范文一:双管高压旋喷桩机说明
目录
概述
桩机的主要部分结构
钻杆的连接
桩机的安装说明
桩机施工工艺
高压旋喷桩桩机安全操作规程
概述
双管高压旋喷桩机它具有成桩速度快,垂直度高,操作简单,另配件少的特点,是软地基处理,帷幕止水,防渗墙、止漏的理想施工设备。
1、主要用途
双管高压旋喷桩机主要用于大面积港口码头的软基处理,帷幕止水,水利工程等。
2、主要特点
双管高压旋喷桩机在外部条件许可的情况下,一般采用钻喷一体的施工方法,这样即可提高施工速度,又可提高成桩质量,也可以对场地上有障碍的工地进行施工。
3、 主要技术参数:
(1) 钻孔深度:成桩60米。
(2) 钻孔直径:调节压力后0.4-1.6米。
(3) 底盘:2.2×2米
(4) 立架2.2×2×5米。
(5) 钻杆:双重管钻杆φ60 φ73
(6) 水龙头:双管水龙头
(7) 扭矩:2800N.M
(8) 钻机总功率:22KW+1.5KW
(9) 钻机总重量:2850kg
桩机的主要结构组成
双管高压旋喷桩机主要由三部分组成:
1、 主机
2、钻具
3、喷浆系统
4、液压控制系统
5、电气控制系统
(一) 主机由下列主要组件组成
(1) 底架:用于承重塔架等主体结构重量以及实现桩机的前后、左右移位
(2) 立架:用于钻具的导向及加压固定
(3) 传动系统:22KW主油泵电机
(4) 斜撑杆
(二) 钻具部分由下列主要组件组成:
(1)分流器
(2)钻杆:采用Φ60的地质钻杆
(3) 钻头:采用φ2.4mm高压喷嘴喷出高压浆液切削岩土层。
(三)喷浆系统由下列主要组件组成:
(1)泥浆泵:一般采用GZB-40C或XPB-90E两种规格的高压力注浆泵。
(2)拌浆桶
(3)空压机
(4)大、小储气罐
钻杆的安装说明
将钻杆第一节在工厂内组装焊接,装车发货至施工现场如下图所示:
钻杆1示意图
3.2 钻杆Ⅱ为散件发货,在施工现场与钻杆Ⅰ组焊,操作程序如下:
将死接头沿着内芯管Ⅰφ22×3-9360套在钻杆内芯管Ⅰ上,
在钻杆内芯管Ⅰφ22×3-9360的下端焊上内浆管接头,
将钻杆Ⅱ的内芯管Ⅱφ22×3-8145插入内浆管接头的定位孔中焊接牢固,
在内芯管Ⅱφ22×3-8145外壁上焊接定位环;
将外芯管Ⅱφ42×3-7990沿着内芯管Ⅱφ22×3-8145及定位环穿入死接头中,
将外芯管Ⅱ的一端与上死接头定位焊接牢固。
将下死接头内芯管Ⅱ穿到外芯管Ⅱ的下端,定位焊接牢固,
穿入钻杆Ⅱ125×125×12-8000,上端与上部死接头塞焊牢固,下端与下部死接头塞焊牢固。
最后将两个半剖的钻杆卡瓦定位在钻杆Ⅰ与钻杆Ⅱ的死接头上,将钻杆卡瓦与钻杆Ⅰ、钻杆Ⅱ环焊牢固。
钻杆2与钻杆1连接示意图
3.3钻杆Ⅲ也为散件发货,在水龙头与钻杆Ⅰ、Ⅱ在立架上连接好后,最后进行定位焊接。
四、桩机的安装说明
大致可按下述步骤进行。
4.1 主机的安装
4.1.1将转场来的主机放置在较平的场地上,接好电缆线,并开通电源。
4.1.2将四个缩进的油缸支腿伸出。
4.1.3启动油泵电机,检查油泵,要求运行平稳。并进行支腿油路试运行。
4.1.4将水龙头的销轴置于井架滑道中,并与每根加压链条的上下、两端铰接,以调节螺母调整链条松紧适度,并锁紧。
4.1.5取工程所需的适当长度的2”软管,将其一端与水龙头进气管作密封连接,另一端连向喷气系统的输出口。
4.1.6将钻杆ⅠⅡ与水龙头上端作法兰盘密封连接。如下图所示:
4.1.7启动主电机,脱开牙嵌离合器进行机械试运行。正常后,合上牙嵌离合器,用加压机构提升水龙头和钻杆到适当高度,停机。
4.1.8将钻杆Ⅲ的死接头、内芯管、外芯管、定位环、125钻头锥螺杆、钻杆Ⅲ、钻杆卡瓦依次与钻杆ⅠⅡ焊接牢固
将焊接好的钻杆插进转盘的滚子补心中。
4.1.9支高主机,前伸下底架,提升钻杆,从主机底部的转盘下方将钻头与钻杆以螺纹和方套作复式连接,并拧紧方套定位螺栓,至此主机的安装基本完成,如下图所示:
五、桩机施工工艺
高压旋喷桩施工工艺流程图见图
(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,其过程为:启动桩机,同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液,使钻杆沿导向立架移动、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。
(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。当达到设计深度后,接通空压管,开动泥浆泵和钻机进行旋转,并用仪表控制压力、流量,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。
