一、施工原理及工艺流程
三管法旋喷是一种水、气放射、浆液灌注搅拌混合放射的方法。即用三层放射管使高压水和空气同时横向放射,并切割地基土体,借空气的上升力把被破碎的土由地表扫除;于此同时,另一个喷嘴将水泥浆高压力放射注入到被切割、搅拌的地基中,使水泥浆与土混合到达加固目的,其加固直径可达800~2000mm。
采用三管法旋喷,应先送高压水、再送水泥浆和紧缩空气;放射时先应到达预定的放射压力、喷浆量后,再逐渐提升注浆管,注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm;当到达设计桩顶高度或空中出现溢浆现象时,应立刻中止以后桩的旋喷任务,并将旋喷管拔出并清洗管路。三重管法是将水泥浆与紧缩空气同时放射,除可延伸放射距离、增大切削才干外,也可促进废土的扫除,减轻加固体单位体积的重量。
旋喷桩施工工艺流程:
测放桩位 引孔钻机就位 开孔反省 钻进成孔 清孔 换浆清渣 启动空压机送风 启动高压泵送水 移钻 试喷反省 拔出高喷管 浆液配制泵送 高喷作业 观察高喷参数 回灌 孔内坚持满浆 搬迁 旋喷桩施工工艺流程图
二、施工工艺参数
主要技术参数参考表 项目 气压〔MPa〕 气量〔m3/min〕 压力〔MPa〕 水 流量〔L/min〕 喷嘴直径mm 水泥浆 水灰比 提升速度〔cm/min〕 旋转速度〔r/min〕 压力〔MPa〕 流量〔L/min〕 技术参数 0.5~0.7 0.5~2.0 20~30 80~120 2~3.2 1~2 100~150 1~1.5:1 7~14 11~14 紧缩空气 旋喷桩施工行停止试桩,依据实践状况以确定预定的浆液配比、放射压力、喷浆量等技术参数。试桩数量不少于3根,详细位置依据现场实践状况与监理一同确定。
浆量计算:以单位时间放射的浆量及放射继续时间,计算出浆量,计算公式为: Q=(H/v)q(1+β) 式中 Q—浆量〔m〕; H—放射长度〔m〕;
q—单位时间喷浆量〔m/min〕; β—损失系数,通常0.1~0.2; v—提升速度〔m/min〕。
依据试桩参数计算所需的喷浆量,以确定水泥运用数量。 三、旋喷桩施工方法 〔1〕 施工预备 ①场地平整
正式进场施工前,停止管线调查后,肃清施工场地空中以下2米以内的阻碍物,不能肃清的做好维护措施,然后整平、夯实;同时合理布置施工机械、保送管路和电力线路位置,确保施工场地的〝三通一平〞。
②桩位放样
施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点,埋石标志,经过复检验线合格后,用钢尺和测线实地布设桩位,并用竹签钉紧,一桩一签,保证桩孔中心移位偏向小于50mm。
③修建排污和灰浆拌制系统
旋喷桩施工进程中将会发生10~20%的返浆量,将废浆液引入沉淀池中,沉淀后的清水依据场地条件可停止无公害排放。沉淀的泥土那么在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污一致
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归入全场污水处置系统。
灰浆拌制系统主要设置在水泥左近,便于作业,主要由灰浆拌制设备、灰浆贮存设备、灰浆保送设备组成。
〔2〕钻机就位
钻机就位后,对桩机停止调平、对中,调整桩机的垂直度,保证钻杆应与桩位分歧,偏向应在10mm以内,钻孔垂直度误差小于0.3%;钻孔前应调试空压机、泥浆泵,使设备运转正常;校验钻杆长度,并用红油漆在钻塔旁标注深度线,保证孔底标高满足设计深度。
〔3〕引孔钻进
钻机施工前,应首先在空中停止试喷,在钻孔机械试运转正常后,末尾引孔钻进。钻孔进程中要详细记载好钻杆节数,保证钻孔深度的准确。
〔4〕拔出岩芯管、拔出注浆管
引孔至设计深度后,拔出岩芯管,并换上放射注浆管拔出预定深度。在插管进程中,为防止泥砂梗塞喷嘴,要边射水边插管,水压不得超越1Mpa,以免压力过高,将孔壁射穿,高压水喷嘴要用塑料布包裹,以防泥土进入管内。
〔5〕旋喷提升
当放射注浆管拔出设计深度后,接通泥浆泵,然后由下向上旋喷,同时将泥浆清算排出。放射时,先应到达预定的放射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管,以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量,喷嘴下沉到设计深度时,在原位置旋转10秒钟左右,待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应延续停止,不得中缀,钻机发作缺点,应中止提升钻杆和旋转,以防断桩,并立刻检修扫除缺点,为提高桩底端质量,在桩底部1.0m范围内应适当添加钻杆喷浆旋喷时间。在旋喷提升进程中,可依据不同的土层,调整旋喷参数。
