精品高压旋喷桩在1汇总Word格式.docx
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高压旋喷桩在码头建设中的运用
摘要本文结合工程对高压旋喷桩施工过程进行了介绍,利用其技术性较强的特点,对于不同的地质情况进行合理的参数设置,充分保证桩基质量。
说明地基工程采用高压旋喷桩,投资费用较低,施工简便,工期较短,具有很好的经济效益和社会效益,是一项值得推荐的设计和施工方法。
关键字工程实例高压旋喷桩质量控制码头建设
前言
推广旋喷桩的应用,内容为高压旋喷桩的施工工艺和质量控制以及在码头中的运用。
通过研究对其方法更加熟悉,以便未来更大地推广。
旋喷桩具有梁效应和土体改良效应,能够起到防流沙、抗滑移、抗渗透作用。
南通长青沙船舶工程有限公司进行扩建,在长江边需建设一个380米的码头。
由于长江潮汐,水位高差大,河床冲刷严重,为防止冲刷,所以采用高压旋喷桩止水。
1旋喷桩原理及其发展
旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程,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,从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来,形成一股能量高度集中的液流,直接破坏土体,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。
喷射过程中,钻杆边旋转边提升,使浆液与土体充分搅拌混合,在土中形成一定直径的柱状固结体,从而使地基达到加固。
施工中一般分为两个工作流程,即先钻后喷,再下钻喷射,然后提升搅拌,保证每米桩浆液的含量和质量。
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,二十世纪八、九十年代在中国得到全面发展和应用。
许多工程实践证明高压旋喷桩技术对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果。
以高压喷射流直接冲击破坏土体,浆液与土以半置换或全置换凝固为固结体的高压喷射注浆法,从施工方法,加固质量到适用范围,不但与静压注浆法有所不同,而且与其他地基处理方法相比,亦有独到之处。
高压喷射注浆法的主要特征如下:
1.1适用的范围广
高压旋喷桩施工技术既可用于工程新建之前,也可用于工程修建之中,特别是用于工程落成之后,显示出不损坏建筑物的上部结构和不影响运营使用的长处。
1.2施工简便
旋喷施工时,只需在土层中钻一小孔,便可在土中喷射成直径较大的固结体,因而能贴近已有建筑物基础建设新建筑物。
此外能灵活地成型,它既可在钻孔的全长成柱型固结体,也可仅作其中一段,如在钻孔的中间任何部位。
1.3固结体形状可以控制
为满足工程的需要,在旋喷过程中,可调整旋喷速度和提升速度,增减喷射压力,可更换喷嘴孔径改变流量,使用固结体成为设计所需要的形状。
旋喷法施工时,喷嘴一面喷射一面旋转并提升,固结体呈圆柱状。
主要用于加固地基,提高地基的抗剪强度,改善土的变形性质,也可组成闭合的帷幕,用于阻挡地下水流和治理流沙。
1.4有较好的耐久性
在一般的软弱地基加固中,能预期得到稳定的加固效果并有较好的耐久性能可用于永久性工程。
此外,高压旋喷桩还具有料源广阔价格低廉、浆液集中,流失较少、设备简单,管理方便和无公害等特点。
2旋喷桩优点
2.1适用土类广,处理效果好性这一问题
该法对淤泥、淤泥质土、粘性土和人工填土等都有良好和处理效果,解决了小颗粒不易注浆加固的难题。
2.2设备简单、施工简单
高压喷射注浆全套设备结构紧凑,体积小,机动性强,占地小,能在狭窄和低矮的现场施工。
