高壓旋噴樁在1

1、目錄摘要 3前言31 旋噴樁原理及其發(fā)展32 旋噴樁優(yōu)點(diǎn)43 工程實(shí)例54 旋噴樁加固機(jī)理55 施工技術(shù)參數(shù)66 施工工藝77 質(zhì)量控制98 注意事項(xiàng)109 工程質(zhì)量檢查1010結(jié)語10參考文獻(xiàn)10高壓旋噴樁在碼頭建設(shè)中的運(yùn)用摘要 本文結(jié)合工程對(duì)高壓旋噴樁施工過程進(jìn)行了介紹，利用其技術(shù)性較強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)于不同的地質(zhì)情況進(jìn)行合理的參數(shù)設(shè)置，充分保證樁基質(zhì)量。說明地基工程采用高壓旋噴樁，投資費(fèi)用較低，施工簡(jiǎn)便，工期較短，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是一項(xiàng)值得推薦的設(shè)計(jì)和施工方法。關(guān)鍵字 工程實(shí)例 高壓旋噴樁 質(zhì)量控制 碼頭建設(shè)前言 推廣旋噴樁的應(yīng)用，內(nèi)容為高壓旋噴樁的施工工藝和質(zhì)量控制以及在碼頭中

2、的運(yùn)用。通過研究對(duì)其方法更加熟悉，以便未來更大地推廣。旋噴樁具有梁效應(yīng)和土體改良效應(yīng)，能夠起到防流沙、抗滑移、抗?jié)B透作用。南通長(zhǎng)青沙船舶工程有限公司進(jìn)行擴(kuò)建，在長(zhǎng)江邊需建設(shè)一個(gè)380米的碼頭。由于長(zhǎng)江潮汐，水位高差大，河床沖刷嚴(yán)重，為防止沖刷，所以采用高壓旋噴樁止水。1 旋噴樁原理及其發(fā)展旋噴樁是利用鉆機(jī)將旋噴注漿管及噴頭鉆置于樁底設(shè)計(jì)高程，將預(yù)先配制好的漿液通過高壓發(fā)生裝置使液流獲得巨大能量后，從注漿管邊的噴嘴中高速噴射出來，形成一股能量高度集中的液流，直接破壞土體，利用射流作用切割摻攪地層，改變?cè)貙拥慕Y(jié)構(gòu)和組成，同時(shí)灌入水泥漿或復(fù)合漿形成凝結(jié)體，借以達(dá)到加固地基和防滲的目的。噴射過程中，

3、鉆桿邊旋轉(zhuǎn)邊提升，使?jié){液與土體充分?jǐn)嚢杌旌?，在土中形成一定直徑的柱狀固結(jié)體，從而使地基達(dá)到加固。施工中一般分為兩個(gè)工作流程，即先鉆后噴，再下鉆噴射，然后提升攪拌，保證每米樁漿液的含量和質(zhì)量。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(jìn)水力采煤技術(shù)而發(fā)展起來的，二十世紀(jì)八、九十年代在中國(guó)得到全面發(fā)展和應(yīng)用。許多工程實(shí)踐證明高壓旋噴樁技術(shù)對(duì)處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果。以高壓噴射流直接沖擊破壞土體，漿液與土以半置換或全置換凝固為固結(jié)體的高壓噴射注漿法，從施工方法，加固質(zhì)量到適用范圍，不但與靜壓注漿法有所不同，而且與其他地基處理方法

