高壓旋噴工法

高壓旋噴樁地基處理施工工法1前言1.0.1高壓旋噴樁地基處理是一種應(yīng)用成熟，比較簡(jiǎn)單有效的地基處理方法。在覆蓋軟土地區(qū)該工法得到了成功的應(yīng)用，尤其是沿海地區(qū)。1.0.2我公司在2004年承接武漢琴臺(tái)大劇院工程采用該技術(shù)進(jìn)行地基處理，施工高壓旋噴樁500余根，取得了良好的效果，并取得了一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。工法特點(diǎn)2.0.1施工時(shí)低噪音，設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便。2.0.2施工時(shí)無(wú)振動(dòng)，避免擾動(dòng)已施工的樁和對(duì)臨近建筑物產(chǎn)生的不良影響。2.0.3能利用小直徑鉆孔旋噴成比孔大8?10倍的大直徑的固結(jié)體。2.0.4施工效率高，用途廣泛，質(zhì)量容易控制，安全可靠。適用范圍3.0.1可適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、濕陷性黃土、人工填土及碎石土等的地基加固。3.0.2可用于既有建筑和新建筑的地基處理，深基坑側(cè)壁擋土或擋水，基坑底部加固防止管涌與隆起，壩的加固與防水帷幕等工程。3.0.3但對(duì)含有較多大顆粒塊石、堅(jiān)硬粘性土、大量植物根基或含過(guò)多有機(jī)質(zhì)的土以及地下水流過(guò)大、旋射漿液無(wú)法在注漿管周圍凝聚的情況下，不宜采用。工藝原理4.0.1旋噴注漿樁地基，簡(jiǎn)稱旋噴樁地基是利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，用高壓脈沖泵，將水泥漿液通過(guò)鉆桿下端的噴射裝置，向四周以高速水平噴入土體，借助流體的沖擊力切削土層，使噴流射程內(nèi)土體遭受破壞，與此同時(shí)鉆桿一面以一定的速度(20r/min)旋轉(zhuǎn)，一面低速(15-30cm/min)徐徐提升，使土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌?，膠結(jié)硬化后即在地基中形成直徑比較均勻，具有一定強(qiáng)度(0.5-8.0MPa)的圓柱體(稱為旋噴樁)，從而使地基得到加固。4.0.2通過(guò)該工藝使地基承載力得以大幅度提高，或形成連續(xù)的止水帷幕。4.0.3高壓旋噴法根據(jù)使用機(jī)具設(shè)備的不同又分為：（1）單管法用一要單管噴射高壓水泥漿液作為噴射流，由于高壓漿液射流在土中衰減大，破碎土的射程較短，成樁直徑較小，一般為0.3~0.8m。（2）二重管法用同軸雙通道二重注漿管復(fù)合噴射高壓水泥漿和壓縮空氣二種介質(zhì)，以漿液作為噴射流，但在其外圍裹著一圈空氣流成為復(fù)合噴射流，成樁直徑1.0m左右。（3）三重管法同軸三重注漿管復(fù)合噴射高壓水流和壓縮空氣，并注入水泥漿液。由于高壓水射流的作用，使地基中一部分土粒隨著水、氣排出地面，高壓漿流隨之填充空隙。成樁直徑較大，一般有1.0m?2.0m,但成樁強(qiáng)度較低（0.9?1.2Mpa）。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程圖單管法流程圖t壓縮氣雙重管法流程圖水泥漿攪拌|-水泥漿||高壓水/*測(cè)量放樣f|鉆孔卜|成孔|f高噴車就位f|試噴|f下噴射管—噴射成樁f|成樁|f回灌t壓縮氣三重管法流程圖鉆機(jī)就位5.2.1鉆機(jī)就位前先進(jìn)行場(chǎng)地平整，挖好排漿溝。鉆機(jī)就位必須平穩(wěn)，鉆桿保持垂直。5.2.2調(diào)整鉆機(jī)立柱的垂直度，確保垂直度W1%；鉆頭與樁點(diǎn)偏移不得大于20mm。鉆進(jìn)成孔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)鉆成直徑150?200mm的孔，然后高噴車就位將三重注漿管插入孔內(nèi)由下而上進(jìn)行噴射注漿，注漿管分段提升搭接長(zhǎng)度不得小于200mm。噴射成樁過(guò)程中采取隔樁、隔排跳打的方法。噴射成樁在插入旋噴管前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)可用低壓水（小于2Mpa）沖孔噴下，但必需把高壓水噴水用塑料布包裹，以免堵塞。高壓旋噴樁使用的水泥應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)為32.5以上的普通硅酸鹽水泥,要求新鮮無(wú)結(jié)塊。一般泥漿水灰比為1：1?1.5：1,稠度大流動(dòng)緩慢，噴嘴易堵塞，增加故障時(shí)間，影響施工進(jìn)度；稠度過(guò)小，對(duì)樁身的長(zhǎng)度有影響。5.4.3由于水泥漿在使用過(guò)程中，容易離析，為消除離析一般加入水泥用量3%的陶土、0.9%。堿。漿液宜在使用前一小時(shí)內(nèi)配置，同時(shí)用濾網(wǎng)去除雜物，以免堵塞管路和噴嘴。5．4．4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30a。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。5．4．5噴射時(shí)，先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿量后現(xiàn)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)有漿噴射不足，影響樁體的設(shè)計(jì)徑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)核。5．4．6旋噴過(guò)程中，冒漿量應(yīng)控制在10%?25%之間。