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岩土研究院

旋喷桩成桩工艺、适用性、施工工艺、要求及质量检验

396 2021-03-17 08:52:27


1、旋喷桩成桩工艺

旋喷桩是指利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置或先钻孔后将注浆管放至预定位置,以高压使浆液或水从喷嘴中射出,边旋转边喷射浆液,使土体与浆液混合形成的水泥土桩体。根据工程需要和土质条件,可分别采用单重管法、双重管法和三重管法(图6.5),单重管法是指单独喷出水泥浆的工艺,双重管法是指同时喷出高压空气与水泥浆的工艺,三重管法是指同时喷出高压水、高压空气及水泥浆的工艺。


高压喷射注浆法是先成孔,后喷浆,喷浆方式分旋喷、定喷和摆喷三种类别,其成孔方式和喷射方式分别如图6.3、图 6.4 所示,其工艺流程见图 6.6。

2、适用性

高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑-可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基,当土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或有较高的有机质时,以及地下水流速过大和已涌水的工程,应根据现场试验结果确定其适用性。


3、旋喷桩的桩径、水泥用量、注浆压力及加固体强度

(1)桩径∶旋喷桩的桩径与土质以及施工条件等密切相关,施工条件包括钻孔直径、喷射方式、喷嘴直径、喷射压力、浆液稠度、注浆管提升速度等。一般情况下,在黏性土和砂土中,当喷嘴直径为 2mm,喷射压力达 20MPa,水灰比(浆液稠度)为0.8~1.5,注浆管每次提升 100mm时,单管法形成的旋喷桩桩径可达500~800mm,双管法形成的桩径可达 1000mm,三管法形成的桩径可达 2000mm。


(2)水泥用量以及注浆压力宜通过试验确定,如无条件可参考表6.2。

(3)加固体强度是基坑支护结构计算的一个重要指标,施工工艺的不同与土性质的多变,使加固体的强度有很大的离散性。在一定的土质条件下,随着浆液的水灰比、单位时间的喷射量和提升速度的改变,均可以使得加固体强度提高或降低。一般情况下,按照影响桩径的施工条件,加固体强度见表 6.3。

4、施工工艺、要求及质量检验

高压喷射注浆的施工工序为机具就位、贯入喷射管、喷射注浆、拔管和冲洗等。施工前应根据现场环境和地下埋设物的位置等情况,复核高压喷射注浆的设计孔位。其施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定,并在施工中严格加以控制。单管法及双管法的高压水泥浆、三管法高压水的压力应大于 20MPa。


高压喷射注浆的主要材料为水泥,对于无特殊要求的工程,宜采用强度等级为 P42.5级及以上的普通硅酸盐水泥。根据需要可加入适量的外加剂及掺合料,外加剂和掺合料的用量,应通过试验确定。水泥浆液的水灰比应按工程要求确定,可取 0.8~1.5,常用1.0。


喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于 50m,钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于 50mm。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。当喷射注浆管贯入土中,喷嘴达到设计标高时,即可喷射注浆。在喷射注浆参数达到规定值后,随即分别按旋喷、定喷或摆喷的工艺要求,提升喷射管,由下而上喷射注浆。喷射管分段提升的搭接长度不得小于 100mm。


对需要局部扩大加固范围或提高强度的部位,可采用复喷措施。在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时,应查明原因并及时采取措施。


喷射注浆完毕,应迅速拔出喷射管。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程,必要时可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。


施工中应做好泥浆处理,及时将泥浆运出或在现场短期堆放后作土方运出,同时应严格按照施工参数和材料用量施工,并如实做好各项记录。


高压喷射注浆的质量检验宜在高压喷射注浆结束 28d后进行。可根据工程要求和当地经验采用开挖检查、取芯(常规取芯或软取芯)、标准贯入试验、载荷试验或围井注水试验等方法进行检验,并结合工程测试、观测资料及实际效果综合评价加固效果。


检验点应布置在∶ ①有代表性的桩位;②施工中出现异常情况的部位;③地基情况复杂,可能对高压喷射注浆质量产生影响的部位。检验点的数量为施工孔数的1%,并不应少于3点。


高压喷射注浆地基质量检验标准应符合表 6.4 的规定。