六、高压旋喷桩桩机安全操作规程
6.1、桩机操作人员必须随身携带操作证,作业区内应有明显标志和围挡。
6.2、机组人员作登高检查和维修时,必须系安全带,工具和其他物件应放在工具包内,高空作业人员不得向下随意抛物。
6.3、 作业场地距电源变压器或供电主干线距离应在200m以内,启动时电压升降不得超过额定电压的10%。电动机和控制箱应有良好的接地装置。
6.4、 桩机应放置平稳、坚实,并微调调整钻杆,使之保持垂直
6.5、 启动前应检查并确认桩机各部件连接牢固,传送带的松紧度适当,减速箱内油位符合规定。
6.6启动前,应将各操纵杆放在空挡位置;启动后,应做空运转试验,检查仪表、温度、音响、制动等各项工作,正常后方可作业。
6.6开机时,应先送浆后开钻;停机时,应先停浆后停钻。泥浆泵应有人看管,对泥浆质量和浆面高度应随时测量和调整,保证浓度适合。停钻时,出现漏浆应及时补充,并应随时清理沉淀池中杂物,保持泥浆纯净。
6.7桩机施工时应随时观察桩机运转情况,当发生异常情况时,应立即停机检查,排除故障后方可继续施工。
6.8注浆前,应检查高压设备和管理系统、密封圈必须完好,各管道和喷嘴内不得有杂物。
6.9桩机作业时应控制空压机、送浆泵的压力和提管、喷浆速度。
6.10近地面喷射时,应控制压力和流量,防止伤人。
6.11作业后清洗机具时,喷头严禁对人。
6.12桩机移位和拆卸,应按照机械说明书规定操作,在转移和拆卸过程中,应防止碰撞机架。
6.13遇有雷雨、大雾和六级以上大风等恶劣气候时,应停止一切作业。
范文二:高压旋喷桩机拆装方案
目 录
1工程简介 ................................................................................................. 1
1.1工程概况 ................................................................................... 1
1.2编制依据 ................................................................................... 1
2设备概况 ................................................................................................. 1
3施工准备及资源配置 ............................................................................. 2
4桩机性能概况 ......................................................................................... 3
5安装前准备工作 ..................................................................................... 3
6桩机组装步骤 ......................................................................................... 3
7安全保障措施 ......................................................................................... 4
8应急预案 ................................................................................................. 5
8.1组织机构 ................................................................................... 5
8.2倾覆事故 ................................................................................... 5
8.2.1预防措施 ..................................................................... 5
