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岩土研究院

高压喷射注浆施工方法

346 2022-05-05 10:12:17

一、施工工艺

高压喷射注浆在施工前必须作好以下的准备工作;

(1)熟悉旋喷设计图纸及有关资料、要求,并编写施工组织设计;

(2)复查施工现场的地下埋设物。做好危险标志。定出桩位和标高。根据施工平面图的要求开挖施工槽、排水沟、集水井或泥浆沉淀池。检查进场设备完好情况;

(3)正式施工前必须试喷,通过试喷检查桩位,核对地质资料,确定正式施工的技术参数。

国内旋喷工艺施工参数可参见表 11-6。

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高压喷射注浆的施工工艺流程见图 11-5,无论是单管还是二重管或三重管施工,操作的流程都大致相同。

(一)钻机就位

根据设计的平面坐标位置进行钻机就位,要求将钻头对准孔位中心,同时钻机平面应放置平稳、水平,钻杆角度和设计要求的角度之间偏差应不大于1%~1.5%。

(二)钻孔

在预定的旋喷桩位钻孔,以便旋喷杆可以放置到设计要求的地层中。钻孔的设备,可以用普通的地质钻机或旋喷钻机。

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(三)插管

当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时,钻孔和插管二道工序可合而为一,钻孔到达设计深度时即可开始旋畴;而采用其他钻机钻孔时,应拔出钻杆,再插入旋喷管。在播管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可以用较小的压力边下管边射水。

(四)喷射和复喷

自下而上地进行旋喷作业,旋喷头部边旋转或在一定的角度范围内来回摆动边上升,此时旋喷作业系统的各项工艺参数,都必须严格按照预先设定的要求加以控制,并随时做好关于旋喷时间、用浆量、冒浆情况、压力变化等的记录。

根据设计的桩径或喷射范围的要求,环可以采用复喷的方法扩大加固范围,在第-次畴射完成后,重新将旋喷管插人设计要求复喷位置,进行第二次喷射。

(五)冲洗

旋喷管被提到设计标高顶部时,该孔的喷射即告完成,将卸下的旋喷管逐节拆下,进行冲洗。以防浆液在管内凝结堵塞。一次下沉的旋喷管可以不必拆卸,直接在喷浆的管路中泵

送清水,即可达到清洗的目的。

(六)移动设备钻机移动到下一孔位。

二、施工机械设备

高压喷射注浆的设备由造孔系统、供水、供气、制浆、供浆系统和喷射系统组成。因喷射种类不同,所使用的设备种类和数量均不同。高压喷射注浆设备流程见图11-6。高压喷射注浆的主要施工设备及参数见表11-7。

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(一)造孔系统

造孔系统由钻机、泥浆泵组成。钻机一般采用回转式钻机,钻孔直符一般为 d130~

150mm,根据不同的土质和地下障碍物的情况,也可用其他钻机,单独进行钻孔作业。当旋喷回结范围内有大体积孤石时,可先用地质钻机造孔。

泥浆泵是用于输送水泥系浆流的主要设备,由于水泥系浆液是颗粒状的,对设备的密封系统和缸体有一定的蘑损,唐损后吸入和排出的浆液不稳定,容易造成流量的下降。在单管法中,必须使用高压泵作为送浆设备,双管法和三重管喷射施工则允许使用一般灌浆施工中常用的泥浆泵。表11-8和表11-9列出了普通注浆泵和高压泵的主要技术参数。

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(二)供水系统

供水系统由高压水泵、压力表、高压截止阀、高压管和供水泵等组成。高压水泵是旋喷注浆中的关键设备,要求压力和流量稳定并能在一定的范围内调节。高压旋喷一般要求喷射口的压力达到15~25MPa 以上,出口流量为50~100L/min。

高压截止阀用于调节工作压力,排泄高压水。高压胶管的工作压力为 60~80MPa。供水浆采用潜水泵或离心泵,其流量一般为 15m³/min,扬程 25m。高压管采用六层钢丝缠绕胶管。

(三)供气系统

供气系统由空压机、流量计、输气管组成。空压机通常使用可移式 YV6/8 型压缩机。排气量通过转子流量计测量和调控。输气胶管采用 φ19mm 多层夹布胶管。

(四)制浆系统

制浆系统主要设备是上料机和浆液搅拌机、浆液贮浆桶。泥浆搅拌机可选用普通灌浆工程用的造浆系统。为使浆液高速搅拌,达到均匀混合的目的,可采用 M-200 型外循环式高速搅拌机,见表l1-10。表11-11为 SS-400X 型搅拌式贮浆桶。

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(五)喷射系统

喷射系统是高压旋喷灌浆设备的中心工作系统。由垂直支架、卷扬机、旋摆机、喷射管、导流器、旋喷喷嘴组成。垂直支架安装在可移动的或步履式的台车上,而旋喷杆的上下移动则是通过卷扬机或动力履带实现。旋摆机使旋喷管以旋、定、摆三种喷射形式工作。进行喷射作业时,水、气、浆通过导流器,由静止的胶管进人旋转的旋喷钻杆。

质量检验

一、质量检验项目

旋喷加固体在地下施工,属于隐蔽工程。其质量检验可以采用开挖检查、钻取岩芯、标准贯人、戟荷试验或压水试验等多种方法进行。

检验的主要内容如下;

1.固结体的物理性状,包括整体性和均匀性;

2.固结体几何特征,包括有效直径、深度范围和垂直度等;

3.回结体的强度特性和抗渗性能;其中包括水平、垂直承载力,变形模量、抗渗系数、抗冻性和抗酸碱腐蚀性;

4.固结体的溶蚀和耐久性等。

检验点应布置在下列部位;

1.建筑荷载大的部位;

2.防水帷幕的中心线上;

3.施工中出现异常情况的部位;

4.地质情况复杂可能对高压旋喷注浆产生影响的部位。

检验点的数量为旋喷孔数量的 2%~5%,对不足 20孔的工程,至少应检验 2个点。不合格者应进行补喷。质量检验应在旋喷施工结束四周后进行。

二、开挖检验

对于浅层的固结体进行检验时,一般采用比较直观的开挖检验方法,这可检查加固体的形状和加固范围的大小,也可对固结体取样,进行必要的强度试验。但是必须注意浅层十加固体的性质指标和深层加固体的指标有很大的差异,当对深层土的指标有一定要求时,仍然应采用其他的检查方法对深层旋喷体进行检验。

三、室内试验

在工程设计以前,对不同的浆液加固地基土的配合比、不同龄期的浆土固结体,进行强度试验,可以有效地掌握旋喷桩的多项主要设计和施工参数。同样,室内试验 的结果也可用于和实际施工中的用浆量等情况相对照,获得有关固结体性能指标的推算值。有必要时还可以通过回归分析,建立两者之间的估算经验公式,作为检验方法的一项补充。

四、岩芯取样

在已经成形的旋喷固结体上钻取岩芯,并将岩芯做成标准试件,进行室内物理力学试验。

五、渗透试验

通过现场渗透试验,确定防渗帷幕的整体的抗渗性能。在地下水位较高的地区,渗透试验一般采用抽水法进行。

六、标贯试验

在旋喷固结体的中心部位进行标准贯人试验,沿桩长方向每隔0.5~1.0m 做一次标贯值。根据标贯深度沿米的不同,对所得的标贯数值进行修正(表11-12)。

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