单管旋喷范文

单管旋喷范文（精选3篇）

单管旋喷 第1篇

连霍高速公路东西贯穿河南省, 是国家高速公路网主骨架的重要组成部分。兰考至刘江段是连霍高速河南境内的重要组成部分, 也是河南省东西向最为繁忙的运输通道。该路段于1994年建成通车, 随着交通量的大量增长, 改扩建工程势在必行, 改扩建工程基本在原路基础上进行加宽改建, 路线走向与老路走向相同。该项目全线采用八车道高速公路标准, 设计行车速度120km/h, 路基宽度42m。由于涉及新老路基需要纵向搭接, 老路基经过仅20余年的沉降, 路基已经基本趋于稳定, 但是新加宽路基新建, 必然存在一个沉降的过程和沉降量, 如何将新老路基沉降量降至最小, 是改扩建高速公路质量控制的关键, 此设计单位提出采用目前地基处理较为成熟的单管旋喷注浆技术, 并根据工程建设实际情况, 将此技术运用在高填方过渡段以及涵洞基底、台背基底、新老路基结合部分地基加固中, 本人有幸参与本项目这次地基加固降低沉降的单管旋喷注浆技术处理施工, 并成功地实践了这一工法。

2 工法特点

旋喷桩施工设备不复杂。单管旋喷施工设备结构紧凑, 体积小, 机动性强, 能在低矮、狭窄的场地施工作业。

施工技术和工艺具体明确, 施工质量可靠;主要材料水泥料源丰富, 运输方便, 成本低廉。

旋喷固结体具有较高的强度和刚度, 在加固地基改善地基结构方面有其独特之处, 目前在建筑应用领域非常广阔。

噪音低, 污染小, 对周围环境的干扰微弱。

3 适用范围

1) 地质条件:本工法适用于粒径为0.1mm~5mm、标准贯入度小于20、桩体直径在0.4m~0.8m之间的砂类土地基。

2) 工程条件

(1) 增大地基强度、提高地基承载力;增大地基刚度、减小地基变形和沉降量;

(2) 易发生振动液化的不良地基;

(3) 含水量较大, 可能发生翻浆冒泥和冻涨的路基基底。

4 工艺原理

旋喷桩是利用钻机钻孔至预定深度, 通过高压泵产生的高压作用于浆液, 浆液形成的高压喷射流从特殊的喷嘴中旋转喷出, 与周围土体强制性拌合, 并在旋转的同时按一定速度提升钻杆而形成的螺旋状圆柱桩体。它是通过高速高压射流切割土体, 与土体颗粒相互作用, 经过压缩、渗透、固结等一系列过程而形成的一个高度密实的高强柱状结构。

根据地质及旋喷桩桩径大小可选用单管注浆、二重管注浆及三重管注浆等旋喷手段。本工法工艺参数是以单管注浆为例而介绍的。

5 施工工艺与操作要点

5.1 施工准备

1) 正式开工前, 应合理布置施工现场, 编制可行性施工组织设计并上报监理工程师批复;现场保证“三通一平”, 并对现场工班及技术人员进行技术和安全作业交底;开挖浆液流槽;进行机械试运转等前期准备工作;

2) 施工前, 旋喷桩施工区域进行整平压实。施工区域内挖除0.3m~0.5m厚种植土, 用碎石土回填压实达设计标高+0.15m, 且压实后的地基系数K30不小于70MPa/m2, 压实系数K不小于0.86。

5.2 桩孔定位

准确测定线路中心线及施工区域, 之后用钢尺布设其余各桩点, 每一施工桩位以直径为10mm左右的竹竿或其它杆状物标明桩点位置。桩位的误差≤50mm。

5.3 旋喷桩机就位

旋喷机就位时, 钻头中心与桩位标志中心位置偏差在50mm以内, 并通过精确量测, 确保导向架 (或钻杆) 的倾斜度≤1.5%。

5.4 成孔

根据两阶段施工施工图桩顶设计标高, 将喷嘴置入预定深度后, 投入阻水球阀, 即可进行喷射施工作业。成孔过程中, 严格遵守以下操作要点操作:

1) 根据设计单位提供地层地质情况, 并结合现场施工实际, 灵活掌握并控制钻头的置入速度;

2) 准确量测, 根据设计单位提供施工图纸, 严格控制桩底高程, 确保旋喷固结体的有效长度符合设计及规范要求。

5.5 高压旋喷

成孔结束后, 按选定的喷射工艺参数由下而上进行喷射作业。为保证喷射作业质量, 各机组应遵守如下操作:

