欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

岩土研究院

高压旋喷桩施工工艺及质量控制介绍!

416 2021-04-13 14:23:46

高压旋喷桩是利用带有喷嘴的注浆管的钻机钻入至十层的预定深度后。以高压设备使固化剂浆液或水以 20MPa左右的高压从喷嘴中喷射出来,一边切削四周土体,一边与之搅拌混合。同时钻杆一边旋转,一边向上提升,以形成加固体。加固体的形状与喷射流的移动方向有关,根据需要可形成圆柱形的桩体或扇形断面的桩体。


高压旋喷桩的优点主要有∶ 噪声低,振动小,适用范围广,设备简单,施工方便;加固体形状可控制,既可垂直施工也可倾斜或水平施工等。适用于淤泥、黏土、砂土、黄土等地质条件,但对于砾石直径过大、砾石含量过多的土层或有大量纤维物质的腐殖土喷射质量较差。


常用的高压旋喷法种类有单管法、二重管法和三重管法。单管法即从喷嘴中以 20MPa左右的压力喷射固化剂浆液,形成加固体。二重管法通过同轴双重喷嘴,同时喷出压力在 20MPa左右的浆液和压力0.7MPa左右的空气,两种介质的喷射流共同作用,切削土体的能量显著增大,可加大形成的加固体的直径。三重管法使用水、空气和浆液三种介质,以 20MPa 左右的高压水喷射流和0.7MPa左右的气流冲切土体,形成较大的空隙,同时注入 2~5MPa 的浆液填充,可进一步扩大加固体的直径。


2.施工工艺

高压旋喷桩的施工流程如图 4-21所示。


钻孔是为了将喷射管插入到预定深度。单管法和二重管法中的喷射管较细,可借助喷射管本身的喷射或振动贯入,只在必要时才预先钻孔。三重管法的喷射管直径较大,因此有时需要预先钻孔再置入喷射管。


由于天然地基的土层性质沿深度变化较大,高压旋喷桩施工时,应按地质资料针对不同土层的性质,在不同深度分别选用合适的旋喷参数,才能获得均匀、密实的桩体。一般情况下,对深层硬土可采用增加压力和流量,或适当降低旋转和提升速度等方法。


岩土工程

对土体进行第一次旋喷后,在原位进行重复旋喷,有扩大加固体直径的效果。但具体扩径率较难控制,且重复旋喷影响施工速度,因此在实际应用中不将其作为增径的主要措施,通常只在发现浆液喷射不足,影响桩体质量或工程要求较大直径时才采用重复旋喷。


根据经验,在旋喷过程中冒浆量小于注浆量的 20% 为正常现象,超过 20% 或完全不冒浆时则应查明原因并采取相应的措施。若是因地层中有较大空隙造成的不冒浆,可在浆液中掺加适量的速凝剂缩短凝结时间,使浆液在一定范围内较快凝固,也可在空隙部位增大注浆量,填满空隙后再继续正常旋喷。冒浆量过大一般是因为有效喷射范围与注浆量不相适应,注浆量大大超过旋喷范围内固结所需的浆液量。因此减少冒浆量的措施有三种∶提高喷射压力,适当缩小喷嘴孔径,或加快提升和旋转速度。


3.质量控制及检验

(1)质量控制


1)高压旋喷桩施工前应检查高压设备和管路系统,其压力和流量必须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物,注浆管接头的密封性必须良好。


2)垂直施工时,钻孔的倾斜度一般不得大于1.5%。


3)在插管和喷射过程中注意防止喷嘴被堵塞。使用双喷嘴时,如一个喷嘴堵塞,可采用复喷方法继续施工。


4)喷射时应做好压力、流量和冒浆量的量测和记录。水、空气、浆液的压力和流量必须符合设计值,否则应拔管清洗后重新进行插管和旋喷。


5)钻杆的旋转和提升必须连续不中断。拆卸钻杆继续喷射时,应保持有 0.1m 的搭接长度,不得使加固体脱节。


(2)质量检验

开挖检查能直接观察鉴定高压旋喷桩的垂直度、形状、整体性和强度,可比较全面地反映其质量,但须在工程开挖前先做试验,工作量较大。因此也可对已完成的旋喷桩体进行标准贯入度测试,或钻取芯样测定其物理力学性质。

对高压旋喷桩止水帷幕的抗渗能力,可通过现场渗透试验测试。试验方法有钻孔压力注水和抽水观测两种,如图4-22 所示。其中抽水观测一般在地下水位较高的条件下较为适用。


岩土工程