高压旋喷桩施工总结范文

时间:2023-11-28 13:44:49

高压旋喷桩施工总结

高压旋喷桩施工总结篇1

关键词:复合注浆法 桩基加固

1  复合注浆法的概念及其特点随着我国基本建设事业的不断发展,桩基础在建筑工程中得到了广泛的应用。但由于受勘察布孔的局限性影响,或施工方法的不当,许多桩基的承载力达不到设计的要求需要加固处理。同时,我国大量的既有建筑物桩基出现质量问题需要进行加固。单一的注浆技术因其固有的缺陷,已满足不了各种复杂条件下的工程需要。如何有效的提高该类桩的承载力是摆在我们工程技术人员面前的一个难题。复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆技术。实际工程中是先采用高压旋喷注浆成桩柱体,再采用静压注浆增强旋喷效果,扩散加固浆液,防止固结收缩,消除注浆盲区。将复合注浆方法应用在桩基础加固中,能充分发挥静压注浆法和高压旋喷注浆法的优点,克服其缺点,适用地层范围广、加固效果好,保证了加固的成功率和安全性。

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

效。

(2) 该技术适用地层范围广,既可用于砂卵石层,又可适用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层,同时可用于处理岩溶土洞;在桩基加固中适用于各种灌注桩、预应力管桩、预制桩等。

高压旋喷桩施工总结篇2

【关键词】 软弱地基处理;高压旋喷桩;质量控制

【中图分类号】 TU753.4 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123(2011)04-137-02

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,

2005

4 马小峰.浅谈软土地基处理方法[J].山西建筑,2008

高压旋喷桩施工总结篇3

关键词:旋喷桩技术公路工程 应用

中图分类号: K826.16 文献标识码: A 文章编号:

随着我国公路建设的不断加快,地基加固施工成为公路工程施工的重点内容。旋喷桩技术在公路工程中的应用受到工程施工单位的广泛关注,其应范围较广、应用效果较好,对旋喷桩技术应用各项重点事项都进行深入研究,同时重新规定了旋喷桩技术的应用规范与标准,为提高旋喷桩技术的有效性奠定了基础。在此,本文将基于多年的理论研究与实践经验,对旋喷桩技术在公路工程中的应用进行探讨,以期能够为公路工程施工质量的提升提供有效助力。

1 旋喷桩技术

旋喷桩技术开始应用于工程设计与施工中,用以提高工程地基的稳固性。实施旋喷桩技术需要高压喷射注浆设备,这种设备较其他大型设备小巧、便捷、环保、容易操作,它的作用是在高压条件下,将水泥浆液以高速喷出,并与地基土层中的土颗粒混合,以按照合理的比例重新排列,从而提高土层的稳固性,进而起到提高地基承载力、加固地基以及防渗、防震的作用。

旋喷桩技术主要适用于深度较大、施工空间较小、地质条件复杂的加固工程,应用旋喷桩技术进行施工,可以有效地提高加固施工的质量与效率,同时还可以最大程度地降低工程成本花费,保证工程的经济效益。我国对旋喷桩技术应用的研究已经取得了一定的成效,尤其是在三重管旋喷桩技术(是根据高压喷射注浆设备中注浆管的类型进行分类的,其他两个分别为单管旋喷桩技术以及二重管旋喷桩技术)的应用上,不仅从施工工艺、施工技术参数、施工结果计算等方面都进行了深入的研究,但是由于三重管旋喷桩技术的技术参数多、施工工艺复杂等因素,研究人员与施工人员还应该结合实际施工情况加强研究力度,以在理论研究与实践经验总结的基础上,不断提高旋喷桩技术的应用效率,为工程加固施工提供有效助力。

2 旋喷桩技术在公路工程的应用

我国对旋喷桩技术的应用规范与标准已经进行了详细的规定,这对提高旋喷桩技术的应用效果是极其有利的。在公路工程施工过程中应用旋喷桩技术,可以有效地缩短施工时间,提高施工效率与质量,降低工程施工成本。但是,在公路工程应用旋喷桩技术之前,施工人员必须对旋喷桩技术的地基加固原理、技术要求、施工工艺流程、施工质量控制等问题进行详细地了解,明确公路工程施工目标,以便更好地发挥旋喷桩技术加固地基的作用。

