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单管高压旋喷桩工法
单管高压旋喷桩工法
(JSGF17-2001)
一、适用范围
本工法适用于需要加固、纠偏、增层或护建现有工业与民用建筑和修建地下工程或临近新建工程而阻碍平安利用的现有建筑物,亦适用于基坑开挖帷幕支护防渗挡水、深基坑基底加固、灾害治理、边坡稳固等。
本工法施工可用于土体标准贯入实验值N小于20的淤泥质土、粉质粘土、粉土、松散的砂土、湿陷性黄土及人工填土中的素填土和含少量大块碎屑的杂填土的加固。
关于N值大于20的黄土、粘性土、粒径较大的砂砾及腐植土、泥炭层和地下水具有侵蚀性、地下水流速成过大或已涌水的地基工程,和已有建筑物的湿陷性黄土地基加固、挖深超过10m的止水工程,应依照工程设计要求,通过实验确信其适用性。
二、材料
水泥:
采纳一般硅酸盐水泥、矿渣水泥等,标号不低于325#、质量应符合GB175-85和GB1344-85的规定要求。
水玻璃:
浓度宜为40築e',模数~。
减水剂:
依照工程地质条件和设计强度要求,采纳不同类型的减水剂,经常使用AF型、木钙等。
其它视工程性质,添加如膨润土、CMC、粉煤灰等。
3、工艺流程
定孔位→钻(凿)孔→下置钻具
↓
→搅浆→旋喷注浆并按要求提升→至设计标高→成桩←补浆
↓
取样
4、要设备、机具
预成孔
钻机、钻杆、钻头、水笼头、胶管、泥浆泵、附件等,要求预成孔速度快、孔径不小于旋喷钻具,钻孔垂直度知足要求,预成的孔不垮坍、不缩径。
注浆
高压注浆泵、高压胶管、流量计较、附件等,要求高压注浆泵压力稳固、可调剂,流量可调剂并计量,以便依照不同设计要求进行调剂。
搅拌装置
搅拌机、储浆桶、胶管、过滤器网等,要求搅拌均匀,计量准确。
旋喷装置
钻机、导流器、钻杆、喷头、喷咀及附件等,要求提管速度、转速能操纵,卷扬面机提升能力>30KN,导流器、钻杆、喷头、喷咀密封、耐磨、耐压。
测量仪器
水准仪、标尺靠尺、经纬仪等。
辅助工具
储料罐、清洁工具等。
常见要紧设备的规格、数量见表1。
表1经常使用要紧设备机具配置表
序号名称型号规格主要性能每个作业队配置数量
1高压注浆泵BWT30/150ZJB-30泵量40~120∨min泵压20~35MPa可调剂2台
2高压胶管钢丝缠绕管内径>Φ25mm耐压>40MPa80~100m
3搅拌机自制立式叶轮式容量~2m32台
4储浆桶自制容量2~4m32台
5引孔钻机XY-Z或G-2A用Φ5六、Φ73或Φ91合金钻头2~4台
6旋喷钻机G-2A改型转速12~30rpm提升速度10~30cm/min2台
7液压流量计电磁式耐高压、密封2台
8导流器自制耐高坟、密封4~6台
9旋喷钻杆由Φ50钻杆改制喷咀直径可调换,耐高压、下部焊有合金100m
10喷头自制>35MPa10
11压力表抗震压力表2~4
12水准仪S21
13经纬仪J61
14靠尺2m1
15试模××10
16其它运输车储料罐根据工程特点配置
五、技术方案确信要点
现场调查、搜集资料
确信加固方案(施工组织设计)前应详细搜集以下资料:
加固区的工程地质资料(表2);
建筑场地与环境条件(含地下管线及地下构筑物);
建筑场地的总平面图和基础平面图、建筑物结构的类型和形式、荷载大小及其散布、对基础托换处置时,尚应搜集建筑物基础结构、构造、现状情形及其损坏缘故分析和测量资料。
抗震设防等;
对已建建筑物进行基础托换处置时,尚应搜集建筑物基础结构、构造、现状情形及其损坏缘故分析和测量资料。
表2土质与水质调查实验项目表
土的种类土工试项目工程重要性砂性土粘性土黄土
重要一般重要一般重要一般
物理性质天然容量√√√√√
土、砂比重√√√
孔隙比√√√√√√
饱和度√√√√
土的颗粒分析√√√√√√
天然含水量√√√
液限√√√√
塑限√√√√
