三重管高压旋喷

三重管高压旋喷（精选3篇）

三重管高压旋喷 第1篇

高压旋喷工艺适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、湿陷性黄土、人工填土及碎石土等, 特别是目前建筑物、地下管线密集, 场地狭小, 高空受限制的情况下, 利用高压旋喷桩形成重力式挡土墙进行基坑挡土、止水, 地基处理等的施工, 不仅可以节约造价而且可以得到稳定的加固效果并具有较好的耐久性。

1 工程概况

南京地铁许府巷过街通道, 横穿中央路, 开挖8.50m, 采用明挖暗埋方式施工, 该工程地质条件十分复杂:主要为0~2.5m是路基, 碎石垫层, 杂填土等;2m~20.0m为粉土, 细砂, 中砂层, 透水性好。在一号出入口T2段通道上方为管线区域, 该段还有一根Φ1500污水管道, 一根Φ200, 10kV玄武遂道新埋电缆, 5根Φ200埋地电缆, 一根路灯埋地电缆, 一根Φ100自来水管, 一根Φ500自来水管, 一根Φ500的煤气管道。数根地下管线跨越在过街通道上方, 地面3.5m以上有10kV、380V架空高压电线, 均不同程度地影响工程施工。管线位置如图1所示。

2 方案的选择与设计

2.1 方案的选择

鉴于基坑上方有大量地下管线穿越地面上有架空高压线影响施工, 采用大型的钻孔灌注桩、深层搅拌桩等施工机械均无法进行。经过多方论证后, 最终确定采用三重管高压旋喷工艺形成重力式挡土墙的支护设计方案, 理由如下。

(1) 高压旋喷工艺主要适用于处理淤泥质土, 粘性土, 粉土, 黄土、砂土、人工填土和碎石土等, 而本工程主要地层为粉土, 砂土和人工填土。

(2) 施工简便, 施工时只需在土层中钻一个Φ50mm或30mm的小孔, 便可在土中喷射成直径为0.4m~4.0m的固结体, 因而施

(3) 设备简单, 高压喷射注浆全套设备紧凑, 体积小, 机动性强, 占地小, 能在狭窄和低矮的空间施工。

(4) 土体经过喷射后土粒重新排列, 水泥浆液和土体搅拌混合, 待固体硬化后即可形成孔隙率及渗透系数小, 强度高的固结体。从而达到防渗, 固结土体之目的。

2.2 方案的设计

2.2.1 设计要求

根据施工场地管线密集, 基坑开挖较深, 施工高度受到限制等特点, 设计要求采用三重管高压旋喷工艺形成重力式挡土墙的支护方式, 旋喷桩直径要求大于Φ1200, 固结体强度大于8MPa。

2.2.2 设计参数的选取

(1) 挡土墙高度及深度。

根据整体稳定性分析, 重力式挡土墙的深度为17.0m, 以抗倾覆条件确定挡土墙宽度为5.0m, 旋喷桩桩位布置图见图1。

(2) 工艺参数。

旋喷固结体直径主要受高压泵的性能 (压力、流量) 及喷嘴直径的影响, 考虑到设计桩径大于Φ1200, 设计采用试验的方法得出所需工艺参数, 试验结果见表1。

根据试验结果优化出设计工艺参数 (采用复喷工艺) 如下。

高压水压力>35MPa, 喷嘴直径2.5mm (单喷嘴) , 气压0.6MPa~0.7MPa, 注浆压力>2MPa, 提升速度8cm/min, 转速12rpm, 水泥用量每米900kg, 浆液水灰比1∶1。

3 施工工艺及其质量控制

3.1 施工流程

旋喷桩施工采用跳孔法, 相邻桩体的作业间隔时间不超过24小时, 其工艺流程如下。

定位→钻机预成孔→下置旋喷钻具至设计桩底标高→旋喷上拔钻具、高压喷射注浆作业→至设计顶标高→移位至下一孔。

3.2 质量控制

3.2.1 定位

将地下管线全部暴露于地表, 钻头垂直对准桩样, 钻机前后左右垫平, 并用靠直尺和水平尺进行校准, 以确保垂直度<1%, 钻进过程中不断检查校正。

3.2.2 预成孔、下置旋喷钻具

(1) 利用工程地质钻机成孔, 成孔后拔出钻具, 换上旋喷管, 使用不超过1MPa的低压水, 边射水边插入。在易塌孔地段采用优质泥浆护壁, 防止缩径埋钻。

(2) 下置旋喷钻具前、检查钻具是否堵塞、焊点是否有裂纹, 密封圈、丝扣等的磨损情况, 不合格者切忌使用。

3.2.3 高压喷射注浆

当旋喷管插入预定深度时, 及时按设计配合比制备好水泥浆, 按设计转速原地旋转旋喷管, 按设计旋喷方法输入水泥浆液、水和压缩空气, 待泵压和风压升至设计规定值, 按设计的提升速度提升旋喷管, 进行由下而上的旋喷注浆作业, 作业过程中保持连续的供浆、供气、供水, 不能无故中断。

