高壓旋噴樁施工技術是70年代日本首先提出,它是在靜壓灌漿的基礎上,引進水力采煤技術而發展起來的,是利用射流作用切割摻攪地層,改變原地層的結構和組成,同時灌入水泥漿或複合漿形成凝結體,借以達到加固地基和防滲止水的目的。本文詳細介紹高壓旋噴樁施工工藝,很有幫助哦!
1适用範圍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, 可廣泛應用于淤泥、淤泥質土、粘性土、粉質粘土、(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、可作為既有建築和新建建築的地基加固之用,也可作為基礎防滲之用;可作為施工中的臨時措施(如深基坑側壁擋土或擋水、防水帷幕等),也可作為永久建築物的地基加固、防滲處理。
3、當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湧水的地基工程時,宜通過試驗确定其适用性。
2工藝原理及設計要求1、 加固原理
2、成樁機理
高壓噴射注漿的成樁機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沖擊破壞土體, 使土體出現空穴,土體裂隙擴張。
( 2) 混合攪拌作用。鑽杆在旋轉提升過程中,在射流後部形成空隙,在噴射壓力下,迫使土粒向着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構。
( 3) 升揚置換作用(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,土粒排出後所留空隙由水泥漿液補充。
( 4) 充填、滲透固結作用。高壓水泥漿迅速充填沖開的溝槽和土粒的空隙, 析水固結,還可滲入砂層一定厚度而形成固結體。
( 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餘壓力,并對土層可産生一定壓密作用,使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強度高于中心部分。 旋噴樁固結體情況圖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、鑽機定位
移動旋噴樁機到指定樁位,将鑽頭對準孔位中心,同時整平鑽機,放置平穩、 水平,鑽杆的垂直度偏差不大于 1%~1.5%。就位後,首先進行低壓( 0.5MPa)射水試驗,用以檢查噴嘴是否暢通,壓力是否正常。
2、制備水泥漿
樁機移位時,即開始按設計确定的配合比拌制水泥漿。首先将水加入桶中,再将水泥和外摻劑倒入,開動攪拌機攪拌10~20分鐘,而後擰開攪拌桶底部閥門,放入第一道篩網(孔徑為0.8mm),過濾後流入漿液池,然後通過泥漿泵抽進第二道過濾網(孔徑為0.8mm),第二次過濾後流入漿液桶中,待壓漿時備用。
3、鑽孔(三重管法)
當采用地質鑽機鑽孔時,鑽頭在預定樁位鑽孔至設計标高(預鑽孔孔徑為 15cm)。
4、插管(單重管法、二重管法)
當采用旋噴注漿管進行鑽孔作業時,鑽孔和插管二道工序可合而為一。當第一階段貫入土中時,可借助噴射管本身的噴射或振動貫入。其過程為:啟動鑽機,同時開啟高壓泥漿泵低壓輸送水泥漿液,使鑽杆沿導向架振動、射流成孔下沉;直到樁底設計标高,觀察工作電流不應大于額定值。三重管法鑽機鑽孔後,拔出鑽杆,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
噴漿管下沉到達設計深度後,停止鑽進,旋轉不停,高壓泥漿泵壓力增到施工設計值(20~40MPa),坐底噴漿30s後,邊噴漿,邊旋轉,同時嚴格按照設計和試樁确定的提升速度提升鑽杆。若為二重管法或三重管法施工,在達到設計深度後,接通高壓水管、空壓管,開動高壓清水泵、泥漿泵、空壓機和鑽機進行旋轉,并用儀表控制壓力、流量和風量,分别達到預定數值時開始提升,繼續旋噴和提升,直至達到預期的加固高度後停止。
6、樁頭部分處理
當旋噴管提升接近樁頂時,應從樁頂以下 1.0m 開始,慢速提升旋噴,旋噴數秒,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,可重複噴漿、攪拌:按上述4~6步驟重複噴漿、攪拌,直至噴漿管提升至停漿面,關閉高壓泥漿泵(清水泵、 空壓機),停止水泥漿(水、風)的輸送,将旋噴漿管旋轉提升出地面,關閉鑽機。
8、清洗
向漿液罐中注入适量清水,開啟高壓泵,清洗全部管路中殘存的水泥漿,直至基本幹淨。并将粘附在噴漿管頭上的土清洗幹淨。
9、移位
移動樁機進行下一根樁的施工。
10、補漿
噴射注漿作業完成後,由于漿液的析水作用,一般均有不同程度的收縮,使固結體頂部出現凹穴,要及時用水灰比為 1.0 的水泥漿補灌。
5質量通病的處理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左右繼續噴射。
2)灌注粘土漿或加細砂、中砂,待孔隙填滿後再繼續正常噴射。
3) 在漿液中摻加骨料。
4) 加泥球封閉後繼續正常噴射。
5)灌注水泥砂漿後,再将孔内水泥漿置換成粘土漿,待孔隙填滿後繼續正常噴射。
2、冒漿量過大。
通常是有效噴射範圍與噴漿量不适應有關,可采取以下措施:
1) 提高噴射壓力。
2) 适當縮小噴嘴直徑。
3) 适當加快提升速度。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适宜方法,在施工中多采用過濾、沉澱、回收調整濃度後再利用。
3、 凹穴處理。
1)在噴射灌漿完畢時,即連續或間斷地向噴射孔内靜壓灌注漿液,直至孔内混合液凝固不在下沉。
2)在噴射灌漿完成後,向凝固體與其上部結構之間的空隙進行第二次靜壓灌漿,漿液的配比應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。
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