工设备简单,振动小,施工速度快,机械化程度高,使用成本低。

③桩体固结强度高,单桩承载力较高,软土地基加固效果好。

二、高压旋喷桩技术

工程中的高压旋喷桩技术的主要工作原理是:利用高压旋转式的喷嘴工具将已搅拌均匀的水泥浆对准已圈定好的喷射位置,通过压强超过20Mpa左右的高压将水泥急速喷向喷射位置,当水泥浆喷射速度足够强劲将土体的表层冲破,同时与固定的图层相互交融为一体,在通过冷却凝固之后与土体形成一个具有很强的抗压性、抗渗性以及高硬度的固体时,再利用喷嘴将水泥浆旋转360°将喷射而成的固体的截面截成圆形状,也就形成旋喷形状,这种技术也就是高压旋喷桩技术。

三、高压旋喷桩施工流程

3.1前期准备工作

(1)材料准备。使用材料是决定整体工程质量的首要因素,因此在进行材料选择方面要谨慎选取。选择的水泥为P.O42.5硅酸盐水泥,质量较好的速凝剂和固定剂,渗入幅度为26%左右的粉煤灰。

(2)环境设施。保障铁路周边路边畅通、水管随时能够提供充足水量、电量满足需要且供电正常、地基施工地点干净平整,地表杂草全部清除干净。

(3)机械设施:高压浆液喷射机为选择CYP-50,钻机使用型号为150型[3]。

(4)人员准备:操作人员和指挥人员总为10~15人。主指挥一名,副指挥两名,机械操作手每台机各一名,机械维修人员一名,技术检测和记录员两名,其他为后勤工作人员。

3.2施工阶段

(1)浆液准备。一般使用水泥浆液,水泥浆液需搅拌均匀,确保将内部所有的空气全部排清,浆液塑性较好且能够适度的调整其凝固的时间。其性能具有较高的硬度以及强度。

(2)钻机准备。浆液搅拌设备安装好之后进行调节,将其调整至平常所需值后固定好。预先确定好喷射区块,钻机钻嘴对准预留地点,适度调整其左中右三个区块的角度,将这三个区块全部调平之后技术员测试钻机到钻点的距离、钻机钻嘴的尺寸以及长度,钻机钻进土体最大深度,确保在进行钻孔时能够位置精准且保证质量。

(3)高压喷桩试喷。高压喷桩在装好水和石灰按1:1比例搅拌好的水泥浆后,先用高压液浆喷射器机嘴对准地面先行试喷,若出现喷射受阻或喷射速度不够等问题,则及时解决,排除一切施工时可能出现的故障。

(4)喷射浆液施工。试喷,在钻机和高压喷射机全部到位之后先行试喷,无问题之后对准早已钻开的孔口喷射。喷射,将装好水泥浆液的高压喷射机机嘴放入深孔中,固定后将水泥浆液源源不断的向内喷射,喷射时注意高压喷射机的压力值以及该压力之下的泥浆流量和流速,及时控制压力和流量,当喷射的水泥浆液塞满孔口并溢出时,立即进行高压旋喷,将喷嘴由下至上慢慢旋转360°,来回反复旋转,使其形成旋转喷浆形式,将土体和水泥浆搅拌均匀融为一体,等待冷却后即成为一个既有高硬度和强度且稳定性极高的固形体,起到稳固基地的作用。

3.3检验阶段

施工检验包括对高压喷装机的检验、材料检验以及结果质量检验等。

(1)对高压喷桩设备进行检验工作,严格按照国家规定的计量要求进行购买,且旋喷使用的设备需处在表明的使用期限内,过期则立即淘汰使用。

(2)对使用的材料,包括水泥、凝固剂、速凝剂等要求在有效使用期限内,且在投入使用前做简单的试用实验,保证其质量过关。

(3)灌浆使用的浆液要严格按照设计要求,使用水和石灰1:1比例搅拌而成的水泥浆液,水泥浆液在搅拌之后确保均匀无杂质。在喷浆时,对浆液的流量以及密度等要不断的观察和记录,及时调整水泥浆的密度。

