三重管放射注漿工法三重管旋噴樁加固地基

PAGE1PAGE14三重管噴射注漿工法(三重管旋噴樁)加固地基三重管噴射注漿法(JetGrouting),在我國又稱為“三重管旋噴樁”，是70年代開發(fā)的一種新型地基加固技術(shù)，迄今已得到廣泛應(yīng)用。在地基加固方法中，有一種歷史悠久的靜壓化學(xué)或水泥注漿法(Injection)，它是將不同性質(zhì)的硬化劑(化學(xué)藥品或水泥)，用壓力注入地基中，用以改良土的性質(zhì)。這種方法主要適用于砂類土，也可應(yīng)用于粘性土。但是，在很多情況下，由于土層和土性的關(guān)系，其加固效果常不為人們所控制，尤其是在沉積的分層地基和夾層多的地基中，注入劑往往沿著層面流動；在細顆粒的土中，注入劑難以滲透到顆粒的孔隙中。因此，經(jīng)常出現(xiàn)加固效果不明顯或很不均勻的情況。高壓噴射注漿法克服了上述注入法的缺點，將注入劑形成高壓噴射流，借助高壓噴射流的切削和混合，使硬化劑和土體混合，達到改良土質(zhì)的目的。化學(xué)注漿法、水泥注漿法主要適用于砂土、砂石，而噴射注漿法幾乎適用于所有的土。70年代初期，日本最先把高壓噴射技術(shù)用于地基加固和防水帷幕，形成一種特殊的地基加固技術(shù)，即所謂CCP工法(ChemicalChurningPile)。此后，70年代中期又開發(fā)了同時噴射高壓冰液和壓縮空氣的二重管法，最后形成噴射高壓清水，壓縮空氣和低壓漿液的三重管法。這種方法比單管法、雙重管法加固直徑大，不需要采用高壓泥漿泵，成為國內(nèi)外應(yīng)用最廣的噴射注漿法。目前，在世界數(shù)百項工程中獲得應(yīng)用，使用的國家有日本、德國、美國、英國、意大利、瑞典、原蘇聯(lián)、新加坡等，使用的項目包括深基坑開挖中的擋土或隔水，盾溝工程起始和終端部位的土體加固，舊有房屋、橋梁地基補強或舊有建筑物臨近工程的施工等。冶金部建筑研究總院于1978年結(jié)合寶鋼工程，研究并成功的將三重管噴射注漿法應(yīng)用于深基坑的加固。1980年通過冶金部組織的鑒定會，并于同年被評為冶金部重大科技成果獎3等獎。目前，我國在冶金、鐵路、水利、城市建設(shè)各部門已分別在深基坑開挖、橋墩加固、水壩壩基防滲、舊有建筑物地基加固等方面廣泛應(yīng)用了這種辦法。一、特點與適用范圍三重管噴射注漿法是一種具有特殊功能的地基加固方法。在許多工程實例中，往往與包括樁基及其它地基處理方法相比，噴射注漿法是一種最優(yōu)的選擇，有些情況則是唯一選擇。因此它是一種新的、具有很強生命力的地基加固技術(shù)。噴射注漿法加固地基的主要優(yōu)點如下：(1)受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時間的影響較小，可廣泛適宜竽淤泥、軟弱粘性土、砂土甚至砂卵石層等多種土質(zhì)。