摘要:三重管旋喷桩加固土体质量、可靠性好,具有增加地基强度、提高地基承载力、止水防渗、减少建筑档支土压力、防止砂土液化和降低土的含水量等多种功能。本文主要阐述了三重管旋喷桩的工作原理,并对其施工技术、施工要点进行了分析与探讨。
关键词:三重管旋喷桩 止水帷幕 技术措施
引言:三重管旋喷桩因其喷射压力高,成桩直径大,施工质量稳定而适用于较为复杂地质条件中。特别是工程地质情况复杂、地下障碍物多,设计采用三重管旋喷桩为深基坑止水帷幕。
1 三重管高压旋喷桩施工原理
三重管法旋喷是一种水、气喷射、浆液灌注搅拌混合喷射的方法。即用三层喷射管将高压水和空气同时横向喷射,并切割土体,借助空气的上升力把被破碎的土由地表排出,与此同时另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中,使水泥浆与土混合达到止水目的。
三重管是以三根互不相通的管子,按直径大小在同一轴线上重合套在一起,用于向土体内分别压入水、气和浆液。其中内管由泥浆泵压送2MPa左右的浆液;中管由高压泵压送40MPa左右的高压水;外管由空压机压送0.7MPa以上的压缩空气;空气喷嘴套在高压水嘴外,在同一圆心上。三重管由回转器、连接管和喷头三部分组成。
2 三重管旋喷桩主要施工技术
2.1主要参数确定
设计桩径1200mm,桩中心距900mm,水泥采用4P.C2.5复合硅酸盐水泥,水泥掺量不小于600kg/m。施工主要技术参数如下:
喷嘴孔径:ф2-3;喷嘴个数:3个,旋转速度:10r/min;提升速度:0.10m/min;水压力:38-40Mpa;水流量:60-120L/min;空气压力:0.7Mpa;水泥浆压力:1-2Mpa;水泥浆流量:100-150L/min;水泥用量:600kg/m;桩位偏差小于50mm;垂直度偏差小于1%。
施工时根据设计要求,结合地层情况,会同设计、监理一起根据试桩情况选择合适的施工参数,确保成桩质量达到设计要求。
2.2主要施工要点
(1)旋喷施工采用隔孔分序方式,相邻孔喷射注浆的间隔时间不小于24h。
(2)施工过程中应对附近地面、地下管线的标高进行监测,当标高的变化值大于±10mm时,应暂停施工,根据实际情况调整压力参数后,再行施工。
(3)制作浆液时,水灰比要按设计严格控制,不得随意改变。在旋喷过程中,应防止泥浆沉淀,浓度降低。不得使用受潮或过期的水泥。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时,应有筛网进行过滤,过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。
(4)开始时,先送高压水,再送水泥浆和压缩空气,在一般情况下,压缩空气可晚送30s。在桩底部边旋转边喷射1min后,再进行边旋转、边提升、边喷射。
(5)喷射时,先应达到预定的喷射压力,喷浆量后再逐渐提升注浆管。中间发生故障时,应停止提升和旋喷,以防桩柱中断,同时立即进行检查,排除故障;如发现有浆液喷射不足,影响桩体的设计直径时,应进行复核。
(6)旋喷过程中,冒浆量小于注浆量的20%为正常现象,若超过20%或完全不冒浆时,应查明原因,调整旋喷参数或改变喷嘴直径。对需要扩大加固范围或提高强度的工程可采取复喷措施,即先喷一遍清水,再喷一遍或两遍水泥浆。
(7)钻杆的旋转和提升必须连续不中断。拆卸钻杆继续旋喷时,钻杆要保持0.3米的搭接长度,不得使喷射固结体脱节。深层旋喷时,应先喷浆后旋转和提升。
(8)在旋喷过程中,如因机械出现故障中断旋喷,应重新钻至桩底设计标高后,重新旋喷。
2.3冒浆处理
在旋喷过程中,往往有一定数量的土颗粒随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆的观察,可以及时了解土层状况,判断旋喷施工的大致效果和断定参数合理性等。根据经验,冒浆(内有土粒、水及浆液)量超过25%或完全不冒浆时,应查明原因,并及时采取措施。
1)流量不变而压力突然下降时,应检查泄漏情况;必要时拔出注浆管,检查其密封性能。
2)出现不冒浆或断续冒浆时,如为土质松软则视为正常现象,可适当地进行加强复喷;如为附近有空洞、暗道,则应不提升注浆管,继续注浆直至冒浆为止;或拔出注浆管待浆液凝固后,重新注浆直至冒浆为止;必要时采用速凝浆液,便于浆液在注浆管附近凝固。
3)冒浆量过大的主要原因,一般是注浆机有效喷射半径与成桩不匹配,注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致,宜采取的措施为:提高旋喷压力(喷浆量不变);适当缩小喷嘴直径(旋喷压力不变);加快提升和旋转速度。
3总结
三重管高压旋喷桩止水帷幕施工是用钻杆钻至预定深后.用高压水射流和外围环绕的气流同轴喷射冲切破坏土体,在高压水射流的喷嘴周围加上圆筒状的空气射流,进行水、气同轴喷射,可以减少射流与周围介质的摩擦,避免水射流过早雾化,增强水射流的切割能力喷嘴边旋转喷射、边提升,在地基中形成较大的负压区,用低压泵同时压入水泥浆液充填空隙,在土层中形成直径较大、强度较高的圆柱体,以达到改良土壤加固地基和止水防渗的目的。
参考文献
[1]JGJ120-2012,建筑基坑支护技术规程.
[2]JGJ94-2008,建筑桩基技术规程.
[3]JGJ79-2012,建筑地基处理技术规程.
论文作者:曹峻华1,王永翔2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/9
标签:浆液论文; 喷嘴论文; 水泥浆论文; 注浆论文; 高压论文; 压力论文; 直径论文; 《基层建设》2017年第12期论文;