高压旋喷桩施工工艺.docx

高压旋喷桩施工工艺1. 工艺特点a. 施工机具设备简单，施工简便b. 具有较好的耐久性，且料源广阔，价格低廉c. 噪声小，无污染2. 工艺原理及设计要求2.1 加固原理 高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以 高压设备使浆液或水、（空气）成为20〜40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来， 冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度逐渐提升，将浆液与土粒强制搅拌 混合，浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体（即旋喷桩），以达到加固地 基或止水防渗的目的根据喷射方法的不同，喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法 单管法：单层喷射管，仅喷射水泥浆二重管法：又称浆液气体喷射法，是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气 两种介质喷射流横向喷射出，冲击破坏土体在高压浆液和它外圈环绕气流的共 同作用下，破坏土体的能量显著增大，最后在土中形成较大的固结体三重管法：是一种浆液、水、气喷射法，使用分别输送水、气、浆液三种介 质的三重注浆管，在以高压泵等高压发生装置产生高压水流的周围环绕一股圆筒 状气流，进行高压水流喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙，再由 泥浆泵将水泥浆以较低压力注入到被切割、破碎的地基中，喷嘴作旋转和提升运 动，使水泥浆与土混合，在土中凝固，形成较大的固结体，其加固体直径可达 2m。

喷射注浆法的加固半径和许多因素有关，其中包括喷射压力P、提升速度S、 被加固土的抗剪强度t、喷咀直径d和浆液稠度B加固范围与喷射压力P、喷 咀直径d成正比，与提升速度S、土的抗剪强度t和浆液稠度B成反比加固体 强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关单管、二重管、三重管旋喷桩机注浆施工示意参见图 1、图 2、图 3水箱囲1車管旌喷注築示童图-CV鮎机囱2二垂管旌喷注裳示意图旋啧凰结体■"xvx yxvy y\vx>咼迁泥浆2.2 成桩机理高压喷射注浆的成桩机理包括以下五种作用：（1）高压喷射流切割破坏土体作用喷射流动压以脉冲形式冲击破坏土体， 使土体出现空穴，土体裂隙扩张2）混合搅拌作用钻杆在旋转提升过程中，在射流后部形成空隙，在喷 射压力下，迫使土粒向着与喷咀移动方向相反的方向（即阻力小的方向）移动位 置，与浆液搅拌混合形成新的结构3）升扬置换作用（三重管法）高速水射流切割土体的同时，由于通入 压缩气体而把一部分切下的土粒排出地上，土粒排出后所留空隙由水泥浆液补 充4）充填、渗透固结作用高压水泥浆迅速充填冲开的沟槽和土粒的空隙， 析水固结，还可渗入砂层一定厚度而形成固结体5）压密作用。

高压喷射流在切割破碎土层过程中，在破碎部位边缘还有 剩余压力，并对土层可产生一定压密作用，使旋喷桩体边缘部分的抗压强度高于 中心部分3. 工艺流程图4. 操作要点4.1 施工前准备工作（1）在设计文件提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探，进一 步了解各施工工点地基土的性质、埋藏条件2）准备充足的水泥加固料和水水泥的品种、规格、出厂时间经试验室 检验符合国家规范及设计要求,并有质量合格证严禁使用过期、受潮、结板、 变质的加固料一般水泥为425号普通硅酸盐水泥水要干净，酸碱度适中，pH 值在5〜10之间3） 根据补充勘探资料，在选择的试验工点加固范围内的各代表性地层用 薄壁取土器采取必需数量的原状土送试验室，对取得的土样在进行试验之前应妥 善保存，使土样的物理和化学性能尽可能保持不变4） 室内配合比试验根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况，按不同 含水量设计并调整几种配合比，通过在室内将现场采取的土样进行风（烘）干、 碾碎，过2〜5mm筛的粉状土样，按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验, 确定施工喷浆量、水灰比一般水灰比可取 1.0〜1.5为改善水泥土的性能、 防沉淀性能和提高强度，可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、 氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。

若试验之前土样的含水量发生了变化，应 调整为天然含水量5） 试桩试验根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在 试验工点打设数根试桩，并根据试桩结果，调整加固料的喷浆量，确定搅拌桩搅 拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数6） 推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表0.3m厚的种植土，杂物，并将 原地面按设计要求整平，填出路拱根据施工现场实际情况，施作临时排、截水 设施，并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟7） 按设计要求完成施工放样，用木桩定出桩位，用白石灰作出明显标识4.2 施工工艺（1）钻机定位移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整 平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%〜1.5%就位后，首先 进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常2） 制备水泥浆桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆 首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌 10〜20 分钟，而 后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池， 然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶 中，待压浆时备用。