1) 喷射作业前, 保证高压泵性能正常和管路畅通;

2) 严格执行水灰比和水泥用量的规定;

3) 水泥浆拌制在喷射作业前1小时内进行;

4) 钻杆提升前, 确保旋喷压力达到选定的参数要求 (20MPa) ;

5) 桩底部喷射提升速度≤20cm/min;为更好地保证效果, 在距桩底1/3桩长范围内进行复喷;

6) 拆卸钻杆时, 预先停止旋喷、提升和注浆, 并确保分段提升时的搭接长度不小于100mm;

7) 随时观察喷射过程的冒浆情况。当冒浆量小于注浆量的20%时为正常, 否则, 必须停止喷射作业, 查明原因并采取措施, 确保施工质量始终处于受控状态。

5.6 桩顶回灌

旋喷桩桩顶在水泥浆的凝固过程中, 因析水收缩而形成中心凹陷一般10cm~20cm左右。为确保桩长及施工质量, 各桩成桩后, 均应在相邻桩的喷射中用冒浆进行补灌。

注浆液配制工艺:

1) 注浆材料及配合比:采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥;水灰比1:1;

2) 浆液配制:根据配合比, 首先将水泥加入搅拌池, 再将水泥倒入, 然后开动搅拌机搅拌15min左右, 再将浆液过滤后, 即可注浆使用。

5.7 注意事项

1) 每个工点施工前, 均应进行试桩, 至少两根, 以掌握该工点地层地质变化规律, 获取施工参数, 正确指导施工;

2) 为保证施工质量符合设计要求, 在整个作业过程中, 应注意如下事项:

(1) 每个工点施工前, 根据设计单位提供资料, 绘制准确的桩点平面布置图, 随施工进度及时进行标识, 杜绝发生漏桩、漏喷现象;

(2) 现场准确、完整、及时地填写施工记录, 实现施工过程的可追溯性;

(3) 水泥使用前, 需仔细检查水泥出厂合格证书, 同时工地试验室还应需对水泥进行取样作质量鉴定, 使之具备出厂时的良好性能, 不过期, 不受潮结块;搅拌水泥浆所用的水应符合《混凝土拌合用水标准》。

6 施工设备

每个工点主要配备如下施工设备:

7 劳动组织及安全措施

7.1 劳动组织

施工时, 每工点最经济人员配备为五人, 其中机械操作人员2名, 普工2名, 技术人员1名。设备操作人员应能够熟练操用机械, 明确工艺参数及控制手段;普工负责拆卸钻杆、冲洗机具管道、倒运水泥等辅助性工作;技术人员主要负责施工过程中工艺参数等技术的监控及施工记录填制以及处理施工中突发事件。

7.2 安全措施

作业过程中, 当旋喷作业至地面时, 应及时停止喷射, 避免喷射流伤及人员。

成孔过程中必须边射水边钻进。

机组人员严格按相应操作规程进行作业。

施工结束后, 为避免堵塞和损坏设备, 对机具和孔口及时进行清洗, 以保持机具的良好性能。

8 质量要求

对旋喷桩固结体的质量检验主要有:固结体的整体性和均匀性;固结体的有效直径;固结体的强度等项。

根据中华人民共和国交通部发布《公路路基施工技术规范》 (JTJ033-95) 、中华人民共和国交通部发布《公路工程质量检验评定标准》 (JTG F80/1-2004) 、以及建设部发布《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002) 规定并结合设计单位和投资方方要求, 旋喷桩质量完整性检验方法有开挖、钻孔取芯、静载试验等;检验点的数量满足:每工点不低于施工注浆孔数的2%且不少于2根;检验时间应在喷射注浆结束1周后进行。

质量标准:固结体连续均匀, 桩体直径不小于设计;钻孔取芯试验, 其无侧限抗压强度不小于1.2MPa;静载试验时, 其复合地基承载力不小于150kPa。

9 工程实例

2011年4月~5月, 连霍高速公路改扩建兰刘段第16合同段K542+000-K544+370在高填方路段以及沿线两座中桥桥、涵洞通道台背与路基过渡段基底内成功地实践了本工法。旋喷桩桩长8.0m, 桩径0.5m, 桩间距1.3m, 正方形布局;在施工将近100个工点、近4km长的地基基底中完成旋喷桩25 000根, 计20万延米。

施工中采用42.5号普通硅酸盐水泥, 水灰比1:1, 主要注浆参数为:

喷射压力20MPa, 旋转速度20rpm~25rpm, 提升速度0.25m/min。喷嘴直径2.9mm。

根据检验标准, 各项技术指标符合要求, 检测各项指标一次通过验收。

通过我们的沉降监控显示, 通过处理的地基基底在完成填土或结构物施工后半年, 沉降观测资料显示:松软无加固地基 (填高8m) 沉降为1.5cm左右, 而结构物过渡段旋喷桩地基沉降为0cm~0.5cm, 地基变形远远低于无加固地基沉降量, 实现了设计意图。

摘要：本文根据某工程案例, 对单管旋喷注浆加固地基施工方法进行了详细的阐述。

关键词：单管旋喷,注浆加固,地基施工

参考文献

[1]钟志钧.高压旋喷桩的单管分喷施工法[J].西部探矿工程, 1994 (4) .

单管旋喷 第2篇

关键词：基础沉降,单管法,高压旋喷桩,地基加固

单管法高压旋喷桩,就是利用钻机等设备,把带有特殊喷嘴的注浆管(单管)置入一定深度的土层,利用高压泥浆泵产生压力,以20 MPa左右的压力将水泥浆液从喷嘴中喷射出去,破坏土体。随着喷浆管的旋转和提升,在近似圆柱体的范围内,水泥浆液和被破坏的土体搅拌混合,经过一定的时间后,近似圆柱状的混合体凝固成具有一定强度的桩,以支承其上部传来的荷载。

1 工程概况

某公司一期2号厂房坐落于厦门湾南岸某开发区内的一个填海造地地块,是一座建筑面积为36 567 m2的单层钢结构工业厂房,柱距为8 m,跨度为纵向6跨各21 m及横跨30 m,檐高为11.7 m,14.3 m;基础形式为柱下钢筋混凝土独立基础。原设计对地基承载力的要求仅为150 kN/m2。地基土为经过强夯(夯能为4 000 kN·m)处理过的土石方填海地层,下卧软弱海泥。经测定,地基承载力符合要求。2007年8月初,主体刚架尚有小部分未完成,但即发现有部分柱下独立基础发生了较大的沉降,以致地梁多处产生裂缝。经测量观测,1个月内最大累计沉降量达83 mm,最大沉降速率达2.53 mm/d;相邻基础沉降差最大值为52 mm,约为容许值的2倍,不均匀沉降较大。

为避免基础继续下沉、不均匀沉降继续发展,从而影响地梁的正常使用及上部结构的安装和正常使用,地勘、强夯、设计、施工、监理、业主等有关各方在共同论证商议后,决定采用单管法高压旋喷桩对独立基础下的土层进行加固补强。

2 工程地质概况

本工程地基土共分6层,自上而下分述如下:①素填土:根据填料成分差异,划分为①-1含碎石素填土和①-2填石。①-1含碎石素填土:全场分布,厚度4.4 m～7.4 m。该层总体上工程性能较好。①-2填石(块石):除ZK1,ZK4号孔外,其余孔均有揭露,揭露厚度0.6 m～6.0 m。该层总体上工程性能较好。②淤泥:全场分布,揭露厚度1.9 m～11.9 m。该层属高压缩性土,工程性能极差。③中砂:仅见于ZK7号孔,厚度0.9 m。工程性能中等。④火山岩残积黏性土:全场分布,揭露厚度1.9 m～9.0 m。该层属中等压缩性土,天然状态下工程性能较好,力学强度较高。⑤全风化火山岩:全场分布,均未揭穿,揭露厚度1.9 m～4.8 m。该层工程性能好,力学强度高。⑥强风化火山岩:仅见于ZK1,ZK4,ZK5号孔,均未揭穿,揭露厚度2.2 m～2.4 m。该层工程性能好,力学强度高。根据地勘报告,地表硬壳层(①-1含碎石素填土和①-2填石)平均厚度为7.67 m,淤泥层平均厚度为10.19 m,其下的火山岩残积黏性土层可作为持力层。

3 地基加固方案设计

1)对沉降量大于20 mm的10个基础其下的土层进行加固;加固工作完成后,进行沉降测量,若相邻基础沉降差超过3L/1 000时,则再次进行加固。旋喷桩布置平面见图1。2)根据同类工程的成功经验,确定本高压旋喷桩的施工工艺要求如下:a.采用单管法施工。高压旋喷桩桩径500 mm,单桩竖向承载力为250 kN。b.每个独立基础下设4根旋喷桩,定位图见图2。 c.高压旋喷桩桩顶标高为基础底板标高,高压旋喷桩持力层为第④层火山岩残积黏性土,桩端应进入持力层不小于1.0 m。d.桩顶及桩底各复喷0.5 m。e.高压泵泵压不小于20 MPa,高压泵泵量35 L/min～40 L/min。f.提升速度为15 cm/min～18 cm/min,旋转速度为15 r/min～20 r/min。g.水泥浆浓度大于1.40,水灰比为1∶1,水泥用量为200 kg/m。3)高压旋喷桩施工结束1个月后,方能继续对基础施加上部荷载(如吊车荷载等)。4)本工程高压旋喷桩总数为40根。施工完成后,应随机抽取3根桩进行钻孔取芯检测,检验合格后,方可进行下一道工序的施工。