〔6〕钻机移位
旋喷提升到设计桩顶标高时中止旋喷,提升钻头出孔口,清洗注浆泵及保送管道,然后将钻机移位。相邻两桩施工距离时间不得小于48小时,间距不小于4~6m。 四、旋喷桩施工技术规范 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 旋喷桩施工技术反省表 项 目 名 称 技 术 标 准 反省方法 钻孔垂直度允许偏向 ≤1.5% 实测或经纬仪测钻杆 钻孔位置允许偏向 钻孔深度允许偏向 桩体直径允许偏向 桩身中心允许偏向 水泥浆液初凝时间 水泥土强度 水灰比 50mm ±200mm ≤50mm ≤0.2D 不超越20小时 qu(28)≥1.2MPa。 1:1 尺量 尺量 开挖后尺量 开挖桩顶下500mm处用尺量,D为设计桩径 实验检验 实验检验 五、施工反省内容 〔1〕施工前反省
在施工前对原资料、机械设备及放射工艺等停止反省,主要有以下几方面:
①原资料〔包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂〕的质量合格证及复验报告,拌和用水的鉴定结果;
②浆液配合比能否适宜工程实践土质条件;
③机械设备能否正常,在施工前应对高压旋喷设备、地质钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运转,同时确保钻杆〔特别是多重钻杆〕、钻头及导流器疏通无阻;
④反省放射工艺能否适宜地质条件,在施工前也应作工艺试喷,试喷在原桩位位置试喷,试喷桩孔数量不得少于2孔,必要时调整放射工艺参数。
⑤施工前还应对地下阻碍状况一致排查,以保证钻进及放射到达设计要求。 ⑥施工前反省桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。 〔2〕施工中反省 施工中重点反省内容有: ①钻杆的垂直度及钻头定位; ②水泥浆液配合比及资料称量;
③钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等;
④放射注浆时喷浆〔喷水、喷气〕的压力、注浆速度及注浆量; ⑤孔位处的冒浆状况;
⑥喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度;
⑦施工记载能否完备,施工记载应在每提升1m或土层变化接壤处记载一次压力流量数据。
〔3〕施工后反省
施工后主要对加固土体停止反省,包括: ①固结土体的全体性及平均性; ②固结土体的有效直径;
③固结土体的强度、平均直径、桩身中心位置; ④固结土体的抗渗性。 六、成桩质量反省 〔1〕质量检验时间、内容
施工对放射施工质量的检验,应在高压放射注浆完毕后1周,反省内容主要为加固区域
内取芯实验等。
〔2〕质量检验数量、部位
检验点的数量为施工注浆孔数的2%~5%,对缺乏20孔的工程,至少应检验2个点,不合格者应停止补喷。检验点应布置在以下部位:荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常状况的部位。
〔3〕检验方法
旋喷桩的检验可采用钻孔取芯方法停止。
钻孔取芯:在已施工好的固结体中钻取岩芯,并将其做成规范试件停止室内物理力学功用实验,反省外部桩体的平均水平,及其抗渗才干。
七、质量保证措施
为保证旋喷桩的施工质量,依据施工条件、设计要求和相关行业规范,拟采取如下质量保证措施到达施工质量目的。
〔1〕放注浆管前,先在地表停止射水实验,待气、浆压正常后,才干下注浆管施工。 〔2〕高喷施工时隔两孔施工,防止相邻高喷孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间距离不少于48小时。
〔3〕采用32.5R普通硅酸盐水泥作加固资料,每批水泥进场必需出具合格证明,并按每批次现场抽样外检,合格后才干投入运用。施工中一切计量工具均应停止鉴定,水泥进场后,应垫高水泥台,覆防雨彩布,防止水泥受潮结块。
〔4〕浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以现场试桩状况为准。施工现场装备比重计,每天量测浆液比重,严厉控制水泥用量。运灰小车及搅拌桶均做清楚标志,以确保浆液配比的正确性.灰浆搅拌应平均,并停止过滤。喷浆进程中浆液应延续搅动,防止水泥沉淀。
〔5〕施工行停止成桩实验,由设计、业主、监理、施工单位共同确定旋喷桩施工参数,保证成桩直径不小于设计桩径。
〔6〕严厉控制喷浆提升速度,其提升速度应小于0.14m/min 。喷浆进程应延续平均,假定喷浆进程中出压力骤然上升或下降,少量冒浆、串浆等异常状况时,应及时提钻出地表扫除缺点后,复喷接桩时应加深0.4米重复放射接桩,防止出现断桩。