8.2.2应急响应 ..................................................................... 6
8.3物体打击事故应急措施 ................................................................... 6
8.4触电事故应急措施 ........................................................................... 6
1工程简介
1.1工程概况
本工程位于上海市浦东新区,三林镇,北侧海阳西路、西侧为杨思西路,基坑总面积14000m2、长约130米、宽约110米,地下三层,开挖深度约13.75米~14.75米,本工程为高压旋喷桩基坑封底加固。
地基加固采用三重管法施工,基坑加固分5个区域,均为核心筒区封底加固,桩体直径1000mm,桩心距800mm(桩体搭接长度200mm)。采用P.O.42.5水泥,加固体单桩水泥含量不少于30%,水灰比0.8~1.0,为了方便施工降低泥浆比重,水灰比采用1.0,泥浆比重计算为1.52kg/L,高压旋喷桩加固体28天龄期无侧限抗压强度 qu>1.2Mpa,由于加固体强度要求比较高,为了保证施工质量,施工时单桩水泥含量暂定为35%,三重管旋喷桩合计桩数为4267根。
1.2编制依据
1、《XPB-II型走管式高压旋喷桩桩机使用说明书》
2、《XP-30B型步履式高压旋喷桩桩机使用说明书》
3、《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46- 2005);
4、《起重机械安全规程》(GB6067-2010);
5、《起重机设计规范》(GB3811—2008);
6、《特种设备安全监察条例》(国务院令第373号)。
2设备概况
根据设计图纸本工程加固施工内容为地墙两侧槽壁加固、围护灌注桩止水帷幕及基坑坑内加固,加固采取套打方式或搭接形式。本工程坑内加固施工拟采用SJB-II型高压旋喷桩桩机(如图2-1)。
图2-1 SJB-II型高压旋喷桩桩机
3施工准备及资源配置
1、人员调配计划见下表3-1。
表3-1人员配备表
2、拆装工具计划见下表3-2。
表3-1拆装工具配备表
4桩机性能概况
用于本工程施工的为2台走管式XPB-Ⅱ型高压旋喷桩桩机、XP-30B步履型高压旋喷桩桩机。该设备具有操作简便、运行安全等优点。安装后通过上海市机械检测中心检测合格后,投入工程施工使用。
按照桩机部位可分为A、B、C、D、E五个部分
A、桩机通天塔身,由角钢井架组成,高度25米。
B、底座有30#工字钢为大梁,配以设当的横梁和斜梁通过螺母固定和焊接成长方型的底座。
C、行走部分为φ300钢管和钢丝绳及滑轮组成的走管式行走系统、步履行走系统。
D、动力装置为2台55KW电动机、18米钻杆、φ800钻头组成工作系统。 E、拌浆平台为水泥筒仓、水泥浆搅拌桶、送浆泵、送浆管组成的水泥浆后台操作系统。
5安装前准备工作
1.检查桩机配件是否缺件。
2.检查金属结构部分无疲劳损伤,无焊缝开裂及脱焊,无严重锈蚀。应认真检查钢丝绳、滑轮组、电气设备及安全保险机构等,发现问题立即排除。
3.检查打桩机各部安全限位是否良好,是否全面保养。
4.平整施工场地,落实专用电箱等有关安全防护措施。
5.检查安装专用工具及吊具钢丝绳是否符合合格产品技术要求。
6. 检查安装施工范围内是否有高压电线电缆、宿舍及办公用房等不安全因素,及时采取相应措施。
6桩机组装步骤
1.机械进场前对施工场地进行实地观察,桩机进场时组装地点要选择场地中间,且要比较平坦坚实地面,按照桩机拼装的相对位置放好桩机的组件。
2.先将钢枕木垫再钢走管的下方(钢走管下方用楔形木垫紧固),然后将两片底座分别放在钢走管上,并保证两片底座在同一平面上,然后依次用螺帽相连接,再依次将螺帽紧固,使底座成一整体。
3.底座成一整体后,吊装配电箱、卷扬机、涡轮箱等与底座相连接的其他部件。
4.底座安装完毕后,开始安装通天塔身(井架),安装塔身井架时前方必须垫钢制马蹄座。主塔身井架安装完毕后,安装支撑臂。井架部件安装完毕后
5.井架部件安装完毕后,调试卷扬机及操作控制台。确认运行正常后开始穿扳桩架的钢丝绳,固定牢固后,利用卷扬机和滑轮的牵引力扳起桩架。(桩机井架接近垂直角度前,提前在井架投影面下方防止液压千斤顶作为缓冲后调解)
6.扳起井架后,安装支撑臂,并完成井架和支撑臂的固定。
7.桩机主体安装完成后,开始吊装动力装置及焊接并安装钻杆。
8.整体桩机及动力装置安装完成后,进行试运转一次,确保机械设备运转正常后,即可打桩。
