二重管高壓旋噴樁施工工法

1、技念交底記璜高壓旋噴樁施工工藝高壓旋噴樁施工技術(shù)是70年代日本首先提出，它是在靜壓灌漿的基礎(chǔ)上，引進水力采煤技 術(shù)而發(fā)展尼來的，是利用射流作用切割摻攪地層，改變原地層的結(jié)構(gòu)和組成，同時灌入水泥漿或 復合漿形成凝結(jié)體，借以達到加固地基和防滲的目的。1工藝特點（1）施工機具設(shè)備簡單，施工簡便。（2）具有較好的耐久性，且料源廣闊，價格低廉。（3）噪聲小，無污染。2適用范圍（1）受土層、上的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時間影響小，可廣泛應用于 淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉質(zhì)粘土、（亞粘土）、粉土（亞砂上）、砂上、黃上及人工填土中的 素填土甚至碎石土等多種土層。（2）可作為既有建筑和新建建筑的地

2、基加固之用，也可作為基礎(chǔ)防滲之用：可作為施工中 的臨時措施（如深基坑側(cè)壁擋上或擋水、防水帷幕等），也可作為永久建筑物的地基加固、防滲 處理。（3）當用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、地下水流速過大和已涌水的地基工程時，宜 通過試驗確定其適用性。3工藝原理及設(shè)計要求31加固原理高壓噴射注漿法是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預左位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液 或水、（空氣）成為2040MPa的髙壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動、破壞上體，同時鉆 桿以一左速度逐漸提升，將漿液與上粒強制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結(jié) 體（即旋噴樁），以達到加固地基或止水防滲的目的。根據(jù)噴射方法的不同

3、，噴射注漿可分為單管法、二重管法和三重管法。單管法：單層噴射管，僅噴射水泥漿。二重管法：又稱漿液氣體噴射法，是用二重注漿管同時將高壓水泥漿和空氣兩種介質(zhì)噴射流 橫向噴射岀，沖擊破壞上體。在髙壓漿液和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞上體的能量顯著 增大，最后在上中形成較大的固結(jié)體。三重管法：是一種漿液、水、氣噴射法，使用分別輸送水、氣、漿液三種介質(zhì)的三重注漿管, 在以髙壓泵等高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生髙壓水流的周國環(huán)繞一股圓簡狀氣流，進行髙壓水流噴射流和氣 流同軸噴射沖切丄體，形成較大的空隙，再由泥漿泵將水泥漿以較低壓力注入到被切割、破碎的 地基中，噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提升運動，使水泥漿與上混合，在土中凝固，形成

4、較大的固結(jié)體，其加固 體直徑可達2m.噴射注漿法的加固半徑和許多因素有關(guān)，苴中包括噴射壓力P、提升速度S、被加固上的抗 剪強度丫、噴咀直徑d和漿液稠度B.加固范用與噴射壓力P、噴咀直徑d成正比，與提升速度S、 上的抗剪強度r和漿液稠度B成反比。加固體強度與單位加固體中的水泥摻入捲和上質(zhì)有關(guān)。圖2二重管旋噴注漿示總圖技広交底記錄3.2成樁機理髙壓噴射注漿的成圖3三甫管徐哦注漿示奩圖亠亦樁機理包括以下五種作用:（1）髙壓噴射流切割破壞上體作用。噴射流動壓以脈沖形式?jīng)_擊破壞上體，使上體岀現(xiàn)空穴，上體裂隙擴張。（2）混合攪拌作用。鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過程中，在射流后部形成空隙，在噴射壓力下，迫使土粒向著與噴

5、咀移動方向相反的方向（即阻力小的方向）移動位宜，與漿液攪拌混合形成新的結(jié) 構(gòu)。（3）升揚置換作用（三重管法）。髙速水射流切割上體的同時，由于通入壓縮氣體而把一部分切下的上粒排岀地上，丄粒排出后所留空隙由水泥漿液補充。（4）充填、滲透固結(jié)作用。髙壓水泥漿迅速充填沖開的溝槽和丄粒的空隙，析水固結(jié)，還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)體。（5）壓密作用。髙壓噴射流在切割破碎土層過程中，在破碎部位邊緣還有剩余壓力，并對土層可產(chǎn)生一定壓密作用，使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強度髙于中心部分。旋噴樁固結(jié)體情況圖4所示。圖4旋噴樁體固結(jié)情況圖3.3工藝設(shè)計要求3.3.1加固體直徑的確定旋噴樁直徑與現(xiàn)場土質(zhì)、上體強度和噴