4 单管法高压旋喷桩的施工

1)施工工艺流程:测量定孔→造孔→测斜→下管、制浆→喷射、提升→成桩→回灌、封孔。2)主要材料:42.5级普通硅酸盐水泥(本工程日用量约为20 t)、自来水。3)施工前在所要加固的地基基础短柱上做好沉降观测点标记,并进行水准测量,记录各点的标高。4)施工过程概述:按照方便于喷浆施工的原则,在厂房内布置好制浆及泵浆机械的位置;接通水电;组织好袋装水泥的进场、堆放。进行测量放样、在地面上标记孔位(旋喷桩施工时基础已回填完毕);然后1台潜孔钻机配合2台地质钻机造孔,并记录孔深。空孔的孔深、垂直度检查合格后,喷浆班组在技术人员的监督下,按照造孔时所记录的孔深和设计要求的参数进行喷浆操作,并做好施工记录。完成一个孔的喷浆后,移动高喷台车,进行下一孔的施工,直至全部完成。5)施工难点及特殊情况处理:a.喷浆施工时个别孔位遭遇塌孔,喷浆管无法下到所要求的深度。此时先开动喷浆管,喷射压力水或压力浆,将孔内阻碍喷浆管下行的石块挤开,慢慢地钻进喷浆管;个别堵孔的石块太大,用此法行不通,则提出喷浆管,重新用潜孔钻机钻进至原记录的深度,再进行喷浆施工。b.为防止高压喷射流沿程压力损失过大,在施工过程中适时地搬动高压灰浆泵,使其与高喷台车的距离保持在60 m左右。6)施工工期:本工程自材料机具进场至完工清场,历时12 d。7)经济核算:本工程采用包工包料、综合单价包干(按长度计价)、按实结算的承包方式。包干单价为134元/m。根据记录,旋喷桩的总施工长度为746 m,工程总造价仅为746×134=99 964元。平均每根桩的造价约为2 500元。

5 质量检验

旋喷桩完工后1个月,随机抽取3根桩进行钻孔取芯检查,结果表明,旋喷桩桩身长度、连续性、强度均符合要求。芯体最小强度大于3 MPa,估算单桩竖向承载力为589 kN,远远大于设计要求。

6 沉降观测

旋喷桩施工前在各个短柱上重新做好沉降观测标志,完工1个月后开始再次对基础进行沉降观测,之后每隔2个月观测1次,共4次。根据沉降观测结果,竣工1个月后的基础最大相对沉降量为8 mm,竣工3个月、5个月后的基础最大相对沉降量分别为5 mm,2 mm。而竣工7个月后的基础最大相对沉降量均为0 mm,据此可认为所加固的地基其上的基础沉降已趋于稳定。

7结语

本工程实践证明,单管法高压旋喷桩工艺具有设备简单、操作方便、效率高、速度快、经济实用、质量可靠性较好等特点,用于加固地基、防止和抑制基础产生较大沉降或较大不均匀沉降是可行的。

参考文献

单管旋喷 第3篇

高压喷射注浆技术自20世纪70年代从日本引进我国已有三十多年的历史。当时该技术主要用于软土地基的加固,到了20世纪80年代以后开始用于堤坝防渗。目前,该技术已在全国进行了推广应用,并用于长江三峡、东风电站等大型水利工程。它具有安全可靠、适用土质广、施工噪音小、桩身强度高、固结体形状可控制、料源广阔等特点,因此在建筑物地基加固、深基坑开挖支护与止水、边坡稳定、堤坝防渗、盾构隧道沿线加固以及山岳、隧道可能坍塌部位加固等方面应用很广[1]。