(2)可采用價格便宜的水泥作為主要硬化劑，加固體的強度較高，根據(jù)土質(zhì)不同，加固體的強度可為500~1000kPa。(3)可以有計劃地在預(yù)定的范圍內(nèi)注入必要的漿液，形成一定間距的樁，或連成一片樁或薄的帷幕墻，加固深度可自由調(diào)節(jié)，連續(xù)或分段均可。(4)采用相應(yīng)的鉆機，不僅可以形成垂直的樁，也可以形成傾斜的樁。(5)可以作為施工中的臨時措施，也可作為永久建筑物的地基加固，尤其是對已有建筑物地基補強和基坑開挖中需要對臨近舊建筑物加以保護時，這種方法能發(fā)揮其特殊作用。根據(jù)加固所起作用，噴射注漿法可以分為下列不同目的：(1)止水，形成防水帷幕，隔斷地下水的滲流。(2)防止坑底部粘性土涌土或砂性土管涌或側(cè)壁擋土。(3)對相臨構(gòu)筑物或地下埋設(shè)物的保護。餡(4歉)慨舊有構(gòu)儉筑物地面基的補樹強羊。念蒜(5斥)徑樁基礎(chǔ)殺的代用斷。增掏(6充)觀地下盾揉構(gòu)法等立頂管施丟工始末哲端的加慕固。覺二、加際固原理既與加固凝方剛法遲奮由鉆機部操作特渣殊的三晴重噴射燙管，噴移射管端寒部由三臘個噴嘴戰(zhàn)，分別搭噴射高陡壓水，糧壓縮空物氣和水棒泥漿。刷由高壓哲水和壓毫縮空氣倒形成的器噴射流攝用以切賠削土體需，由另脅一噴嘴垃噴出之腥水泥漿啄與被切中割的土淡混合，罪形成水罵泥、土廟混合體洋，達到蕉加固土罰的目的紗。由于錦由鉆機聾操作的油噴射管已邊噴射衫，邊旋舌轉(zhuǎn)，邊園提升，辜從而形揉成具有慘較高強海度的柱乘狀水泥稈土加固跟體，稱司之為旋挪噴樁。桐如果邊遺噴射邊聽提升而叔不旋轉(zhuǎn)浴，則在叛土層中濁片狀的羽范圍內(nèi)陵實現(xiàn)水有泥與土蹲的混合去。聽掃三重管有噴射注砍漿法加挖固地基窮分成兩奔個階段堪，第一練階段為圈成孔階險段，即滴采用普逝通淘的牲(句或?qū)Ｓ们返某?障鉆機，認驅(qū)動密廣封良好胸的噴鞠射為矛管和帶首有橫向柱噴嘴的掃特制噴娘射頭進劑行成孔挺。成孔張時采用撓水沖的蓄方法，膚使噴射限頭達到綿預(yù)定的譽深林度再(克圖顏1-(忙a)位)層。酬裂第二階月段為噴刮射加固陪階段，爐即用高員壓水，蓄水泥弊漿消(甲或加入后其它外朝摻靜劑摩)餡以及壓慚縮空氣侵，通過弟噴射管效由噴射端頭上的袖橫向噴鼓嘴向土之中噴射扭。與此負同時，瞞鉆桿一柔邊旋轉(zhuǎn)畝，一邊圍向上提滲升使水集泥漿與關(guān)土混略合刑(作圖免1-(津b)斧)鐵。所紡有時，逆根據(jù)工帥程需要肉，也可基形末成熟“擺片侮狀既”紗加固體誠，例如抱隔水帷甩幕。此商時，只飛要在噴魄射時，運鉆桿只良提升，覺而不旋確轉(zhuǎn)，即置所謂定擁向噴射粒。或者宅，只在殃一定的氧角織度世(傘如稀120睬°紹)勁內(nèi)擺動安，即所彈謂擺動絡(luò)噴射椅。邀電三重管胞噴射注懇漿法施胡工設(shè)備仍平面布烘置概括匆如氧圖犯2乎所示訴。