高压喷发注浆法是哄骗钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预约地位后,以高压做战使浆液或水、(空气)成为20~40MPa的高压射流从喷嘴中喷发出来,冲切、扰动、摧残土体,同时钻杆以必定速率渐渐擢升,将浆液与土粒强逼搅拌混杂,浆液固结后,在土中造成一个圆柱状凝聚体(即旋喷桩),以抵达加固地基或止水防渗的宗旨。
遵循喷发办法的不同,喷发注浆可分为单管法、二重管法和三重管法。
1单管法:单层喷发管,仅喷发水泥浆。
2二重管法:又称浆液气体喷发法,是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质喷发流横向喷发出,攻击摧残土体。在高压浆液和它外圈萦绕气流的协同影响下,摧残土体的能量显著增大,末了在土中造成较大的凝聚体。
3三重管法:是一种浆液、水、气喷发法,哄骗离别运输水、气、浆液三种介质的三重注浆管,在以高压泵等高压产生安设造成高压水流的范畴萦绕一股圆筒状气流,施行高压水流喷发流平和流同轴喷发冲切土体,造成较大的闲暇,再由泥浆泵将水泥浆以较低压力注入到被切割、击碎的地基中,喷嘴做扭转和擢升行动,使水泥浆与土混杂,在土中固结,造成较大的凝聚体,其加固体直径可达2m。
喷发注浆法的加固半径和很多成分相关,个中包罗喷发压力P、擢升速率S、被加固土的抗剪强度τ、喷咀直径d和浆液稠度B。加固规模与喷发压力P、喷咀直径d成正比,与擢升速率S、土的抗剪强度τ和浆液稠度B成反比。加固体强度与单元加固体中的水泥掺入量和土质相关。
单管、二重管、三重管旋喷桩机注浆动工表示拜见图1、图2、图3。
成桩机理高压喷发注浆的成桩机理包罗如下五种影响:
(1)高压喷发流切割摧残土体影响。喷发震动压以脉冲形态攻击摧残土体,使土体呈现空穴,土体裂隙膨大。
(2)混杂搅拌影响。钻杆在扭转擢升经过中,在射流后部造成闲暇,在喷发压力下,迫使土粒向着与喷咀挪动方位相悖的方位(即阻力小的方位)挪动地位,与浆液搅拌混杂造成新的机关。
(3)升扬置换影响(三重管法)。高速水射流切割土体的同时,由于通入紧缩气体而把一部份切下的土粒排出地上,土粒排出后所留闲暇由水泥浆液增加。
(4)充填、浸透凝聚影响。高压水泥浆赶快充填冲开的沟槽和土粒的闲暇,析水凝聚,还可渗入砂层必定厚度而造成凝聚体。
(5)压密影响。高压喷发流在切割击碎土层经过中,在击碎部位边际尚有残余压力,并对土层可造成必定压密影响,使旋喷桩体边际部份的抗压强度高于核心部份。
工艺过程图
操纵重点1.动工前筹办做事
(1)在计算文献供应的百般技能材料的根本上做增加工程地质勘测,进一步明白各动工工点地基土的性质、埋伏前提。
(2)筹办充沛的水泥加固料和水。水泥的种类、规格、出厂功夫经实验室磨练契合国度典范及计算请求,并有品质及格证。严禁哄骗过时、受潮、结板、改动的加固料。个别水泥为号平凡硅酸盐水泥。水要洁净,酸碱度适中,pH值在5~10之间。
(3)遵循增加勘测材料,在取舍的实验工点加固规模内的各代表性地层用薄壁取土器采纳必须数宗旨原状土送实验室,对得到的土样在施行实验以前应妥当保管,使土样的物理和化学功能尽或许维持稳固。
(4)室内协做比赛验。遵循计算请求的喷浆量或现场土样的处境,按不同含水量计算并调换几种协做比,经过在室内将现场采纳的土样施行风(烘)干、碾碎,过2~5mm筛的粉状土样,按计算喷浆量、水灰比搅拌、保护、力学实验,肯定动工喷浆量、水灰比。个别水灰比可取1.0~1.5。为改进水土壤的功能、防积淀功能和擢升强度,可合适掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。若实验以前土样的含水量产生了变动,应调换为自然含水量。
