高压喷射注浆法(旋喷桩法)施工工艺标准
高压旋喷桩施工工艺及要点
高压旋喷桩施工工艺及要点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),以达到加固地基或止水防渗的目的。
一、适用范围1.可广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、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,也可作为基础防渗之用;可作为施工中的临时措施(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。
根据喷射方法的不同,可分为单管法、二重管法和三重管法。
单管法:单层喷射管,仅喷射水泥浆。
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,打击破坏土体。
在高压浆液和它外圈围绕气流的共同感化下,破坏土体的能量显著增大,最后在土中构成较大的固结体。
三重管法:是一种浆液、水、气喷射法,使用分别输送水、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周围环绕一股圆筒状气流,进行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、破碎的地基中,喷嘴作旋转和提升运动,使水泥浆与土混合,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,个中包孕喷射压力P、提升速度S、被加固土的抗剪强度τ、喷咀直径d和浆液稠度B。
加固规模与喷射压力P、喷咀直径d成正比,与提升速度S、土的抗剪强度τ和浆液稠度B成反比。
加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关。
二、成桩机理高压喷射注浆的成桩机理包括以下五种作用:1.高压喷射流切割破坏土体作用。
高压旋喷注浆工艺标准规章
1 高压旋喷注浆施工工艺标准1 适用范围本标准适用于高层建筑地基加固,以提高地基承载力;以及用于既有建筑物的纠偏和沉降治理。
在临时工程中,也可用于防止土体滑动,增加边坡的稳定性。
在基坑开挖中起隔水帷幕的作用,防止基坑隆起、流砂、渗漏。
按工程用途,其适用范围可分为五类工程,见表1。
高压旋喷法适用工程种类表1高压旋喷注浆法能在土中形成圆柱状固结体,是在普通化学注浆法的基础上发展起来的加固土体的一种新方法。
旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任意一种方法。
单管法:旋喷高压水泥浆液一种介质,使用φ50mm或φ42mm的地质钻杆为注浆管,以20MPa压力从喷嘴中喷出,直接冲击切割土体。
双管法:旋喷高压水泥浆液和压缩空气二种介质,使用双通道气液同轴喷嘴结构的二重管,以20MPa高压喷射流外环绕一圈0.7 MPa空气喷射流喷,共同作用冲击切割土体;三管法:旋喷高压水流、压缩空气及水泥浆液三种介质,施工预先用钻机钻成直径为φ150~φ219的孔,然后将三重旋喷管插入孔中旋喷,三根管子互不相通,分别输送水、空气和浆液。
在均质土中,旋喷的圆柱体比较均匀。
在非均质或有裂隙土中,旋喷的圆柱体则不均称;由于喷射流脉动和提升速度不均匀,固结体的外表很粗糙。
在深度大的土中,如果不采取其它的措施,旋喷圆柱固结体可能出现上粗下细似胡萝卜的形状。
高压旋喷注浆技术,主要适用于松散软弱土层,如第四纪的冲(洪)积层、残积层,砂类土、粘性土、粉土、黄土、人工填土及淤泥、淤泥质土等。
当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根茎或有过多的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用程度。
但对于地下水流速过大,浆液无法在注浆管周围凝固的情况,对无填充物的岩熔地段,永冻土以及对水泥有严重腐蚀的地基,均不宜采用高压喷射注浆法。
2 施工准备2.1材料2.1.1喷射注浆材料及配方注浆材料以水泥为主要材料,并可加入不同外加剂和掺合剂,使其具有速凝早强、抗冻等性能。
高压旋喷桩施工工艺工法