(4)高压喷桩在数量和长度以及安装位置上均符合设计要求,通过测量仪器进行测量。

(5)使用测量尺以及测试计将桩的位置尺寸大小等进行测量,确保其尺寸和安装位置均符合施工要求。

(6)旋喷灌浆凝固后处理,其地基在硬度、强度和稳定性上都能够满足铁路地基的设计需要,确保地基在使用时不受人为或自然震动等原因出现变形、坍塌现象,在实际测量中能够承载高荷载量而不出现变形。

(7)桩芯抗压强度需要严格控制为,当桩芯处在桩长的2/3时,桩尖抗压强度为≥1.4MPa,桩顶抗压强度为≥1.6MPa[5]。

总之,高压旋喷转技术在铁路施工中使用能够对铁路地基加固,使原有地基硬度和强度都更上一个层次,更大幅度的提高铁路地基的稳固性,保证铁路运输的安全。

参考文献:

[1]侯建杰.高压旋喷桩处理铁路软弱地基施工技术[J].山西建筑,2010,23(09):105-106.

[2]刘新宇.浅谈高压旋喷桩进行软基处理的施工控制[J].科技传播,2010,35(15):159-161.

高压旋喷桩施工总结篇13

0概述

高压旋喷桩是高压喷射注浆法地基处理中的一种。由于其具有操作简单、施工占地少、噪音低、节约工期、节约成本等优点,在处理淤泥、淤泥质土、黏性土(流塑、软塑和可塑)、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基[1]中被广泛应用。但由于工程情况各不相同,在正式开始施工前,要结合工程情况进行现场试验,确定施工参数及工艺[1]。

1、工程概况

1.1设计要求

某工程设计采用高压旋喷桩进行地基加固处理,设计桩长9.5m,桩径不小于0.5m,桩距1.3m,正方形布置,水泥用量不小于150kg/m,单桩承载力不低于161.99kN,无侧限抗压强度(28d)不小于2.5MPa。根据规范、设计要求确定进行试桩9根,其中水泥用量140kg/延米、160kg/延米、240kg/延米各3根,进行高压旋喷桩工艺试验。

1.2试桩地点

选定在DK172+808距左侧坡脚20m处进行试桩,如图1 所示。所选试桩地点靠近施工区,地质情况基本相同,试桩获得的工艺参数可指导工程施工。

高压旋喷桩试桩位置示意图 图1

1.3试桩点地质情况

①(1)-1-1:淤泥质黏土、流塑、0.63m;

②(1)-2-1:粉质黏土、黏土、流塑、局部夹硬塑黏土、粉土,3.38m;

③(1)-2-2:粉质黏土、黏土、软塑、局部夹硬塑黏土、粉土,2.17m;

④(1)-2-1:粉质黏土、黏土、流塑、局部夹硬塑黏土、粉土,2.18m;

⑤(1)-2-3:粉质黏土、黏土、硬塑。

1.4试桩使用材料

水泥:P・O 42.5普通硅酸盐水泥;外加剂:氯化钙;拌合水:洁净河水。

2、试桩目的及试验内容

2.1试桩目的

在试桩过程中,通过调整喷射压力、每米喷浆量、喷嘴直径、喷嘴个数、提升速度、旋转速度、单桩总注浆量等控制冒浆量,保证每米水泥掺量、桩长、单桩承载力、加固土无侧限抗压强度等满足设计要求,等并结合桩间地面高程变化确定比较完整的施工参数和质量控制要点。

