高压旋喷桩施工技术措施探讨
摘要:
作者深入探讨了高压旋喷桩施工技术措施的细节,以及其在地基加固工作中所占的重要性,并现有措施的施工过程中的技术要点。希望通过本文可以让更多的同仁们认识到高压旋喷桩的重要性,在今后的工作中加强对这方面的重视。 关键词:
高压旋喷桩;施工措施;探讨;工艺 1 引言
随着科学以及技术的日新月异,现今我们对于软土层地基加固处理方法越来越多样化,同时处理技术也越来越成熟,高压旋喷桩是目前应用最为广泛的加固软土层地基处理方法。高压旋喷桩施工技术,自1970末期由发达国家引入我国后,已经被广泛应用于堤坝、房屋地基、铁路基础等大型工程。高压旋喷桩技术原理:是用钻机钻进至需要加固的深度后,用高压泵将水泥浆液从喷射管喷出,使土体结构破坏,并与水泥浆液混合,胶结硬化形成强度大、压缩性小的固结体,达到加固的目的。高压旋喷桩技术对处理淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土等地基有良好的效果。随着高层建筑数量的增加,提高其地基承载力的方法也随之增多,经高压旋喷桩处理后形成的复合地基作为高层建筑的地基,从经济、技术、效果等角度分析都有其独特优势。 2 施工工艺
2.1 旋喷注浆法
旋喷注浆法是利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴,置入土层顶定深度后,用高压泥浆泵等装置以20mpa左右的压力,把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,使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合,经过一定时间凝固,便在土中形成圆柱状的固结体。 2.2 操作流程
(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)制备水泥浆。桩机移位时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中,再将水泥和外掺剂倒入,开动搅拌机搅拌10~20 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第二道过滤网(孔径为0.8mm),第二次过滤后流入浆液桶中,待压浆时备用。
(3)钻孔(三重管法)。当采用地质钻机钻孔时,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)。当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时,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,观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(0.5~1.0mpa)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。若为二重管法或三重管法施工,在达到设计深度后,接通高压水管、空压管,开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转,并用仪表控制压力、流量和风量,分别达到预定数值时开始提升,继续旋喷和提升,直至达到预期的加固高度后停止。
(6)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。
(7)若遇砾石地层,为保证桩径,可重复喷浆、搅拌:按上述4~6 步骤重复喷浆、搅拌,
直至喷浆管提升至停浆面,关闭高压泥浆泵(清水泵、空压机),停止水泥浆(水、风)的输送,将旋喷浆管旋转提升出地面,关闭钻机。
(8)清洗。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。
(9)移位。移动桩机进行下一根桩的施工。
(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,要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
旋喷注浆示意图(见图2):
1.水箱 2.搅拌机 3.水泥仓 4.浆桶 5.高压注浆泵 6.钻机 7.注浆管 8.喷头 9.固结体 图2 旋喷注浆示意图 3 施工技术要点及产品保护 3.1 施工技术要点
(1)钻机就位后应进行水平、垂直校正,钻杆应与桩位吻合,偏差控制在10mm内。
(2)旋喷桩施工前必须根据不同深度、不同土质情况变化,对旋喷速度、提升速度、喷嘴直径等选定合适的旋喷参数。 (3)旋喷桩管达到预定深度后,应进行高压射水试验,合格后方可喷射浆液,待达到预定压力排量后,再逐渐提升旋喷管,深层旋喷时应先喷浆后旋喷和提升,防止注浆管扭断。 (4)旋喷冒浆处理
1)在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面,冒浆(内在土粒、水及浆液)量小于注浆量20%为正常现象,超过20%或完全不冒浆时需查明原因,采取相应措施。 2)地层中有较大的空隙而引起不冒浆,可在浆液中掺加适量的
速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定范围内凝固,此外,或可在空隙地段增大注浆量,填满空隙再继续正常旋喷。
3)冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致。减少冒浆量措施:(a).提高喷射压力;(b).适当缩小喷嘴孔径;(c).加快提升和旋喷速度。
(5)注意防止喷嘴被堵,水、浆压力和流量必须符合设计值,否则要拔管清洗,再重新进行插管和旋喷。
(6)选用水泥应经试验及过筛,其细度应在标准筛(孔径0.08mm)的筛余量不大于15%,浆液搅拌后不得超过4小时,超过时应经试验其性能符合要求后方可使用。
(7)钻杆的旋转和提升必须连续不中断,拆卸钻杆要保持钻杆有0.1m以上搭接长度,以免使旋喷固结体脱节,中途机械发生故障,应停止提升、钻杆和旋喷,以防桩体中断,并应立即检查,排除故障。为提高旋喷桩底部的止水能力,在桩底部1m范围内应采取较长持续时间。
(8)旋喷时,在浆液与土搅拌混合的凝固过程中,由于浆液的析水作用,一般有不同程度收缩,造成固结时出现凹陷(通常在桩顶0.3~1m之间当桩头凹陷量大对土基加固及防渗影响大时,采取静压注浆补强。 3.2 产品保护
旋喷桩完工后,不得随意在其上部堆放重物,防止产生变形。 4 结束语
综上所述,高压旋喷桩方法由于具有设备简单;施工简便;耐久性好;料源广阔;价格低廉;噪声小;无污染等特点,是很多工程的首选。由于其技术相对比较成熟,因此工作人员在工作过程中,容易忽视细节问题,造成不必要的隐患。希望通过本文可以让同仁们对于这种方法的操作工艺和技术要点有新认识,在以后更加仔细的完成本项工作。 参考文献
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