對(duì)需要擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的工程，可采取復(fù)噴措施，即先噴一遍清水，再噴一遍或兩遍水泥漿。5．4．7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。壓力、流量指標(biāo)5.5.1單管法：高壓泵壓力20?40Mpa；旋轉(zhuǎn)速度20r/min；提升速度200?250mm/min；水泥漿流量60?120L/min.5.5.2二重管法：高壓泵壓力20?40Mpa；旋轉(zhuǎn)速度10r/min；提升速度100mm/min；水泥漿流量60?120L/min;空氣壓力0.5?0.75Mpa；空氣流量1?3L/min.5.5.3三重管法：高壓泵壓力20?40Mpa；旋轉(zhuǎn)速度5?15r/min；提升速度50?150mm/min；水流量60?120L/min;空氣壓力0.5?0.75Mpa；空氣流量1?3L/min；泥漿泵壓力3?5Mpa；泥漿流量100?150L/min.材料與設(shè)備材料6.1.1所用材料均應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。6.1.2水泥：應(yīng)當(dāng)具有良好的保水性能，一般選用強(qiáng)度等級(jí)為32.5Mpa以上的普通硅酸鹽水泥。6.1.3外加劑：陶土、堿設(shè)備高壓噴射注漿法主要機(jī)具設(shè)備包括：高壓泵、鉆機(jī)、高噴車、漿液攪拌器、空壓機(jī)、壓漿泵等；6.2．2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)以及各種管材料、閥門、接頭安全設(shè)施等。高壓噴射注漿法施工常用主要機(jī)具高備規(guī)格、技術(shù)性能要求。質(zhì)量控制7.0.1質(zhì)量檢驗(yàn)按《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202-2002和《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。7.0.2施工前應(yīng)檢查水泥、外加劑的質(zhì)量，壓力表、流量表的精度和靈敏度。7.0.3施工時(shí)應(yīng)及時(shí)做好施工記錄。7.0.4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。7.0.3常見的施工質(zhì)量問(wèn)題防治（見表7.0.3）表7.0.3常見的施工質(zhì)量問(wèn)題防治問(wèn)題主要原因處理方法樁孔傾斜場(chǎng)地不平將地面處理平整樁架不豎直調(diào)整垂直度斷樁和縮徑提升過(guò)快提升速度應(yīng)根據(jù)土層情況確定，軟土層可以加塊，硬土層適當(dāng)減慢高壓泵壓力不足立即進(jìn)行檢查排除故障，對(duì)該部位復(fù)噴水泥漿配合比不滿足要求調(diào)整不合理的配合比，安全措施8.0.1特殊工種操作人員必須持證上崗，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，不得擅離工作崗位。8.0.2施工所用的安全防護(hù)用品、用具齊全有效；機(jī)械、工具符合安全要求。施工人員按規(guī)定著裝和使用防護(hù)用品、用具。8.0.3加強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，消除事故隱患，保證安全生產(chǎn)。8.0.4施工用電符合規(guī)范要求，電纜線路必須按要求埋地或架空敷設(shè)，避免機(jī)械損傷和介質(zhì)腐蝕；電器設(shè)備必須完好。8.0.5高空作業(yè)時(shí)必須系安全帶、穿防滑軟底鞋；患有高血壓、恐高癥、心臟病等高處不適癥者嚴(yán)禁上機(jī)架作業(yè)。8.0.6高壓膠管必須連接固定牢靠。泵送時(shí)應(yīng)有專人指揮,防止因不暢和操作失誤造成爆管形成傷害。8.0.7在暴風(fēng)雨、大雪、雷雨天氣應(yīng)停止施工；六級(jí)以上大風(fēng)時(shí)，應(yīng)加纜繩保護(hù)鉆機(jī)機(jī)架。8.0.8受工程影響的建（構(gòu)）筑物，應(yīng)采取適當(dāng)措施加以保護(hù)。環(huán)保措施9.0.1易于引起粉塵的細(xì)料或松散料應(yīng)覆蓋運(yùn)輸，施工中應(yīng)避免水泥揚(yáng)撒。9.0.2廢水、廢漿應(yīng)集中收集處理，減小對(duì)水體、土壤的污染。9.0.3使用機(jī)械設(shè)備時(shí)，要采取適當(dāng)措施減少噪聲、廢氣等的污染。9.0.4對(duì)駛出施工現(xiàn)場(chǎng)的車輛應(yīng)進(jìn)行沖洗，避免攜帶泥土。效益分析10.0.1可以解決其它方法處理不了的工程技術(shù)難題，可成垂直樁、斜樁或連續(xù)墻。10.0.2施工效率高、質(zhì)量容易控制、工程造價(jià)低。10.0.3可用于已有建筑物地基加固而不擾動(dòng)附近土體，施工噪聲低，振動(dòng)小。10.0.3可用于任何軟弱土層，可控制加固范圍。應(yīng)用實(shí)例我公司2004年在琴臺(tái)大劇院地連墻工程中，由于該場(chǎng)地的地質(zhì)情況（2?5）粉質(zhì)粘土層層厚達(dá)10m,呈高壓縮性軟流塑土層。同時(shí)在地連墻施工前先施工了1354根高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁因管樁為擠土樁，而地面又無(wú)明顯隆起變形，由此判斷地下土層被擠密壓縮，孔隙水壓力增大，改變土層的應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致開挖時(shí)槽壁失穩(wěn)，地連墻無(wú)法正常施工，施工被迫暫停。對(duì)-10?-20m的土層進(jìn)行加固處理，采用高壓旋噴樁，