2.1 旋喷桩技术应用的地基加固原理

旋喷桩技术在公路工程中,主要应用于对地基的加固处理。应用旋喷桩技术需要高压喷射注浆设备的支持,高压喷射注浆设备所喷射出的高压浆液能够有效地破坏地基土体的结构,使其在结构内部出现孔洞,这样有利于下一步的施工进行;高压喷射注浆设备在喷射注浆的同时,还会进行水泥浆液与土体土颗粒混合搅拌工作,使其在高速旋转、喷射压力的作用下,不断移动并发生水化、凝结等物理或者化学反应,填补土体孔洞,从而形成抗压力、抗拉强度、粘聚性等都很高的固结体;高压喷射注浆作用下,从土体上被切割破碎的土颗粒除了一部分会与水泥浆液形成固结体之外,还有一部分的土颗粒在边缘压力的作用下被不断压实,提高了土体的密实性。这样,公路工程的地基处理效果将得到很大程度的提高。

2.2 旋喷桩技术应用的技术要求

(1)布桩技术要求。在公路工程地基加固处理过程中,需要根据实际情况进行旋喷桩的布设。通常,是利用高压喷射注浆的压力与旋转力,使土体遭到破坏并形成直径在1.2米左右的旋喷桩,桩高在9米到10米之间,桩与桩之间的距离应该控制在2.5米左右。在布设旋喷桩过程中,需要注意对各项技术指标的检查,如各桩位置偏差不应该超过5厘米,钻孔垂直度的误差也不能超过原基础的1%等。

(2)喷射注浆材料技术要求。根据工程需要,可以采用不同强度等级的水泥、水等材料。通常,应用效果较好的是强度等级在32.5的硅酸盐水泥以及饮用水,这样才能够保证喷射注浆混合搅拌的效率。

(3)旋喷技术要求。在进行旋喷注浆过程中,应该注意对设备速度与压力的控制。一般来说,多是采用由低速到高速缓缓提升的方法,并保证旋喷压力在0.65Mpa±0.15Mpa,从而有效保证水泥浆液与土颗粒的混合质量,进而保证固结体的质量。

2.3 旋喷桩技术应用的施工工艺流程

在公路工程地基加固处理中应用旋喷桩技术,其施工工艺复杂,需要严格按照规范的流程进行施工,以保证工程施工的进度、质量、成本等都在控制之内。(1)在布设旋喷桩之前,施工人员需要根据工程实际情况,对地基土质等情况进行详细勘察,并放线测量以确定桩位,标记好;调整好高压喷射注浆设备(主要是钻机)的误差并试运转,保证设备状态良好以备布桩钻孔之用;(2)钻孔布桩是应用旋喷桩技术过程中主要的工作,需要施工人员提高重视。一般来说,钻孔前必须做好测量钻杆长度的工作,并控制好钻孔深度。同时根据工程设计与施工需求,以三角形排布位置布设旋喷桩;(3)在应用高压喷射注浆设备进行喷浆施工时,必须调整好喷射压力,同时选择适宜的材料制成高质量的浆液,注意随用随配,保证浆液的粘稠度,以确定浆液不会堵塞喷嘴;(4)浆液喷射过程中,需要有效地控制喷射压力,以保证浆液能够与土体土颗粒充分混合,达到规定密实度的标准。另外,喷射速度也应该控制在适宜范围内,由慢到快,自下而上,边提升边喷射,这样才能保证喷射的质量;(5)在一次停止喷射之后,需要停顿一段时间以保证浆液与土颗粒混合均匀。喷射注浆结束以浆液不再下沉为准。喷射之后需要对设备的各个部分进行仔细的清洗以保证设备一直以最佳状态工作。

