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岩土研究院

旋喷桩的施工工艺流程以及施工机具

425 2021-12-02 14:29:34

旋喷桩是在普通化学注浆法(静力灌浆)的基础上发展起来的加固土体的一种新方法,是采用高压射水掘削岩土的一项技术。

旋喷桩加固地基通常分为两个阶段,第一阶段为成孔阶段,第二阶段为喷射加固阶段。

成孔阶段即采用普通或专用的钻机,驱动密封良好的喷射管和带有一个或两个横向喷嘴的特制喷射头进行成孔。成孔时采用水冲或振动的方法,使喷射头达到预定的深度。

喷射加固阶段即用高压泵<一般为15MPa)把水泥系或水玻璃系浆液通过喷射管端部特制喷射头的喷嘴,以高速喷入土层,喷嘴在喷浆液时,一面缓慢旋转(约 20r/min),一面被徐徐提升(一般为15~30cm/min)。由于高压喷射浆液的水平射流,具有强大的切削能力,因此喷射的浆液一边切削四周土体、一边与土搅拌混合,最后在喷射力的有效射程范围内形成一个由圆状混合物连续堆积而成的凝柱体,即我们通常所说的"旋喷桩"。

除了旋喷法外,高压喷射注浆的方法还有定喷注和摆喷法。

定喷法施工时,喷嘴一边喷射、一边提升,但只提升不旋转,喷射的方向固定不变,即所谓定向喷射,固结体形如板状或壁状。

摆喷法施工时,喷嘴一边喷射、一边提升,并且使喷嘴摆动一定的角度,,即所谓摆动喷射,固结体形如较厚墙状。

图55所示为高压喷射注浆的三种型式。

在基坑工程中,旋喷桩的用途主要是地基加固和防水帷幕,例如;

(1)坑底加固,防止坑底粘性土涌土或砂性土管涌;

(2)止水,形成防水帷幕,截阻地下水流的渗流和治理流砂;

(3)减少沉降,对相邻建(构)筑物及地下管线进行保护。

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旋喷桩的适用范围包括淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土甚至砂卵石层等多种土质。

当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根茎或过多的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用范围。

对地下水流速过大,浆液无法凝固的情况,对无填充物的岩溶地段,永冻土以及对水泥有严重腐蚀的地基,则不宜采用。

旋喷桩的施工工艺流程如下;(1)钻机就位

钻机需安置在平整坚实的地方,钻杆对准设计的孔位中心并保持垂直,旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。

(2)钻孔

钻孔的目的是将喷管顺利置入预定位置。单管旋喷常使用76型旋转振动钻机,适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层。当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔。一般在二重管和三重管旋喷法施工中都采用地质钻机钻孔。

(3)插管

插管是将喷管插入地层预定的深度。使用 76 型振动钻机钻孔时,插管与钻孔两道工序合二为一,即钻孔完成时插管作业同时完成。

如使用地质钻机钻孔,必须待钻孔完毕,拔出岩芯管,换上旋喷管插入到预定深度。插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可边射水、边插管,水压力一般不超过1MPa。若压力过高,则易将孔壁射塌。

(4)试管

当喷管置入地层预定深度后,应用清水试压,若注浆设备和高压管路安全正常,则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。

(5)喷射作业

高压射浆自下而上连续进行,注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转和提升速度等参数是否符合设计要求。

(6)拔管、冲洗

喷浆自下而上至设计高度后,拔出喷浆管,喷浆即告结束。拔管要及时,切不可久留孔中,否则浆液凝固后不能拔出。

拔出的喷浆管要及时冲洗干净,管内、机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水,在地面上喷射,以便把高压泵、输浆管路、喷浆管及喷头内的浆液全部排除。

(7)移机

将钻机等机具设备移至新孔位上,重复以上作业。旋喷桩施工机具主要由钻机和高压发生设备两大部分组成。由于喷射种类不同,所使用的机器设备和数量均不同,参见表16。

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