2.2试验内容

2.2.1原材料试验

试桩开始前按照规范标准要求对使用材料:水泥(P・O 42.5)、早强剂(Cacl2)、拌合用水取样试验,确保材料质量符合标准要求。

2.2.2室内水泥浆液比重试验

按设计给定水泥浆液配合(水泥:水=1:1)比进行室内水泥浆液比重试验,浆液比重为1.57g/cm3,此数据同时作为现场水泥浆密度监测的依据。

2.2.3加固土室内无侧限抗压强度试验

在试桩地点附近钻探采集不同地层土样分别进行室内配比试验,掺入比对应于每延米(0.2m3)被加固土体水泥用量约为140kg、160kg、240kg三种(Cacl2掺量3%),每个配比分别做7d、14d和28以上地质层立方体抗压强度试验, 以便求得室内无侧限抗压强度与试桩取芯无侧限抗压强度的相关关系。试件尺寸:(70.7×70.7×70.7)mm[2] 。试验检测仪器见表1。

2.2.4根据浆液水灰比计算三种掺量每盘拌制浆液用水量,对浆液混合器进行注水量控制,标好水位控制线。

现场试验使用仪器设备统计 表1

2.2.5进行室内试验和现场检测对比,严格监控每节钻杆的单位水泥用量、每米喷浆量、单桩水泥总用量和单桩总喷浆量。通过喷射压力和提升速度的调整控制每米喷浆量,有效保证桩身直径和注浆均匀性。水泥浆液搅拌、喷注控制参数见表2

水泥浆液搅拌、喷注控制参数表 表2

3、试桩工艺参数

桩径0.5m、桩长9.5m三排布置。试桩拟采用三种配合比,每种工艺试桩3根,其工艺参数如下表3。桩位布置见“图1 高压旋喷桩桩位布置图”。

试桩工艺参数试验参数表 表3

对上述三种工艺参数说明:

(1)提钻速度为(18~20)cm/min,相应转速控制为(18~20)r/min。

(2)外加剂:采用早强剂(氯化钙),掺量3%。

(3)每延米水泥用量为140kg、160kg、240kg三种设计浆量,冒浆量控制在20%以内。

(4)泵压的范围暂定为(18~22)MPa,根据地表变形监测进行调节。

(5)采用Φ(2~3)mm单喷嘴。

(6)泵压、提钻速度、转速、喷嘴直径等施工参数应根据不同的地质条件、实际喷浆量、冒浆等情况进行调整,确保单位进尺水泥用量的设计要求。试验前需要建立水泥浆池容积与旋喷长度的联系控制机制,流塑及软塑地层的水泥用量应稍大于设计量、硬塑地层应满足或略小于设计水泥用量。

4、工艺试验准备

4.1配备技术熟练的各类机械操作手及主要管理人员。

4.2配备施工性能良好的施工机械。主要施工机械设备见表4

试桩主要施工机械设备及器具配备表 表4

4.3根据要求,对所需原材料(P・O 42.5普通硅酸盐水泥、早强剂CaCl2、河水)进行试验,合格后使用,并提供出厂合格证和产品质量证明书。

4.4确保施工用电,布置标准电源箱,并装有触电保护系统,确保注浆过程连续不中断,并保证操作人员安全。

4.5提供流量表、压力表近期检定证书,必须保证在有效期范围内,确保浆液计量准确、可靠。

5、施工工艺及方法

5.1施工工艺流程

施工工艺流程图 图2

5.2场地准备

平整选定试桩地段场地,清除地表腐植土。桩间埋设沉降观测桩(见图1)。

5.3设备安装

5.3.1MGJ-50锚杆工程钻机、XPB-90D高压泵、浆液搅拌机等施工机具在试桩地点附近选取占地少、地势高、平坦、环境影响小、运输方便的位置安放。灰浆搅拌罐和储浆罐之间要保持足够的落差,以便于倒浆;冒浆回收罐为规整形状(圆形铁皮桶)容器,安置在尽量靠近钻机附近,与钻机通过沟槽连接便于浆液的回收和计量;减少压浆距离,保证注浆压力(一般不大于20m)。