4、相比，亦有獨(dú)到之處。高壓噴射注漿法的主要特征如下：1.1 適用的范圍廣高壓旋噴樁施工技術(shù)既可用于工程新建之前，也可用于工程修建之中，特別是用于工程落成之后，顯示出不損壞建筑物的上部結(jié)構(gòu)和不影響運(yùn)營(yíng)使用的長(zhǎng)處。1.2 施工簡(jiǎn)便旋噴施工時(shí)，只需在土層中鉆一小孔，便可在土中噴射成直徑較大的固結(jié)體，因而能貼近已有建筑物基礎(chǔ)建設(shè)新建筑物。此外能靈活地成型，它既可在鉆孔的全長(zhǎng)成柱型固結(jié)體，也可僅作其中一段，如在鉆孔的中間任何部位。1.3 固結(jié)體形狀可以控制為滿足工程的需要，在旋噴過程中，可調(diào)整旋噴速度和提升速度，增減噴射壓力，可更換噴嘴孔徑改變流量，使用固結(jié)體成為設(shè)計(jì)所需要的形狀。旋噴法施工時(shí)，噴嘴一面噴

5、射一面旋轉(zhuǎn)并提升，固結(jié)體呈圓柱狀。主要用于加固地基，提高地基的抗剪強(qiáng)度，改善土的變形性質(zhì)，也可組成閉合的帷幕，用于阻擋地下水流和治理流沙。1.4 有較好的耐久性在一般的軟弱地基加固中，能預(yù)期得到穩(wěn)定的加固效果并有較好的耐久性能可用于永久性工程。此外，高壓旋噴樁還具有料源廣闊價(jià)格低廉、漿液集中，流失較少、設(shè)備簡(jiǎn)單，管理方便和無公害等特點(diǎn)。2 旋噴樁優(yōu)點(diǎn)2.1 適用土類廣，處理效果好性這一問題該法對(duì)淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土和人工填土等都有良好和處理效果，解決了小顆粒不易注漿加固的難題。2.2 設(shè)備簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)單高壓噴射注漿全套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，占地小，能在狹窄和低矮的現(xiàn)場(chǎng)施工。不噴射時(shí)

6、，高壓噴射流不存在，只有一根42rnm90rnm很細(xì)的注漿管及噴頭，施工鉆孔直徑僅要求在127mm以內(nèi)，所獲得的加固體直徑較大，其徑孔比（加固體直徑、鉆機(jī)開孔直徑）大于10。2.3 施工安全、無公害 各種高壓泵、泥漿泵等設(shè)備均有安全閥和超壓自停自泄裝置，不會(huì)因?yàn)槎驴咨龎涸斐杀剖鹿?。高壓膠管的安全系數(shù)達(dá)34，其爆破壓力為120Mpa以上，即使高壓膠管在使用中出現(xiàn)裂口，壓力也會(huì)驟然下降，只要按規(guī)定進(jìn)行維護(hù)管理，施工安全就有保障。施工時(shí)機(jī)具的振動(dòng)很小，噪音也較低，不會(huì)對(duì)周圍建筑物帶來振動(dòng)影響和噪聲公害。3 工程實(shí)例本工程為南通市長(zhǎng)青沙船舶工程有限公司舾裝碼頭建設(shè)工程，碼頭長(zhǎng)380m，采用灌注樁基礎(chǔ)

7、，土質(zhì)自上而下為沖填土0.8-1.0m，砂性土、粉砂2.0-2.5m，淤泥質(zhì)粉土19.6-26.4m，粉砂夾粉土10-15.2m，工程特性差，透水性強(qiáng)，容易沖刷，對(duì)工程施工帶來一定的難度，對(duì)工程的耐玖性產(chǎn)生比較大的影響。為此本工程采用高壓旋噴樁進(jìn)行灌注樁間止水，旋噴樁樁徑800，樁間距600，相鄰搭接300，樁長(zhǎng)為7.5M高壓旋噴樁總數(shù)為1600根，水灰比0.8-1，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察采用XP30履帶高壓旋噴樁機(jī)3臺(tái)進(jìn)行施工。定期對(duì)水泥漿比重檢測(cè)。4 旋噴樁加固機(jī)理旋噴樁 就是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管，鉆入土層的預(yù)定位置，然后將漿液以大于25Mpa的高壓水泥漿射流通過1.8mm的噴嘴噴出

