高压放射注浆法是操纵钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预订地方后,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放射出来,冲切、扰动、毁坏土体,同时钻杆以必然速率慢慢晋升,将浆液与土粒强迫搅拌搀杂,浆液凝集后,在土中造成一个圆柱状凝结体(即旋喷桩),以抵达加固地基或止水防渗的目标。
一
实用领域
1.可普遍运用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质黏土、粉土(亚砂土)、砂土、黄土及人为填土中的素填土,以至碎石土等多种土层。
2.可做为既有兴办和新建兴办的地基加固之用,也可做为根基防渗之用;可做为动工中的暂时办法(如深基坑侧壁挡土或挡水、防水帐蓬等),也可做为永远兴办物的地基加固、防渗责罚。
3.当用于责罚泥炭土或地下水具备腐蚀性、地下水流速过大和已涌水的地基工程时,宜经过实验肯定其实用性。
依照放射法子的不同,可分为单管法、二重管法和三重管法。
单管法:单层放射管,仅放射水泥浆。
二重管法:又称浆液气体放射法,是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质放射流横向放射出,攻击毁坏土体。在高压浆液和它外圈盘绕气流的合做效用下,毁坏土体的能量显著增大,末了在土中造成较大的凝结体。
三重管法:是一种浆液、水、气放射法,应用离别运送水、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界限盘绕一股圆筒状气流,停止高压水流放射流和善流同轴放射冲切土体,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、破裂的地基中,喷嘴做回旋和晋升活动,使水泥浆与土搀杂,在土中凝集,造成较大的凝结体,其加固体直径可达2m。
放射注浆法的加固半径和很多要素相关,个中包罗放射压力P、晋升速率S、被加固土的抗剪强度τ、喷咀直径d和浆液稠度B。加固领域与放射压力P、喷咀直径d成正比,与晋升速率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。
二
成桩机理
高压放射注浆的成桩机理包罗如下五种效用:
1.高压放射流切割毁坏土体效用。放射震动压以脉冲形状攻击毁坏土体,使土体涌现空穴,土体裂隙膨大。
2.搀杂搅拌效用。钻杆在回旋晋升历程中,在射流后部造成闲暇,在放射压力下,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)挪动地方,与浆液搅拌搀杂造成新的组织。
3.升扬置换效用(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、浸透凝结效用。高压水泥浆仓卒充填冲开的沟槽和土粒的闲暇,析水凝结,还可渗入砂层必然厚度而造成凝结体。
5.压密效用。高压放射流在切割破裂土层历程中,在破裂部位边沿再有残余压力,并对土层可造成必然压密效用,使旋喷桩体边沿部份的抗压强度高于核心部份。
三
操纵重点
1.动工前谋划做事
(1)在计算文献供给的各样技巧质料的根基上做增加工程地质勘测,进一步懂得各动工工点地基土的性质、隐藏前提。
(2)谋划足够的水泥加固料和水。水泥的种类、规格、出厂时光经实验室磨练契合国度楷模及计算请求,并有品质及格证。严禁应用落后、受潮、结板、蜕变的加固料。普遍水泥为号每每硅酸盐水泥。水要洁白,酸碱度适中,pH值在5~10之间。
(3)依照增加勘测质料,在抉择的实验工点加固领域内的各代表性地层用薄壁取土器选取定然数目标原状土送实验室,对获取的土样在停止实验以前应妥贴保管,使土样的物理和化学本能尽或许维持稳定。
(4)室内合做比赛验。依照计算请求的喷浆量或现场土样的状况,按不同含水量计算并调动几种合做比,经过在室内将现场选取的土样停止风(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。普遍水灰比可取1.0~1.5。为改观水土壤的本能、防积淀本能和升高强度,可恰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。若实验以前土样的含水量产生了变换,应调动为自然含水量。
(5)试桩实验。依照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,并依照试桩终于,调动加固料的喷浆量,肯定搅拌桩搅拌机晋升速率、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、开掘机合做自卸汽车解除地表0.3m厚的栽培土,杂物,并将原大地按计算请求整平,填前途拱。依照动工现场实践状况,施做暂时排、截水设备,并在动工领域除外开挖废泥浆池以及动工孔位至泥浆池间的排浆沟。
(7)按计算请求完结动工放样,用木桩定出桩位,用白石灰做出显然标帜。
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,安置稳定、程度,钻杆的笔直度差池不大于1%~1.5%。就位后,首先停止低压(0.5MPa)射水实验,用以磨练喷嘴是不是流通,压力是不是寻常。
(2)制备水泥浆。桩机移位时,即开端按计算肯定的合做比拌制水泥浆。首先将水介入桶中,再将水泥和外掺剂倒入,启动搅拌机搅拌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,钻头在预订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)。当采纳旋喷注浆管停止钻孔功课时,钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时,可借助放射管自身的放射或震荡贯入。其历程为:启动钻机,同时开启高压泥浆泵低压运送水泥浆液,使钻杆沿导向架震荡、射流成孔下降;直到桩底计算标高,考察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。在插管历程中,为防范泥砂阻塞喷嘴,可用较小压力(0.5~1.0MPa)边下管边射水。
