地基工程 旋噴樁復(fù)合地基施工

地基工程旋噴樁復(fù)合地基施工1.加固原理及適用范圍旋噴樁復(fù)合地基是利用鉆機(jī)成孔，再把帶有噴嘴的注漿管進(jìn)至土體預(yù)定深度后，用高壓設(shè)備以20?40MPa高壓把混合漿液或水從噴嘴中以很高的速度噴射出來，土顆粒在噴射流的作用下（沖擊力、離心力、重力），與漿液攪拌混合，待漿液凝固后，便在土中形成一個(gè)固結(jié)體，與原地基土構(gòu)成新的地基。根據(jù)使用機(jī)具設(shè)備的不同，分為單管法、二重管法和三重管法。旋噴樁法分類表

1分類單管法二重管法三重管法噴射方法漿液噴射漿液、空氣噴射水、空氣噴射、漿液注入硬化劑水泥漿水泥漿水泥漿常用壓力（MPa）15.0?20.015.0~20.0高壓20.0~40.0低壓0.5~3.0噴射量（L/min）60~7060~70高壓60?70低壓80?150壓縮空氣（kPa）不使用500?700500~700旋轉(zhuǎn)速度（rpm）16~205~165~16樁徑（mm）300~600600?1500800~2000提升速度（cm/min）15~257~205?20旋噴樁適用于處理砂土、粉土、黏性土（包括淤泥和淤泥質(zhì)土）、黃土、素填土和雜填土等地基。但對(duì)于礫石直徑過大，礫石含量高以及含有大量纖維質(zhì)的腐殖土，噴射質(zhì)量較差。強(qiáng)度較高的黏性土中噴射直徑受到限制。對(duì)于地下水流速過大、無填充物的巖溶地段、永久凍土和對(duì)水泥有嚴(yán)重腐蝕的地基,均不宜采用旋噴樁地基。當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或有較高的有機(jī)質(zhì)時(shí)，以及地下水流速過大和已涌水的工程，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用性。旋噴樁法既可用于新建建筑物地基加固，也可用于既有建筑物地基加固。旋噴樁法不僅僅用于提高地基承載力，還可用于整治局部地基下沉、防止基坑底部隆起、防止小型塌方滑坡、防止地基凍脹、防止砂土液化、減少設(shè)備基礎(chǔ)振動(dòng)、止水帷幕等，應(yīng)用范圍很廣。2.設(shè)計(jì)旋噴樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:（1）旋噴樁法分旋噴、定噴和擺噴三種類別。根據(jù)工程需要和土質(zhì)條件，可分別采用單管法、雙管法和三管法。加固形狀可分為柱狀、壁狀、條狀和塊狀。（2）對(duì)既有建筑物在制定旋噴樁方案時(shí)應(yīng)搜集有關(guān)的歷史和現(xiàn)狀資料、鄰近建筑物和地下埋設(shè)物等資料。（3）旋噴樁方案確定后，應(yīng)結(jié)合工程情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、試驗(yàn)性施工或根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定施工參數(shù)及工藝。（4）旋噴樁形成的加固體強(qiáng)度和范圍，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。當(dāng)無現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料時(shí),亦可參照相似土質(zhì)條件的工程經(jīng)驗(yàn)。（5）豎向承載旋噴樁復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。（6）單樁豎向承載力特征值可通過現(xiàn)場(chǎng)單樁載荷試驗(yàn)確定。（7）當(dāng)旋噴樁處理范圍以下存在軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行下臥層承載力驗(yàn)算。（8）豎向承載旋噴樁復(fù)合地基宜在基礎(chǔ)和樁頂之間設(shè)置褥墊層。褥墊層厚度可取200?300mm,其材料可選用中砂、粗砂、級(jí)配砂石等，最大粒徑不宜大于30mm。（9）豎向承載旋噴樁的平面布置可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)特點(diǎn)確定。獨(dú)立基礎(chǔ)下的樁數(shù)一般不應(yīng)少于4根。