9.后台的拌浆平台组装,水泥筒仓的安装基础必须坚实,需砼基础或钢制路基箱基础。水泥浆搅拌桶和送浆泵安装位置以靠近水泥筒仓的位置合理摆放。
10试车时必须由设备、安检部门联合验收且经过由检测资质的机构检测合格,经验收挂牌后方可投入使用。
以上为桩机安装的整个过程,若拆卸时则为该过程的逆过程。
7安全保障措施
1、认真执行安全生产责任制,严格遵守安全操作规程,对施工人员进行安全交底和安全教育
2、设备在移机移位时,做好安全保护措施,电缆有专人看护
3、凡登高作业,高于2m处作业应系安全带。
4、指挥信号必须由指定的指挥者发出,其他人员不得指挥。
5、所有作业人员必须戴好安全帽和防护手套,登高作业必须系好安全带,不得穿硬底鞋及塑料底鞋,严禁酒后作业。
6、吊车作业地面承担能力和平整程度须达到要求,若地基较软,应铺设厚铁板、路基板,确保吊车作业时地面不发生下沉。
7、起吊前必须认真检查吊车车况,如力矩限制器、提升限位开关、制动器等必须处于正常工作状态。
8、汽车吊起重臂下严禁站人,在起架时必须站在安全范围内,不得靠近设
备。
9、安装场地过软时,场地应用路基箱铺设,以防设备倾斜,倾倒。
10、注意防火,安装液压系统较易泄露,故应禁止高温热源及火,接近油泵的位置。
11、设备安装完毕应由公司机电部、安全部对设备进行安全功能验收,初验合格之后在委托有资质的验收检测单位对设备进行安全功能检测验收,合格后方可使用。
12、安拆作业区域30米范围内必须设有警戒标志并设专职安全员监护,作业区内非安拆人员不得随意行走或观看,以免落物伤人。
13、安装好的机械附属部件要齐全匹配,连接牢固可靠。
14、六级以上大风停止作业,并做好防护措施。
8应急预案
8.1组织机构
项目部组建以项目经理为组长的应急准备和响应领导小组,组织机构如下: 组长:张立磊(项目经理)
组员:王 强(生产经理)
杨 顺(技术负责人) 代丹(安全主管)
2、事故应急处置领导小组负责对项目突发事故的应急处理。
8.2倾覆事故
8.2.1预防措施
1、为防止事故发生,设备必须由具备资质的专业队伍安装,司机必须持证上岗,安装完毕后经技术监督局验收合格后方可投入使用。
2、机手操作时,必须严格按操作规程操作,不准违章作作业,严格执行“十不吊”,操作前必须有安全技术交底记录,并履行签字于续。
3、所有架体平台,架设好后,必须经专业技术人员验收后方可使用。
8.2.2应急响应
1、如果有设备倾覆事故发生,首先旁观者在现场高呼,提醒现场有关人员立即通知现场负责人,由安全员负责拨打应急救护电话“120”,通知有关部门和附近医院,到现场救护,现场总指挥由项目经理担当,负责全面组织协调工作,生产经理亲自带领组员及施工班长等对事故现场进行抢救。电工长先切断相关电源,防止发生触电事故,门卫值勤人员在大门口迎接救护车辆及人员。
2、小组成员及施工班长等协助生产经理对现场清理,抬运物品,及时抢救被砸人员或被压人员,最大限度的减少重伤程度,如有轻伤人员可采取简易现场救护工作,如包扎、止血等措施,以免造成重大伤亡事故。
8.3物体打击事故应急措施
1、若有物体打击事故发生,由项目经理担任组长,生产经理及安全员,各专业工长为组员,主要负责紧急事故发生时有条不紊的进行抢救或处理,其他人员协助生产负经理做相关辅助工作。
2、发生物体打击事故后,由项目经理负责现场总指挥,发现事故发生人员首先高声呼喊,通知现场安全员,由安全员打事故抢救,电话“120”,向上级有关部门或医院打电话抢救,同时通知生产经理组织紧急应变小组进行可行的应急抢救,如现场包扎、止血等措施。防止受伤人员流血过多造成死亡事故发生。预先成立的应急小组人员分工,各负其责,有程序的处理事故,最大限度的减 少人员和财产损失。
8.4触电事故应急措施
1、脱离电源对症抢救
当发生人身触电事故时,首先使触电者脱离电源。迅速急救,关键是“快”。
2、对于低压触电事故,可采用下列方法使触电者脱离电源:
(1)如果触电地点附近有电源开关或插销,可立即拉开电源开关或拔下电源插头,以切断电源。
(2)可用有绝缘手柄的电工钳、干燥木柄的斧头、干燥木把的铁锹等切断电源线。也可采用干燥木板等绝缘物插入触电者身下,以隔离电源。
(3)当电线搭在触电者身上或被压在身下时,也可用干燥的衣服、手套、绳索、木板、木棒等绝缘物为工具,拉开提高或挑开电线,使触电者脱离电源。不可直接去拉触电者。
3、对于高压触电事故,可采用下列方法使触电者脱离电源
(1)立即通知有关部门停电。
(2)带上绝缘手套,穿上绝缘鞋,用相应电压等级的绝缘工具按顺序拉开开关。
(3)用高压绝缘杆挑开触电者身上的电线。
范文三:高压旋喷桩机台班价
高压旋喷桩单价分析(按两月工期计算按两月工期计算按两月工期计算按两月工期计算) 每台机械按每天完成100米计算,两月完成6000米计算,单价分析如下:
1、机械进退场费10000元,折合10000/6000=1.67元/米;
2、每台机械两班10人,每人工费3000元/月,两月工费72000元,折合72000/6000=12元/米;
3、电费:120KW×24小时×1.0元/KW.H×60=172800元,折合172800/6000=28.8元/米(24小时理想运转状态,每度电费按 1.0元计算);
4、机械折旧、修理费:4.5元/米;
5、水费:0.5元/米; 以上5项小计:47.47元/米考虑5%管理费:47.47×5%=2.37元/米合计:49.84元/米
说明:如自发电,采用160KW发电机,每天耗油600升,每升油单价4.8元,电费为28.8元/米
范文四:高压旋喷桩机安全技术交底书
高压旋喷桩机安全技术交底书
高压旋喷桩机安全技术交底书
一、钻机的安全技术交底:
1.进入现场必须遵守安全规章制度和进场安全生产纪律,严格执行操作规程。
2.桩机作业现场必须平整填实,移动机架要有先后顺序,专人统一指挥、行动一致。
3安装钻机应放置坚实平稳,钻杆的中心线偏斜应小于全高的1 ,钻进时应对准桩位,先使钻杆向下,钻头接触地面,再开动钻杆转动,不得晃动钻杆。
4.作业前,应检查卷扬机及机架各部位连接是否牢固,有无松动或磨损、变形,离合器、刹车是否灵敏,钢丝绳是否短丝、磨损、扭结、变形达到报废标准,并有防雨、防水、防尘措施。制动带不得受潮,传动部位的防护罩应齐全完好。
5. 作业前将操纵杆放在空挡位置,启动后应先空运转试验,检查仪表、温度、音响、制动等各项工作正常后,方可作业。不准带负荷启动电动机,严禁用脚代手进行操作。
6. 如遇卡钻时,应立即切断电源,停止下钻,未查明原因排除故障前,不准强行启动。钻进过程中,如遇机架摇晃、移动、偏斜或钻头内发出有节奏的响声时,应立即停钻,经处理后,方可继续施钻。 7. 检修或加注润油时,必须切断电源停止运转后进行,在架顶高处作业时,必须先系好安全带,挂好保险绳。
8(作业中,遇大雨、大雾或六级及以上大风时,必须切断电源停止作业,如有台风警报,还必须对桩架设缆风绳拉固,必要时采取放下桩架等措施。暴风雨后,必须进行一次全面检查,确认安全后方可继续作业。
9. 作业后,放下钻杆,必须拉闸断电,锁好开关箱。做好台班记录和交接班记录。
二、注浆作业安全技术交底
1、作业前必须检查管道连接处密封完好,紧固不松动,通过道路或地槽的加盖保护无缺损。
2、启动前,应先接通风、水、电,开启阀门逐步达到额定压力,再启动电动机空载运转,确认一切正常后,方可进行作业。 3、在注浆管口的前方或左右5m范围内不得站人或通行,不准喷向高低压电线,工作或停止作业时,注浆管口不准对向有人的方向。 4、机械操作和注浆操作人员应有联系信号,送料、停机等应互相协调配合,防止发生堵塞事故。
5、如发生输料软管堵塞,可用木棒轻敲打外壁,如敲打无效,可将胶管拆卸用压缩机空气吹通。此时,操作人员应紧握管头,严禁甩动管道伤人。当管道中有压力时,不得拆卸管接头。
范文五:高压旋喷桩机基础知识
高压旋喷桩机基础知识
前言
旋喷桩兴起于二十世纪七十年代的高压喷射注浆法,八、九十年代在全国得到全面发展和应用。实践证明此法对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果,我国已将其列入现行的《地基与基础施工规范》。 采用高压旋喷技术, 通过在覆盖层内的钻孔向孔周喷射水泥浆而建成的承重桩。这是地基处理的一种新方法。20世纪70年代初, 日本首先开始应用, 随后, 世界各工业发达国家先后引进。中国于70年代中期开始应用, 至1982年底, 已在30多项工程中, 建成了总长度约2万余米的旋喷桩。
旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程,将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后,从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来,形成一股能量高度集中的液流,直接破坏土体,喷射过程中,钻杆边旋转边提升,使浆液与土体充分搅拌混合,在土中形成一定直径的柱状固结体,从而使地基达到加固。施工中一般分为两个工作流程,即先钻后喷,再下钻喷射,然后提升搅拌,保证每米桩浆液的含量和质量。