不喷射时,高压喷射流不存在,只有一根φ42rnm——φ90rnm很细的注浆管及喷头,施工钻孔直径仅要求在φ127mm以内,所获得的加固体直径较大,其径孔比(加固体直径、钻机开孔直径)大于10。
2.3施工安全、无公害
各种高压泵、泥浆泵等设备均有安全阀和超压自停自泄装置,不会因为堵孔升压造成爆破事故。
高压胶管的安全系数达3——4,其爆破压力为120Mpa以上,即使高压胶管在使用中出现裂口,压力也会骤然下降,只要按规定进行维护管理,施工安全就有保障。
施工时机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围建筑物带来振动影响和噪声公害。
3工程实例
本工程为南通市长青沙船舶工程有限公司舾装码头建设工程,码头长380m,采用灌注桩基础,土质自上而下为冲填土0.8-1.0m,砂性土、粉砂2.0-2.5m,淤泥质粉土19.6-26.4m,粉砂夹粉土10-15.2m,工程特性差,透水性强,容易冲刷,对工程施工带来一定的难度,对工程的耐玖性产生比较大的影响。
为此本工程采用高压旋喷桩进行灌注桩间止水,旋喷桩桩径Ф800㎜,桩间距600㎜,相邻搭接300㎜,桩长为7.5M高压旋喷桩总数为1600根,水灰比0.8-1,根据现场勘察采用XP30履带高压旋喷桩机3台进行施工。
定期对水泥浆比重检测。
4旋喷桩加固机理
旋喷桩
就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管,钻入土层的预定位置,然后将浆液以大于25Mpa的高压水泥浆射流通过Φ1.8mm的喷嘴喷出,水泥浆射流四周以压缩空气加以保护,随着喷管的旋转与提升,高压水泥浆射流冲切破坏土体,同时浆射流的能量较大,将水泥浆与粘土掺搅形成桩体;
压缩气也起到升扬置换的作用,使切割的部分土体从孔口冒出,水泥浆与粘土混合物固结后,组成具有一定的强度和抗渗能力的作用。
高压旋喷桩加固方法,由于所需钻孔尺寸很小,直径只有50mm,能够穿越坚固的填土层,进入天然地基进行加固,而且施工方便,能够不扰动原有路基结构。
高压旋喷桩能有效地减少总沉降量,特别是桩身范围沉降量,沉降量收敛快,有效减少差异沉降。
5施工技术参数
根据施工现场的实际情况和设计要求,根据以往的施工经验及结合本工程的特点,主要施工参数见表1。
表1施工参数表
序号
机具
压力
流量
机具功能
1
空压机
0.6~0.8Mpa
60-80m3/h
辅助切割土体,搅拌水泥土的混合物,扩大加固桩径
2
泥浆泵
20-25MPa
70-80L/min
将水泥浆混入被切割破碎的土体
3
喷射
钻机
提升速度:
15~18cm/min
喷射注浆的实施
旋转速度:
12~15n/min
旋喷桩施工前期的成孔采用GXY-1型液压钻机,XP30履带高压旋喷桩机,同时配套使用相关的空压机、压浆泵等设备。
(1)旋喷成桩直径:
800mm
(2)旋喷桩中心距:
600mm
(3)高压浆灌注压力:
(4)气压:
0.6~0.8Mpa
(5)浆液流量:
70-80L/min
(6)浆液喷射钻杆提升速度:
(7)钻杆旋转速度:
(8)浆液比重:
浆液采用P.C32.5级海螺散装水泥搅制,浆液比重1.45~1.6。
(9)成桩垂直度:
≦1.5%
6施工工艺
高压喷射灌浆施工各个环节密切合作,才能达到质量要求,施工顺序分东西两侧进行,先进行西侧施工,再进行东侧施工。
高喷灌浆施工作业流程如下:
图1旋喷桩的施工工艺流程图
6.1定孔位
在定孔位时,一定严格按照设计放样定孔位,其误差不大于50mm,并用木桩固定,成孔深度必须满足设计要求。
6.2造孔
把钻机移至钻孔位置,对准孔位用水平尺掌握机台水平,立轴垂直、垫牢机架、钻机的垂直度满足精度要求,经技术人员验测合格后方可开钻。
如发现钻机倾斜,则停机找平后再开钻。