（10）樁長范圍內(nèi)復(fù)合土層以及下臥層地基變形值應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007有關(guān)規(guī)定計(jì)算，其中，復(fù)合土層的壓縮模量可根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定。（11）旋噴樁法用于深基坑、地鐵等工程形成連續(xù)體時(shí)，相鄰樁搭接不宜小于300mm,并應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和國家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。3.施工（1）施工設(shè)備旋噴樁法主要機(jī)具設(shè)備包括：高壓泵、鉆機(jī)、漿液攪拌器等；輔助設(shè)備包括操縱控制系統(tǒng)、高壓管路系統(tǒng)、材料儲(chǔ)存系統(tǒng)以及各種管材、閥門、接頭安全設(shè)施等。旋噴樁法施工常用主要機(jī)具設(shè)備規(guī)格、技術(shù)性能要求見表2。旋噴樁法施工常用主要機(jī)具設(shè)備參考表表2設(shè)備名稱規(guī)格性能用途單管法高壓泥漿泵SNC-H300型黃河牌壓漿車ACF-700型壓漿車，柱塞式、帶壓力流量儀表旋噴注漿鉆機(jī)無錫30型鉆機(jī)XJ100型振動(dòng)鉆機(jī)旋噴用旋噴管單管、直徑42mm地質(zhì)鉆桿，旋噴管直徑3.2?4.0mm注漿成樁高壓膠管工作壓力31MPa、9MPa,內(nèi)徑19mm高壓水泥漿用三重管法高壓泵3W-TB,高壓柱塞泵，帶壓力流量儀表SNC-H300型黃河牌壓漿車ACF-700型壓漿車高壓水助噴泥漿泵BW250/50型，壓力3?5MPa,排量150?250L/min200/40型，壓力4MPa,排量120?200L/minACF-700型壓漿車旋噴注漿續(xù)表設(shè)備名稱規(guī)格性能用途三重管法空壓機(jī)壓力0.55?0.70MPa,排量6—9m3/min旋噴用氣鉆機(jī)無錫30型鉆機(jī)XJ100型振動(dòng)鉆機(jī)旋噴用、成孔用旋噴管三重管，泥漿壓力2MPa,水壓20MPa,氣壓0.5MPa水、氣、漿成樁高壓膠管工作壓力31MPa.9MPa,內(nèi)徑19mm高壓水泥漿用其他攪拌管，各種壓力、流量儀表等控制壓力流量用注：1.鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速和提升速度，根據(jù)需要應(yīng)附設(shè)調(diào)速裝置，或增設(shè)慢速卷揚(yáng)機(jī)；2.二重管法選用高壓泥漿泵、空壓機(jī)和高壓膠管等可參照上列規(guī)格選用；3.三重管法尚需配備攪拌罐（一次攪拌量3.5m3）,旋轉(zhuǎn)及提升裝置、吊車、集泥箱、指揮信號(hào)裝置等;4.其他尚需配各種壓力、流量儀表等。三重管系以三根互不相通的管子，按直徑大小在同一軸線上重合套在一起，用于向土體內(nèi)分別壓入水、氣、漿液。內(nèi)管由泥漿泵壓送2MPa左右的漿液；中管由高壓泵壓送20MPa左右的高壓水；外管由空壓機(jī)壓送0.5MPa以上的壓縮空氣?？諝鈬娮焯自诟邏核畤娮焱?在同一圓心上。三重管由回轉(zhuǎn)器、連接管和噴頭三部分組成?；剞D(zhuǎn)器指三重管的上段，內(nèi)安有支承軸承，當(dāng)鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)三重管旋轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)器外部不轉(zhuǎn)內(nèi)部轉(zhuǎn)；連接管是指三重管的中段，為連接水、氣、漿液的通道,旋轉(zhuǎn)是由鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤直接帶動(dòng)連接管使整根三重管旋轉(zhuǎn),根據(jù)旋噴深度可將多節(jié)連接管接長；噴頭是指三重管的下段，其上裝有噴嘴（圖1）,是旋噴時(shí)向土層中噴射水、氣、漿液的裝置，也隨連接管一起轉(zhuǎn)動(dòng)。噴嘴制造材料為硬質(zhì)合金管，Do≈2mm左右。Ⅰ一頭部；Ⅱ一主桿；Ⅲ一鉆桿；Ⅳ一噴頭;1一快速接頭；2一鋸齒形接頭；3—高壓密封裝置；4一雞心形零件；5一凸接頭；6一凹接頭；7一圓柱面加形圈；8一轉(zhuǎn)軸；9—半圓環(huán)；10—螺栓塞；11一噴嘴漿液攪拌可釆用污水泵自循環(huán)式的攪拌罐或水力混合器。