高壓旋噴樁施工工藝
高壓旋噴樁施工技術(shù)是70年代日本首先提出,,它是在靜壓灌漿的基礎(chǔ)上,引進(jìn)水力采煤技術(shù)而發(fā)展起來的,是利用射流作用切割摻攪地層,,改變原地層的結(jié)構(gòu)和組成,,同時灌入水泥漿或復(fù)合漿形成凝結(jié)體,,借以達(dá)到加固地基和防滲止水的目的,。本文詳細(xì)介紹高壓旋噴樁施工工藝,很有幫助哦,!
1適用范圍
1,、受土層、土的粒度,、土的密度,、硬化劑粘性、 硬化劑硬化時間影響小,, 可廣泛應(yīng)用于淤泥,、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉質(zhì)粘土,、(亞粘土),、 粉土(亞砂土)、砂土,、黃土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多種土層。
2,、可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用,,也可作為基礎(chǔ)防滲之用;可作為施工中的臨時措施(如深基坑側(cè)壁擋土或擋水,、防水帷幕等),,也可作為永久建筑物的地基加固、防滲處理,。
3,、當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、地下水流速過大和已涌水的地基工程時,,宜通過試驗(yàn)確定其適用性,。
2工藝原理及設(shè)計(jì)要求
1、 加固原理
高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后,,以高壓設(shè)備使?jié){液或水,、(空氣)成為20~40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來, 沖切,、擾動,、破壞土體,同時鉆桿以一定速度逐漸提升,,將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合,,漿液凝固后,在土中形成一個圓柱狀固結(jié)體(即旋噴樁),,以達(dá)選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 到加固地基或止水防滲的目的,。
根據(jù)噴射方法的不同,噴射注漿可分為單管法,、二重管法和三重管法,。
單管法: 單層噴射管,僅噴射水泥漿,。
二重管法: 又稱漿液氣體噴射法,,是用二重注漿管同時將高壓水泥漿和空氣兩種介質(zhì)噴射流橫向噴射出,沖擊破壞土體,。在高壓漿液和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下,,破壞土體的能量顯著增大,最后在土中形成較大的固結(jié)體。
三重管法: 是一種漿液,、水,、氣噴射法,使用分別輸送水,、氣,、漿液三種介質(zhì)的三重注漿管,在以高壓泵等高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生高壓水流的周圍環(huán)繞一股圓筒狀氣流,,進(jìn)行高壓水流噴射流和氣流同軸噴射沖切土體,,形成較大的空隙,再由泥漿泵將水泥漿以較低壓力注入到被切割,、破碎的地基中,,噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動,使水泥漿與土混合,,在土中凝固,,形成較大的固結(jié)體,其加固體直徑可達(dá)2m,。
噴射注漿法的加固半徑和許多因素有關(guān),,其中包括噴射壓力 P、提升速度 S,、 被加固土的抗剪強(qiáng)度 τ,、噴咀直徑 d 和漿液稠度 B。加固范圍與噴射壓力 P,、 噴咀直徑 d 成正比,,與提升速度S、土的抗剪強(qiáng)度 τ 和漿液稠度 B 成反比,。加固體強(qiáng)度與單位加固體中的水泥摻入量和土質(zhì)有關(guān),。
單管、二重管,、三重管旋噴樁機(jī)注漿施工示意參見圖 1,、圖 2、圖 3,。
2,、成樁機(jī)理
高壓噴射注漿的成樁機(jī)理包括以下五種作用:
( 1)高壓噴射流切割破壞土體作用。噴射流動壓以脈沖形式?jīng)_擊破壞土體,, 使土體出現(xiàn)空穴,,土體裂隙擴(kuò)張。
( 2) 混合攪拌作用,。鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過程中,,在射流后部形成空隙,,在噴射壓力下,迫使土粒向著與噴咀移動方向相反的方向(即阻力小的方向) 移動位置,, 與漿液攪拌混合形成新的結(jié)構(gòu),。
( 3) 升揚(yáng)置換作用(三重管法)。高速水射流切割土體的同時,,由于通入壓縮氣體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漿液補(bǔ)充。
( 4) 充填,、滲透固結(jié)作用,。高壓水泥漿迅速充填沖開的溝槽和土粒的空隙, 析水固結(jié),,還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)體。
( 5)壓密作用,。高壓噴射流在切割破碎土層過程中,,在破碎部位邊緣還有剩余壓力,并對土層可產(chǎn)生一定壓密作用,,使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分,。 旋噴樁固結(jié)體情況圖4 所示。
3工藝流程
高壓旋噴樁施工工藝流程圖見圖5,。