3.2.4 水灰比控制

注浆浆液水灰比为1∶1, 浆液比重为1.5, 采用PO.32.5普硅水泥, 用自主研制的水位自动控制器控制用水量, 用袋装水泥控制水泥用量, 当浆液比重与规定值误差超过0.1时, 立即停止旋喷作业, 重新调整浆液水灰比。

3.2.5 桩头质量控制

当旋喷管提升接近桩顶时, 从桩顶以下1.0m开始, 慢速提升旋喷至桩顶, 旋喷数秒, 再向上慢速提升旋喷一段桩体, 旋喷作业完成后, 不间断地将冒出地面的液回灌到桩孔内, 直到桩孔内的浆液面不再下沉为止。

4 质量效果

(1) 过街通道开挖前, 对旋喷固结体进行了6个孔的取芯验证, 取芯表明, 旋喷桩固结体连续完整, 桩与桩之间搭接连续, 桩身强度达到8MPa以上。

(2) 过街通道开挖后观测表明, 旋喷桩桩体胶结连续, 胶结体强度高, 坑壁无漏水, 涌砂现象, 坑底无管涌、滑移, 坑底部位移值在设计范围内, 达到了挡土止水的目的, 效果良好。

(3) 地下管线底部旋喷桩固结体连成一体, 胶结良好, 位移仅1mm, 无透漏现象, 管线安全。

5 结语

三重管高压旋喷 第2篇

高压旋喷桩施工技术是70年代由日本首先提出, 它是在静压灌浆基础上, 利用射流作用切割掺搅地层, 以水泥为主要原料, 加固土体质量, 可靠性好, 具有提高地基承载力、止水防渗、防止砂土液化等多种功能, 改变了原地层的结构和组成, 借以达到加固地基和防渗的目的, 用于形成有效的止水帷幕和治理流砂。

1 工程概况

南昌地铁1号线一期工程土建三标段会展路站围护结构为地下连续墙, 设计为地下连续墙接缝处施工两根直径为800mm的三重管高压旋喷桩加强止水效果。高压旋喷桩共156根, 桩底入岩0.5m, 两桩之间及与地连墙之间搭接200mm。高压旋喷桩采用42.5普通硅酸盐水泥, 水灰比为0.6, 水泥掺量25%。采用“三重管法”高压旋喷工艺施工, 高压旋喷桩28天龄期强度不小于1.0MPa, 渗透系数小于1×10-6cm/s。

2 工程地质和水文地质

根据南昌市轨道交通一号线会展路站岩土工程勘察报告, 本车站主体结构基坑开挖深度范围内涉及的地层为:①2素填土、②1-1粉质粘土、②2淤泥质粉质粘土、②3-1含粘性土粉砂、②3-2细砂、②4中砂、②5粗砂、②6砾砂、②7圆砾夹砾砂、⑤2-1强风化砂砾岩、⑤2-2中风化砂砾岩。

本车站标准段位于②7圆砾夹砾砂层中, 端头井底板基坑均位于⑤2-2中风化砂砾岩层内, 连续墙插入⑤2-2中风化砂砾岩层内。

该车站拟建场地地处赣抚冲积平原Ⅰ级阶地之上, 地形相对较为平坦, 区域地质构造较稳定, 场地内不存在可能引起场地滑移、大的变形和破坏等的不良地质, 属稳定场地, 适宜工程建设。根据地震波速测试成果判定拟建工程场地类别为Ⅱ类, 处于可进行建设的对建筑抗震有利地段, 本场地稳定性良好, 适宜本工程建设。

勘察场地内的岩石均属软质岩, 遇水易软化, 失水易干裂崩解, 开挖暴露后风化速度快, 主要是由于岩石中粘土矿物遇水膨胀、失水收缩的作用, 普遍具有风干易裂, 再吸水便完全散裂的特征。基坑开挖深度内上部有砂土、砾砂、圆砾层, 基坑开挖过程中, 在水头差的作用下, 易产生流砂、涌砂、管涌现象。