輔助設(shè)備包括操縱控制系統(tǒng)、高壓管路系統(tǒng)、材料儲(chǔ)存、運(yùn)輸系統(tǒng)以及各種管件、閥門、接頭、壓力流量儀表、安全設(shè)施等。（2）施工程序及注意事項(xiàng)1）施工程序①旋噴樁法施工工藝流程。（a）鉆機(jī)就位鉆孔；（b）鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高；（c）旋噴開始；（d）邊旋噴邊提升；（e）放噴結(jié)束成樁1一旋噴管；2一鉆孔機(jī)械；3—高壓膠管；4—超高壓脈沖泵（a）振動(dòng)沉樁機(jī)就位，放樁靴，立套管，安振動(dòng)錘；（b）套管沉人設(shè)計(jì)深度；（c）拔起一段套管，卸上段套管，使下段露出地面（使h大于要求的旋噴長度）；（d）套管中插入三重管，邊旋、邊噴、邊提升；（e）自動(dòng)提升旋噴管;（f）拔出旋噴管與套管，下部形成圓柱噴射樁加固體1一振動(dòng)錘；2--鋼套管；3一樁靴；4—三重管；5一漿液膠管;6—高壓水膠管；7—壓縮空氣膠管；8一旋噴樁加固體②施工前先進(jìn)行場(chǎng)地平整，挖好排漿溝，做好鉆機(jī)定位。要求鉆機(jī)安放保持水平，鉆桿保持垂直，其傾斜度不得大于1.5%。③旋噴樁施工程序?yàn)椋簷C(jī)具就位→貫入注漿管→試噴射→噴射注漿→拔管及沖洗等。④單管法和二重管法可用注漿管射水成孔至設(shè)計(jì)深度后，再一邊提升一邊進(jìn)行噴射注漿。三重管法施工須預(yù)先用鉆機(jī)或振動(dòng)打樁機(jī)鉆成直徑150?200mm的孔，然后將三重注漿管插入孔內(nèi)，按旋噴、定噴或擺噴的工藝要求，由下而上進(jìn)行噴射注漿，注漿管分段提升的搭接長度不得小于200mm。2）施工中的注意事項(xiàng)①旋噴樁的施工參數(shù)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件、加固要求通過試驗(yàn)或根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定，并在施工中嚴(yán)格加以控制。單管法及雙管法的高壓水泥漿和三管法高壓水的壓力宜大于30MPa,流量大于30L/min,氣流壓力宜取0.7MPa,提升速度可取0.1~0.2m/min。②對(duì)于無特殊要求的工程宜采用強(qiáng)度等級(jí)為P.042.5級(jí)及以上的普通硅酸鹽水泥,根據(jù)需要可加入適量的外加劑及摻合料。外加劑和摻合料的用量，應(yīng)通過試驗(yàn)確定。水泥漿液的水灰比應(yīng)按工程要求確定，可取0.8-1.2,常用0.9。③噴射孔與高壓注漿泵的距離不宜大于50mo鉆孔的位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50mm。垂直度偏差不大于1%。實(shí)際孔位、孔深和每個(gè)鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及巖土工程勘察報(bào)告不符等情況均應(yīng)詳細(xì)記錄。④當(dāng)噴射注漿管貫入土中，噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，即可噴射注漿。在噴射注漿參數(shù)達(dá)到規(guī)定值后，隨即按旋噴的工藝要求，提升噴射管，由下而上旋轉(zhuǎn)噴射注漿。噴射管分段提升的搭接長度不得小于100mm。⑤在插入旋噴管前先檢查高壓水與空氣噴射情況，各部位密封圈是否封閉，插入后先作高壓水射水試驗(yàn),合格后方可噴射漿液。如因塌孔插入困難時(shí)，可用低壓（0.1?2MPa）水沖孔噴下，但須把高壓水噴嘴用塑料布包裹，以免泥土堵塞。⑥噴嘴直徑、提升速度、旋噴速度、噴射壓力、排量等旋噴參數(shù)見表3，或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。旋噴樁法施工主要機(jī)具和參數(shù)表3項(xiàng)目單管法二重管法三重管法參數(shù)噴嘴孔徑（mm）?2??3?2??3?2??3噴嘴個(gè)數(shù)21?21?2旋轉(zhuǎn)速度（r/min）20105?15提升速度（mm/min）200?25010050?150機(jī)具性能高壓泵壓力（MPa）20?4020?4020?40流量（L/min）60—12060?12060?120空壓機(jī)壓力（MPa）—0.70.7流量（L/mm）—1?31?3泥漿泵壓力（MPa）一—3?5流量（L/min）——100?150漿液配合比：水：水泥：陶土：堿(1?1.5)：1：0.03：0.0009注：高壓泵噴射的（單管法、二重管法）是漿液或（三重管法）水。