赴付當(dāng)?shù)谝簧央A段貫揀入土中奶時，可婦借助噴里射管本壟身的噴盞射貫入暑，只是宰在必要午時，才葬在地基襖中預(yù)先殘成址孔展(低孔徑耕為衛(wèi)φ壁15c用m鄉(xiāng))竊。，放攜入噴射趁管進行段噴射加膽固荷。最派由于噴訴射注漿顆法沒有栽系統(tǒng)的柳專用機島具，因睜此施工皆機具需蜓因地制液宜地加輸以選擇文。折三、施勝工工藝顏(1晴)綢鉆機就腸位：噴加射幣饅頭正對臭孔位中洲心，使浮噴射管初的軸線身正對鉆李孔中心芹，一般沃垂直度強偏差應(yīng)餓小預(yù)于順1.5妄%鍵(漫圖渡3-a炮)應(yīng)。柱奶(2設(shè))嬌成孔：嫌在空壓氣機、清徑水泵、凍泥漿泵誼低壓狀僻態(tài)下，催將噴頭叔送至設(shè)汽計標(biāo)朽高粗(搖圖贊3-b山)慢。等(3源)拜噴射提秩升：使鋒高壓水伏、壓縮磁空氣、鈔水泥漿專均達到桐預(yù)定噴偉射壓力質(zhì)后，按艙設(shè)計施層工參歐數(shù)路(于提升和敏旋轉(zhuǎn)速醬度御)姿邊旋轉(zhuǎn)名，邊提嫩升薯(仆圖塔3-c億)歐，提完多每段鉆恐桿后，誓相臨鉆績桿應(yīng)搭余接角20c迅m什，施工貴時應(yīng)做產(chǎn)好原始暴記錄。據(jù)(4院)抬沖洗：啊噴射完微一孔兼后韻(械如曉圖衣3-d辰)孝，應(yīng)將例所有管日道沖洗減，特別樂應(yīng)將漿沿管中的豆泥漿排譽盡暴。宮爭(唱5壩)辨移位栗。晨蝴四、主騙要施工降機具完三重管泉噴射注摔漿法施杠工的主牌要機具岸有以下僅幾種嘩：姑師1偏.奇高壓黑泵輛鹿高壓泵妙為柱塞此式高壓折清水泵委。高壓文泵的壓籮力通常銳要求能撕在漢15.圣0MP鋼a偉以上。舅一個良貨好的高襲壓泵應(yīng)戶能在高遭壓下持紀續(xù)工作愈，設(shè)備駐的主體起結(jié)構(gòu)和漏密封系祝統(tǒng)應(yīng)有茫良好的宋耐久性鋼。梁穩(wěn)2屋.遙泥漿煌泵微新泥漿泵從用在三疫重管旋醋噴中輸臣送水泥牧漿之用責(zé)。實際翼使用壓冠力控制滑在槳200法P豆a愿左右，貫根據(jù)使循用情況茄來看，欺由于水步泥漿對職機械和扯密封系而統(tǒng)均易秘產(chǎn)生磨津損，致灑使泥漿緒因此而括不能順惰利吸入原與排出攀。因此股，對泥撇漿泵的置維護和求檢修是低十分必窩要的搞。婆筒3怠.尋空壓兩機帳晶采用的敬有鐮6m投3骨/mi瘡n搶、今9m荒3稿/mi連n捕、柴油女空壓機耽或電動臟空壓機東，工作施壓力晃為薦70P險a系，旋噴顯中當(dāng)保蠢持管線棗中壓力泄為岡40~怕55P歲a綱時，空媽氣實際授排量禍為吉1m趨3氧/mi柄n管左右走。林皮4忍.雁鉆甜機碎紅噴射注蕩漿法采精用的鉆畜機，通月常不是暑專門特購制的，檔而是對條一般勘份探用鉆糾機，根款據(jù)噴震射貞首工藝的寄要舌求批(朽提升速勒度和旋啄轉(zhuǎn)速探度膊)測加以適仁當(dāng)改制遞。但鉆女機的靈泊活性及證功能對宵噴射注愉漿法的泡施工水絹平起著投重要使輪用。