2.4 旋喷桩技术应用的施工质量控制策略

施工人员要想最大程度地提升旋喷桩技术应用的效率,控制好地基处理的施工质量,就必须严格按照施工规范进行施工,同时结合工程实际情况,设定各项旋喷桩技术参数,并全面管理施工现场、重视工程后期质量验收,为公路工程施工质量的提升奠定基础。

3结语

总而言之,在公路工程施工中应用旋喷桩技术,是保证公路地基稳定性、提高工程施工效率的关键手段之一。施工单位应该提高对旋喷桩技术应用的重视,并结合公路工程施工的实际情况,科学、合理地应用旋喷桩技术,从而为促进旋喷桩技术在公路工程施工中应用有效性的充分发挥提供保证。虽然,我国对旋喷桩技术的应用已经相当广泛、熟练,但是在公路工程地基加固施工中,施工人员还应该继续以创新的精神、钻研的态度,不断改善旋喷桩技术的应用手段,从而进一步促进我国公路工程施工的效率与质量。

参考文献

[1]毕震龙.客运专线地基处理旋喷桩施工技术[J].科技情报开发与经济,2008,35(01):23-25.

[2]许晓英.高压旋喷桩在地基加固工程中施工质量的控制[J].闽西职业技术学院学报,2010,09(02):73-75.

[3]游勇,蒋习伟.高压旋喷桩在高速公路隧道软基加固中的应用[J].南华大学学报(自然科学版),2009,44(03):34-36.

高压旋喷桩施工总结篇4

【关键词】工艺工法概况;高压旋喷桩技术;铁路施工;应用;

【前 言】铁路施工需要多种技术参与,从路基填筑到最后建成均需要多种施工技术投入才能最终完成且保证质量。高压旋喷桩技术由于其具有的占地面积小以及声响小等优点受到铁路施工的青睐。铁路建设对国民经济建设有非常重要的现实意义,因此,从长远来看,对高压旋喷桩技术成本高但巩固质量好的问题,果断抛开成本问题坚持质量稳固才是首要考虑问题。因此,选择高压旋喷桩技术是铁路施工的正确选择,能够使铁道结构在长期荷载下保持基地形状不变形不损坏,保障铁路运输安全。

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.

[3]王拓.高压旋喷桩止水技术应用分析[J].中国高新技术企业,2010,19(31):124.

[4]张荣.高压旋喷桩在软土地基处理中的应用[J].科技创业月刊,2011,17(02):56-58.

高压旋喷桩施工总结篇5

关键词:高压旋喷桩;软基;加固机理;施工工艺;质量控制

中图分类号:O213文献标识码: A

Abstract: High-pressure jet grouting method is to use injection chemical grout and soil mixture stirring a method to deal with soft foundation, can improve the bearing capacity of foundation and prevent the uneven settlement of foundation. This paper combines the liao marina dredging port expressway soft foundation processing entity project, this paper briefly introduces the single pipe, the reinforcement mechanism of the high pressure jet grouting pile, construction technology, key points of quality control and standard.

Keywords: high pressure jet grouting pile; Soft foundation; Reinforcement mechanism; The construction technology; The quality control.

高压旋喷成桩技术是在静压灌浆的基础上,从水力采煤、静压注浆等相关技术中取长补短发展起来的一种软基加固技术,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。

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,以高压设备使浆液以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),以达到加固地基的目的。成桩方法一般采用单管,根据需要可采用双管或三重管。该文结合高压旋喷桩在盘锦辽滨疏港高速工程软基处理中的应用,探讨单管高压旋喷桩的加固机理、施工工艺、质量控制要点及标准

1.高压旋喷桩加固、成桩机理分析

1.1加固原理

旋喷桩的存在,使得软弱土层在荷载作用下由原来的无侧限状态转变为有一定边界条件的应力状态,由于旋喷桩对周围土体的挤压、扰动,即使桩间土中出现了超孔隙水压力,土体强度暂时有所降低,但复合地基施工完成后,随着超孔隙水压力的消散,桩间土的有效应力增大,从而提高了桩间土的强度。由于旋喷桩在设置过程中对周围土体有一定的挤密压实作用,即桩的侧摩阻力,使得桩周围的软弱土层承载力提高。旋喷结束后,当水泥土混合浆液尚未凝结时,这种浆液将产生挤压力,对四周土有压密作用,并使部分浆液进人土粒之间的空隙中,形成“脉”状、“板”状水泥结石体,这种情况在开挖检查中比较明显。