4施工工藝
1,、鉆機(jī)定位
移動旋噴樁機(jī)到指定樁位,將鉆頭對準(zhǔn)孔位中心,,同時整平鉆機(jī),,放置平穩(wěn)、 水平,,鉆桿的垂直度偏差不大于 1%~1.5%,。就位后,首先進(jìn)行低壓( 0.5MPa)射水試驗(yàn),,用以檢查噴嘴是否暢通,,壓力是否正常。
2,、制備水泥漿
樁機(jī)移位時,,即開始按設(shè)計(jì)確定的配合比拌制水泥漿。首先將水加入桶中,,再將水泥和外摻劑倒入,,開動攪拌機(jī)攪拌10~20分鐘,而后擰開攪拌桶底部閥門,,放入第一道篩網(wǎng)(孔徑為0.8mm),,過濾后流入漿液池,然后通過泥漿泵抽進(jìn)第二道過濾網(wǎng)(孔徑為0.8mm),第二次過濾后流入漿液桶中,,待壓漿時備用,。
3、鉆孔(三重管法)
當(dāng)采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔時,,鉆頭在預(yù)定樁位鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高(預(yù)鉆孔孔徑為 15cm),。
4、插管(單重管法,、二重管法)
當(dāng)采用旋噴注漿管進(jìn)行鉆孔作業(yè)時,,鉆孔和插管二道工序可合而為一。當(dāng)?shù)谝浑A段貫入土中時,,可借助噴射管本身的噴射或振動貫入,。其過程為:啟動鉆機(jī),同時開啟高壓泥漿泵低壓輸送水泥漿液,,使鉆桿沿導(dǎo)向架振動,、射流成孔下沉;直到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高,,觀察工作電流不應(yīng)大于額定值,。三重管法鉆機(jī)鉆孔后,拔出鉆桿,,再插入旋噴管,。在插管過程中,為防止泥砂堵塞噴嘴,,可用較小壓力(0.5~1.0MPa)邊下管邊射水,。
5、提升噴漿管,、攪拌
噴漿管下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后,,停止鉆進(jìn),旋轉(zhuǎn)不停,,高壓泥漿泵壓力增到施工設(shè)計(jì)值(20~40MPa),,坐底噴漿30s后,邊噴漿,,邊旋轉(zhuǎn),,同時嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和試樁確定的提升速度提升鉆桿。若為二重管法或三重管法施工,,在達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,,接通高壓水管、空壓管,,開動高壓清水泵,、泥漿泵,、空壓機(jī)和鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),并用儀表控制壓力,、流量和風(fēng)量,,分別達(dá)到預(yù)定數(shù)值時開始提升,繼續(xù)旋噴和提升,,直至達(dá)到預(yù)期的加固高度后停止,。
6、樁頭部分處理
當(dāng)旋噴管提升接近樁頂時,,應(yīng)從樁頂以下 1.0m 開始,,慢速提升旋噴,旋噴數(shù)秒,,再向上慢速提升 0.5m,,直至樁頂停漿面。
7,、若遇礫石地層,,為保證樁徑,可重復(fù)噴漿,、攪拌:按上述4~6步驟重復(fù)噴漿、攪拌,,直至噴漿管提升至停漿面,,關(guān)閉高壓泥漿泵(清水泵、 空壓機(jī)),,停止水泥漿(水,、風(fēng))的輸送,將旋噴漿管旋轉(zhuǎn)提升出地面,,關(guān)閉鉆機(jī),。
8、清洗
向漿液罐中注入適量清水,,開啟高壓泵,,清洗全部管路中殘存的水泥漿,直至基本干凈,。并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈,。
9、移位
移動樁機(jī)進(jìn)行下一根樁的施工,。
10,、補(bǔ)漿
噴射注漿作業(yè)完成后,由于漿液的析水作用,,一般均有不同程度的收縮,,使固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴,,要及時用水灰比為 1.0 的水泥漿補(bǔ)灌。
5質(zhì)量通病的處理
1,、不冒漿或冒漿量少,。
通常原因是加固土層粒徑過大,孔隙較多,,可采取以下措施:
1)加大漿液濃度,,可以從1.1加大到1.3左右繼續(xù)噴射。
2)灌注粘土漿或加細(xì)砂,、中砂,,待孔隙填滿后再繼續(xù)正常噴射。
3) 在漿液中摻加骨料,。
4) 加泥球封閉后繼續(xù)正常噴射,。
5)灌注水泥砂漿后,再將孔內(nèi)水泥漿置換成粘土漿,,待孔隙填滿后繼續(xù)正常噴射,。
2、冒漿量過大,。
通常是有效噴射范圍與噴漿量不適應(yīng)有關(guān),,可采取以下措施:
1) 提高噴射壓力。
2) 適當(dāng)縮小噴嘴直徑,。
3) 適當(dāng)加快提升速度,。由于冒漿量中含有地層顆粒和漿液的混合體,目前對冒漿中的水泥的分離回收尚無適宜方法,,在施工中多采用過濾,、沉淀、回收調(diào)整濃度后再利用,。
3,、 凹穴處理。
1)在噴射灌漿完畢時,,即連續(xù)或間斷地向噴射孔內(nèi)靜壓灌注漿液,,直至孔內(nèi)混合液凝固不在下沉。
2)在噴射灌漿完成后,,向凝固體與其上部結(jié)構(gòu)之間的空隙進(jìn)行第二次靜壓灌漿,,漿液的配比應(yīng)為不收縮且具有膨脹性的材料,如采用水泥∶水∶鋁粉的配比為9.8∶6.9∶0.3的漿液,。