拟建工程地下水按地下水类型可分为孔隙微承压水、红色碎屑岩类裂隙孔隙水两种类型。

(1) 孔隙微承压水主要赋存于第四系全新统冲积层的松散—中密状砂土、砾砂、圆砾中, 地下水位埋深较浅。详勘阶段水位埋深3.50～4.20m, 标高16.64～15.94m。地下水主要接受大气降水垂直补给和赣江水体的侧向补给。上伏分布存在②1-1粉质粘土、②2淤泥质粉质粘土等相对隔水层, 该含水层水位高于相对隔水层底板, 故具有一定承压性质, 孔隙承压水水头高度3～4米。

(2) 红色碎屑岩类裂隙孔隙水主要赋存于第三系新余群红砂砺岩层的缝隙中, 主要受上部第四系松散层中的孔隙水或微承压水的补给, 含水量主要受构造和节理裂缝控制, 场地内砂砾岩构造节理裂隙不发育, 裂隙含水较为贫乏, 无承压性。

根据水质分析结果, 场区地下水和地基土对混凝土结构具侵蚀性CO2中等腐蚀性, 在长期浸水和干湿交替下对混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。

4 三重管高压旋喷桩施工

4.1 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缓慢提升, 将浆液与土粒强制搅拌混合, 在土中形成一个圆柱状固结体 (即旋喷桩) , 以达到加固地基或止水防渗的目的。

根据喷射方法的不同, 喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法。三重管法是一种以浆液、水、气喷射法, 使用分别输送浆液、水、气三种介质的三重注浆管, 以高压泵为动力源, 通过钻机钻杆、喷嘴把配制好的浆液喷射到土体内, 喷射流以巨大的能量将一定范围内的土体射穿, 并在喷嘴作缓慢旋转和进退的同时切割土体, 强制土颗粒与浆液搅拌混合, 待浆液凝固后, 便形成圆柱状水泥土固结体, 即旋喷桩。当旋喷桩相互咬接后, 便以同心圆形式在地连墙墙缝间周边形成封闭的旋喷帷幕体, 起到了防流沙、防渗透的作用, 保证了地铁车站地下围护结构的安全。

4.2 施工工艺

三重管法高压旋喷施工工艺流程见图

(1) 钻机就位

将导孔钻机安置在设计的孔位上, 使钻杆头对准孔位中心, 桩位放样误差小于4cm。同时为保证钻孔达到设计要求的垂直度, 钻机就位后, 必须作水平校正, 使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。

(2) 钻孔 (如果需要引孔)

旋喷桩位经放线定位复核合格后, 用工程钻机成孔, 成孔深度大于设计深度0.5m, 钻机应找水平, 钻进中不得发生倾斜、移动, 垂直度偏差小于0.5%的桩长。

(3) 下管

下喷管前先检查高压水和空气喷射情况, 各部位密封圈是否封闭, 插入后先作高压水射水试验, 合格后方可喷射浆液。下喷管必须垂直对准孔心, 保证喷管提升和旋转。将喷射注浆管插入地层预定的深度, 方可开泵送浆。

(4) 喷射注浆

当喷射注浆管插入预定深度后, 先送高压水, 再送水泥浆, 然后输送压缩空气, 一般情况下, 压缩空气可晚送30s, 在桩底部位喷射1min, 再进行边旋转, 边提升, 边喷射。喷射时, 先应达到预定的喷射压力、喷浆量后, 再逐渐提升注浆管。中间发生故障时, 应停止提升和旋喷, 以防桩体中断, 同时立即进行检查, 排除故障;如发现有浆液喷射不足, 影响桩体的设计直径时, 应进行复核。技术人员根据施工参数时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求, 并且随时做好记录。

(5) 回灌

旋喷桩在固结过程中, 顶部收缩出现凹穴, 喷射灌浆完毕后, 应继续向孔内灌注浆液, 直到液面不再下沉为止, 确保桩体顶标高、水泥土强度。

(6) 冲洗

施工完毕, 应将注浆管等机具设备冲洗干净, 管内机内不得残存水泥浆。

4.3 高压旋喷施工技术参数

三重管法高压旋喷主要是利用0.7MPa中压风及20MPa高压水水携带水泥浆对土体进行切割搅拌并充填、混合、搅拌, 最后在地层中形成圆柱状固结体, 可起到加固地基及有效止水的作用。三重管高压旋喷示意图见图1, 演示图见图2。

三重管法高压旋喷桩的施工控制技术参数见表。具体参数根据现场试验确定。

4.4 机械设备

主要施工机械设备表见表。

4.5 材料要求

旋喷使用的水泥应新鲜无结块, 并在使用前进行二次送检, 待检测报告合格后方能投入使用。水灰比为1∶1, 水泥用量为230kg/m3。

5 施工过程质量控制及技术要点

5.1 施工前检查

在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查。主要有:

1、原材料 (包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂) 的质量合格证及复验报告。拌和用水的鉴定结果;

2、浆液配合比是否适合工程实际土质条件;

3、机械设备是否正常。在施工前应对高压旋喷设备、地质钻孔、高压泥浆泵、水泵等作试机运行。同时, 确保钻杆 (特别多重钻杆) 、钻头及导流器畅通无阻;

4、检查喷射工艺是否适合地质条件。在施工前也应作工艺试喷, 试喷在原桩位位置试喷。试喷桩孔数量不得少于2孔。必要时调整喷射工艺参数;

5、施工前还应对地下障碍情况统一排查, 以保证钻进及喷射达到设计要求;

6、施工前, 检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。

5.2 施工中检查

1、钻杆的垂直度不得大于1.5%;

2、水泥浆液配合比及材料称量;

3、钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度;

4、喷射注浆时喷浆 (喷水、喷气) 的压力、注浆速度及注浆量;

5、孔位处的冒浆状况;

6、喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度;

7、施工记录是否完备。施工记录应在每提升1m或土层变化交界处记录一次压力、流量数据。

5.3 完工后检查

1、固结土体的整体性及均匀性;

2、固结土体的有效直径;

3、固结土体的强度、平均直径、桩身中心位置;

4、固结土体的抗渗性。

6 质量检测及评价

在会展路站4号出入口及主体基坑开挖后, 地连墙墙缝间旋喷桩体的直径最小为85cm, 最大可达110cm, 满足设计要求。取芯3根, 试件28d龄期强度均达到了1.8MP以上, 桩体完整性较好, 符合设计要求。桩间咬合率达95%以上, 地连墙墙缝间基本无渗水现象, 形成了有效的围护, 保证了车站的安全。

7 结语

该工程采用三重管高压旋喷桩来加强车站的地下连续墙接缝处止水效果, 取得了较好的成效, 保证了施工安全。说明三重管高压旋喷桩在城市轨道交通建设中将会大显身手。

摘要：旋喷桩作为一种常见的地基加固处理措施, 以其设备简单、施工简便, 适用于特殊和复杂地基处理、噪声小, 无环境污染等特点而得到广泛应用。结合工程实例, 重点阐述高压旋喷桩加固原理、施工工艺和墙缝间止水效果, 提出了质量控制措施。

三重管高压旋喷 第3篇

1) 特点。 (1) 高压旋喷桩能够在多种地质条件下进行应用, 例如碎石地层、淤泥层、粘土层、卵石地层、粉土层以及填土层。 (2) 旋喷钻机有自行底盘, 能够自主对机位进行移动, 具有良好的施工连贯性。 (3) 较小的施工作业范围, 能在狭窄的工作面区域内实施多台机械同时操作。 (4) 可通过对设备施工参数调整的方法满足不同施工区域及施工的要求。

2) 适用范围。高压旋喷桩能够应用在地质复杂、狭窄的作业面地域中, 而且可运用在公路、房屋建筑物及铁路等工程施工中。

2 单重高压旋喷桩的施工工艺

对单重高压旋喷法进行成桩施工时, 其施工流程主要包括:施工前的准备、测量定位、机械设备就位、钻孔、旋喷施工、旋喷注浆、成桩。

1) 施工场地的平整。先对场地实施平整, 将施工区地上及地下存在的一切障碍物进行清除, 运用粘性土料对场地低洼处进行回填夯实, 并设置临时排浆沟。

2) 测量定位。首先应采用全站仪对施工区域控制桩进行放出, 然后按照桩距传递, 采用钢卷尺和细线对高压旋喷桩的桩位位置进行放出, 采用小竹签实施标注, 使桩基达到准确就位。

3) 机械设备的就位。缓慢地将机械设备向施工区域移动, 通过专人指挥, 采用水平尺及定位测锤对桩机实施校准, 要求桩机达到水平状态, 导向架、钻杆应和地面达到垂直状态, 使其倾斜率低于1.5%。调整不符合垂直度要求的钻杆, 直到钻杆的垂直度达到要求即可, 为了保障桩位的准确性, 应采用定位卡的方法, 避免桩位误差超出5 cm。