8、，水泥漿射流四周以壓縮空氣加以保護(hù)，隨著噴管的旋轉(zhuǎn)與提升，高壓水泥漿射流沖切破壞土體，同時(shí)漿射流的能量較大，將水泥漿與粘土摻攪形成樁體；壓縮氣也起到升揚(yáng)置換的作用，使切割的部分土體從孔口冒出，水泥漿與粘土混合物固結(jié)后，組成具有一定的強(qiáng)度和抗?jié)B能力的作用。高壓旋噴樁加固方法，由于所需鉆孔尺寸很小，直徑只有50mm，能夠穿越堅(jiān)固的填土層，進(jìn)入天然地基進(jìn)行加固，而且施工方便，能夠不擾動(dòng)原有路基結(jié)構(gòu)。高壓旋噴樁能有效地減少總沉降量，特別是樁身范圍沉降量，沉降量收斂快，有效減少差異沉降。5 施工技術(shù)參數(shù)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)及結(jié)合本工程的特點(diǎn)，主要施工參數(shù)見表1。表1施工參

9、數(shù)表序號(hào)機(jī)具壓力流量機(jī)具功能1空壓機(jī)0.60.8Mpa 6080m3/h輔助切割土體，攪拌水泥土的混合物，擴(kuò)大加固樁徑2泥漿泵20-25MPa 70-80L/min將水泥漿混入被切割破碎的土體3噴射鉆機(jī)提升速度：1518cm/min噴射注漿的實(shí)施旋轉(zhuǎn)速度：1215n/min旋噴樁施工前期的成孔采用GXY-1型液壓鉆機(jī)，XP30履帶高壓旋噴樁機(jī)，同時(shí)配套使用相關(guān)的空壓機(jī)、壓漿泵等設(shè)備。（1）旋噴成樁直徑：800mm（2）旋噴樁中心距：600mm（3）高壓漿灌注壓力：20-25MPa（4）氣壓：0.60.8 Mpa（5）漿液流量：70-80L/min（6）漿液噴射鉆桿提升速度：1518cm/min

10、（7）鉆桿旋轉(zhuǎn)速度：1215n/min（8）漿液比重：漿液采用P.C32.5級(jí)海螺散裝水泥攪制，漿液比重1.451.6。（9）成樁垂直度：1.5%6 施工工藝高壓噴射灌漿施工各個(gè)環(huán)節(jié)密切合作，才能達(dá)到質(zhì)量要求，施工順序分東西兩側(cè)進(jìn)行，先進(jìn)行西側(cè)施工，再進(jìn)行東側(cè)施工。高噴灌漿施工作業(yè)流程如下：圖1旋噴樁的施工工藝流程圖6.1 定孔位在定孔位時(shí)，一定嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)放樣定孔位，其誤差不大于50mm，并用木樁固定,成孔深度必須滿足設(shè)計(jì)要求。6.2 造孔把鉆機(jī)移至鉆孔位置，對(duì)準(zhǔn)孔位用水平尺掌握機(jī)臺(tái)水平，立軸垂直、墊牢機(jī)架、鉆機(jī)的垂直度滿足精度要求，經(jīng)技術(shù)人員驗(yàn)測(cè)合格后方可開鉆。如發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)傾斜，則停機(jī)找平后

11、再開鉆。鉆進(jìn)過程中，遇到異常情況及時(shí)查明原因，采取相應(yīng)措施，對(duì)地層變化、顆粒大小、硬度等要詳細(xì)記錄，鉆孔結(jié)束后，由技術(shù)人員進(jìn)行質(zhì)量檢查，合格后方可移位進(jìn)行下一個(gè)孔的鉆進(jìn)。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，本工程所處區(qū)域?yàn)榛靥钌埃瑸楸ＷC鉆孔的質(zhì)量，在鉆孔過程中采用膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，從而保證鉆孔質(zhì)量。為保證施工現(xiàn)場(chǎng)干燥，在鉆孔施工前，根據(jù)旋噴樁的軸線，開挖一條深0.2m，寬約1m的泥漿槽，防止泥漿或廢漿液到處溢流。6.3 漿液配制攪拌為了保證漿液的濃度，采用二次攪拌配制漿液，即在第一只攪拌桶中按確定的水灰比配制并攪拌水泥漿液。攪拌3-5分鐘后放入第二只攪拌桶中待用。禁止采用一只攪拌桶，一邊配漿一邊抽