3） 钻孔（三重管法）当采用地质钻机钻孔时，钻头在预定桩位钻孔至 设计标高（预钻孔孔径为 15cm）4） 插管（单重管法、二重管法）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当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的 喷射或振动贯入其过程为：启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液， 使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大 于额定值三重管法钻机钻孔后，拔出钻杆，再插入旋喷管在插管过程中，为 防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.5〜l.OMPa）边下管边射水5） 提升喷浆管、搅拌喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不 停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20〜40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆， 边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆若为二重管法或三重管法施工，在达到设计 深度后，接通高压水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行 旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达到预定数值时开始提升，继续旋 喷和提升，直至达到预期的加固高度后停止6） 桩头部分处理当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下 1.0m 开始， 慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。

7） 若遇砾石地层，为保证桩径，可重复喷浆、搅拌：按上述4〜6 步骤重 复喷浆、搅拌，直至喷浆管提升至停浆面，关闭高压泥浆泵（清水泵、空压机）， 停止水泥浆（水、风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机8） 清洗向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存 的水泥浆，直至基本干净并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净9) 移位移动桩机进行下一根桩的施工10) 补浆喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程 度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为 1.0 的水泥浆补灌4.3 推荐的主要施工技术参数(1) 单重管法浆液压力20〜40MPa，浆液比重1.30〜1.49，旋喷速度 20rmin，提升速度0.2〜0.25m/min，喷嘴直径2〜3mm，浆液流量80〜100L/min(视桩径流量可加大)2) 二重管法浆液压力20〜40MPa，压缩空气压力0.7〜0.8MPa3) 三重管法浆液压力0.2〜0.8MPa,浆液比重1.60〜1.80,压缩空气 压力0.5〜0.8MPa，高压水压力30〜50MPa5. 推荐使用的主要机具设备 主要机具设备见表2妾2 主要机具设备寿型启甲管汪二歪管汪三車苣主高丘龙浆泵SN S-E 300水应Y-2聖液压泵2QMPE1- -5QMFd頁压来泵孑蓝E型3W6BWXB 盘 3W7B20MP&钻机工程地质钻旅动钻一 VEW13O 型7MPaO.SXIPa i7^OOL/min7V<昌压胶営^1 22mm工作圧才寸6. 劳动力组织单机作业每班人员组织分工见表3 。

序号琼务人教恩 责1班去1全面室腥施工进度、质里和安全2鮎机可机L操作钻机，卸接站杆，维修保养和排除故陣3泵工1操作泥浆泵、瘠水泵及维修保羔4空压机司机1摄化空压机踐錐僱保羔〔单重苣法不罢要）5电工1员奏诂机、电源、电路、工地照明及电气故暉排除6钳工1全面维憎保粽忸县设笛7普工2剧运水泥，操作泥浆损样罐遞倒班和辿週S普工2协助帖机工作（卸接钻杆、冲洗等）9抱术人员1皇握施工隹求、质里，埴右工程日志和记录舍计117. 质量要求及质量控制要点7.1 旋喷桩施工质量要求旋喷桩施工质量要求应满足表 4 要求表丄旋喷粧施工质釜标粧蔻序号顷目允许偏差椅查藪里检査方达段说朋1回结体恆置（纵構方向）mOrnnj抽检2麵，但不少用经纬故检査（或詞尺丈星〉2固结体岳言废］化于2抿用迈纬枚检査唔桨官固结依肓效直径±5ttmni开挖2-1皿滦石尺蚩4桩牡无別限抗压强度不小于设计扭定钻芯取幣做无侧限抗压强度试验5篡醫也县理载力不小于设计担定柚检2输,但不少于1处平梔荷裁诃瞪C不小于设计拯定扣固体內或国井诂孔注（压［灰询 骏■i：抽芯就棒僦柱弹无螂汝兗圧强虜电事 更务氐塞平楝用報诸證和步邊弟喪盘骚应总啟桩 站天盾进倚.若延计肓算咤羔：绘徒计矣紀的奇问垃倚捡查*7.2 质量控制要点（1）正式开工前应认真作好试桩工作，确定合理的施工技术参数和浆液配 比。

2）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3）钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持 钻杆有10〜20cm的搭接长度，避免出现断桩4）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5）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6）在旋喷过程中，若遇到孤石或大漂石，桩可适当移动位置（根据受力 情况，必要时可加桩），避免畸形桩或断桩7.3 质量通病的处理（1）不冒浆或冒浆量少 通常原因是加固土层粒径过大，孔隙较多，可采取以下措施：1）加大浆液浓度，可以从 1.1 加大到 1.3 左右继续喷射2）灌注粘土浆或加细砂、中砂，待孔隙填满后再继续正常喷射3）在浆液中掺加骨料4）加泥球封闭后继续正常喷射5）灌注水泥砂浆后，再将孔内水泥浆置换成粘土浆，待孔隙填满后继续正 常喷射2）冒浆量过大 通常是有效喷射范围与喷浆量不适应有关，可采取以下措施：1）提高喷射压力。