1.2成桩机理

土体在高压喷射流动压力作用、喷射流的脉动负荷作用、水锤冲击力作用、空穴现象、水楔效应、挤压力作用及气流搅动作用下发生破坏。由于高压喷射流对土体的破坏作用,使土体由整体状态变为松散状态。随着喷射流的连续冲切和移动,土体破坏的深度和范围不断扩大。旋喷时,高压喷射流是水泥浆液,即以水泥作为硬化剂,边旋转边以一定的速度缓慢提升,被切削下来的一部分细小土粒被浆液置换发生升扬置换作用,随着液流以泥浆的形式被带到地面(称为冒浆)。其余的土颗粒在喷射动压力、离心力和重力的共同作用下,在横断面上按质量大小有规律地重新排列并与浆液搅拌混合形成一种新型的水泥―土网络结构,经过水泥、水和土体之间发生一系列的水化作用和物理化学作用后,最后达到硬化,即经过一定时间后凝固成强度较高、渗透系数较小的固结体――旋喷桩。

2.工程背景

盘锦辽滨疏港高速公路K13+760~K14+260段软基处理原设计采用12m碎石挤密桩,由于K13+940处有1条50万伏高压线路拆迁未完成,高压线路距地面18m,无法满足碎石桩机安全作业。根据地质勘查报告,此段路基的工程地质为粉质粘土、粉土层。

经业主及设计单位研究后决定将此段落碎石桩变更为单管高压旋喷桩。设计参数如下:

起讫桩号 桩长(m) 桩径(m) 间距(m) 根数(根) 总长(m)

K13+760~K14+260 10.0 0.6 2.0 862 8620

3.高压旋喷桩施工工艺

3.1施工工艺流程

高压旋喷桩施工工艺流程如图2所示。

3.2施工方法

(1)场地平整。清除桩位处地上、地下的障碍物,场地低洼处用粘性土料圆填夯实,做好排浆沟。

(2)测量定位。采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出区域的控制桩,再使用钢卷尺根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置,用小竹签做好标记,并撒白灰标识,确保桩机准确就位。

(4)机具就位。移动机具至施工部位,由专人指挥,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%。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。桩位对中误差不大于5 cm。

(5)钻孔。旋喷桩机就位,采用空心钻杆钻孔。边钻孔边进行低压(0.5MPa)射水实验,用以检查喷嘴是否畅通,压力是否正常。

(6)浆液配置。水泥浆液采用42.5级水泥配置,严格控制水灰比(1:1.1)。搅拌灰浆时,先加水后加水泥,每次灰浆搅拌时间不得少于2 min,浆液在灰浆搅拌机中要不断搅拌,直到喷浆。

(7)喷射注浆。旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制,并随时做好关于旋喷时间、用浆量、冒浆情况、压力变化等的记录。喷射时,先应达到预定的喷射压力25Mpa,喷浆旋转30 s,水泥浆与桩端土充分搅拌后,再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管,提升速度为18~20 cm/min,旋转速度为15~20 r/min。提升过程中,拆卸每节钻杆后继续喷桩时,保持钻杆有大于10 cm的搭接长度。直至距桩顶2m时,放慢搅拌速度和提升速度,保证桩顶密实、均匀。中间发生故障肘,应停止提升和旋喷,以防桩体中断,同时立即检查、排除故障。重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接长度不小于1m,防止固结体脱节。

(8)冲洗。喷射完毕,应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净,防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆,通常把浆液换成清水在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

3.3施工控制要点

(1)正式开工前应认真作好试桩工作,确定合理的施工技术参数和浆液配比。

(2)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。

(3)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,避免出现断桩。

(4)在旋喷过程中,如因机械出现故障中断旋喷,应重新钻至桩底设计标高后,重新旋喷。

(5)制作浆液时,水灰比要按设计严格控制,不得随意改变。在旋喷过程中,应防止泥浆沉淀,浓度降低。不得使用受潮或过期的水泥。浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时,应有筛网进行过滤,过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。