高压旋喷桩施工工艺工法1前言1.1工艺工法概况高压旋喷桩施工技术是70年代日本首先提出,它是在静压灌浆的基础上,引进水力采煤技术而发展起来的,是利用射流作用切割掺搅地层,改变原地层的结构和组成,同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体,借以达到加固地基和防渗的目的。
70年代初期,日本最先把高压喷射技术用于地基加固和防水帷幕,形成一种特殊的地基加固技术,即所谓CCP工法(Chemical Churning Pile)。
此后,70年代中期又开发了同时喷射高压浆液和压缩空气的二重管法,最后形成喷射高压清水、压缩空气和低压浆液的三重管法。
目前,高压旋喷桩施工在世界各地得到广泛应用。
1.2工艺原理1.2.1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),以达到加固地基或止水防渗的目的。
1.2.2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。
1.单管法:单层喷射管,仅喷射水泥浆。
2.二重管法: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、冲切土体形成固结体。
3.三重管法:是一种浆液、水、气喷射法,使用分别输送水、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周围环绕一股圆筒状气流,进行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、破碎的土体中,喷嘴作旋转和提升运动,使水泥浆与土混合,形成较大的固结体。
4.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。
5.本工法以三重管法为例。
水箱2工艺工法特点施工设备简单、轻便、噪声小、施工速度快的特点。
高压喷射注浆法(旋喷桩法)施工工艺标准
高压喷射注浆法(旋喷桩法)选喷桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等的地基加固。
桩径一般0.5-1.4m,最大2m,深达45m,其抗压强度5-10MPa,渗透系数可降至10-7-10-8cm/s。
A. 旋喷(一)施工准备1.材料(1)浆液材料以水泥为主材,加入不同外加剂后,可具有速凝早强、抗冻等性能。
一般普硅425#纯水泥浆,固结体强度28天可最大达1-2MPa。
固结体的强度和抗渗性能(MPa)配浆用水 淡水 海水 海水加2%CaCl2备注灰砂比 1:4 1:4 1:4抗渗压力(养护50天) 0.567 0.517 0.583抗折强度(养护80天) 2.525 2.519 2.450抗压强度(养护60天) 5.958 7.625 7.494浆液配方及性能水灰比外加剂 凝结时间h-min结合率%备注 名称 占水泥重%1:1 CaCL2238-007-008088425#普硅1:1 三乙醇胺0.030.007-107-45同上 NaCl0.030.57-106-451.2:10 20-00CaCl2 3 12-00 76-85 三乙醇胺 0.05 14-00 75-80 NaCl 0.5 14-00 75-80(2)喷浆量可按下列两种方法计算取大值)(3)对地下水丰富的工程需要在水泥浆中掺入速凝早强剂,通常有氯化钙、水玻璃及三乙醇胺等,用量为水泥用量的2%-4%,早期强度能提高1.6-2.4倍。
(4)旋喷固结体的平均抗压强度为20MPa以上高强型,一般注浆用的水泥要求不低于525号普硅水泥,通常掺入高效能扩散剂有NNO、NR3、NaNa2、Na2SiO3等。
(5)对于有抗渗要求的旋喷固体,不宜使用矿渣水泥,如仅要求抗渗而无抗冻要求的可使用火山灰水泥,在水泥浆中掺入2%-4%的水玻璃,注浆用的水玻璃模数要求在2.4-3.4较为合适,浓度要在30-45波美度为宜。
(6)对改善型,在水泥浆中掺入膨润土,使浆液悬浮性增加,微减小水泥颗粒沉淀量,以至浆液的析水率减小,稳定性强,其配方为:水:水泥:陶土:碱(水玻璃)=1:1:3:0.0009(7)在水泥浆中掺入其它外加剂,如铝酸钠、三乙醇胺(NR3)、β-萘磺酸盐甲醛缩合物(NF)、氧节——节树脂磺酸盐(CRS)、亚甲基二萘磺酸钠(NNO)、沸石粉等,按不土要求的流定性和稳定度凝结时间或提高抗压强度作适当选择。
高压旋喷桩施工工艺