旋喷桩是指在地表钻孔,通过孔眼将高压浆液和高压风旋转喷射注入强风化岩体或土体,从而达到就地造桩、加固地基的一种施工方法,主要用于路基改良土体、增加地基承载力等方面若在喷射的同时喷嘴以一定的速度旋转、提升则形成喷浆液与上混合的圆柱形桩体通常称为旋喷桩.虽然这种地基加固技术在刀年代初才发展起来但与其他地基加固方法相比由于其在某方面具有明显的优势所以该项技术在国内外发展十分迅速。有一定强度的圆柱体(称为旋喷桩),从而使地基得到加固.根据使用机具设备的不同,旋喷法分为单管法、二重管法和三重管法。结土质成圆柱体称为旋喷桩.它适用于各种软弱土层可提高土的抗剪强度改善土的力学性能也可组成闭合的帷幕截断地下水流可做施工临时防护工程等。
系利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头,以高速水平喷入土体,借助液体的冲击力切削土层,同时钻杆一面以一定的速度(20r/min)旋转,一面低速(15~30cm/min)徐徐提升,使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固,形成具有一定强度(0.5~8.0MPa)的圆柱固结体(即旋喷桩),从而使地基得到加固。旋喷桩的特点是:可提高地基的抗剪强度;能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8~10 倍的大直径固结体;可用于已有建筑物地基加固而不扰动附近土体;施工噪声低,振动小;可用于任何软弱土层,可控制加固范围;设备较简单、轻便,机械化程度高;料源广阔,施工简便、粉土、砂、湿陷性黄土、人工填土及碎石土等的地基加固;既有建筑和新建筑的地基处理,深基坑侧壁挡土或挡水,基坑底部加固防止管涌与隆起,坝的加固与防水帷幕等工程。
单管旋喷注浆法是利用钻机把安装在注浆管(单管)底部侧面的特殊喷嘴,置入土层预定深度后,用高压泥浆泵等装置,以20MPa左右的压力,把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体,使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合,经过一定时间凝固,便在土中形成一定形状的固结体,这种方法日本称为CCP工法。
一、 施工机具(部件构成)
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,如下:
设备名称 型号 功率 数量 单位 旋喷钻杆 XY-4 10kW 1 台 高压柱塞泵 3D2-S2-85/45 75kW 1 台
空压机 6m3 37kW 1 台 浆液搅拌机 立式 4kW 1 台 灌浆泵 SGB6-10 22kW 1 台 排污泵 立式 7.5kW 1 台 配套设备 若干(操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、
阀门接头安全设施等)
注:1、钻机的转速和提升速度,根据需要应附设调整装置,或增设慢速卷扬机;
2、二重管法选用高压泥浆泵、空压机和高压胶管等可参照上世纪列规格选用;
3、三重管法尚需配备搅拌罐(一次搅拌量3.5m3)、旋转及提升装置、吊车、集泥箱、指挥信号装置等;
4、其他尚需配各种压力、流量仪表等。
二、 施工前准备
材料要求
水泥应采用325 号或32.5 强度等级普通水泥,要求新鲜无结块,一般泥浆
水灰比为1:1~1.5。为消除离析,一般再加入水泥用量3%的陶土、0.9‰的碱。 浆液宜在旋喷前1h 以内配制,使用时滤去硬块、砂石等,以免堵塞管路和喷嘴。
1.场地三通一平
施工前应保证场地的三通一平,确保用电安全。
2.桩位测设
桩位应严格按照图纸设计测设,偏差不得大于50mm.
3.试桩及确定工艺参数
为保证施工质量应严格遵守试桩要求,在展开大批量制桩前进行试桩,以校验施工工艺参数是否合理,现根据工程经验提出试桩用工艺参数如下:
⑴注浆管:提升速度12~18cm;旋转速度10~20r/min.
⑵水:压力20~25Mpa;流量85L/min.
⑶浆液压力:≥20Mpa;流量>60Lmin.
⑷空气:压力0. 5~0. 9Mpa;流量0. 7m3/min.
⑸水灰比:1:1
4.钻机就位
钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直,施工时旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%.
5.钻孔
单管旋喷常使用76型旋转振动钻机,钻进深度可达30m以上,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。钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm.