渗透系数√√√
紧缩系数√√
标贯实验√√√√√
力学性质化学分析无侧限抗压强度√√√√
粘聚力√√√
内摩擦角√√√
酸碱角√√√√√√
土中水溶盐含量√√√√√
有机质含量√√√
碳酸盐含量√√√√√√
备注1、√为必需搜集项目二、黄土须考虑各向异性渗透系数
施工时可能对周邻环境和建筑物产生的阻碍。
工程用料的来源和工程造价等。
方案选择比较
依照加固托换、围护止水工程特点,通过对搜集资料的分析、判定,能够同时制定几种方案,通过综合比较,确信是不是采纳单管高压旋喷。
单管高压旋喷设计原那么
单管高压旋喷设计内容包括:
目的、旋喷位置及布置形式、加固范围、加固深度、孔位布置、桩径、注浆压力、注浆量、施工顺序、浆液配方、各地层所采纳的技术方法,工程检测等。
旋喷位置、加固范围、加固深度应依照上部结构设计荷载,进行沉降量计算和复合地基承载力计算确信;帷幕止水应付基坑抗管涌、沉降等进行计算来确信。
旋喷桩径、孔位布置、注浆压力,注浆量应依照地层来确信,设计前应结合施工体会或试桩情形,无施工验时可采纳表3参考确信。
表3经常使用单重管操作技术参数与旋喷固结体特性关系表
土层类别工艺技术参数固结体特性
高压泵压力高压泵流量Ⅰ/min喷咀个数mm/1喷咀直径mm提升速度cm/min直径mm强度MPa渗透系数cm/min
粘性土0 10 20 砂性土2 10 20 注: 浆量的确信应依照地层、桩径及设计桩深度来确信,也能够采纳以下公式进行确信,并取大值。 .1体积法: Q=πD2K1H(1+β)/4+d2K2π/4 式中: Q棗浆液用量(m3) D棗旋喷固结体直径(m) d棗注浆管直径(m) K1棗填充率,可取~ K2棗未喷范围土的填充率,可取~ h棗喷段长度(m) β棗损失系数,取~ 喷量法Q=H? q(1+β)/V Q棗浆液用量(m3) V棗提升速度(m/min) H棗旋喷长度(m) q棗单位时刻喷射液量(m3/min) β棗损失系数,可取~ .3施工顺序应依照设计来确信,一样应跳孔施工,间距应大于3倍桩径 浆液种类及配方 外掺剂选择 依照旋喷固结体设计要求,通过往水泥浆中加入粉煤灰、陶土、膨胀剂等外掺剂调剂浆液配方,但这些工作必需事前在室内进行实验,无实验条件时,宜按表4选用。 表4浆液类型及特性 配方类型外加剂成分%浆液特性 促凝早强型氧化钙2-4促凝、早强、可灌性好 铝酸钠2促凝、强度增长慢、稠度大 水玻璃2初凝快,终凝时间长,成本低 三乙醇胺,食盐1有早强作用 三乙醇胺,食盐(氯化钙2-3)促凝早强,可喷性好 氯化钙(或水玻璃)2亚甲基二萘磺酸纳促凝早强,强度高,浆液稳定性好 氯化纳1亚硝酸纳三乙醇胺防腐蚀,早强,后期强度高 填充剂型粉煤灰25调节强度,节约水泥 粉煤灰25,氯化钙2促凝,节约水泥 粉煤灰25,氯化钙2三乙醇胺促凝,早强,节约水泥 粉煤灰25硫酸纳1三乙醇胺有早强,抗冻性好 矿渣25提高固结体强度,节约水泥 矿渣25氯化钙2促凝、早强,节约水泥 单管旋喷柱用水泥浆液应依照工程设计选用,并符合以下规定。 .1关于一样工程,可采纳325#或425#硅酸盐水泥或矿渣水泥,水灰比宜为(~),当需要减缓水泥浆液沉淀速度及维持良好的可喷性时,可在其内加入3%水泥重量的膨润土和3%膨润土重量的碳酸钠,膨润土的细度应为200目。 .2膨润土和碳酸纳添加料应先在容器内稀释搅拌均匀,然后倒入水泥浆液内混合搅拌均匀。 稀释膨润土和碳酸纳用的水量应计入总水重,膨润土和碳酸纳重量应计入总灰量。 .3对地下水活动较强烈的工程和要求初期繁重的工程,可在水泥浆液加入适量的氯化钙和水玻璃或三乙醇胺等速凝剂。 .4对要求平均抗压强度在10MPa以上的旋喷桩体可选用不低于525号硅酸盐水泥或在425号的硅酸盐水泥中掺入高效能扩散剂,其配合比应由实验确信。 实验时取现场各土层原样,在室内按不同的配合比和置换率进行配方实验,优选出最合理的浆液配方。 .5对有抗渗要求的旋喷固结体,不宜利用矿渣水泥。 可在水泥浆液中掺入2%~4%水泥重量的水玻璃,当仅有抗渗要求而无抗冻要求时,可利用火山灰质水泥。 .6当在上浆前进行旋喷工程时,宜在425#硅酸盐水泥浆液中加入适量抗冻剂,避免土体冻胀。 .7掺合料、悬浮剂,外掺剂进料时须有出厂的证明书,进货时应付其品种标号、包装、出厂日期质量等进行验收,利用前均需取样复核,质量要符合国家有关标准规定,进料时,应别离堆放,并做好标识,且有防晒、防潮方法。 旋喷施工所用水泥浆液寄存的有效时刻应符合以下规定。 .1当气温在10℃以下时,不宜超过40分钟。 .2当气温在10℃以上时,不宜超过20分钟。 .3加入缓凝剂水泥浆液,其寄存时刻可适当延长。 .4当浆液寄存时刻超过有效时刻时,应从头搅拌和降低标号利用,必要时按废浆处置。 旋喷将液压严格过滤,并按喷咀直径、钻杆过浆通道选择过滤网,一样情形下过滤网选择60目网片。 过滤装置设置在放浆通道和吸浆管头部,以过滤出资不液中较大的水泥颗粒及杂质。 六、施工技术要点 旋喷桩施工前资料预备。 地基与基础的施工详图。 施工厂地范围内的高压线、线、地下管线、构筑物等有关资料。 通过实验确信要紧施工机具及操作技术参数。 必要的荷载实验及相关资料。 施工预备 平整场地,甭除地下障碍物。 当场地低洼时应回填粘性土料,不得回填杂填土料;本地表过软时,应有采取避免机械失稳的方法;当在边坡周围施工时应考虑施工对边坡的阻碍,并采取确保边坡周围施工时应考虑施工对边坡的阻碍,并采取确保边坡稳固的方法;当在基坑边抢险施工时,应考虑操作作业面,设备的稳固性并采取平安防护方法。 按图纸布置要求开挖冒浆排放沟和集浆坑。 基线、水准基点、柱位、桩轴线定位点等,应复核测量并妥帖保管。 搭建现场施工临时设施,如供水、供电、道路,临时用房,工作台、材料等。 设备试运行正常、配件充沛。 组建队伍,并由技术人员、平安员进行技术和平安操作交底,使施工人员能明白得施工目的、工艺流程、技术参数、机械性能及平安操作规程等。 孔位布置及引孔钻机定位 对照设计图纸核实孔位处有无妨碍施工和平安障碍物,如地下水管、下水道、地下电缆、人防旧建筑物基础和其它地下埋设物,并与有关单位协商清除或更改设计孔位。 依照图纸设计要求,由测量人员测放桩位,钻机就位后使钻头对准孔位中心,其误差<2m,并用“水平尺”、“靠尺”校正钻机垂直度,其误差<1/100。 在围护桩桩缝采纳旋喷桩进行桩缝止水时,钻孔的孔位必然要在钻孔灌注桩桩顶浮浆清除干净的前提下现场测放(对止封持续接缝进行开挖查明),严禁依照桩位图纸尺寸测放。 引孔 采纳G-2A型工程地质钻机或XU-300型地质钻机进行,钻头直径不小于Φ56mm,或直接采纳高压水射流成孔,水压不宜大于2MPa,引孔结合,上提钻具移走引孔钻机,用毛竹或其它标志物做好孔位标志。 旋喷钻机就位后,应按上述要求进行校正,下置旋喷钻具,同时按设计配合比配制好水泥浆液。 引孔进程中的操纵要求: .1关于比较坚硬的地层或砂卵石层,地下障碍物,宜用合金钻进行成孔。 .2对砂性土等易塌孔地层,宜用优质泥浆护壁,粘性含量较大的地层宜采取调整泥浆性能,避免“缩径”。 .3采纳旋喷钻要,利用旋喷管水流成孔时水压不宜大于2MPa,当旋喷管下至距预定深度时,应停止射水,使其在自重作用下,上下串动至设计孔深。 (因设计要求加大旋喷直径,增大旋喷体强度时,可利用高压水自上而上喷射成孔)。 下置旋喷钻具 用高压水预成孔的桩,旋喷钻具下至设计孔深后即可预备喷浆,但关于用合金钻头或震打设备震动成孔。 至设计孔深后,及时提升成孔钻具,再下旋喷钻具而且注意如下事项: 下置旋喷钻具前,宜对旋喷钻具是不是堵塞、焊点是不是有裂纹、密封,丝扣磨损情形是不是有问题进行检查,下合格者切忌利用。 