高压旋喷桩施工工艺一、工艺概述高压旋喷桩是利用钻机,将预先配制好的浆液,通过高压发生装置,使液流获得巨大能量后,高速喷射出来,形成一股能量高度集中的液流,直接冲击破坏土体,喷射过程中,钻杆边旋转、边徐徐提升,从而使浆液与土体充分搅拌混合,便在土中形成一个有一定直径的柱状固结体,使地基的到加固。
由于高压旋喷射流是高能高速集中和连续作用于土体中,具有冲击切削破坏土体并使浆液与土搅拌混合功能。
其加固范围就是喷射距离加上渗透部分或压缩部分的长度为半径的圆柱体。
高压旋喷桩具有应用范围广、工艺简单、固结体形状易控制等特点。
高压旋喷桩适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等各种软土地基的加固;加固地基范围广,不受土的粒度、密度、硬化剂黏性及硬化时间的影响。
二、作业内容1、成孔;2、水泥浆拌制;3、喷射,钻杆提升;4、复喷;5、泥浆清理三、质量标准及检验方法1、高压旋喷桩质量标准及检验方法(表1)四、高压旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法(1-2)五、施工准备1、施工前应编制施工工艺设计、工序质量控制设计,进行成桩工艺性试验(不少于2根),确定各项工艺参数并报监理单位确认后,方可进行施工。
2、高压旋喷桩施工开始后应及时进行复合地基承载力试验,以确认施工图设计参数。
3、施工前,应做好场地准备,设置回浆池,浆液应回收处理,防止污染环境。
六、施工机械及工艺装备1、高压喷射灌浆的施工机具设备有高压发生装置、钻机灌浆、特种钻杆和高压管路4部分组成,主要包括钻机、高压泵、空气压缩机、灌浆管、喷嘴、流量计、输浆管、制浆机等。
七、施工工艺及质量控制流程高压旋喷桩施工工艺及质量控制流程开始-原地面处理-测量放样-钻机就位-钻进-泥浆排泄处理-钻进桩底深度不够-钻进至桩底深度-插入灌浆至桩深度-高压喷射灌浆-灌浆量检查-停止喷浆-拔管-钻机移位-成桩质量检验-旁位补桩-结束八、工艺歩序说明1、机械就位机械就位应平稳,立轴、转盘与孔位对正,高压设备与管路系统应符合施工图集安全要求,防止管路堵塞,密封良好。
高压旋喷桩施工工艺
高压旋喷桩施工工艺1.工艺原理1.1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),以达到加固地基或止水防渗的目的。
1.2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。
本工程采用二重管法施工。
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、冲切土体形成固结体。
施工示意参见图1。
2工艺工法特点施工设备简单、轻便、噪声小、施工速度快的特点。
采用不同的钻机,不仅可以形成垂直的桩,也可以形成倾斜的桩。
可以只对指定区域进行加固,加固体的强度较高,加固深度可自由调节。
可以形成一定间距的桩或相互咬合形成止水帷幕或挡土墙。
3适用范围广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、(亚粘土)、粉土(亚砂土)、浆桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头图1 二重管旋喷注浆示意图空压机高压泥浆泵砂土、黄土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多种土层。
可作为既有建筑和新建建筑的地基加固、基础防渗之用;也可作为施工中的临时措施(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,在动水地层中施工时,首先要消除动水的影响。
4工艺流程及操作要点4.1施工工艺流程二重管高压旋喷桩施工工艺流程见图2所示。
图4 高压旋喷桩施工工艺流程图4.2操作要点4.2.1施工准备1.施工前对施工场地进行清理、平整,应保证场地的三通一平,确保用电安全。
2.施工前探明管线、建构筑物等地下障碍物埋深和位置,挖出探坑并作好详细的标示标记。
钻孔旋喷高压泵输送浆液成桩钻机移位终孔检查沉淀处理钻机就位废浆排放浆液制备废水渣土排放桩位测设试桩及工艺参数确施工准备空压机供风不合格3.挖好排浆沟,设置排浆等临时设施。
旋喷桩法施工工艺简介