(6)在旋喷过程中,若遇到孤石或大漂石,桩可适当移动位置(根据受力情况,必要时可加桩),避免畸形桩或断桩。

(7)旋喷过程中,应作好施工记录。

3.4旋喷桩施工质量控制标准与质量检查

(l)施工质量控制标准。高压旋喷桩在施工过程中要随时做好质量控制,主要施工质量控制标准如下:桩位偏差

(2)质量检查。桩体质量检查一般在成桩28 d后进行,主要内容包括桩的整体性、均匀性、有效直径、垂直度和强度等,主要方法有开挖检验、钻孔取芯、标准贯人试验、荷载试验等。质量检验的具体要求:检验点应布置在具有代表性的桩位,施工中出现异常情况的部位和地基情况复杂、可能对高压旋喷桩注浆量产生影响的部位;检验点数为施工总数的l%,不少于3点;质量检验宜在高压旋喷注浆结束28 d进行,成桩28 d后抽芯试验要求抗压强度不低于1.2 MPa;竖向承载旋喷桩验收时,承载力检验采

用复合地基荷载试验和单桩荷载试验,荷载试验必须在桩身强度满足试验条件时、成桩28 d后进行。

4、结语

采用高压旋喷桩可处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等,能有效解决工后沉降量大、沉降速率收敛速度慢等问题,且施工机具设备简单轻便、施工灵活。运用该加固技术处理软基时,应根据实际地质情况进行施工参数设计计算,并制定合理、适用的施工工艺;在施工过程中要做好质量控制和各项工作的协调管理,这样才能保证桩基质量。

参考文献:

[1]JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S].

[2]lTJ017-96,公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

高压旋喷桩施工总结篇6

【关键字】高压旋喷桩、施工技术、质量控制

引言:随着社会进步和城市发展,工程建筑数量越来越多,规模越来越大,各方面要求也越来越高,这就需要在工程施工过程中根据工程性质选择相适宜的施工方法,高压旋喷桩作为一种有效的地基加固、地基处理方法在施工中得到广泛应用。本文以市政工程顶管井井周土体采用桩径φ500@400mm的高压旋喷桩加固阐述单管高压旋喷桩施工技术及质量控制。

旋喷桩桩体固化剂采用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥,水泥掺量200kg/m,高压水压力大于20MPa,水灰比采用1:1,加固后土体强度大于5MPa。

1 工程地质条件

场地地质地层组成自上而下依次由第四系全新统人工填土( )、冲积( )黄土状土、细砂和中砂组成。其厚度分布如下:

2 单管高压旋喷桩施工技术

2.1 施工工艺

工艺流程为:施工准备测量定位机具就位钻孔至设计标高旋喷开始提升旋喷注浆旋喷结束成桩。(见下图)

2.2 测量定位

首先用GSP测放出各工作井中心位置,然后用十字交叉法测放出各桩位,各桩位在设计线位上外放50mm。

2.3 钻机就位

由专人指挥,缓慢将钻机移动至指定桩位,用水平尺和定位测锤校准钻机,使桩机水平,导向架和钻杆与地面垂直,倾斜率小于1.5%。将钻头对准孔位中心,钻杆的垂直度偏差不大于1%~1.5%。钻机就位后,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。

2.4 钻孔、插管

当第一阶段贯入土中时,借助喷射管本身的喷射或振动贯入。插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,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。

2.5 浆液配置

高压旋喷桩的浆液,采用32.5普通硅酸盐水泥,水泥浆液配制严格按试验要求控制为水灰比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,浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌,直到喷浆前。

2.6 喷射注浆

在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统,设备的压力和排量满足要求。各部位密封圈必须良好,各通道和喷嘴内无有杂物,并做高压水射水试验,合格后方可喷射浆液。

