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1、细心整理高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩施工技术是70年头日本首先提出，它是在静压灌浆的根底上，引进水力采煤技术而开展起来的，是利用射流作用切割掺搅地层，变更原地层的构造和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝合体，借以到达加固地基和防渗的目的。1工艺特点1施工机具设备简洁，施工简便。2具有较好的耐久性，且料源广袤，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，也可作为根底防渗之用；可作为
2、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2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以必需速度慢慢提升，将浆液及土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体即旋喷桩，以到达加固地基或止水防渗的目的。依据喷射方法的不同，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
3、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，最终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，运用分别输送水、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四周环绕一股圆筒状气流，进展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、裂开的地基中，喷嘴作旋转和提升运动，使水泥浆及土混合，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
4、包括喷射压力P、提升速度S、被加固土的抗剪强度、喷咀直径d和浆液稠度B。加固范围及喷射压力P、喷咀直径d成正比，及提升速度S、土的抗剪强度和浆液稠度B成反比。加固体强度及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。高压泥浆泵浆桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头图1 单管旋喷注浆示意图浆桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头图2 二重管旋喷注浆示意图空压机高压泥浆泵浆桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头 图3 三重管旋喷注浆示意图空压机高压泥浆泵高压清水泵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
5、破坏土体作用。喷射流淌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，迫使土粒向着及喷咀移动方向相反的方向即阻力小的方向移动位置，及浆液搅拌混合形成新的构造。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局部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。高压水泥浆快速充填冲开的沟槽和土粒的空隙，析水固结，还可渗入砂层必需厚度而形成固结体。5压密作用。高压喷射流在切割裂开土层过程中，在裂开部位边缘还有剩余压力，并对土层可产生必需压密作用，使旋喷桩体边缘局部的抗压
6、强度高于中心局部。旋喷桩固结体状况图4所示。细心整理渗透局部搅拌混合局部硬化剂主体局部图4 旋喷桩体固结状况图压缩局部3.3工艺设计要求 加固体直径的确定旋喷桩直径及现场土质、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。 布置形式桩的平面布置形式需依据加固的目的赐予考虑，分别布置的单桩可用于根底的承重，排桩、板墙可用作防水帷幕，整体加固那么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、公路路基基底一般接受梅花形加固地基的分别桩形式。桩间距一般接受1.21.5
7、m。公路设计标准规定，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 喷注种类土的类别单管法二重管法三重管法粘性土0N51.20.21.60.32.50.310N200.80.21.20.31.80.320N300.60.20.80.31.20.3砂土0N101.00.21.40.32.00.310N200.80.21.20.31.50.320N300.60.21.00.31.20.3砂砾20N300.60.21.00.31.20.3注：表中N为标准贯入实测锤击数。图5 一般桩的平面布置形式图设计承载力图1按桩身强度计算容许承载力。P= aA式中 P桩的容许承载力kN；a 桩体材料的强
8、度折减系数，a=0.40.5；桩体材料7cm7cm7cm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= fi li + AR式中 P桩的容许承载力kN；桩身截面周长，按桩的直径计算m；fi各土层的容许摩阻力kPa；li 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。 式中 复合地基的容许承载力kPa；P 单桩承载力kPa；R 桩间土自然地基承载力kPa；Ae 一根桩分担的荷载面积； Ap 一根桩的断面积；A 自然地基承载力折减系数，当不考虑桩间土作用时为0。浆量计算浆量计算有两种方法，即体积法和喷量法，
9、取大者作为设计喷射浆量。体积法：喷量法：式中 Q 须要的喷浆量m3； De旋喷固结体直径m； D0注浆管直径m； K1填充率，0.750.9；h1旋喷长度m；K2未旋喷范围土的填充率，0.50.75；h2未旋喷长度m；损失系数，0.10.2；提升速度m/min；H喷射长度m；q单位喷浆量m3/m。依据计算所需的喷浆量和设计的水灰比，即可确定水泥的运用数量。强度要求旋喷桩设计要求，成桩28天后抽芯取样进展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。泥浆排放处理钻机就位调整钻
10、架角度钻 孔插 管试 喷高压喷射注浆作业喷射完毕拔 管桩机移位机具清理准备工作制 浆一级过滤二级过滤高压泵对浆液加压启动高压清水泵、空压机供水、风图6 施工工艺流程图5操作要点5.1施工前准备工作1在设计文件供应的各种技术资料的根底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准备足够的水泥加固料和水。水泥的品种、规格、出厂时间经试验室检验符合国家标准及设计要求,并有质量合格证。严禁运用过期、受潮、结板、变质的加固料。一般水泥为425号平凡硅酸盐水泥。水要干净，酸碱度适中，pH值在510之间。3依据补充勘探资料，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接受必需
11、数量的原状土送试验室，对取得的土样在进展试验之前应妥当保存，使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。4室内协作比试验。依据设计要求的喷浆量或现场土样的状况，按不同含水量设计并调整几种协作比，通过在室内将现场接受的土样进展风烘干、碾碎，过25mm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1.01.5。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。假设试验之前土样的含水量发生了变更，应调整为自然含水量。5试桩试验。依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
12、打设数根试桩，并依据试桩结果，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、挖掘机协作自卸汽车去除地表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。依据施工现场实际状况，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，首先进展低压0.5MPa射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正
13、常。2制备水泥浆。桩机移位时，即起先按设计确定的协作比拌制水泥浆。首先将水参与桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌1020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其次道过滤网孔径为0.8mm，其次次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。3钻孔三重管法。当接受地质钻机钻孔时，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。当接受旋喷注浆管进展钻孔作业时，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，视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0.51.0MPa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，停顿钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值2040MPa，坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格遵照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。假设为二重管法或三重管法施工，在到达设计深度后，接通高压水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进展旋转，并用仪表限制压力、流量和风量，分别到达预定数值时起先提升，接着旋喷和提升，直至到达预