高压喷射注浆法(旋喷桩法)施工工艺简介高压喷射注浆法(旋喷桩法)它是利用钻机将特制的喷嘴(同钻头一起)、注浆管钻至预定的位置后,用高压泵将水泥浆等材料喷射出来,切割土体,并与土搅拌混合均匀,形成强度较高的水泥土加固体。
现简介如下:高压喷射法(简称高喷法)就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后,用高压泥浆泵,通过安装在钻杆(喷杆)杆端置于孔底的特殊喷嘴,向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液),同时钻杆(喷杆)以一定的速度边旋转边提升,高压射流使一定范围内的土体结构破坏,并强制与固化浆液混合,凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。
固结体的形状和喷射流的移动方向有关。
一般分为旋转喷射(简称旋喷),定向喷射(简称定喷)和摆动喷射(简称摆喷)。
旋喷桩主要用于加固地基,提高地基的抗剪强度,改善地基土的变形性能,使其在上部结构荷载作用下,不至破坏或产生过大的变形。
定喷固结体呈壁状,摆喷形成厚度较大的扇状固结体。
定喷和摆喷通常用于地基防渗,改善地基土的水力条件及边坡稳定等工程。
(一)加固机理高喷法如三管高喷法,是用压缩空气包裹高压喷射水流冲击破坏搅动土体,同时用低压灌浆泵灌入浆液,浆液被高压水、气射流卷吸带入,同时与被搅动土体混合形成固结体加固地基,形成桩、板、墙的机理,可用五种作用来说明:1.高压喷射流切割破坏土体作用,喷流动压以脉冲形式冲击土体,使土体结构破坏出现空洞。
2.混合搅拌作用,钻杆在旋转和提升的过程中,在射流后面形成空隙,在喷射压力作用下,迫使土粒向阻力小的方向移动,与浆液搅拌混合后形成固结体。
3.置换作用,三重管高喷法又称置换法,高速水射流切割土体的同时,由于通入压缩空气而把一部分切割下的土粒排出灌浆孔,土粒排出后所空下的体积由灌入的浆液补入。
4.充填、渗透固结作用,高压浆液充填冲开的和原有的土体空隙被胶结物固结,还可渗入一定厚度的砂层而形成固结体。
5.压密作用,高压喷射流在切割破碎土体的过程中,在破碎带边缘还有剩余压力,这种压力对土层可产生一定的压密作用,使高喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。
高压旋喷注浆施工工艺标准
高压旋喷注浆施工工艺标准1适用范围本标准适用于建筑工程中采用高压旋喷注浆法进行的地基加固、建筑物纠偏,截水帷幕等施工。
2施工准备2.1材料2.1.1水泥:一般宜采用强度等级32.5级及其以上的普通硅酸盐水泥,其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB 175的规定,也可根据设计要求使用其他品种水泥。
水泥进场应有产品合格证和出厂检验报告,进场应进行取样复验,检验合格后方可使用。
2.1.2水:宜采用饮用水,若采用其他水源时,需符合混凝土拌合用水标准。
2.1.3外加剂和掺合料:常用外加剂有水玻璃、氯化钙、三乙醇胺、亚硝酸钠等,常用掺合料有膨润土、粉煤灰、矿渣等,外加剂及掺合料的质量应符合相应产品标准。
2.2机具设备2.2.1高压旋喷设备2.2.1.1钻机:旋喷钻孔,依据工程条件选用。
2.2.1.2高压水泵:泵量60~250L/min,泵压20~50MPa。
2.2.1.3泥浆泵:泵量80~150L/min,泵压5~40MPa。
2.2.1.4空压机:风量1~3m3/min,风压0.6~0.8MPa。
2.2.1.5浆液搅拌机:容量0.8~2m3。
2.2.2旋喷注浆器具:导流器、钻杆、喷头、喷嘴、高压浆液胶管、压气胶管等。
2.2.3计量器具:流量计、压力表等。
2.3作业条件2.3.1施工范围内的影响施工的地上、地下障碍物应清除或改移完毕,对不能改移的建(构)筑物需进行标识,并妥善保护。
2.3.2施工场区应做好“三通一平”工作,对松软地面进行碾压或夯实处理。
2.4技术准备2.4.1编制高压旋喷注浆施工方案并经审批后,对有关人员进行技术交底。
2.4.2高压旋喷注浆的设计参数应根据现场试验确定。
2.4.3按设计图纸测放旋喷桩位,并报有关部门复核。
3操作工艺3.1工艺流程3.2操作方法3.2.1钻机就位:将钻机平稳地安装在测放孔位上,钻杆轴线垂直对准钻孔中心线。
3.2.2钻孔:一般使用地质钻机成孔。
旋喷桩工艺标准