旋喷作业系统的各项工艺参数都按照预先设定的要求加以控制。

喷浆管下沉到达设计深度后,停止钻进,旋转不停,喷射时,高压泥浆泵压力增到设定值24MPa,坐底喷浆30s后,边喷浆,边旋转,水泥浆与桩端土充分搅拌后,再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管,提升速度300mm/min,直至距桩顶1米时,放慢搅拌速度和提升速度 。

2.7 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。

2.8 冲洗

喷射施工完成后,把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净,防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆。

向浆液罐中注入适量清水,开启高压泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。

2.9 重复以上操作,进行下一根桩的施工。

2.10 补浆

喷射注浆作业完成后,由于浆液的析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固结体顶部出现凹穴,及时用水灰比为1.1的水泥浆补灌。

2.11 施工控制重点

2.11.1 做好钻机定位,要求钻机安放平稳,保持钻垂直,倾斜度不得大于1.5%;

2.11.2 旋喷浆液开始后,应在底部旋喷直至达到预定喷射压力后再逐渐提升旋喷管,以防旋喷管扭断。

2.11.3 旋喷桩的旋转和提升必须不间断,如出现间断,必须保证有10cm的搭接长度,以免旋喷桩脱节。

2.11.4 喷浆过程中,冒浆量应控制在15~20%之间,超过20%或完全冒浆时应查明原因,并采取相应措施,若完全不冒浆,可在该旋喷段不提升旋喷管不断喷射,增大浆液灌入量,出现冒浆后再继续正常旋喷。若冒浆量过大,表明有效喷射范围与浆液灌入量不匹配,为减少冒浆量,可采取三种措施,即提高喷射压力,缩小喷嘴孔径,加快提升旋转速度。

2.11.5 为了正常并提高施工效率,采取延长管线施工方案,避免频繁移钻,为弥补由于高压管延长带来的浆压损耗,必须提高泥浆泵电机的转速或提高泵口的出浆的压力,必要时喷浆重新复喷,以保证有效桩径达到500mm。

2.12 施工效果及检测试验

2.12.1 开挖检查:在一座井旋喷桩施工完7天后即可开挖,由于单侧桩身完全暴露,因此能完全检查固结体的质量,也可检查桩身垂直度和桩身完整性。从旋喷桩暴露情况看,桩身垂直度较好,水泥土锯齿有规则地分布,桩体水泥土胶结总体良好、坚硬,桩径不小于500mm,未发现断桩现象,开挖检查结果符合设计要求。

2.12.2 钻孔检查:主要是钻取旋喷桩的桩芯,观察其完整性及固结体的连续长度,并将所取桩芯做成标准试件进行单轴抗压强度试验。钻孔抽芯在距桩中心10.5cm的周围任意钻孔,从钻取的桩芯看,成桩质量较好,无夹杂、大蜂窝现象,局部有小气泡存在,最长桩芯长达3m多,水泥土平均强度为5.8MPa,桩长达到设计要求。

参考文献:

[1]《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2012)

高压旋喷桩施工总结篇7

摘要:高压旋喷桩是高压喷射注浆法处理软土地基中的一种,是利用设备将主固化剂的浆液喷射进土体并冲击破坏土体,浆液与土搅拌混合,经一定时间的凝固,便在土体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。

关键词:软土地基处理,高压旋喷桩,质量控制

Abstract: the high pressure jet grouting pile is high pressure jet grouting method and treatment of soft soil foundation, is the use of equipment will the Lord curing agent slurry injection into the soil and shock damage the soil, soil and agitation mix slurry, the certain time solidification, they formed in the soil in cylindrical a certain intensity and anti-permeability ability of the consolidation body, so that the bearing capacity of the strengthened of engineering method.