5.3.2制浆罐和储浆罐均安装搅拌器使浆液始终在搅拌状态下,保证浆液的均匀性;罐内设置浆液高度计量尺,便于控制注水量和计算每米注浆量。

5.3.3制浆罐和储浆罐之间设置20目滤网一道,浆液必须经过筛网过滤,方能压入,过滤在筛网上的浆渣要随时清除,避免堵塞管路和喷嘴。

5.3.4钻机安放在要求孔位上,用水平尺调整机身水平角度,对角架设经纬仪2台调整机身、钻杆垂直对准孔位,倾斜度不得大于1.5%,检查排浆通道通畅、无堵塞。

5.4设备试运转

旋喷桩设备安装完毕后,必须进行试运转,确保状态良好、运转正常。

5.5成桩过程

5.5.1拌制水泥浆液:原材料按给定配合比计量后,按先注水、加早强剂再投放水泥的顺序投料,边搅拌边投料,每盘原材料投放量、注水高度严格控制(见表2),搅拌时间大于5min,确保浆液搅拌均匀。

5.5.2钻孔插管:钻孔前先喷水试机,了解有无地下埋藏物,确认无误后开孔钻进。采用长度2000mm丝扣连接钻杆,边钻边接,连续钻进的方法。为防止泥砂堵塞喷嘴(单喷嘴,喷嘴直径Ф2.1mm),须连续喷水钻至要求深度。桩身(0~4)m段喷水泵压(1~2)MPa,,以下部分泵压调整为(3~5)MPa,钻孔位置与要求位置不得大于50mm。

5.5.3喷射作业:在钻孔喷射过程中,检查各管路连接部位密封情况,无异常现象后,开始进行喷射注浆作业。钻至要求深度后逐步增加泵压至(21~23)MPa,坐底喷浆30s,边喷射边旋转,然后徐徐提升喷射注浆管,由下而上、逐步减压、匀速提升的方法喷射注浆,各掺量试桩提升速度、喷射压力、钻杆旋转速度控制标准见表3,钻杆旋转和提升、喷浆必须连续不中断,拆卸、接长钻杆或继续旋喷时要保证钻杆处有(10~20)cm的搭接长度,避免出现断桩。旋喷过程中遇到机械故障停止旋喷,应重新钻至设计桩底,重新旋喷。以保证水泥土固结体的整体性。

5.5.4桩头补浆:喷浆至桩顶以下1.0m开始慢速提升旋喷,旋喷数秒后向上慢速提升0.5m,再复喷1.0m。由于浆液析水作用,桩头一般均有不同程度收缩,采用冒浆回灌的方法补平桩顶固结体凹穴。

5.5.5拔管冲洗:喷射注浆施工完毕后,把注浆管等机具设备冲洗干净,管内和机内不得残存水泥浆。

5.5.6机具移位:机具移位采用导轨法进行。移位时,防止损坏已成桩的旋喷桩固结体。

5.5.7沉降观测:施工过程中在施工断面路肩、边坡中部、坡脚设三个观测,观测施工过程中的高程和位移变化情况。

5.5.8试桩过程中各种情况(各地质层喷浆压力、提钻速度、钻杆旋转速度、每米注浆量、桩底桩顶的控浆措施、冒浆量等)、地面高程变化和突发事件等详细记录在《旋喷注浆记录表》中,并保存。

6、试桩质量检验与成果分析

6.1试桩质量检验

6.1.1成桩7d后,浅部开挖桩头(深度超过停浆面下0.5m),检查搅拌均匀性,测量成桩直径。

6.1.2成桩28d后,选取不同水泥用量的试桩进行单桩承载力试验。

6.1.3成桩14d、28d后,采用双层单动取样器分别在桩径1/4处,桩长范围内垂直钻芯取样,检查桩体完整性、均匀性,在桩身上、中、下部选取有代表芯样进行14d、28d桩体无侧限抗压强度检测,同时对比加固土室内无侧限抗压强度试验数据。