旋喷桩工艺标准一、适用范围:(一)适用于淤泥、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的地基加固;可用于既有建筑与新建筑的地基处理,深基坑侧壁挡土或者挡水,基坑底部加固防止管涌与隆起,坝的加固与防水帷幕等工程。
但对含有较多大粒块石、坚硬粘性土、大量植物根或者含过多有机质的土与地下水流失过大、喷射浆液无法在注浆管周围凝聚的情况下,不宜使用。
(二)分类形式:旋喷桩根据使用机具设备的不一致又分为:1.单管法:用一根单管喷射水泥浆液作为喷射流,由于高压浆液射流在土中衰减大,破碎土的射程较短,成桩直径较小,通常为0.3—0.8m。
2.二重管法:用同轴双通道二重注浆管复合喷射高压水泥浆与压缩空气二种介质。
以浆液作为喷射流,但在其外围裹着一圈空气流成为复合喷射流,成桩直径1.0m左右。
3.三重管法:同轴三重注浆管复合喷射高压水流与压缩空气,并注入水泥浆液。
由于高压水射流的作用,使地基中一部分土粒随着水、气排出地面,高压浆流随之填充空隙。
成桩直径较大,通常有1.0—1.2m,但成桩强度较低(0.9—1.2MPa)。
二、施工准备:(一)设备准备:1.旋喷桩要紧机具设备包含:高压泵、钻机、浆液搅拌器等;辅助设备包含操纵操纵系统、高压管路系统、材料储存系统与各类管材、阀门、接头安全设施等。
2.旋喷法施工常用要紧机具设备规格、技术性能、要求见下表注:1.钻机的转速与提升速度,根据需要应附设调速装置,或者增设慢速卷扬机;2.二重管法选用高压泥浆泵、空压机与高压胶管等可参照上列规格选用;3.三重管法尚需配备搅拌罐(一次搅拌量3.5m3)、旋转及提升装置、吊车、集泥箱、指挥信号装置等; 4.其他尚需配各类压力、流量仪表等。
(二)材料准备:1.水泥使用32.5级普通硅酸盐水泥,要求新鲜无结块,通常泥浆水灰比为1:1-1.5。
为消除离析,通常再加入水泥用量3%的陶土、0.9‰的碱。
浆液宜在旋喷前1h以内配置,使用时滤去硬块、砂石,以免堵塞管路与喷嘴。
高压旋喷注浆工艺标准
高压旋喷注浆工艺一、材料选择与准备旋喷注浆是靠高压液流的冲击力破坏土层并与土体混合成新的固体,根据喷射工艺要求,浆液应具备以下特性:注浆液具有良好的可喷性;有足够的稳定性;浆液中气体应少;能调解浆液的胶凝时间;优良好的力学性能;无毒、无臭、;结实率高。
水灰比一般采用1:1~1.5:1的水泥浆液。
在喷浆之前按施工要求准备好足够的合格的水泥浆液,二、旋喷参数的确定1、压力参数的确定一般情况下采用加大泵压力来增加其流量及流速,进而增大喷射力。
根据以往经验,本工程压力选择为:0~3米时,采用25Mpa,3米以下时采用23 Mpa。
2、旋转提升参数的确定旋转、提升的速度与喷流半径有关,而有效半径与喷嘴的几何尺寸和喷射角度有相互联系,并直接影响喷流的特性。
根据施工经验,旋喷提升速度宜控制在25~28cm/min范围内,旋转速度宜控制在20~28r/ min范围内。
其中在顶部1m应选用较慢的转速和提升速度。
一般为20~23cm/min速度提升,20r/min旋转。
3、喷嘴直径喷嘴安装在钻头侧面,是旋喷注浆的关键部分,喷粉直径大小对喷射流速度影响很大。
一般单管注浆中喷嘴直径选用2.0~3.2mm。
三、旋喷注浆参数确定1、喷射直径的估计旋喷后的固结体尺寸由以下因素决定:土的类别及密实程度,高压旋喷注浆方法,喷射技术。
根据我国使用的水泥浆液,压力为20Mpa左右、喷嘴孔径2.0〈d〈2. 5mm时。
旋喷固结体直径(D)可按标贯次数(N)进行估计:粘性土(适用于0〈N〈5〉:D =0.65/154N2~1/154 N2砂类土(适用于5〈N〈15〉:D=1/770(350+10N- N2)2、布孔形式根据现场实际情况,本工程采用三角形布孔。
矩形布孔四、高压旋喷注浆施工工艺的技术要求1、施工工艺1. 1钻机就位钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直,施工时旋喷管的允许偏斜不得大于1.5%。
1. 2钻孔单管旋喷常使用76型旋转振动钻机,钻进厚度达30m以上,适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层。
高压喷射注浆法(旋喷桩法)施工工艺标准
高压喷射注浆法(旋喷桩法)选喷桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等的地基加固。