Key words: soft soil foundation treatment, high pressure jet grouting pile, and quality control

中图分类号:TU471.8 文献标识码:A 文章编号:

1、工程简介

港塘路改造工程位于天津市滨海新区的大港区和塘沽区,是连接两大主要城区的一条重要通道。其中跨天津大道立交桥主线桥头区域位于鱼塘段,属于软基段。为了保证路基不均匀沉降,避免桥头跳车现象发生,采用高压旋喷桩进行处理。

处理区域范围A去和B区,其中A区桩长为13m,桩间距为1.2m,处理长度为由桥台至路基方向15m,两侧路肩边缘之间的宽度;B区桩长为10m,桩间距为1.2m,处理长度是由A区终点至路基方向15m,处理宽度是到坡脚外侧的两排桩,高压旋喷桩桩径全为0.5m。

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。

2.2、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,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。

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。

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

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。

3.6、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。

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,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。

4、质量检验高压旋喷桩完成28d后方能进行质量检验

4.1、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。

4.2、质量检验标准

a 桩机安装垂直度偏差 <1%(查施工记录).

b 桩位偏差 ±50 mm (查施工记录).

c注浆压力 ≥20Mpa (查施工记录).

d 水灰比 1:1 (查施工记录)

e 水泥用量 ≥180kg/m (查施工记录)

f 桩径 ≥600mm (开挖抽查2%)

g 桩长 不小于设计值(查施工记录)

h 旋转速度 20~25r/min

i 喷提升速度 10~25 cm/min

j 桩身强度 不小于设计值(抽芯检查)

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,钻杆旋转速度再规定范围内,20~25r/min,确保桩体的均匀性和整体性及强度。

6、结语

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。

参考文献:

韩志超;高压旋喷桩施工技术[J];交通世界(建养.机械);2009年07期

高压旋喷桩施工总结篇8

关键词:高压旋喷桩;铁路施工;设计方案

Abstract: this paper combines the concrete engineering examples, this paper analyzes the high pressure jet grouting pile in railway construction of application. The main research is the content of the project summary, high pressure jet grouting pile briefly, construction design, construction process, quality inspection.

Keywords: high pressure jet grouting pile; Railway construction; Design scheme

中图分类号:U227 文献标识码:A 文章编号:

一、工程概况

某市朝阳路华南特大立交桥桥墩处在京广铁路上下行线与武广二线的两侧路基上,其中有桩基10根在路基的边坡上,同铁路最近硬路肩的距离仅有3.4米。设计桩基要求为1.5米直径,设计最大桩长为52.7米。

地质资料显示此处沙层地基比较厚、拥有丰富的地下水,岩溶和溶洞发育比较多;靠铁路侧的桩基均有沿着地路线走向的地下通讯电缆与光缆,并且保持着比较近的距离,距离最小的仅有3米。施工桩基作业出现了比较大的干扰,对于铁路路基和通讯安全设施造成了极大的威胁。

二、高压旋喷桩简述

高压旋喷桩是利用高压喷射注浆法对地基进行处理的方法之一,使用钻孔设备,将注浆管侧面底部安装的特殊喷嘴,放入预定涂层深度之后,利用高压泥浆泵等设备,按照20Mpa的压力将已经配置好的水玻璃等一系列材料作为浆液从自喷嘴中喷射出去之后对破坏土体形成一个冲击。

三、施工设计方案

(一)设计方案一

钢护管下沉25米,钢护管采用内径1.7米,材料是12毫米厚的钢板卷制而成,每一节保持3米。现场进行贴焊接长。在每一个桩位浇筑一个混凝土的基础,在此基础之上安置一整套导向架,以便能够控制下沉过程中的钢护筒的垂直度。钢护筒下沉采用振动锤进行下沉。

(二)设计方案二

桩基周边使用高压旋喷桩进行加固,旋喷桩直径使用0.6米,内外共两排,呈现梅花型布置;桩长需要依据地质实际情况进行确定,内排状体内中间距是0.45米,桩与桩之间保证咬合0.15米,发挥了帷幕止水的作用。

(三)设计方案三

桩基周围使用粉喷桩进行加固,布置桩位、直径与长度均与方案一同。经过研究,设计方案一需要使用大型的吊机与振动锤才能实施,施工场地摆放机械设备比较困难,对铁路行车安全产生非常大的威胁;制作钢护筒的材料等成本较高。方案设计三控制实体桩尺寸比较容易,并且费用比较适中,可是机械设备具有较大的高度,并且对铁路形成构成比较大的安全。并且成功过程会给路基带来较大的扰动。方案二设计对桩实体存在的尺寸控制比较难,费用比较适中,机械设备本身高度比较小,对铁路运行过程中安全影响较小,成桩过程中不会对路基形成较大的扰动。进过比较以上的优缺点,考虑到桩与桩之间的布置,因此选择方案设计二。