12、漿，否則難以控制漿液水灰比。在實(shí)際施工時(shí)，還可以使用比重計(jì)隨時(shí)測(cè)量漿液比重。如水灰比1:1的水泥漿液比重為1.49；水灰比0.75:1的水泥漿液比重為1.62；水灰比1.5:1的水泥漿液比重為1.37，漿液比重可根據(jù)水灰比計(jì)算或通過試驗(yàn)確定。根據(jù)水灰比計(jì)算如下：設(shè)水灰比為0.8，則水占水灰總量為0.8/1.8=44%，水泥就56%，水泥的密度3.1，泥漿密度=1/（P水/水+P水泥/水泥）=1.616.4 下注漿管、噴射注漿注漿管必須下到成孔深度（即設(shè)計(jì)深度），噴射注漿時(shí)注漿壓力、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度、漿液水灰比必須按照經(jīng)過試樁后確定的施工參數(shù)值，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢人員檢查認(rèn)可后方可進(jìn)行高噴灌漿施工，噴

13、射過程中如遇特殊情況，如漿壓過高或噴嘴堵塞等，應(yīng)將噴射管提出地面進(jìn)行處理，處理好后再進(jìn)行施工。噴射管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm。6.5 噴漿材料采用P.C32.5海螺散裝水泥攪拌制漿，水泥應(yīng)為新鮮無結(jié)塊，通過0.08mm方孔篩的篩余量為5%，每批次進(jìn)場(chǎng)水泥必須有生產(chǎn)廠家產(chǎn)品合格證，并根據(jù)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行抽查檢驗(yàn)。制漿用水必須保證清潔無污染，符合拌制水工砼的要求。6.6 制漿按設(shè)計(jì)配比進(jìn)行漿液攪制，在制漿過程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量漿液比重，每孔高噴灌漿結(jié)束后要統(tǒng)計(jì)該孔的材料用量。漿液用高速攪拌機(jī)攪制，拌制漿液必須連續(xù)均勻，攪拌時(shí)間不小于30s，一次攪拌使用時(shí)間亦控制在4h以內(nèi)。6.7 噴射提升當(dāng)噴射

14、管下至設(shè)計(jì)深度，開始送入符合要求的漿、氣，待注入漿液冒出孔口時(shí)，按設(shè)計(jì)的提升方式及速度自下而上提升，直至提升到設(shè)計(jì)的終噴高程。噴射過程中，值班技術(shù)人員應(yīng)隨時(shí)檢查各環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況，并根據(jù)具體情況采取下列措施：接、卸換管要快，防止塌孔和堵嘴；噴射因故障中斷，應(yīng)酌情處理：a、因機(jī)械故障，要盡力縮短中斷時(shí)間，及早恢復(fù)灌漿；b、如中斷時(shí)間超過1h，要采取補(bǔ)救措施；c、恢復(fù)噴射時(shí)，噴射管要多下0.3m，保證凝結(jié)體的連續(xù)性。6.8 回灌噴射結(jié)束后，隨即在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填灌漿，直到漿面不再下沉為止，保證高噴防滲墻固結(jié)后墻頂標(biāo)高，回灌漿液一般采用鄰孔高噴冒漿靜壓充填。7 質(zhì)量控制由于高壓旋噴樁施工難度大，特