4) 钻进施工。启动钻机, 实施边旋转边钻进, 当达到设计标高后停止钻进。运用单管旋喷法进行施工。该方法会结合插管和钻孔两道工序, 也就是同时对钻孔及插管进行操作。在插管过程中, 为了避免泥沙对喷嘴堵塞, 高压水喷嘴应采用边射水边插管的方式, 对水的压力控制在1MPa以下, 直至达到设计标高后方可停止钻进施工。

5) 配置浆液。应严格按照设计要求对水泥浆液的水灰比进行控制, 使其达到1∶1~1.5∶1的范围内。水泥浆比重控制在1.49左右。对灰浆实施搅拌时, 先添加水, 然后添加水泥, 要求每次灰浆降板时间应超出2 min。水泥浆使用前的1 h, 则需对水泥浆实施拌制, 在灰浆拌和机中不断搅拌浆液, 直至喷浆施工之前。在喷浆时, 水泥浆从灰浆拌和机向集料斗中倒入时, 应采用过滤筛将水泥硬块剔除。通过胶管将水泥浆送入旋转振动桩基的喷管内, 最后实施水泥浆的喷出。

6) 注浆喷射。在旋喷管插入之前, 应先对高压设备及管路系统进行插入, 设备的要求与排量都应与设计要求相符。检查各部位密封圈是否良好, 禁止各通道和喷嘴内有杂物存在, 并进行高压水射手试验, 当达到合格要求后方可实施浆液喷射。

7) 冲洗。当喷射施工结束之后, 应运用清水冲洗的方式对注浆管等机具设备进行处理, 使其达到干净状态, 避免有凝固堵塞的现象发生。禁止管内、机内有残留水泥浆, 通常应运用清水对浆液实施替换, 向地面上喷射, 有效地将泥浆泵、软管以及注浆管内的浆液彻底清除。

3 高压旋喷桩施工的注意事项

1) 在施工之前, 应对旋喷管的高压水及空气喷射状况进行检查, 并检查各部位密封圈是否存在封闭状态, 当达到合格后方可对浆液实施喷射。

2) 喷射时, 喷射压力及喷浆量达到预定效果后, 再对注浆管进行提升。当中间有故障出现时, 应停止提升及旋喷, 避免桩体中断, 同时应对故障问题进行检查并及时排除。

3) 旋喷施工中, 控制冒浆量达到10%~25%范围内。

4) 在高压喷射注浆结束之后, 应及时拔出喷射管。

5) 应在旋喷注浆完成28 d后方可对质量实施检验, 对已经完成的桩数, 检验桩的数量应超过其2%~5%, 当有不合格时则应进行补喷。

4 高压旋喷桩的质量保障措施

1) 在工程开工之前, 应做好施工图预审会审工作, 并编制施工方案。

2) 现场施工技术人员应认真学习并掌握设计图纸及施工方案内容, 对施工人员进行详细的技术交底, 严格按照设计要求及规范进行施工。

3) 在施工过程中, 应落实各级人员的岗位责任制, 加强技术管理, 使各项技术管理制度得到认真落实, 实现质量管理活动的有效开展。

4) 结合设计图纸要求进行放线。在工程施工之前, 应组织施工技术管理及机械设备操作人员, 对施工图纸和相关规范要求进行技术交底。

5) 认真检验原材料, 材料入场应有合格的质量出厂证书。根据规定要求实施抽样送检, 达到合格, 方可使用。

6) 在施工过程中, 要求施工管理人员对桩间距、桩顶及桩底标高详细复核并校对。当通过校对达到无误之后, 方可进入下一施工工序。

7) 在施工中, 应及时落实验收工作, 并对相关资料进行记录及整理。

8) 对班组自检、交接检制度以及互检进行切实执行。应经常性对施工人员及质量安全员实施检查, 及时消除安全隐患, 并进行详细登记。

5 结语

作为公路工程地质研究的一项重点, 软土地基对工程安全有较大影响。在实际施工中, 要求我们应加强施工现场的地质资料收集整理, 认真总结施工经验, 根据软土地基的不同运用切实合理的地基处理方法, 保障公路工程的质量安全。

摘要：高压旋喷桩是在土层的预定位置上运用钻机将喷嘴的注浆管进行钻入, 通过运用高压设备中的高压作用, 对浆液实施喷射, 从而对土体结构形成冲击破坏, 构成松散的土粒状。其中一部分土粒随着浆液从地面流出, 而另一部分则在喷射流的离心力、冲击力以及重力等作用下, 与浆液进行混合搅拌。当浆液凝固之后, 在土中构成一个强度较高的固结体, 从而对地基进行加固, 使得土体变形性质得到有效改善。

关键词：公路工程,软基处理,单重管旋喷桩

参考文献