為污了適于墾噴射注新漿法施裹工的要伴求，冶情金工業(yè)船部建筑餅研究總孩院已開悼發(fā)了專巨用的旋然噴鉆機魂。日本萄、德國癢、意大敗利等國丈一些專歌業(yè)施工維公司，針均開發(fā)險采用各疲具特色炭的旋噴恰鉆機辯。引匙5似.胖其他機叼具少公(1俱)罷噴射管陵：三重咬管法的趴噴桌射夜暈管要同志時輸送仍水、壓崖縮空氣脹和水泥桑漿，而宏這三種誓介質(zhì)均余有不同弄的壓力悔，因此噴，噴射粘管必須做保持不匠漏、不巴串、不已堵，加痛工精度射嚴格，攻否則將臂難以保色證施工濕質(zhì)量悶。項卸(2漠)學(xué)其他儀響表：施沉工質(zhì)量誼管理在將噴射注故漿法中賣是至關(guān)奇重要的曲。過去倘多采用較人工讀損數(shù)記錄特方法。旱工程實夠踐表明表，采用鉤各種相折應(yīng)的儀旬表進行趁控制和耀記錄是晴十分必邁要的。譽其中主若要有記悅錄泵的努壓力、盞液量和掙空壓機恰的送風(fēng)滔量，記握錄壓縮葬空氣量驅(qū)的為玻縣璃轉(zhuǎn)子紐流量計帶。盜五、施劣工人員察及施工成管兔理成骨(捷一相)選施工人腸員耗副每班配土制人橋員而20-絨2卷5駛?cè)说畲?1犯)往班長燙，秘1家人，負光責(zé)協(xié)調(diào)摸指揮各聲機具操主作人員飽之間的棄聯(lián)系交。買玻(2勤)砍泵工份，汁2-陸3今人，負很責(zé)泥漿格泵及清僑水泵操叔作饞。岡混(3訊)蝴空壓機弟工她，治1煌人，負竹責(zé)空壓尼機操作召。夫愛(4脅)際鉆機蛙，路2犧人，負該責(zé)鉆機矮操作釀。寒貌(5動)東攪拌工濫，酒8-1順0蠢人，負婚責(zé)拌制遠水泥漿換。底北(6鐮)煎機修工熟，婚2欄人，負既責(zé)各種車機具維尊修廈。助艙(7智)點電工傷，岸1芽人，負萍責(zé)各機般具安全倍用電兼袍負責(zé)施洽工安全峰。第傲(8糟)鍵記錄員膚，退1暮人，負漠責(zé)施工夜記錄滾。濃拐(9漿)適技術(shù)員板，片1房人，負允責(zé)施工昏技術(shù)工六作協(xié)。桌支(跳二范)塊施工管喚理藍攪1趨.隨技術(shù)管緩理弄逢由技術(shù)束員負責(zé)撈，具體染職責(zé)為漂：監(jiān)督雁施工參臉數(shù)及處尋理施工鉗時發(fā)生頃的臨時勻變更情蓬況，及示時與設(shè)烤計單位秒聯(lián)系紀。膨名2籃.腔質(zhì)量管拍理智賠由當(dāng)班遇班長與熊操作工幫建仁立哲TQ暫C驅(qū)小組，遇班長負沙責(zé)監(jiān)督筒實施設(shè)西計施工共參數(shù)，太嚴格按吐操作規(guī)汪程操作產(chǎn)，并作腎好施工治記錄，塑發(fā)現(xiàn)問隙題，及網(wǎng)時與技禽術(shù)員聯(lián)月系解決杜，定期瓦進亦行聞TQ氣C蠶活動，朵保證施譯工質(zhì)量驗。阻良3觸.到安全管筒理溪杰(1售)采施工場發(fā)地平整粗，以防竿鉆機傾任斜或沉始陷魯。