(5)试桩实验。遵循室内实验肯定的动工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在实验工点打设数根试桩,并遵循试桩事实,调换加固料的喷浆量,肯定搅拌桩搅拌机擢升速率、搅拌轴反转速率、喷入压力、停浆面等动工工艺参数。
(6)推土机、开掘机协做自卸汽车驱除地表0.3m厚的耕种土,杂物,并将原大地按计算请求整平,填前程拱。遵循动工现场理论处境,施做且自排、截水设备,并在动工规模除外开挖废泥浆池以及动工孔位至泥浆池间的排浆沟。
(7)按计算请求实行动工放样,用木桩定出桩位,用白石灰做出显然标记。
2.动工工艺
(1)钻机定位。挪动旋喷桩机到指定桩位,将钻头瞄准孔位核心,同时整平钻机,安插稳定、程度,钻杆的笔直度误差不大于1%~1.5%。就位后,首先施行低压(0.5MPa)射水实验,用以磨练喷嘴能否通顺,压力能否平常。
(2)制备水泥浆。桩机移位时,即开端按计算肯定的协做比拌制水泥浆。首先将水参与桶中,再将水泥和外掺剂倒入,驱动搅拌机搅拌10~20分钟,尔后拧开搅拌桶底部阀门,放入第一路筛网(孔径为0.8mm),过滤后流入浆液池,尔后经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)。当采纳地质钻机钻孔时,钻头在预约桩位钻孔至计算标高(预钻孔孔径为15cm)。
(4)插管(单重管法、二重管法)。当采纳旋喷注浆管施行钻孔功课时,钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时,可借助喷发管自己的喷发或振荡贯入。其经过为:启动钻机,同时开启高压泥浆泵低压运输水泥浆液,使钻杆沿导向架振荡、射流成孔下降;直到桩底计算标高,观测做事电流不该大于额定值。三重管法钻机钻孔后,拔出钻杆,再插入旋喷管。在插管经过中,为避免泥砂淤塞喷嘴,可用较小压力(0.5~1.0MPa)边下管边射水。
(5)擢升喷浆管、搅拌。喷浆管下降来到计算深度后,中止钻进,扭转一直,高压泥浆泵压力增到动工计算值(20~40MPa),坐底喷浆30s后,边喷浆,边扭转,同时老成遵循计算和
试桩肯定的擢升速率擢升钻杆。若为二重管法或三重管法动工,在抵达计算深度后,接通高压水管、空压管,驱动高压净水泵、泥浆泵、空压机和钻机施行扭转,并用仪容管制压力、流量微风量,离别抵达预约命值时开端擢升,赓续旋喷和擢升,直至抵达预期的加固高度后中止。
(6)桩头部份处置。当旋喷管擢升靠近桩顶时,应从桩顶如下1.0m开端,慢速擢升旋喷,旋喷数秒,再进取慢速擢升0.5m,直至桩顶停浆面。
(7)若遇砾石地层,为保证桩径,可反复喷浆、搅拌:按上述4~6环节反复喷浆、搅拌,直至喷浆管擢升至停浆面,封闭高压泥浆泵(净水泵、空压机),中止水泥浆(水、风)的运输,将旋喷浆管扭转擢升出大地,封闭钻机。
(8)冲洗。向浆液罐中注入适当净水,开启高压泵,冲洗悉数管路中残剩的水泥浆,直至根本洁净。并将粘附在喷浆管头上的土冲洗洁净。
(9)移位。挪动桩机施行下一根桩的动工。
(10)补浆。喷发注浆功课实行后,由于浆液的析水影响,个别均有不同程度的紧缩,使凝聚体顶部呈现凹穴,要实时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
3.保举的重要动工技能参数
(1)单重管法。浆液压力20~40MPa,浆液比重1.30~1.49,旋喷速率20rmin,擢升速率0.2~0.25m/min,喷嘴直径2~3mm,浆液流量80~L/min(视桩径流量可加大)。
(2)二重管。法浆液压力20~40MPa,紧缩空气压力0.7~0.8MPa。
(3)三重管。法浆液压力0.2~0.8MPa,浆液比重1.60~1.80,紧缩空气压力0.5~0.8MPa,高压水压力30~50MPa。
