高压旋喷桩施工工艺.docx

高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩施工技术是70 年代日本首先提出，它是在静压灌浆的基础上，引进水力采煤技 术而开展起来的，是应用射流作用切割掺搅地层，改动原地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或 复合浆构成凝结体，借以到达加固地基和防渗止水的目的1 工艺特点〔1〕施工机具设备复杂，施工简便〔2〕具有较好的耐久性，且料源宽广，价钱昂贵〔3〕噪声小，无污染2适用范围〔1〕受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间影响小，可普遍运用于 淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、〔亚粘土〕、粉土〔亚砂土〕、砂土、黄土及人工填土中的 素填土甚至碎石土等多种土层〔2〕可作为既有修建和新建修建的地基加固之用，也可作为基础防渗之用；可作为施工中 的暂时措施〔如深基坑侧壁挡土或挡水、防水帷幕等〕，也可作为永世修建物的地基加固、防渗 处置〔3〕当用于处置泥炭土或地下水具有腐蚀性、地下水流速过大和已涌水的地基工程时，宜 经过实验确定其适用性3工艺原理及设计要求3.1 加固原理高压放射注浆法是应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放射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻 杆以一定速度逐渐提升，将浆液与土粒强迫搅拌混合，浆液凝结后，在土中构成一个圆柱状固结 体〔即旋喷桩〕，以到达加固地基或止水防渗的目的。

依据放射方法的不同，放射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法 单管法：单层放射管，仅放射水泥浆二重管法：又称浆液气体放射法，是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质放射流 横向放射出，冲击破坏土体在高压浆液和它外圈盘绕气流的共同作用下，破坏土体的能量清楚 增大，最后在土中构成较大的固结体三重管法：是一种浆液、水、气放射法，运用区分保送水、气、浆液三种介质的三重注浆管， 在以高压泵等高压发作装置发生高压水流的周围盘绕一股圆筒状气流，停止高压水流放射流和气 流同轴放射冲切土体，构成较大的空隙，再由泥浆泵将水泥浆以较高压力注入到被切割、破碎的 地基中，喷嘴作旋转和提升运动，使水泥浆与土混合，在土中凝结，构成较大的固结体，其加固体直径可达 2m放射注浆法的加固半径和许多要素有关，其中包括放射压力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加固范围与放射压力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成正比加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关水箱搅拌机水泥仓水箱搅拌机水泥仓图 2 二重管旋喷注浆表示图水箱3.2 成桩机理高压放射注浆的成 桩机理包括以下五种作搅拌机水泥仓用：〔1〕高压放射流切割破坏土体作用。

放射活动压以脉冲方式冲击破坏土体，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进程中，在射流后部构成空隙，在放射压力下，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，与浆液搅拌混合构成新的结 构〔3〕升扬置换作用〔三重管法〕高速水射流切割土体的同时，由于通入紧缩气体而把一局 部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、浸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构成固结体〔5〕压密作用高压放射流在切割破碎土层进程中，在破碎部位边缘还有剩余压力，并对 土层可发生一定压密作用，使旋喷桩体边缘局部的抗压强度高于中心局部旋喷桩固结体状况图4 所示浸透局部图 4 旋喷桩体固结状况图4工艺流程高压旋喷桩施工工艺流程图见图5图5施工工艺流程图5操作要点5.1施工前预备任务〔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〕预备充足的水泥加固料和水水泥的种类、规格、出厂时间经实验室检验契合国度规 范及设计要求,并有质量合格证严禁运用过时、受潮、结板、蜕变的加固料。

普通水泥为 425 号普通硅酸盐水泥水要洁净，酸碱度适中，pH值在5〜10之间〔3〕依据补充勘探资料，在选择的实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实验室，对取得的土样在停止实验之前应妥善保管，使土样的物理和化学功 用尽能够坚持不变〔4〕室内配合比实验依据设计要求的喷浆量或现场土样的状况，按不同含水量设计并调 整几种配合比，经过在室内将现场采取的土样停止风〔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、力学实验，确定施工喷浆量、水灰比普通水灰比可取1.0〜 1.5为改善水泥土的功用、防沉淀功用和提高强度，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、碱等外掺剂假定实验之前土样的含水量发作了变化，应 调整为自然含水量〔5〕试桩实验依据室内实验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在实验工点打设数 根试桩，并依据试桩结果，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、开掘机配合自卸汽车肃清地表0.3m厚的种植土，杂物，并将原空中按设计要 求整平，填出路拱。