6、射壓力、流戢、提升速度和漿液稠度等諸多因素有關(guān), 應通過現(xiàn)場試驗確左。當無試驗資料時可參考表1選用。3.3.2布置形式樁的平而布置形式需根據(jù)加固的目的給予考慮，分離布這的單樁可用于基礎(chǔ)的承重，排樁、 板墻可用作防水帷幕，整體加固則常用于防I匕基坑底部的涌上或提高上體的穩(wěn)宦性，水平封閉樁 可用于形成地基中的水平隔水層。圖5為一般樁的平面布置形式。鐵路、公路路基基底一般采用梅花形加固地基的分離樁形式。樁間距一般采用1.21.5m。 公路設(shè)計規(guī)范規(guī)怎，相鄰樁的凈距不應大于4倍樁徑。表1旋噴樁直徑參考值（m噴注種類土的類別單管法二重管法三重管法粘性土0N51.2+0.21.6+0.32.50.310N

7、200.80.21.2+0.31.80.320N300.60.20.8+0.31.20.3砂土0N101.0+0.21.4+0.32.00.310N200.80.21.2+0.31.50.320N300.60.21.0+0.31.20.3技冷兗jg記錄砂礫20N300.60.21.00.31.20.3單樁加偷地基 的分離樁水半封閃樁防港板墻擺噴作樁 間防水注：表中N為標準貫入實測錘擊數(shù)。圖5 般楙的平而布胃形式圖3.3.3設(shè)計承載力（1）按樁身強度il算容許承載力。P =a M A式中 P 一樁的容許承載力（kN）：a一一樁體材料的強度折減系數(shù)，a=0.40.5：o樁體材料7cmx7cmx7c

8、m試件的室內(nèi)平均抗壓強度（kPa）：A 一樁的橫斷而積。（2）按上體強度計算樁身容許承載力。P = Ulfili+K R式中 P 一樁的容許承載力（kN）：一樁身截面周長，按樁的直徑計算（m）；f,一各土層的容許摩阻力（kPa）：h一一各土層的厚度（m）；A一樁底支承面積，按樁的直徑計算（m）：R 一樁尖處的地基容許承載力（kPa）o（3）復合地基承載力。P“+ M尺（A-AJ式中Pgm 一復合地基的容許承載力（kPa）：Pj單樁承載力（kPa）：Rj 一樁間土天然地基承載力（kPa）；Ae一一一根樁分擔的荷載面積：Ap 一一根樁的斷而積：A 天然地基承載力折減系數(shù)，當不考慮樁間上作用時為0。

9、3.3.4漿量計算漿量計算有兩種方法，即體積法和噴量法，取大者作為設(shè)il噴射漿量。體積法：Q =- K （1 + Q） + 普i K2h2噴量法：T J式中Q一一需要的噴漿量（m3）：De旋噴固結(jié)體直徑（m）：Do注漿管直徑（m）：Ki填充率，0.750.9：一一旋噴長度（m）：K2一一未旋噴范圍上的填充率，0.50.75：h2一一未族噴長度（m）：6一一損失系數(shù)，0.10.2：v提升速度（m/min）：H噴射長度（m）；q單位噴漿量（m3/min）o根據(jù)計算所需的噴漿量和設(shè)計的水灰比，即可確定水泥的使用數(shù)量。3.3.5強度要求旋噴樁設(shè)汁要求，成樁28天后抽芯取樣進行無側(cè)限抗壓強度試驗，抽檢數(shù)

10、為2%,并不小于 2根，其無側(cè)限抗壓強度不得小于設(shè)汁要求：地基加固后，復合地基承載力不得小于設(shè)計要求。4工藝流程技冷交窯記錄髙壓旋噴樁施工工藝流程圖見圖6。Rd a出I甘佑反I5操作要點5.1施工前準備工作（1）在設(shè)il文件提供的各種技術(shù)資料的基礎(chǔ)上作補充工程地質(zhì)勘探，進一步了解各施工工 點地基上的性質(zhì)、埋藏條件。（2）準備充足的水泥加固料和水。水泥的品種、規(guī)格、岀廠時間經(jīng)試驗室檢驗符合國家規(guī) 范及設(shè)計要求，并有質(zhì)量合格證。嚴禁使用過期、受潮、結(jié)板、變質(zhì)的加固料。一般水泥為425 號普通硅酸鹽水泥。水要干凈，酸堿度適中，pH值在510之間。（3）根據(jù)補充勘探資料，在選擇的試驗工點加固范囤內(nèi)的各

11、代表性地層用薄壁取土器采取 必需數(shù)量的原狀土送試驗室，對取得的上樣在進行試驗之前應妥善保存，使上樣的物理和化學性 能盡可能保持不變。（4）室內(nèi)配合比試驗。根據(jù)設(shè)計要求的噴漿量或現(xiàn)場上樣的情況，按不同含水量設(shè)訃并調(diào) 整幾種配合比，通過在室內(nèi)將現(xiàn)場采取的丄樣進行風（烘）干、碾碎，過25mm篩的粉狀上 樣，按設(shè)計噴漿量、水灰比攪拌、養(yǎng)護、力學試驗，確立施工噴漿疑、水灰比。一般水灰比可取 1.01.5。為改善水泥上的性能、防沉淀性能和提高強度，可適當摻入木質(zhì)素磺硫鈣、石膏、三 乙醇胺、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉、陶土、堿等外摻劑。若試驗之前土樣的含水量發(fā)生了變化， 應調(diào)整為天然含水量。（5）試樁試驗。根據(jù)