桩径一般,最大2m,深达45m,其抗压强度5-10MPa,渗透系数可降至10-7-10-8cm/s。
A. 旋喷(一)施工准备1.材料(1)浆液材料以水泥为主材,加入不同外加剂后,可具有速凝早强、抗冻等性能。
一般普硅425#纯水泥浆,固结体强度28天可最大达1-2MPa。
固结体的强度和抗渗性能(MPa)浆液配方及性能(2)喷浆量可按下列两种方法计算取大值)(3)对地下水丰富的工程需要在水泥浆中掺入速凝早强剂,通常有氯化钙、水玻璃及三乙醇胺等,用量为水泥用量的2%-4%,早期强度能提高倍。
(4)旋喷固结体的平均抗压强度为20MPa以上高强型,一般注浆用的水泥要求不低于525号普硅水泥,通常掺入高效能扩散剂有NNO、NR3、NaNa2、Na2SiO3等。
(5)对于有抗渗要求的旋喷固体,不宜使用矿渣水泥,如仅要求抗渗而无抗冻要求的可使用火山灰水泥,在水泥浆中掺入2%-4%的水玻璃,注浆用的水玻璃模数要求在较为合适,浓度要在30-45波美度为宜。
(6)对改善型,在水泥浆中掺入膨润土,使浆液悬浮性增加,微减小水泥颗粒沉淀量,以至浆液的析水率减小,稳定性强,其配方为:水:水泥:陶土:碱(水玻璃)=1:1:3:(7)在水泥浆中掺入其它外加剂,如铝酸钠、三乙醇胺(NR3)、β-萘磺酸盐甲醛缩合物(NF)、氧节——节树脂磺酸盐(CRS)、亚甲基二萘磺酸钠(NNO)、沸石粉等,按不土要求的流定性和稳定度凝结时间或提高抗压强度作适当选择。
2.作业条件选喷注浆加固方案拟定前需要进行试验性调查及工作准备。
(1)工程地质资料,各钻孔柱状图及地质剖面图,有各土层的物理力学特性,化学成分,各种要求参数齐全。
(2)旋喷体作端承桩时,应注意持力层顶面的起伏变化情况,用作摩擦桩的注意土层不均匀性,有无软弱夹层。
(3)室内配方,为了解喷射注浆后桩体可能有的强度和决定浆液合理配合比,必须取现场各层土样,在室内按不同的含水量和配合比进行配方试验,优选出最合理的浆液配方。
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高压喷射注浆法(旋喷桩法)选喷桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等的地基加固。
桩径一般,最大2m,深达45m,其抗压强度5-10MPa,渗透系数可降至10-7-10-8cm/s。
A. 旋喷(一)施工准备1.材料(1)浆液材料以水泥为主材,加入不同外加剂后,可具有速凝早强、抗冻等性能。
一般普硅425#纯水泥浆,固结体强度28天可最大达1-2MPa。
固结体的强度和抗渗性能(MPa)(2)喷浆量可按下列两种方法计算取大值)(3)对地下水丰富的工程需要在水泥浆中掺入速凝早强剂,通常有氯化钙、水玻璃及三乙醇胺等,用量为水泥用量的2%-4%,早期强度能提高倍。
(4)旋喷固结体的平均抗压强度为20MPa以上高强型,一般注浆用的水泥要求不低于525号普硅水泥,通常掺入高效能扩散剂有NNO、NR3、NaNa2、Na2SiO3等。
(5)对于有抗渗要求的旋喷固体,不宜使用矿渣水泥,如仅要求抗渗而无抗冻要求的可使用火山灰水泥,在水泥浆中掺入2%-4%的水玻璃,注浆用的水玻璃模数要求在较为合适,浓度要在30-45波美度为宜。
(6)对改善型,在水泥浆中掺入膨润土,使浆液悬浮性增加,微减小水泥颗粒沉淀量,以至浆液的析水率减小,稳定性强,其配方为:水:水泥:陶土:碱(水玻璃)=1:1:3:(7)在水泥浆中掺入其它外加剂,如铝酸钠、三乙醇胺(NR3)、β-萘磺酸盐甲醛缩合物(NF)、氧节——节树脂磺酸盐(CRS)、亚甲基二萘磺酸钠(NNO)、沸石粉等,按不土要求的流定性和稳定度凝结时间或提高抗压强度作适当选择。
2.作业条件选喷注浆加固方案拟定前需要进行试验性调查及工作准备。
(1)工程地质资料,各钻孔柱状图及地质剖面图,有各土层的物理力学特性,化学成分,各种要求参数齐全。
(2)旋喷体作端承桩时,应注意持力层顶面的起伏变化情况,用作摩擦桩的注意土层不均匀性,有无软弱夹层。
(3)室内配方,为了解喷射注浆后桩体可能有的强度和决定浆液合理配合比,必须取现场各层土样,在室内按不同的含水量和配合比进行配方试验,优选出最合理的浆液配方。
(4)根据估算喷射直径来选用喷射注浆的种类和喷射方式。
(5)旋喷桩其桩距L以旋喷直径2-3倍为宜,布置形式按工程需要而定。
(二)操作工艺旋喷桩是在普通化学注浆法的基础上发展起来的加固土体的一种新方法,是采用高压射水掘削岩土的一项技术。