保举哄骗的重要机具做战
重要机具做战见表2
做事力机关
单机功课每班人员机关合做见表3。
品质请求及品质管制重点1.旋喷桩动工品质请求
旋喷桩动工品质请求应满意表4请求。
2.品质管制重点
(1)正式施工前应用心做好试桩做事,肯定正当的动工技能参数和浆液配比。
(2)旋喷经过中,冒浆量小于注浆量的20%为平常局势,若高出20%或全部不冒浆时,应查明缘故,调换旋喷参数或改动喷嘴直径。
(3)钻杆扭转和擢升务必接续不间断,拆卸接长钻杆或赓续旋喷时要维持钻杆有10~20cm的搭接长度,避免呈现断桩。
(4)在旋喷经过中,如因板滞呈现阻碍间断旋喷,应从头钻至桩底计算标高后,从头旋喷。
(5)制做浆液时,水灰比要按计算老成管制,不得随便改动。在旋喷经过中,应避免泥浆积淀,浓度升高。不得哄骗受潮或过时的水泥。浆液搅拌了结后送至吸浆桶时,应有筛网施行过滤,过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为好。
(6)在旋喷经过中,若碰到孤石或大漂石,桩可合适挪动地位(遵循受力处境,须要时可加桩),避免反常桩或断桩。
3.品质通病的处置
(1)不冒浆或冒浆量少。
每每缘故是加固土层粒径过大,孔隙较多,可采纳如下举措:
1)加大浆液浓度,能够从1.1加大到1.3左右赓续喷发。
2)贯注黏土浆或加细砂、中砂,待孔隙填满后再赓续平常喷发。
3)在浆液中掺加骨料。
4)加泥球封闭后赓续平常喷发。
5)贯灌水泥沙浆后,再将孔内水泥浆置换成黏土浆,待孔隙填满后赓续平常喷发。
(2)冒浆量过大。
每每是灵验喷发规模与喷浆量不适应相关,可采纳如下举措:
1)擢升喷发压力。
2)合适收缩喷嘴直径。
3)合适放慢擢升速率。由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的混杂体,现在对冒浆中的水泥的分散回收尚无恰当办法,在动工中多采纳过滤、积淀、回收调换浓度后再哄骗。
(3)凹穴处置。
1)在喷发灌浆了结时,即接续或间断地向喷发孔内静压贯注浆液,直至孔内混杂液固结不不才沉。
2)在喷发灌浆实行后,向固结体与其上部机关之间的闲暇施行第二次静压灌浆,浆液的配比应为不紧缩且具备膨胀性的材料,如采纳水泥∶水∶铝粉的配比为9.8∶6.9∶0.3的浆液。
平安举措(1)高压泥浆泵、空压机、高压净水泵务必指定专人操纵,压力表应按期磨练检定,以保证平常做事。
(2)钻机操纵人员应具备谙练操纵技巧。
(3)动工前应磨练高压做战和管路系统,其压力和流量(风量)需满意计算请求,应磨练管道的经久性以及管道联接能否靠得住,泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物,百般密封圈务必优秀,无渗漏局势,不然接洽断开、软管分解,将会致使浆液、高压水流飞散、软管甩出等平安事变。平安阀中的平安销要施行试压磨练(试压磨练到本地压力容器磨练所磨练),务必保证在抵达规则压力时能断销卸压,绝不能轻松安设未经试压磨练的克己平安销。
(4)喷发浆自喷嘴喷出时,具备很高的能量,是以人体与喷嘴之间的间隔不该小于60cm。
(5)喷发注浆的浆液现在个别以水泥浆为主,但偶然也参与其余化学填加剂,个别说浆液强硬后对人畜均无害,但强硬前的液体进到眼睛里时,务必即时施行充沛冲洗,病院调节。
(6)吊、放喷发管路时,严禁管下站人。不得将电缆浸泡在水和泥浆中,避免走电伤人。
处境守护(1)水泥、石灰细颗粒散体材料,应笼盖寄放;运输时务必务必封闭遮蔽,不得沿路撒落。
(2)同意洒水防尘举措,指定专人负责现场洒水降尘。
(3)采纳灵验降噪举措。
(4)不得随便排放废除的加固料。
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