12、室內(nèi)試驗確定的施工噴漿量、水灰比制備水泥漿液在試驗工點打設(shè)數(shù) 根試樁，并根據(jù)試樁結(jié)果，調(diào)整加固料的噴漿量，確怎攪拌樁攪拌機提升速度、攪拌軸回轉(zhuǎn)速度、 噴入壓力、停漿而等施工工藝參數(shù)。（6）推上機、挖掘機配合自卸汽車淸除地表0.3m厚的種植上，雜物，并將原地而按設(shè)計 要求整平，填出路拱。根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，施作臨時排、截水設(shè)施，并在施工范用以外開挖 廢泥漿池以及施工孔位至泥漿池間的排漿溝。（7）按設(shè)計要求完成施工放樣，用木樁立出樁位，用白石灰作出明顯標識。5.2施工工藝（1）鉆機泄位。移動旋噴樁機到指立樁位，將鉆頭對準孔位中心，同時整平鉆機，放豊平 穩(wěn)、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1%1.5%

13、。就位后，首先進行低壓（0.5MPa）射水試驗， 用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。（2）制備水泥漿。樁機移位時，即開始按設(shè)計確立的配合比拌制水泥漿。首先將水加入桶 中，再將水泥和外摻劑倒入，開動攪拌機攪拌2020分鐘，而后擰開攪拌桶底部閥門，放入第 一道篩網(wǎng)（孔徑為0.8mm）,過濾后流入漿液池，然后通過泥漿泵抽進第二道過濾網(wǎng)（孔徑為 0.8mm）,第二次過濾后流入漿液桶中，待壓漿時備用。（3）鉆孔（三重管法）。當采用地質(zhì)鉆機鉆孔時，鉆頭在預定樁位鉆孔至設(shè)計標高（預鉆孔 孔徑為15cm ）0（4）插管（單重管法、二重管法）。當采用旋噴注漿管進行鉆孔作業(yè)時，鉆孔和插管二道工 序可合而為一。當

14、第一階段貫入上中時，可借助噴射管本身的噴射或振動貫入。其過程為：啟動 鉆機，同時開啟高壓泥漿泵低壓輸送水泥漿液，使鉆桿沿導向架振動、対流成孔下沉：直到樁底 設(shè)汁標高，觀察工作電流不應大于額泄值。三重管法鉆機鉆孔后，拔出鉆桿，再插入旋噴管。在 插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可用較小壓力（0.5:LOMPa）邊下管邊射水。（5）提升噴漿管、攪拌。噴漿管下沉到達設(shè)計深度后，停止鉆進，族轉(zhuǎn)不停，高壓泥漿泵 壓力增到施工設(shè)計值（2040MPa）,坐底噴漿30s后，邊噴漿，邊旋轉(zhuǎn)，同時嚴格按照設(shè)汁和 試樁確左的提升速度提升鉆桿。若為二重管法或三重管法施工，在達到設(shè)計深度后，接通髙壓水 管、空壓管，開動髙

15、壓淸水泵、泥漿泵、空壓機和鉆機進行旋轉(zhuǎn)，并用儀表控制壓力、流量和風 技冷兗jg記錄量，分別達到預左數(shù)值時開始提升，繼續(xù)旋噴和提升，直至達到預期的加固髙度后停止。（6）樁頭部分處理。當旋噴管提升接近樁頂時，應從樁頂以下1.0m開始，慢速提升旋噴, 旋噴數(shù)秒，再向上慢速提升0.5m,直至樁頂停漿而。（7）若遇礫石地層，為保證樁徑，可重復噴漿、攪拌：按上述46步驟重復噴漿、攪拌, 直至噴漿管提升至停漿面，關(guān)閉髙壓泥漿泵（淸水泵、空壓機），停止水泥漿（水、風）的輸送, 將旋噴漿管旋轉(zhuǎn)提升出地面，關(guān)閉鉆機。（8）淸洗。向漿液罐中注入適屋淸水，開啟高壓泵，淸洗全部管路中殘存的水泥漿，直至 基本干凈。并將粘