下置旋喷钻具时,动作宜轻缓,尤其是碰到粘性土层时,原成孔易缩径或层跨孔时,切忌下压,以防堵塞喷咀,这时应利用1MPa~2MPa的低压水喷射下置,也可在插管前用一层塑料膜包扎好喷咀。 做好钻具的丈量记录工作,并计算出“机上余尺”。 喷射作业 喷射注浆前要检查高压设备和管路系统,设备的压力和排量必需知足设计要求。 管路系统的密封必需良好,各通道内的喷咀内不得有杂物。 旋喷注浆时要注意设备的开启顺序,应空载启动高压泵,泵压慢慢升高至规定值时,再按设计自下而上旋喷注浆。 喷射注浆必需持续进行,半途需拆御旋喷管时,应先提升,随即停止送浆,最后拆杆。 开机顺序按进行,开始喷射注浆,的孔段要与前段搭接,避免固结体脱节,如因故停机超过20分钟,应进行泵体和输浆管路清洗后继续喷浆作业。 喷射注浆达到设计标高后,即可停浆,卸下的旋喷管及搅拌机均要用清水冲洗干净,卸下的旋喷管应离地架起寄存。 工程终止后,丝扣部份要涂抹黄油,并用塑料薄膜绑扎保留。 喷射注浆作业完毕8小时左右,由于浆液的析水作用,一样均有不同程度的收缩,产生“凹穴”,须用水灰比为的水泥浆或150#的水泥砂浆进行补灌,或在砂层中旋喷作业时,可利用其它钻孔上返的水泥砂土混合浆液进行补灌,施工时要避免其它钻孔排出的污泥或杂物进入“凹穴”。 喷射注浆进程中钻机的转速,提升速度,注浆泵泵量,高压泵流量、压力需严格按《施工组织设计》进行,不得随间更改。 旋喷注浆作业的同时,应按设计要求从孔口搜集冒浆试样,试模做试块其数量每种主腹地层很多于6组,每组3件。 旋喷注浆进程中,冒浆量小于注浆量的20%时为正常现象,超过20%或完全不冒浆时应采取以下方法: .本地层中有较大间隙引发的不冒浆时,可在浆液中掺入少量的速凝剂,缩短固结时刻,使浆液在必然的土层范围内凝固,也可在间隙地段增大注浆量,填满间隙后再继续旋喷。 .2当冒浆量过大时,可通过减少注浆量或加速提升和回转速度,也能够缩小嘴直径,提高喷射压力,增大固结体直径。 为加大旋喷固结体尺寸或为幸免深层硬土旋喷固结尺寸减少,能够采纳增大喷嘴直径、高压浆液流量、压力,降代回转与提升速度等方法,初喷终止后,将注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深,再泵送水泥浆,自下而上进行第二次喷射(复喷)。 喷射注浆进程中显现以下异样现象时,需查明缘故采取相应方法: .1流量不变而压力突然下降时,应检查各部位的汇漏情形,必要时拨出旋喷管检查密封性能。 .2显现不冒浆或断续冒浆时,假设系土质松软那么视正常现象,可适当进行复喷;假设系周围有空洞、通道,那么应不提升旋喷管继续注浆,直至冒浆为止或拨了旋喷管待浆液固后从头注浆。 .3在大量冒浆,夺力稍有下降时,可能系注浆管被击穿或有孔洞,使喷射压力降低,同时应拨出注浆管进行检查。 .4压力陡增超过量高限值,流量为零,停机后压力仍不变,可能系喷咀堵塞,应拨管疏通喷咀。 高压喷射注浆处置地基时,在浆液未硬化前,有效喷射范围内的地基受到扰动而降低强度,容易产生附加变形,因此在处置既有建筑物地基或在临近既有建筑物旁施工时,应操纵施工速度、顺序和加速浆液的凝固等方式避免或减小附加变形。 施工进程中,应如实记录施工的各项参数,详细描述喷射注浆时的各类现象,以便判定加固成效并为质量查验提供资料。 施工顺序 旋喷柱施工时须跳跃进行,间距须大于或3d(d指桩径),施工间隙须大于7天,以防串孔。 常见故障的防治 喷嘴或管路被堵,表现是压力骤然上升,预防方法: .1在高压注浆泵的吸水管入口和水泥浆储蓄箱中都设置过滤网,并常常清理,筛网的面积不要过小。 .2假设系喷射进程中显现水泥浆供不该求时,应将注浆管上提一段距离,抽送清水将管路中的水泥浆顶出喷头后再停泵。 .3喷射作业终止后,按要求做好各系统的清理工作。 高压泵注浆管压力或排量达不到要求时,处置方式: .1检查阀芯、阀座、活塞、缸套等零件,磨损大的及时改换,有杂物阻碍阀芯、阀座的关启时要及时清理。 .2检查吸浆管道是不是畅通,幸免空气吸入,尽可能减小吸浆管的流动阻力。 .3检查活塞每分种的往复次数是不是达到要求,尽可能减小吸浆管的流动阻力。 .4检查平安阀及高压管路,排除泄漏。 .5检查喷咀直径是不是符合要求,改换过度磨损的喷咀。 7、质量标准与查验、验收 质量标准 旋喷桩用的材料质量和固结体强度、渗透系数必需符合设计要求和施工标准要求。 旋喷桩深度、平均直径、垂直度、桩身中心许诺误差(为倍设计桩径)和均匀性必需符合要求。 旋喷桩桩顶高及浮浆的处置应知足设计要求。 查验、验收 旋喷桩质量依照需要通常选用以下方式进行查验: 开挖检查、钻孔取芯、动测法、标准贯入实验、载荷实验和压水实验等。 查验点应布置在以下部位: .1建筑物荷载大的部位; .2帷幕中心线上; .3施工中显现异样情形的部位; .4在质情形复杂,可能阻碍质量部位。 查验点的数量应为施工注浆孔数的2~5%,对不足20孔的工程,至少应查验一个点。 不合格者应进行补喷。 质量查验应在高压喷射注浆终止4周后进行。 八、劳动组织 依照工程规模大小、工期要求,确信开动一台套或数台套旋喷设备施工,劳动组织按一个工程开动一台为例,其组织如表5: 表5劳动组织表 组织岗位人数职责备注 管理组项目负责1~2全面负责对内协调,对外联络 施工员1全面负责技术工作 质检员1各个环节质量检验、监督或兼任 平安员1工地安全检查、管理 后勤机修组材料员1工程用料采购、申领 电工1工地各种电器、线路安装、管理 钳工1机具、设备维修、保养 引孔班长1操作钻机,全面掌握施工质量,安全 钻探工2接卸钻杆、全面掌握施工质量,安全 司泵工1接卸钻杆、钻具、机修、保养、排除故障 搅泥浆工2操作泥浆泵视地层情况增设 旋喷成桩班长1制备泥浆 钻探工2~3操作钻机,全面掌握施工质量、安全 钻探工1接卸、冲洗钻杆,维修、保养、记录压力,流量 高压泵司泵工1熟悉高压泵性能,操作高压泵及维修、保养、记录、压力、流量 送浆泵工1操纵灰浆泵及灰浆循环、排放、维修、保养灰浆泵,作好泵记录 制浆普工2搬运水泥,熟悉配方,制浆 其它炊事1~2负责伙食 行政1工地日常行政事务 九、平安注意事项 高压旋喷桩操作人员上岗前,须进行平安培训,特殊工种如: 电工必需持证上岗,临时只准做辅助工作,高压泵、钻机司机必需熟悉机械性能、操作熟练、能排除故障并能进行机械维修与保养。 作业人员要严格遵守劳动纪律,覆行自己的职位职责,工作中不擅自脱岗、不打闹、不睡觉、上班前不饮酒。 作业人员进入施工现场必需穿着劳动爱惜用品,上塔作业必需系好平安带,严格执行职工平安规那么。 高压泵、水泥浆制作台必需架设在平整、坚实场地上,松软的场地必需夯实,加垫机台木反。 钻机平台搭设前必需对场地进行平整,摊平垫实钢管支架,支架钢管直径宜大于Φ73mm,支架钢管的排放间距不大于25cm,钢管两头支点距离不宜大于2m,支点部位宜用木板或石块垫实,接触面长度不宜小于25cm,钢管上部宜用厚不小于40mm,宽度不小于40cm的木板铺设平台。 钻机移位和放塔时要用Φ50钢管插于钻研机前部的机座孔中,并用人扶移,行走时要有专人指挥。 钻机定位要使钻机的四条螺杆腿架设在木板上,并保证钻机行走轮胎腾空,确保钻要稳固,操作进程不发生倾斜、移位、塌陷。 高压泵开启时,应先起动正常后,再调整加压。 采纳的高压管路及接头必需知足压力要求,开泵时管路沿线不得站人,高压泵、钻机的传动部位需有防护罩。 开钻试喷时,高压喷咀应付着无人区域,以避免高压浆液冲击伤人。 水泥浆搅拌工,必需戴防尘面具进行操作。 施工时尚应遵守施工现场常规建筑安装工程平安操作规程及国家有关法规、规那么、条例等。
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