(5)晋升喷浆管、搅拌。喷浆管下降抵达计算深度后,中止钻进,回旋一直,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,边回旋,同时矜重遵从计算和试桩肯定的晋升速率晋升钻杆。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,启动高压净水泵、泥浆泵、空压机和钻机停止回旋,并用风度管制压力、流量微风量,离别抵达预订命值时开端晋升,继承旋喷和晋升,直至抵达预期的加固高度后中止。
(6)桩头部份责罚。当旋喷管晋升靠近桩顶时,应从桩顶如下1.0m开端,慢速晋升旋喷,旋喷数秒,再进取慢速晋升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,直至喷浆管晋升至停浆面,合上高压泥浆泵(净水泵、空压机),中止水泥浆(水、风)的运送,将旋喷浆管回旋晋升出大地,合上钻机。
(8)洗濯。向浆液罐中注入适当净水,开启高压泵,洗濯整个管路中残余的水泥浆,直至根基洁白。并将粘附在喷浆管头上的土洗濯洁白。
(9)移位。挪动桩机停止下一根桩的动工。
(10)补浆。放射注浆功课完结后,由于浆液的析水效用,普遍均有不同程度的紧缩,使凝结体顶部涌现凹穴,要实时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
3.举荐的要紧动工技巧参数
(1)单重管法。浆液压力20~40MPa,浆液比重1.30~1.49,旋喷速率20rmin,晋升速率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。
4.举荐要紧机具做战,见表2。
5.做事力机关
单机功课每班人员机关合做,见表3。
四
品质请求及品质管制重点
1.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)正式动工前应用心做好试桩做事,肯定正当的动工技巧参数和浆液配比。
(2)旋喷历程中,冒浆量小于注浆量的20%为寻常形势,若超越20%或全面不冒浆时,应查明起因,调动旋喷参数或变换喷嘴直径。
(3)钻杆回旋和晋升务必不断不间断,拆卸接长钻杆或继承旋喷时要维持钻杆有10~20cm的搭接长度,防范涌现断桩。
(4)在旋喷历程中,如因机器涌现阻碍间断旋喷,应从新钻至桩底计算标高后,从新旋喷。
(5)制做浆液时,水灰比要按计算矜重管制,不得随便变换。在旋喷历程中,应防范泥浆积淀,浓度下降。不得应用受潮或落后的水泥。浆液搅拌了却后送至吸浆桶时,应有筛网停止过滤,过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为好。
(6)在旋喷历程中,若碰到孤石或大漂石,桩可恰当挪动地方(依照受力状况,需要时可加桩),防范无理桩或断桩。
3.品质通病责罚
(1)不冒浆或冒浆量少:每每起因是加固土层粒径过大,孔隙较多,可选取如下办法。
1)加大浆液浓度,能够从1.1加大到1.3左右继承放射。
2)灌输黏土浆或加细砂、中砂,待孔隙填满后再继承寻常放射。
3)在浆液中掺加骨料。
4)加泥球紧闭后继承寻常放射。
5)灌输水泥沙浆后,再将孔内水泥浆置换成黏土浆,待孔隙填满后继承寻常放射。
(2)冒浆量过大:每每是灵验放射领域与喷浆量不适应相关,可选取如下办法。
1)升高放射压力。
2)恰当减少喷嘴直径。
3)恰当加速晋升速率。由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的搀杂体,方今对冒浆中的水泥的离开回收尚无适当法子,在动工中多采纳过滤、积淀、回收调动浓度后再操纵。
(3)凹穴责罚。
1)在放射灌浆了却时,即不断或中止地向放射孔内静压灌输浆液,直至孔内搀杂液凝集不鄙人沉。
2)在放射灌浆完结后,向凝集体与其上部组织之间的闲暇停止第二次静压灌浆,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。
五
平安办法
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,以保证寻常做事。
2.钻机操纵人员应具备老练操纵技巧。
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,应磨练管道的持久性以及管道承接是不是靠得住,泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物,各样密封圈务必杰出,无渗漏形势,不然接洽断开、软管决裂,将会致使浆液、高压水流飞散、软管甩出等平安事情。平安阀中的平安销要停止试压磨练(试压磨练到本地压力容器磨练所磨练),务必保证在抵达划定压力时能断销卸压,绝不能恣意装配未经试压磨练的克己平安销。
4.放射浆自喷嘴喷出时,具备很高的能量,因而人体与喷嘴之间的间隔不该小于60cm。
5.放射注浆的浆液方今普遍以水泥浆为主,但偶尔也介入其余化学填加剂,普遍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,务必当即停止足够洗濯,病院调节。
6.吊、放放射管路时,严禁管下站人。不得将电缆浸泡在水和泥浆中,防范走电伤人。
六
处境守护
1.水泥、石灰细颗粒散体材料,应掩饰寄存;运送时务必务必紧闭笼罩,不得沿路撒落。
2.拟订洒水防尘办法,指定专人负责现场洒水降尘。
3.选取灵验降噪办法。
4.不得随便排放废除的加固料。
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