6.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完毕,必须拔出岩芯管并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可边射水、边插管,水压力一般不超过1 MPa,若压力过高,则易将孔壁射塌。
7.喷射作业
当喷管插入预定深度后,由上而下进行喷射作业,技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求,并随时做好记录,绘制作业过程曲线。
注: 当浆液初凝时间超过20h应及时停止使用该水泥浆液(正常水灰比1: 1,初凝时间为15h左右)
8.冲洗
喷射施工完毕后,应把注浆管等机具设备冲洗干净,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,以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。
9.移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上。
10.工艺流程图
第1步:场地三通一平 第2步:桩位测设 第3步:试桩及确定工艺参数 第4步:钻机就位 第5步:进行钻孔 第6步:插管 第7步:进行喷射作业 第8步:设备冲洗 第9步:设备移到新孔位上 第10步:重复以上操作 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。
施工顺序
先打试桩2~3根,了解施工工艺及旋喷效果,最后确定施工参数。再进行旋喷桩的施工,施工时应先施工内排桩,后施工外排桩,为确保桩与桩间能很好地咬合,宜采用打一跳一法,且间隔时间应大于36小时。
1、钻机就位:钻机安置平稳、钻杆垂直、钻头对准孔位中心。
2、钻孔插管:采用76型旋转钻机,钻进深度为15米。
3、喷射注浆:水泥浆液应在喷注前一小时内搅拌,当喷嘴达到设计高程喷注开始时先送高
压力及喷射压力及喷浆量后再边旋转边提升,以防浆管扭段,
钻杆的旋转和提升必须连续不断。
4、冲洗及移动机具:当喷射提升到设计高程后,即告旋喷结束,此时 应立即拔出注浆管,用清洗包括泥浆泵和高压泵,管内机内不得残存浆和其他杂物,然后将机具设备移动下一个孔位。
下图为某gc工艺流程:
附:作业条件
1、应具有工程地质勘察报告、基础施工图和施工组织设计。
2、施工场地内的地上和地下障碍物已清除或拆迁。
3、平整场地,挖好排浆沟、排水沟,设置临时设施。
4、测量放线,并设置桩位标志。
5、取现场大样,在室内按不同含水量和配合比进行配方试验,已优选出合理的浆液配方。
6、具设备已配齐、进场,并进行维修、安装就位,进行试运转。进行现场试桩,已确定成桩施工的各项施工参数和工艺。
附:某例:
三、 施工工艺要求及技术要点
1、 旋喷桩可根据工程情况和机具条件采用单管法、二重管法和三重管法三种,工程应用较多的为单管法和三重管法。
2、 旋喷桩和施工程序为:机具就位→贯入注浆管,试喷浆→旋喷注浆→拔管及冲洗等。
3、 单管法和三重管法可用注浆管射水成孔至设计深度后,再一边提升一边喷射注浆。三重管法施工须预先用钻机或振动打桩机钻成直径150~200mm 的孔,然后将三重注浆管插入孔内,按旋喷、定喷或摆喷的工艺要求,由下而上进行喷射注浆,注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。
4、 在插入旋时节管前,先检查高压水与空气喷射情况,各部位密封圈是否封闭,插入后先
作高压水射水试验,合格后方可喷射浆液。如因塌孔插入困难时,可用低压(0.1~2Mpa)水冲孔喷下,但须把高压水喷嘴用塑料布包裹,以免泥土堵塞。
5、 喷嘴直径、提升速度、旋喷速度、喷射压力、排量等旋喷参数见表3-17或根据现场试验
确定。
旋喷施工主要机具和参数 表3-17
项 目 单管法 二重管法 三重管法
参 数
喷嘴孔径(mm)
喷嘴个数(个)
旋转速度(r/min)
提升速度 (mm/min)
φ2~3
2
20
200~250
φ2~3
1~2
10
100
φ2~3
2
5~15
50~150
高压泵 压力(Mpa)
流量(L/min)
20~40
60~120
20~40
60~120
20~40
60~120
机具性能
空压机
压力(Mpa)
流量(L/min)
-
-
0.7
1~3
0.7
1~3
泥浆泵 压力(Mpa)
流量(L/min)
-
-
-
-
3~5
100~150
浆液配比∶水∶水泥∶陶土∶碱=(1~1.5)∶1∶0.03∶0.0009
注:高压泵喷射的(单管法、二证明管野)是浆液或(三管法)水。 附:某施工参数选择
泵压:20Mpa
喷嘴直径及数量:2.3mmx1~2.4mmx1
流量:37~40L/min
钻杆升速:粘性土30㎝/min
砂性土15㎝/min
钻杆转速:粘性土30r/min
砂性土15r/min
水灰比:1.1~1.2
水泥:普32.5,每米水泥用量125Kg/m