丸猛(2博)籌及時檢咳查各高誤壓管接亦頭的可吊靠性，港防止高恢壓管暴至裂傷人柄。拋要(3玉)田及時檢趟查各操輪作工的支操作程穴序，嚴量防違章翻操作喚。減味(4茶)索三重管憐噴射注朵漿電路龍復(fù)雜，高應(yīng)經(jīng)常熟檢查，緊排除隱抽患，做條好安全舅用電。艘六、加爐固質(zhì)量補及效果桐檢驗辛三重管差噴射注山漿法效礙果檢驗希主要有銜：浸衰1襲.全開挖檢猴查他昆待凝固獅一周后訓(xùn)進行開荒挖，將邪固結(jié)體仆露哥出防孫，檢查等固結(jié)體所的直徑由，并現(xiàn)持場取樣旗到室內(nèi)跌加工成裁標(biāo)準試芬塊，檢覆查各齡羅期樁體茫的單軸陽抗壓強箏度，變扭形特性菊以及水予泥含量雪等。試俘塊制作瀉按困7×7冷×7c光m味立方體甜作抗壓注強度試摧驗。當(dāng)擾用作單墾軸及三狠軸抗壓近強度、釘抗拉強壤度時需偉按試驗利要求制握作試塊少。丘恐2筐.死冒漿體合試塊試證驗柄鈴取施工絡(luò)過程中柱的冒漿番體，做勿成試塊史，試驗若其特性器。此項膠試驗可劈以用作默判斷強性度的參欺考。所灶取的冒角漿應(yīng)取腹噴射后穿期，即墨水泥與垮土混合晝的狀態(tài)刺已接近太地下實辣際混合如狀態(tài)的隨冒漿。優(yōu)3粒.樹鉆孔取銀芯橋賤檢查樁徑體的均冊勻性，苗并可檢殺驗其強礙度。由歲于受到反水泥土連的強度屠不高和住樁徑垂氣直度的訂影響，很取芯工盜作必須仆十分仔盡細才能學(xué)取得好擺的效果那。夠4鋤.訪鉆孔注宰水試驗視檢查其例滲透特粒性旗。逆扮5辨.憤標(biāo)貫試屠驗連據(jù)標(biāo)貫使擊數(shù)，獲確定其霧承載特衫性桶。乳智6招.扔現(xiàn)場荷精載試逝驗牽目確定單笑樁承載帳力或復(fù)城合地基梅承載力純。葬被7接.公其它試于驗方段法我開室內(nèi)漿散液配方孟試驗，冶現(xiàn)場施座工參數(shù)厭試驗等顫。它盾上述檢膨驗項目桑，應(yīng)結(jié)駛合工程休要求和償條件加卷以確定率。其試每驗方法失均參照鄉(xiāng)工程地邁質(zhì)勘察悉和建筑驚材料試靈驗中相揮應(yīng)的方蕩法進行家。催七、工僵程實濾例坊涂1漂.莖寶山鋼園鐵總廠返工程的摔深基坑闖開季挖梳擔(dān)寶山鋼膝鐵總廠滿初勸軋醉1螞號鐵皮象坑的平靠面尺寸若為虧18.游3×4參5.3恐m片，深度裹為肆22.印3喚m帆，與一接系列正意在施工柳的重要慌設(shè)備基圣礎(chǔ)和廠業(yè)房樁基彈礎(chǔ)相鄰擱，因此巴必須確跪保鐵皮紅坑在施董工過程悔中的穩(wěn)南定性以絕及減少撞其對相撤鄰基礎(chǔ)灶的影響紗。經(jīng)過淋對多種泊地基加求固方案慢分析對腥比后，鬼確定采師用三重郵管噴射攜注漿法矛加固基廚坑底部晝。部翼土層情丙況在基歲坑深度虧范圍內(nèi)蹄，基本垮上為淤廣泥質(zhì)亞款粘土和逃淤泥質(zhì)運粘土，篩強度極告低。首賀先在基潑坑的四股周設(shè)置粒兩層井曾點降水究，開挖輝到短-9.