⑦當(dāng)采用三重管法旋噴，開始時(shí)，先送高壓水，再送水泥漿和壓縮空氣，在一般情況下，壓縮空氣可晚送30s。在樁底部邊旋轉(zhuǎn)邊噴射1min后，再進(jìn)行邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴射。⑧噴射時(shí)，先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿量后再逐漸提升注漿管。中間發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)停止提升和旋噴，以防樁體中斷，同時(shí)立即進(jìn)行檢查排除故障；如發(fā)現(xiàn)有漿液噴射不足，影響樁體的設(shè)計(jì)直徑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)核。⑨當(dāng)處理既有建筑地基時(shí)，應(yīng)采取速凝漿液或大間隔孔旋噴和冒漿回灌等措施，以防旋噴過程中地基產(chǎn)生附加變形和地基與基礎(chǔ)間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，影響被加固建筑及鄰近建筑。⑩噴到樁高后應(yīng)迅速拔出注漿管，用清水沖洗管路，防止凝固堵塞。相鄰兩樁施工間隔時(shí)間應(yīng)不小于48h,間距應(yīng)不小于4?6m。4.質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收1）施工期質(zhì)量檢驗(yàn)施工期質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）施工前應(yīng)檢查水泥、外摻劑等的質(zhì)量，樁位、壓力表、流量表的精度和靈敏度、高壓噴射設(shè)備的性能等。（2）施工中應(yīng)檢查施工參數(shù)（壓力、水泥漿量、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度等）的應(yīng)用情況及施工程序。2）竣工后質(zhì)量驗(yàn)收竣工后質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）旋噴樁施工結(jié)束28d后進(jìn)行檢驗(yàn)。（2）旋噴樁的施工質(zhì)量檢驗(yàn)主要內(nèi)容：①樁體的完整性。樁體的完整性檢查，在施工完成的樁體上，鉆孔取巖芯來觀察樁體的完整性，并可將所取巖心做成標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行室內(nèi)壓力試驗(yàn)，獲得強(qiáng)度指標(biāo)，是否滿足設(shè)計(jì)要求。②樁體的有效直徑。樁體的有效直徑檢查，當(dāng)旋噴樁具有一定強(qiáng)度后，將樁頂部挖開，檢查旋噴樁的直徑、樁體施工質(zhì)量（均勻性）等。③樁體的垂直度。樁體的垂直度，可以檢查鉆孔的垂直度，代替樁體的垂直度。在施工中經(jīng)常測(cè)量鉆機(jī)鉆桿的垂直度，或測(cè)量孔的傾斜度。④樁體的強(qiáng)度。樁體的強(qiáng)度，可以采用鉆孔取芯檢查樁體強(qiáng)度，也可以采用標(biāo)準(zhǔn)貫入度試驗(yàn)、單樁載荷試驗(yàn)等方法檢查樁體的強(qiáng)度。（3）施工質(zhì)量的檢驗(yàn)數(shù)量，應(yīng)為噴射孔數(shù)量的2%,并不少于5點(diǎn)。（4）承載力的檢測(cè)豎向承載旋噴樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和單樁載荷試驗(yàn)。載荷試驗(yàn)的數(shù)量為總樁數(shù)的0.5%?1%,并且每個(gè)單體工程不少于3根。3）檢驗(yàn)與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)旋噴樁（高壓噴射注漿）復(fù)合地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。旋噴樁（高壓噴射注漿）復(fù)合地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)表4項(xiàng)序檢査項(xiàng)目允許偏