四、施工流程

(一)施工之前的准备工作

钻机进行施工之前要对其进行必要的布置,将施工现场的杂物进行清除,对于施工场地路段要进行密实和平整,做好排水处理工作,保证在较为干净的施工环境中进行工作。

(二)试桩、确定参数

在每一个施工的地点要打下超过3个试验工艺桩,对设备性能以及施工过程中的各项技术参数进行检验,其中也包含了灰浆的粘度、钻进与提升的速度等,还应当按照被加固土具备的特点以及单桩所承载的要求,决定掺入的水泥量。 (三)放样测量与放置钻机

测量工作人员按照施工图纸提供的坐标和布置的平面图,在施工段落实施布桩,标注桩位选择红色小木桩头,桩间产生的误差不能超过50毫米,自检布桩合格之后通知工程监理师进行验收,合格之后实施工程下一步。搅拌设备运送至现场之后实施安装调试,直到计量设备、压力和转速一切正常之后可以就位。安置好钻机之后将钻头与标志桩位中心对准,之后对钻杆实施双向的调平,之后,进行再次对中调整,最后进行精准后调平。

(四)钻机使用

每台钻机在开始之前,技术人员都要尺量钻杆的总体长度,按照桩长、桩顶设计的标高以及原地面的标高对下钻节数进行计算,同时在钻杆的最后一节上标出结束下钻的位置。设置钻孔的目标就是在预定深入设置注浆管,钻孔方法使用的是旋转单管法钻机。

(五)复搅与旋喷

把注浆管放入至规定的深度之后,适度调整回流的阀门,造成旋喷罐中的压强能够符合预定值,水泥浆达到喷嘴之后,对喷射的具体方向进行检验,摆动角度,确定合格之后,对工作台和阀门油泵实施调节,控制好旋转的速度,在规定的范围内进行旋喷和提杆,从下至上进行成桩,在1米以下范围内的桩头实行提钻复喷时要使用1档最慢的速度进行提升,井复喷一次,加强桩体具备的密实程度,因为1米以下的范围之内将会承受较大荷载,对此处桩体质量加强对于桩体发挥承载力发挥了关键作用。当结束喷浆时,要二次回灌注浆孔,避免旋喷桩体因为固结的水泥浆而产生顶部凹面出现的桩顶标高不符合要求现象。在施工过程中,旋转时的速度、旋喷的压力、使用水泥的参数对桩的均匀程度与桩径都会造成影响,水灰比发生的变化将会影响桩身的强度,因此需要对一一系列参数进行检查是否达到了设计标准,并且做好记录,遭遇故障应计量的排除。

(六)冲洗提管和设备移动

完成喷射作业之后,应将吸浆管移送至水箱中,在地面上进行喷射,以便能够全部排除泥浆泵和注浆管中的浆液,避免水泥残存物堵塞管路。将钻机移动至下一孔位,为保证桩与桩之间能够较好的咬合,可以使用打一跳一的方法,并且需要保证间隔36小时。

五、对质量进行检验

(一)抽芯触探检验

成桩之内7小时内采用轻型触探进行检验,检测频率需达到桩数量的2%。参与抽检检验的桩数总和不能低于工程桩数的3%,工程单位桩数低于1000根时,应至少做3根。单桩高压旋喷桩承载力具体要求见表1。

表1

表2

结束语

经过上述的实际施工过程我们能够看出:旋喷桩能够发挥帷幕止水的重要作用。有效的避免了流沙,稳固了地基,对桩基施工中的护壁发挥了关键性的作用。使用这个方法是为了能够保证铁路路基、地下的管线、列车行驶安全这些项目,相对于一般条件的桩基来说则代价比较高,并且不经济。

参考文献

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[5] 李兵.高压旋喷桩施工技术[J].甘肃科技,2005

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