16、附在噴漿管頭上的土淸洗干凈。（9）移位。移動樁機進行下一根樁的施工。（10）補漿。噴射注漿作業(yè)完成后，由于漿液的析水作用，一般均有不同程度的收縮，使固 結(jié)體頂部岀現(xiàn)凹穴，要及時用水灰比為1.0的水泥漿補灌。5.3推薦的主要施工技術(shù)參數(shù)（1）單重管法。漿液壓力2040MPa,漿液比重1.301.49,旋噴速度20rmin,提升速度 0.20.25m/min,噴嘴直徑23mm,漿液流量80100L/min （視樁徑流量可加大）。（2）二重管。法漿液壓力2040MPa,壓縮空氣壓力0.70.8MPa。（3）三重管。法漿液壓力0.20.8MPa,漿液比重1.602.80,壓縮空氣壓力0.50.8MPa

17、, 高壓水壓力3050MPa。6推薦使用的主要機具設(shè)備主要機具設(shè)備見表2。表2主要機具設(shè)備表設(shè)備名稱型號規(guī)格所用機具取管法二重管法三重管法商壓泥漿泵SNS-H300水流Y-2型液壓泵20MPa50MPaVV島壓水泵3XB 型 3W6B50MPaV3XB 型 3W7B20MPa鉆機工程地質(zhì)鉆振動鉆VVV泥漿泵BW-150 型7MPaV空氣圧縮機0.8MPa. 3m3/minVV泥漿攪拌確200L/minVVV設(shè)備名稱型號規(guī)格所用機具取管法二重管法三重管法注漿管VVV高壓膠管（D1922mm丄:作壓力VVV7勞動力組織單機作業(yè)每班人員組織分工見表3。表3爪機作業(yè)每班人員組織分工表序號職務人數(shù)職責1

18、班長1全面堂握施工進度.質(zhì)雖和安全2鉆機司機1操作鉆機，卸接鉆桿.維修保養(yǎng)和排除故障3泵工1操作泥漿泵.淸水泵及維修保養(yǎng)4空圧機司機1操作空壓機及維修保養(yǎng)（單重管法不需要）5電1：1負責鉆機.電源.電路.工地照明及電氣故障排除6鉗工1全面維修保養(yǎng)機具設(shè)備7普工2倒運水泥，操作泥漿攪拌確及倒灰和過濾8曾r.2協(xié)助鉆機工作（卸接鉆桿.沖洗等）9技術(shù)人員1掌握施匸技術(shù).質(zhì)雖，填寫工程日志和記錄合計118質(zhì)量要求及質(zhì)量控制要點8.1旋噴樁施工質(zhì)量要求旋噴樁施工質(zhì)呈:要求應滿足表4要求。表4旋噴樁施匸質(zhì)雖標準表序號項目允許偏差檢査數(shù)址檢査方法及說明1固結(jié)體位宜（縱橫方向）50mm抽檢2%,但不少用經(jīng)緯儀

19、檢査（或鋼尺丈量）2固結(jié)體垂直度1.5%于2根用經(jīng)緯儀檢査噴漿管3固結(jié)體有效直徑50mm開挖0.5lm深后尺址4樁體無側(cè)限抗壓強度不小于設(shè)計規(guī)定鉆芯取樣.做無側(cè)限抗壓強度試驗5復合地基承救力不小于設(shè)計規(guī)定抽檢2%o,但不少于1處平板荷載試驗6港透系數(shù)不小于設(shè)訃規(guī)定按設(shè)計要求數(shù)量加固體內(nèi)或困井鉆孔注（壓）水試技冷兗jg記錄驗注：鉆芯取樣做樁體無側(cè)限抗壓強度試驗、復合地基平板荷載試驗和滲透系數(shù)試驗應在成樁28天后進行, 若設(shè)訃有其他要求，按設(shè)計要求的時間進行檢査。8.2質(zhì)量控制要點（1）正式開工前應認頁作好試樁工作，確左合理的施工技術(shù)參數(shù)和漿液配比。（2）旋噴過程中，冒漿量小于注漿量的20%為正常現(xiàn)象，若超過20%或完全不冒漿時，應 査明原因，調(diào)整旋噴參數(shù)或改變噴嘴直徑。（3）鉆桿旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不中斷，拆卸接長鉆桿或繼續(xù)旋噴時要保持鉆桿有1020cm 的搭接長度，避免出現(xiàn)斷樁。（4）在旋噴過程中，如因機械出現(xiàn)故障中斷旋噴，應重新鉆至樁底設(shè)計標高后，重新旋噴。（5）制作漿液時，水灰比要按設(shè)計嚴格控制，不得隨意改變。在旋噴過程中，應防止泥漿 沉淀，濃度降低。不得使用受潮或過期的水泥。漿液攪拌完畢后送至吸漿桶時，應有篩網(wǎng)進行過 濾，過濾篩孔要小于噴嘴直徑m為宜。（6）在旋噴過程中，若遇到孤石或大漂石，樁可適當移動位置（根據(jù)受力情況，必要時可 加樁），