用高压泵(一般为15-25MPa)把水泥系或水玻璃系浆液通过钻杆端头的特殊喷嘴,以高速喷入土层,喷嘴在喷浆液时,一面缓慢旋转(20r/min)、一面徐徐提升(一般为15-30cm/min)高压浆液的水平射流,不断切削土层,并使强制切削下来的土与浆液进行混合,最后在喷射力的有效射程范围内形成一个由圆状混合物连续堆积成圆形凝柱体。
1.旋喷是高压射浆中的一种,在土中可能形成圆柱状、盘状、壁状和扇状等单一形状或两种综合固结体(水泥-土体)、旋喷注浆旋工工艺流程如下图:2.一般都是先把浆液管下(打)到预定加固范围最深点,然后自上而下进行高压喷射注浆(加凝固剂)切割土体,将开孔和灌注桩体同时进行,一次成桩,其工作步骤为:(1)钻机就位:钻机需平置于牢固坚实的地方,钻杆(注浆管)对准孔位中心,偏差不超过10cm,打斜管时需按设计调整钻架角度。
(2)钻孔下管或打管:钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置,可先钻孔后下管,亦可直接打管,在下(打)管过程中,需防止管外泥砂或管内水泥浆小块堵塞喷嘴。
(3)试管:当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压,若注浆设备和高压管路安全正常,则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。
(4)高压注浆作业:浆液的材料、种类和配合比,要视加固对象而定,在一般情况下,水泥浆的水灰比为1:,若用以改善灌注桩桩身质量,则应减小水灰比或采用化学浆。
(5)高压射浆自上而下连续进行,注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转和提升速度等参数,应符合设计要求。
喷射压力高即射流能量大,加固长度大,效果好,若提升速度和旋转速度适当降低则加固长度,随之增加,在射浆过程中参数可随土质不同改变,若参数不变,则容易使浆量增大。
(6)喷浆结束与拔管:喷浆由下而上至设计高度后,拔出喷浆管,喷浆即告结束,拔浆液填入注浆孔中,多余的清除掉,但需防止浆液凝固时产生收缩的影响,拔管要及时,切不可久留孔中,否则浆液凝固后不能拔出。
(7)浆液冲洗:当喷浆结束后,立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。
3.旋喷法形式有单管法、二重管法、三重管法、多重管法、干喷法,各具特色,可根据工程要求和土质任意选用。
(1)单管法:单独喷射高压水泥浆的单管法,使用φ42mm或φ50mm的地质钻杆为注浆管、喷射流为浆液,以20Mpa压力从喷嘴中喷出,直接冲击切削土体,直径一般,深度达45m。
(2)二重管法:高压水泥浆液和压缩空气同轴喷射的二重管法,使用了双通道的二重管,分别输送浆液和空气二种介质,喷射流为浆液及空气,以20Mpa的高压浆液喷射流外环绕一圈空气喷射流,在它们共同作用下破坏土体。
桩径介于单管与三重管之间,一般为,深度达20m。
(3)三重管法:高压水、压缩空气和水泥浆同时喷射的三重管法,施工时预先用钻机(或振动桩机)钻成直径为φ150-219mm的孔,然后将三重旋喷管(TY-301型)插入孔内旋喷,使用三根管子重合在一起,互不相通的三重管,分别输送水、空气和浆液三种介质,喷射流为水和空气,即以20Mpa的水喷射流,外环绕一圈的空气,浆液填充喷射流造成的空隙,桩径一般为1-2m,深度达30m。
4.清水开孔、二次成桩旋喷新工艺清水开孔喷注浆是将开孔与成桩工艺分开进行,开孔使用高压清水由上至下,即钻机立好以后,喷嘴即喷出压力为20Mpa以上高压清水,用高压水冲切土,旋转钻杆,并按每分钟20cm的速度往下钻,使喷射流成扁平的螺旋形冲切钻杆周围土体,形成圆柱形的空孔,钻杆不断往下钻,由高压水冲切出的泥浆不断上冒,钻孔不断加深,钻孔下至预定设计孔深,钻孔便即告完成。
待钻杆下至预定深度后,浆喷射高压水换成喷射高凝固浆液(水泥浆或水泥化学浆)进行旋转,并徐徐提升钻杆,借喷射旋转的提升的协调作用,将凝固浆液和原钻孔重的沉渣以及新的冲切土体旋转成一体,从而固化成桩,钻杆提升到那里,桩体就在那里形成。
(三)质量标准1.保证项目(1)旋喷桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比和外加剂的品种、单量必须符合设计要求。