依据施工现场实践状况，施作暂时排、截水设备，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，用白石灰作出清楚标识5.2 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，放置颠 簸、水平，钻杆的垂直度偏向不大于1%〜1.5%就位后，首先停止高压〔0.5MPa〕射水实验， 用以反省喷嘴能否疏通，压力能否正常〔2〕制备水泥浆桩机移位时，即末尾按设计确定的配合比拌制水泥浆首先将水参与桶 中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10〜20分钟，然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，然后经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〕当采用旋喷注浆管停止钻孔作业时，钻孔和插管二道工 序可合而为一当第一阶段贯入土中时，可借助放射管自身的放射或振动贯入其进程为：启动 钻机，同时开启高压泥浆泵高压保送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底 设计标高，观察任务电流不应大于额外值。

三重管法钻机钻孔后，拔出钻杆，再拔出旋喷管在 插管进程中，为防止泥砂梗塞喷嘴，可用较小压力〔0.5〜1.0MPa〕边下管边射水〔5〕提升喷浆管、搅拌喷浆管下沉抵达设计深度后，中止钻进，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，同时严厉依照设计和 试桩确定的提升速度提升钻杆假定为二重管法或三重管法施工，在到达设计深度后，接通高压 水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机停止旋转，并用仪表控制压力、流量和 风量，区分到达预定数值时末尾提升，继续旋喷和提升，直至到达预期的加固高度后中止〔6〕桩头局部处置当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m末尾，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〕假定遇砾石地层，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，封锁高压泥浆泵〔清水泵、空压机〕，中止水泥浆〔水、风〕的保送， 将旋喷浆管旋转提升出空中，封锁钻机〔8〕清洗向浆液罐中注入过量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至 基本洁净并将粘附在喷浆管头上的土清洗洁净。

〔9〕移位移动桩机停止下一根桩的施工 〔10〕补浆放射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，普通均有不同水平的收缩，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5.3引荐的主要施工技术参数⑴ 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，紧缩空气压力0.7〜0.8MPa法浆液压力0.2〜0.8MPa，浆液比重1.60〜1.80,紧缩空气压力0.5〜0.8MPa, 高压水压力 30〜50MPa6引荐运用的主要机具设备主要机具设备见表2 表2 主要机具设备表设备称号型号规格所用机具单管法二重管法三重管法高压泥浆泵SNS-H300水流Y-2型液压泵20MPa 〜50MPa咼压水泵3XB 型 3W6B50MPa3XB 型 3W7B20MPa钻机工程地质钻振动钻泥浆泵BW-150 型7MPa空气紧缩机0.8MPa, 3m2/min泥浆搅拌罐200L/min注浆管高压胶管①19〜22mm任务压力7休息力组织单机作业每班人员组织分工见表3 。

表3 单机作业每班人员组织分工表序号职务人数职 责1班长1片面掌握施工进度、质量和平安2钻机司机1操作钻机，卸接钻杆，维修保养和扫除缺点3泵工1操作泥浆泵、清水泵及维修保养4空压机司机1操作空压机及维修保养〔单重管法不需求〕5电工1担任钻机、电源、电路、工地照明及电气缺点扫除6钳工1片面维修保养机具设备7普工2倒运水泥，操作泥浆搅拌罐及倒灰和过滤8普工2协助钻机任务〔卸接钻杆、冲洗等〕9技术人员1掌握施工技术、质量，填写工程日志和记载合计118质量要求及质量控制要点8.1 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4 旋喷桩施工质量规范表序号项目允许偏向反省数量反省方法及说明1固结体位置〔纵横方向〕50mm抽检2%,但不少用经纬仪反省〔或钢尺丈量〕2固结体垂直度1.5%于2根用经纬仪反省喷浆管3固结体有效直径±50mm开挖0.5〜1m深后尺量4桩体无侧限抗压强度不小于设计规则钻芯取样，做无侧限抗压强度实验5复合地基承载力不小于设计规则抽检2%o,但不少于1处平板荷载实验6浸透系数不小于设计规则按设计要求数量加固体内或围井钻孔注〔压〕水实验注：钻芯取样做桩体无侧限抗压强度实验、复合地基平板荷载实验和浸透系数实验应在成桩28 天后停止，假定设计有其他要求，按设计要求的时间停止反省。

8.2 质量控制要点 〔1〕正式开工前应仔细作好试桩任务，确定合理的施工技术参数和浆液配比〔2〕旋喷进程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，假定超越20%或完全不冒浆时， 应查明缘由，调整旋喷参数或改动喷嘴直径〔3〕钻杆旋转和提升必需延续不中缀，装配接长钻杆或继续旋喷时要坚持钻杆有10〜20cm 的搭接长度，防止出现断桩〔4〕在旋喷进程中，如因机械出现缺点中缀旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。