15、制定施工細(xì)則，在施工中嚴(yán)格遵守，以保證施工質(zhì)量。一、鉆機(jī)就位與設(shè)計(jì)位置偏差要求小于50mm，垂直度偏差度小于1.5%。采取鋼尺丈量和吊錘球的方法檢測(cè)，滿足精度要求后方可進(jìn)行鉆孔施工。二、施工時(shí)嚴(yán)格控制各種施工參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)處理?，F(xiàn)場(chǎng)施工做到及時(shí)記錄、及時(shí)調(diào)整、及時(shí)匯報(bào)處理。三、高壓旋噴應(yīng)全孔連續(xù)進(jìn)行，若中途拆卸噴射管，則應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴，搭接長(zhǎng)度不小于300mm。供漿正常的情況下，孔口回漿密度變小、且不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)加大進(jìn)漿密度。四、在施工時(shí)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，班長(zhǎng)和技術(shù)員嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量自檢。五、導(dǎo)孔時(shí)，根據(jù)地層情況及時(shí)調(diào)整循環(huán)護(hù)壁泥漿液的濃度，保證成孔質(zhì)量。若確實(shí)成不了孔，可以先從地面預(yù)

16、注漿穩(wěn)定地層，后導(dǎo)孔。六、返漿正常與否對(duì)樁體質(zhì)量影響很大，若返漿量不正常，要分析原因，采取復(fù)噴或調(diào)整旋噴參數(shù)。若漏漿嚴(yán)重，必須停止旋噴，用水泥漿或水泥和水玻璃雙液漿灌入以穩(wěn)定該處地層，確保加固質(zhì)量。七、旋噴結(jié)束后1天內(nèi)，由于漿體凝固樁頂出現(xiàn)下沉，應(yīng)用漿液進(jìn)行回灌，保證樁體標(biāo)高。八、由于旋噴施工時(shí)有較大的氣壓和水壓、漿液壓力，若土體空隙率比較大，很容易發(fā)生“走漿”的情況，漿液會(huì)順著空隙四處亂竄，甚至?xí)B入下水道中，如不能及時(shí)清除管道內(nèi)的泥漿，會(huì)造成管道淤積。8 注意事項(xiàng)一、鉆機(jī)和旋噴機(jī)就位機(jī)座要平穩(wěn)，立軸或轉(zhuǎn)盤要與孔位對(duì)正，傾角與設(shè)計(jì)誤差一般不得大于0.5°。二、噴射注漿前要檢查高壓設(shè)

17、備和管路系統(tǒng)。設(shè)備的壓力和排量必須滿足設(shè)計(jì)要求，管路系統(tǒng)的密封圈必須良好，各通道和噴嘴內(nèi)不得有雜物。三、為了加大固結(jié)體尺寸，或?qū)ι顚佑餐?，為了避免固結(jié)體尺寸減小，可以采用提高噴射壓力、泵量或降低回轉(zhuǎn)與提升速度等措施，也可采用復(fù)噴工藝：第一次噴射時(shí)，不注水泥漿液，初噴完畢后，將注漿管邊送水邊下降至初噴開始的孔深，再抽送水泥漿，自下而上進(jìn)行一次噴射。四、在噴射注漿過程中，應(yīng)觀察冒漿情況，以及了解土層情況，噴射注漿大致效果和噴射參數(shù)是否合理。采用單管或一重管噴射注漿時(shí)，冒漿量小于注漿量20%為正常現(xiàn)象，若地層中有較大空隙的引起的不冒漿，可在漿液中摻加速凝劑或增大注漿量，如冒漿過大，可減少注漿量或加快提升和回轉(zhuǎn)速度，也可縮小噴嘴直徑，提高噴射壓力。五、在開鉆前根據(jù)管線圖摸清管線位置和走向，如有不明管線應(yīng)及時(shí)向上匯報(bào)。9 工程質(zhì)量檢查施工前進(jìn)行了試樁，施工3天后進(jìn)行開挖檢查，旋噴樁連成一體、密實(shí)，形成一垛墻，止水效果很好。施工1