(2)检验方法:检查出厂证明、合格证、试验报告。
(3)现场载荷试验:确定单桩承载力。
(4)开挖检查:旋喷桩体凝固7天后,经开挖作直观检查、现场取样、加工成标准试块立方体,检验单轴抗压强度。
2.基本项目(1)旋喷桩深度、直径、整体性、桩体强度等及其物理力学性能必须符合设计要求。
(2)检验方法:钻孔取样检验和标准贯入试验,平板载荷试验、开挖检查和检查施工日志。
(3)冒浆体试块试验,取施工过程中冒浆体试验其物理性能,作为判断强度参数,所取冒浆应选取喷射后期的即水泥与土混合状态较接近地下实际混合状态的冒浆。
(4)检查桩体均匀性,钻孔取芯,并可检验抗压强度。
(5)标贯试验,成桩后两周内进行试验,根据触探击数N10用对比法来判断桩身强度。
3.允许偏差旋喷桩的质量允许偏差和检验方法应符合下表的规定。
检查数量:按桩数抽5%。
(四)施工注意事项1.避免工程质量通病(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)旋喷桩施工前必须确定旋喷参数(旋喷速度、提升速度、喷最直径)。
旋喷施工主要技术参数旋喷深层长桩,倘若单一固定旋喷参数形成直径不均,上部较粗,下部较细的固结体,严重影响旋喷固结体的质量和抗渗作用,则应根据不同深度、不同土质情况变化,选择合适的旋喷参数,才能获得均匀密实的长度。
旋喷注浆加固土体的直径(m )为标准贯入值。
(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。
1)冒浆:旋喷时高压喷射在地基中切削土体,其加固范围就是喷射距离加上渗透部分长度为半径的圆柱体。
一部分细小的土粒被喷射浆液所置换,随着液流被带到地面上(俗称冒浆),其余与浆液搅拌混合。
2)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冒出地面,通过对冒浆观察,冒浆量小于注浆量20%为正常现象,超过20%或完全不冒浆者,应查明原因,采取相应的措施。
3)地层中有较大的空隙而引起不冒浆,则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。
另外,还可在空隙地段增大注浆量,填满空隙,再继续正常旋喷。
4)冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致,可采取提高喷射压力;适当缩小喷嘴直径;加快提升和旋喷速度等措施,减小冒浆量。
5)冒出地面浆液应经过虑、沉淀和调整浓度后才能回收利用,但回收难免没有砂粒,故仅有二重管旋喷法可利用回收的冒浆再注浆。
(6)在插管旋喷过程中,要注意防止喷嘴被堵,水、汽、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。
使用双喷嘴时,若一个喷嘴被堵,则用复喷方法继续施工。
插管过程中,为防止泥砂堵塞,可边射水边插管,水压力控制在1Mpa,高压水喷嘴要用塑料布包裹,以免泥土堵塞。
(7)选用水泥应经试验及过筛,其细度应在标准筛(孔径)的筛余量不大于15%,浆液搅拌后不得超过4小时,当超过时应经专门试验,证明其性能符合要求方可使用。
(8)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,以防止桩体中断,并应立即检查,排除故障,为提高旋喷桩承载能力,在桩底部1m范围内应采取较长持续时间的措施。
(9)当采取水泥浆进行旋喷时,在浆液与土搅拌混合的凝固过程中,由于浆液析水作用,一般均有不同程度收缩,造成固结时出现凹陷(凹陷通常在桩顶之间),深度随土质、浆液析出、固体直径等因素而异,当桩头凹陷量大对土加固及防渗影响大,应采取静压注浆补强。
(10)相邻桩施工间距宜大于4m,相邻两桩施工间隔时间(桩距2D)应小于48小时。
(11)作为端承桩,应深入持力层2m为宜。
(12)旋喷旋喷高压射浆可处理灌注桩质量问题,具体措施:1)砼灌注桩有裂缝、孔洞、断桩等质量问题时,可在原桩位钻孔,取出桩芯,在钻孔内注射高压浆液,使桩体获得浓水泥浆填充,增加其整体性。
2)当砼桩长不足,桩尖未达到持力层或泥渣土过厚的灌注桩,可采用接桩处理,在灌注桩下端至持力层范围内高压射浆,使柱状固结体与灌注桩相连。
3)当灌注桩有缩颈、桩体横截面积小,在原桩位旁边喷一个至数个旋喷桩相连,增大原桩截面,提高桩承载力。