〔7〕高喷孔放射成桩完毕后,应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌,防止因浆液凝结后体积收缩,桩顶面下降,以保证桩顶标高满足设计要求。
〔8〕因地下孔隙等缘由形成返浆不正常,漏浆时,应中止提升,用水泥浆灌注,直至返浆正常后才干提升。
〔9〕引孔钻孔施工时应及时调整桩机水平,防止因机械振动或空中湿陷形成钻孔垂直度偏向过大。为保证顺利安放注浆管,引孔直径采用Φ150mm成孔,岩芯管长不小于2.0米。穿过砂层时,采用浓泥浆护壁成孔,必要时可下套管护壁,以防垮孔。
〔10〕实行技术人员随班作业制,技术人员必需时辰留意反省浆液初凝时间,注浆流量,风量,压力,旋转提升速度等参数能否满足设计要求,及时发现和处置施工中的质量隐患。当实践孔位孔深和每个钻孔内的地下阻碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等状况时,应详细记载,仔细照实填写施工报表,客观反映施工实践状况。
〔11〕依据地质条件的变化状况及时调整施工工艺参数,以确保桩的施工质量。调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告,经赞同后调整。
〔12〕装备一台备用发电机组。旋喷桩施工,进入旋喷作业那么应延续施工。假定备工进程中停电时间过长,那么启用备用发电机,保证施工正常停止。
〔13〕施工现场装备常用机械设备配件,保证机械设备发作缺点时,可以及时抢修。 八、旋喷桩施工预案
依据旋喷桩施工工艺特点及场区内工程地质状况,为保证旋喷桩施工质量,针对施工中能够出现的效果停止剖析并提出预防措施及处置方法。
〔1〕固结体强度不平均、缩颈 发生缘由
①放射方法与机具没有依据地质条件停止选择。 ②喷浆设备出现缺点中缀施工。
③拔管速度、旋转速度及注浆量适配不当,形成桩身直径大小不平均,浆液有多有少。 ④放射的浆液与切削的土粒强迫搅拌不平均,不充沛。 ⑤穿过较硬的粘性土,发生颈缩。 预防措施及处置方法
①依据设计要求和地质条件,选用不同的喷浆方法和机具。
②喷浆前,先停止压浆压气实验,一切正常前方可配浆,预备放射,保证延续停止.配浆时必需用筛过滤。
③依据固结体的外形及桩身匀质性,调整喷嘴的旋转速度、提升速度、放射压力和喷浆量。
④对易出现缩颈部位及底部不易反省处停止定位旋转放射〔不提升〕或复喷的扩展桩径方法。
⑤控制浆液的水灰比及稠度。
⑥严厉要求喷嘴的加工精度、位置、外形、直径等,保证喷浆效果。 〔2〕压力上不去 发生缘由
①平安阀和管路安接头处密封圈不严而有走漏现象。 ②泵阀损坏,油管分裂漏油。
③平安阀的平安压力过低,或吸浆管内留有空气或密封圈走漏。 ④塞油泵调压过低。 预防措施及处置方法
应停机反省,经反省后压力自然上升,并以清水停止调压实验,以到达所要求的压力为止。
〔3〕压力骤然上升 ①喷嘴梗塞。
②高压管路清洗不净,浆液沉淀或其他杂物梗塞管路。 ③泵体或出浆管路有梗塞。 预防措施及处置方法
①应停机反省,首先卸压,如喷嘴梗塞将钻杆提升,用铜疏浚。 ②其他状况梗塞应松开接头停止疏动,待梗塞消逝后再停止旋喷。 〔4〕钻孔沉管困难偏斜、冒浆 发生缘由
①遇有地下埋设物,空中不平不实,钻杆倾斜度超标。 ②注浆量与实践需求量相差较多。
③地层中有较大空隙不冒浆或冒浆量过大那么是由于有效放射范围与注浆量不相顺应,注浆量大大超越旋喷固结所需的浆液所致。
预防措施及处置方法
①放桩位点时应钎探,遇有地下埋设物应肃清或移动桩钻孔点。 ②放射注浆前应先平整场地,钻杆应垂直倾斜度探制在0.3%以内。
③应用侧口式喷头,减小出浆口孔径并提高放射才干,使浆液量与实践需求量相当,增加冒浆。
④控制水泥浆液配合比。
⑤针对冒浆的现象那么采取在浆液中参与过量的速凝剂,延长固结时间,使浆液在一定
土层范围内凝结,还可在空隙地段增大注浆量,填满空隙后再继续旋喷。
⑥针对冒浆量过大的现象那么采取提高放射压力、适当增加喷嘴孔径、加快提升和旋转速度。
〔5〕固结体顶部下凹 发生缘由
在水泥浆液与土搅拌混合后,由于浆液的析水特性,会发生一定的收缩作用,因此形成在固结体顶部出现凹穴。其深度随土质浆液的析水性、固结体的直径和长度等要素的不同而异。
预防措施及处置方法
旋喷长度比设计长0.3~1.0米,或在旋喷桩施工终了,将固结体顶部凿去局部,在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液,或在旋喷注浆完成后,在固体的顶部0.5~1.0m范围内再钻进0.5~1.0m,在原位提杆再注浆复喷一次增强。
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