6.2成果分析

6.2.1通过浅部开挖观察,桩头部分成桩效果均理想,桩体水泥土均较均匀,通过测量桩径均在500mm以上,满足设计要求。可以确定,在此地质条件下,在浆液密度等条件不变情况下,喷浆压力稳定在(20~22)MPa,可以满足桩径500mm的

要求。根据以往的施工经验,喷浆压力和桩径呈线性关系,桩径大小随喷浆压力大小变化,喷浆量也随压力大小而变化,要想保证一定桩径和一定喷浆量,必须选择匹配的压力及相应旋转、提升速率。

6.2.2通过选取三种不同水泥用量的桩进行单桩承载力试验,均能满足设计单桩承载力不低于161.99kN的要求。由于未进行破坏性试验未能获得不同水泥用量桩的单桩极限承载力。

6.2.3根据施工记录的喷浆量和冒浆量计算出每根桩的实际水泥用量,选取不同水泥用量的桩体取芯进行无侧限抗压强度试验,不同龄期和深度的芯样强度值见表5,3种不同水泥用量室内配合比不同龄期强度结果,见表6。

桩体芯样强度汇总表 表5

室内配合比不同龄期强度汇总表 表6

分析以上两表数据结合现场钻取的芯样观察可知:

(1)成桩质量与土质有密切关系,粉质黏土层桩体均匀,桩体强度高;淤泥质黏土、流塑层桩体均匀性差,桩体强度低;

(2)桩体强度与水泥实际用量关系密切,水泥用量越大,强度越高,二者呈线性关系;随龄期增加,桩体强度逐渐增加;

(3)由于养护条件,搅拌方式、实际水泥用量等方面存在较大差异,室内配合比试验强度与实际桩体取芯强度区别明显,二者数据需综合分析;

(4)掺加CaCl2能促使桩体早期强度增长,但要通过试验确定合理的掺加比例。

7、确定施工参数及质量控制要点

7.1确定施工参数

浆液配比:水泥用量:160kg/m,水灰比1:1,CaCl2掺量3%,浆液比重1.57g/cm3;

施工参数:喷嘴直径2.1mm,钻杆速度为21r/min,注浆压力为(20~22)MPa,钻杆提升速度为(17~20)cm/min。

7.2质量控制要点

7.2.1桩底喷浆:钻至下部桩底附近喷浆时,应逐步增加泵压至(20~22)MPa,坐底喷浆30s,边喷射边旋转。

7.2.2桩头喷浆:桩顶以下1.0m开始慢速提升旋喷,旋喷数秒后向上慢速提升0.5m,再复喷1.0m。

7.2.3桩头补喷:注浆完毕,应迅速拔出喷射管。由于浆液析水作用,桩头一般均有不同程度收缩,使桩顶固结体出现凹穴,必要时可在原孔位采用冒浆回灌或二次注浆等措施。

7.2.4冒浆:及时将冒浆收集至回浆池,测量计算每米冒浆量,冒浆量小于注浆量20%为正常现象,若超过20%或者完全不冒浆,应查明原因,调整旋喷参数或改喷嘴直径。冒浆量较大时,应采用如提钻后向孔内灌沙、泥球或者添加速凝剂等相应措施。

7.2.5钻杆旋转和提升、喷浆必须连续不中断,拆卸、接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆处有(10~20)cm搭接长度,避免出现断桩。旋喷过程中遇见机械故障停止旋喷,应重新钻至设计桩底,重新旋喷。

7.2.6试桩过程中详细记录施工过程和施工参数,其他质量控制措施应满足设计、规范要求。

结语

高压旋喷桩工艺试验是一个系统的,需多部门、多工种联合参与且密切配合,不可忽视的重要步骤。只有通过细致的工艺试验过程,详细汇总分析各方面数据,才能获得用于指导工程施工的、可靠的施工工艺参数。

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