钻进过程中,遇到异常情况及时查明原因,采取相应措施,对地层变化、颗粒大小、硬度等要详细记录,钻孔结束后,由技术人员进行质量检查,合格后方可移位进行下一个孔的钻进。
根据地质报告以及现场实际施工情况,本工程所处区域为回填砂,为保证钻孔的质量,在钻孔过程中采用膨润土泥浆护壁,从而保证钻孔质量。
为保证施工现场干燥,在钻孔施工前,根据旋喷桩的轴线,开挖一条深0.2m,宽约1m的泥浆槽,防止泥浆或废浆液到处溢流。
6.3浆液配制搅拌
为了保证浆液的浓度,采用二次搅拌配制浆液,即在第一只搅拌桶中按确定的水灰比配制并搅拌水泥浆液。
搅拌3-5分钟后放入第二只搅拌桶中待用。
禁止采用一只搅拌桶,一边配浆一边抽浆,否则难以控制浆液水灰比。
在实际施工时,还可以使用比重计随时测量浆液比重。
如水灰比1:
1的水泥浆液比重为1.49;
水灰比0.75:
1的水泥浆液比重为1.62;
水灰比1.5:
1的水泥浆液比重为1.37,浆液比重可根据水灰比计算或通过试验确定。
根据水灰比计算如下:
设水灰比为0.8,则水占水灰总量为0.8/1.8=44%,水泥就56%,水泥的密度3.1,泥浆密度=1/(P水/ρ水+P水泥/ρ水泥)=1.61
6.4下注浆管、喷射注浆
注浆管必须下到成孔深度(即设计深度),喷射注浆时注浆压力、提升速度、旋转速度、浆液水灰比必须按照经过试桩后确定的施工参数值,经现场质检人员检查认可后方可进行高喷灌浆施工,喷射过程中如遇特殊情况,如浆压过高或喷嘴堵塞等,应将喷射管提出地面进行处理,处理好后再进行施工。
喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。
6.5喷浆材料
采用P.C32.5海螺散装水泥搅拌制浆,水泥应为新鲜无结块,通过0.08mm方孔筛的筛余量为≤5%,每批次进场水泥必须有生产厂家产品合格证,并根据有关规定进行抽查检验。
制浆用水必须保证清洁无污染,符合拌制水工砼的要求。
6.6制浆
按设计配比进行浆液搅制,在制浆过程中应随时测量浆液比重,每孔高喷灌浆结束后要统计该孔的材料用量。
浆液用高速搅拌机搅制,拌制浆液必须连续均匀,搅拌时间不小于30s,一次搅拌使用时间亦控制在4h以内。
6.7喷射提升
当喷射管下至设计深度,开始送入符合要求的浆、气,待注入浆液冒出孔口时,按设计的提升方式及速度自下而上提升,直至提升到设计的终喷高程。
喷射过程中,值班技术人员应随时检查各环节的运行情况,并根据具体情况采取下列措施:
①接、卸换管要快,防止塌孔和堵嘴;
②喷射因故障中断,应酌情处理:
a、因机械故障,要尽力缩短中断时间,及早恢复灌浆;
b、如中断时间超过1h,要采取补救措施;
c、恢复喷射时,喷射管要多下0.3m,保证凝结体的连续性。
6.8回灌
喷射结束后,随即在喷射孔内进行静压充填灌浆,直到浆面不再下沉为止,保证高喷防渗墙固结后墙顶标高,回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆静压充填。
7质量控制
由于高压旋喷桩施工难度大,特制定施工细则,在施工中严格遵守,以保证施工质量。
一、钻机就位与设计位置偏差要求小于50mm,垂直度偏差度小于1.5%。
采取钢尺丈量和吊锤球的方法检测,满足精度要求后方可进行钻孔施工。
二、施工时严格控制各种施工参数,发现问题及时汇报处理。
现场施工做到及时记录、及时调整、及时汇报处理。
三、高压旋喷应全孔连续进行,若中途拆卸喷射管,则应进行复喷,搭接长度不小于300mm。
供浆正常的情况下,孔口回浆密度变小、且不能满足设计要求时,应加大进浆密度。
四、在施工时严格遵守操作规程,班长和技术员严格进行质量自检。
五、导孔时,根据地层情况及时调整循环护壁泥浆液的浓度,保证成孔质量。
若确实成不了孔,可以先从地面预注浆
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