丟8證m勻標(biāo)高，盲然后在敢基坑周素圍打板處樁，并柄對基坑塌底部標(biāo)梯高以下潑進行地增基加固耍。在完嫂成噴筑射坊次注漿法暮加固地煌基后，松繼續(xù)進鵝行基坑伸的開挖蟻。加固桶厚觀度亦4.5浸m脫，樁距督橫向采銹用找0.7邁D睡，縱向折采己用黑0.8災(zāi)D(苦D榜為設(shè)計鄙樁徑，惹通過試釋驗藝取藏1.5障m衛(wèi))終。為了找達到良劃好的支估撐作用誦，在板反樁附近駛的樁距諸有所減支小。樁爺?shù)目倲?shù)外為廁69夠5陶根，總持長照為療300蜂0捷延米。胸2怕.霉安徽六哀合滁河脫大橋橋蜘墩加慘固全投安徽六扔合滁河宣大橋是持礦山鐵數(shù)路專用故的五孔后雙曲拱毅橋，單?？卓缍认聻轭w25穗m毛。地層目自地表哀起分別民為軟塑銀亞粘土斷、輕亞濃粘土?；艠蚨栈鶜さA(chǔ)采綿用駛Ф始100雷c疾m地灌注樁征。南北猴橋頭為俱了抵抗蓬水平推酒力，采堤用混凝化土和毛通石砌體凳作為支式座。與錦橋頭毗被鄰的路怒基采用袍高填方侮路堤。薯因原地慰形低洼賴，填土幸高度約送為雁3~7舉m照。由于配路堤荷勵載的影崖響，產(chǎn)榨生不均乖勻沉降意，而使夕橋墩產(chǎn)害生位移者，引起統(tǒng)橋拱的勺開裂。湖裂縫寬殘度最大棋約餐為逼0.2武m耗m零。為了心阻止混瞧凝土墩際和毛石磨砌體的吵不均勻禍沉降以礎(chǔ)及橋墩悄的水平拴位移，丘決定采字用旋噴羽樁進行頁加固，壇同時采牢用擴大券混凝土溫墩面積持，增設(shè)只灌注樁賊與其相語連以及干對毛石穴墩注漿燈加固的粉綜合方賠案錄。仙予旋噴樁淋的主要幟作用在蝦于防止著相鄰填糧方、鐵穿路荷載凱引起的傻附加沉駕降繼續(xù)獸發(fā)展，剝同時增拒加土體鵲水平抵短抗力。搞為了防獵止在加葵固工程寸中，由斃于土體限短時間山內(nèi)強度企降低而穩(wěn)發(fā)生意刃外的沉善降，因言此對橋戒體的沉津降和位幫移進行柏了監(jiān)測鼠。橋拱朗上的旋份噴樁的風(fēng)施工量慰總計質(zhì)為孔200因0招延米。春3板.萌旋噴蚊樁牽—賤灌注樁炮組合擋豈土寶壁果設(shè)武漢鋼輸鐵公司侄翻車機隱室廊道石基坑開專挖時瞞，協(xié)(兄基礎(chǔ)對深省4.5拴~10栽.0m索)謠，設(shè)計沿用鉆孔糧灌注樁陽擋土，駁維持邊熄坡穩(wěn)定究，由于漂坑邊坡信范圍內(nèi)萬有一層錄透水性法較好的雹土層，真預(yù)計基遍礎(chǔ)開挖嶼后將大頂量涌水埋，最后釀確定在船兩根鉆具孔灌注優(yōu)樁之間搜加一根求三重管跨旋噴樁會，形成壽組合式兔擋土結(jié)里構(gòu)，用吧以擋土摸和截水衣，設(shè)計左總樁趣數(shù)陜14駱4舉根，總劃延米數(shù)所為扇160負0說m尤，開挖嚇結(jié)果表警明，三聰重管噴許射注漿傷法隔水音效果良抬好知。抵4徒.資加固設(shè)測備基肝礎(chǔ)劈漫大港電理廠翻車騾機室地繼基為高沙壓縮性