旋喷桩复合地基即以旋喷桩作为竖向增强体与桩间土加上其上的垫层构成复合地基。所谓旋喷桩[2](高压喷射注浆)就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层预定深度后,以20～40MPa压力把浆或水从喷嘴中喷射出来,形成喷射流冲切破坏土层,当能量大、速度快和脉动状的射流,其动压大于土层结构强度时,土颗粒便从土层中剥落下来,一部分细颗粒随浆液或水冒出地面,其余土颗粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律地重新排列,浆液凝固后,便在土层形成一个固结体,当喷射流作360°旋转时,固结体呈圆柱形。旋喷桩按注浆管类型分成单管,二重管、三重管及双高压多重管。本文着重介绍单管法高压旋喷桩在高速公路地基处理施工中的应用。

2 工程概况

丹海高速公路第十三合同段海城南枢纽立交GK0+120盖板涵涵顶填土最高点达到约8m,经计算基底承载力不得小于300kPa。

根据地质资料显示,该涵洞基底土层地质结构由上至下分布及厚度情况依次为:

(1)亚粘土,黄褐色,饱和软塑,层厚4.5m;

(2)粘土,黄褐色,饱和,夹亚砂土薄层,层厚5.5m。

为了提高地基承载力,加强基础稳定性以及控制沉降量,采用高压旋喷桩对该涵洞进行地基处理。在盖板涵基础及四周100cm范围内进行处理,桩间距为120cm,直径为60cm,桩长为7m。

3 旋喷桩复合地基承载力计算

复合地基的极限承载力可用下式表示:

$\text{f}{}_{\text{s}\text{p}.\text{k}}=\text{m}\frac{\text{R}{}_{\text{k}}^{\text{d}}}{\text{A}{}_{\text{p}}}+\text{β}(1-\text{m})\text{f}{}_{\text{s}\text{k}}(1)$

式中:fsp.k,fsk—复合地基、桩间土的承载力标准值;

β—桩间天然地基土承载力折减系数,可根据试验确定,在无试验资料时可取0.2～0.6;

m—复合地基置换率,$\text{m}=\frac{\text{A}{}_{\text{p}}}{\text{A}}$,其中Ap为桩体面积,A为对应的加固面积;

R${}_{\text{k}}^{\text{d}}$—搅拌桩的单桩竖向承载力标准值,取以下二式计算结果的小值:

R${}_{\text{k}}^{\text{d}}$=η·fcu.k·Ap (2)

$\text{R}{}_{\text{k}}^{\text{d}}=\overline{\text{q}}{}_{\text{s}}\cdot \text{u}{}_{\text{p}}\cdot \text{l}+\text{ξ}\cdot \text{A}{}_{\text{p}}\cdot \text{q}{}_{\text{p}}(3)$

式中:fcu.k—与旋喷桩水泥土配方相同的立方体试块在室内测定的无侧限抗压强度标准值;

up·l——桩身周长和桩长;

$\overline{\text{q}}$s—桩周土的平均摩阻力标准值;

qp—桩端土的天然地基承载力标准值;

ξ,η—折减系数,可取ξ=0.4～0.6,η=0.35～0.5。

经计算,本例中复合地基置换率为0.196,地基处理后复合地基的极限承载力fsp.k=346kPa,满足设计要求。

4 工艺流程及注意事项

(1)施工顺序:钻机就位→引孔(扩孔)到设计标高→封堵垂向喷嘴→搅浆→由下向上旋喷作业到设计顶→冲洗→移位→封孔。

(2)为了了解施工工艺及旋喷桩效果以及最后确定施工参数,先打2～3根试桩,再进行旋喷桩的施工。为避免对已施工邻桩造成破坏,宜采用隔桩施工。

(3)因设计条件、空间等因素的限制,旋喷施工成桩往往不能一次成桩,需要数次拆卸钻杆以达到连续提升。在拆卸钻杆后再次旋喷时,两次旋喷之间至少要有10～20cm长相互搭接,以保证连接质量,防止断桩。

(4)施工时应严格控制工艺参数,在切割时保证桩径和泥土的置换率,注浆时保证单位时间注浆量。

(5)由于水泥的收缩离析作用,注浆后必须及时补浆以保证桩长及不断桩。

(6)旋喷桩施工验收时,承载力检验应分别进行复合地基载荷试验和单桩载荷试验,以保证工程质量。

5 结论

路基填筑完成后,我们进行了沉降观测,连续四个月月沉降量小于5mm,采用高压旋喷桩进行地基处理,效果良好,大大提高了地基承载力,抽检桩身的水泥土抗压强度和单桩竖向承载力完全满足设计要求,地基稳定性良好。

参考文献

[1]刘玉卓.公路工程软基处理[M].人民交通出版社,2002.

[2]刘成宇.土力学[M].中国铁道出版社,2002.