附加剂:氯化钠1.5%,三乙醇胺0.03%或水玻璃1.5%,水玻璃模数2.4~3.4,浓度30~40波美度。 注意:三乙醇胺与水玻璃不能共同使用,否则会发生化学反应。
6、三重管法旋喷法工艺流程为:(1)先用振动打桩机将带有活动桩靴的套管打入土中,然后将套管拔出一段,拔出地面高度大于拟旋喷的高度,然后拆除上段套管;(2)安放钻机和慢速卷扬机,用以旋转和提升旋喷管;(3)将旋喷管通过钻机盘插入孔内;(4)接通高压管、水泥浆管、空压管,开动高压泵、空压机和旋转钻机进行旋喷。用仪表控制压力、流
量、风量。当分别达到预定数值时开始提升;(5)继续旋喷和提升直至预定的旋喷高度为止;(6)拔出旋喷管和套管。
7、当采用三重管法旋喷,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。在桩底部边喷射1min 后,再进行边旋转、边提升、边喷射。
8、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,以防桩体中断,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。
9、当处理既有建筑地基时,应采取速凝浆液或大间孔旋喷和冒浆回灌等措施,以防旋喷过程中地基产生附加变形和地基与基础间出现脱空现象,影响被加固建筑及邻近建筑。
10、桩喷浆量Q(J/根)可按下式计算:
式中 H——旋喷长度(m);
v——旋喷管提升速度(m/min);
q——泵的排浆量(L/min);
β——浆液损失系数,一般取0.1~0.2。
旋喷过程中,冒浆量应控制在10%~25%之间。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。
11、喷到桩高后应迅速拔出注浆管,用清水冲洗和路,防止凝固堵塞。相
H Q = v ·q(1+β)
注:邻两桩施工间隔时间应不小于48h,间距应不得小于4~6m。
四、 施工质量标准控制
1.桩位偏差<5cm,钻孔垂自度<1%H. 2.钻杆要进行量测,并作记录,经常检查孔深,保证孔深达到设计要求。 3.严格按设计配合比例率拌制水泥浆液,拌制好的水泥浆液超过2小时不能使用。 4.旋喷桩施工中,严格控制空压机、高压水泵、送浆泵的压力和提升喷浆速度。 5.提升过程中,拆卸钻杆后,继续旋喷施工时,保持钻杆有不小于10cm的搭接长度。
6.经常检查高压系统、管道系统、使压力、流量能够达到规范要求以保证桩径达到设计要求。
(一)保证项目
1、水泥的品种、标号、水泥浆的水灰比和外加剂的品种、掺量,必须符合设计要求。
2、高压喷射注浆(旋转桩)深度、直径及旋喷体强度,必须符合设计要求。检验方法为钻机取样,标准贯入、平振荷载试验、开挖检查和检查施工记录。
(二)允许偏差项目
旋喷桩的允许偏差及检验方法见表3-18。
项 次 项 目 允许偏差(mm) 检 验 方 法
1
2
桩位中心位移
旋喷管垂直度
50
1.5H/100
拉线和尺量检查
用测斜仪或吊线和尺量检查
注:1、H 为旋喷管长度; 2、检查数量:按桩数抽查5%。 附:某例:
附:某工程质量控制
五、注意事项
1.在旋喷桩施工区最外围的一排桩采用1, 5, 9…,间隔跳打的方法进行施工,围内部采用不跳桩按次序施工。
2.钻机或旋喷机就位时机座要平稳,立轴或转盘要与孔位对正,倾角与设计误差一般不得大于0.5°。
3.
喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求,管路
系统的密封圈必须良好,各通道和喷嘴内不得有杂物。
4.喷射注浆作业后,由于浆液析水作用,一般均有不同程度收缩,使固结体顶部出现凹穴,所以应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌,并要预防其它钻孔排出的泥上或杂物进入。
5.为了加人固结体尺寸,或对深层硬上,为了避免固结体尺寸减小,可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施,也可以采用复喷工艺:第一次喷射(初喷)时,不注水泥浆液,初喷完毕后,将注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深,再抽送水泥浆,自下而上进行第一次喷射(复喷)。
6.在喷射注浆过程中,应观察冒浆的情况,以及时了解土层情况,喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。采用单管或一重管喷射注浆时,冒浆量小于注浆量20%为正常现象,超过20%或完全不冒浆时,应查明原因并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起的不冒浆,可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量,如冒浆过大,可减少注浆量或加快提升和回转速度,也可缩小喷嘴直径,提高喷射压力。
7.对冒浆应妥善处理,及时清除沉淀的泥渣。在砂层中用单管或二重管注浆旋喷时,可以利用冒浆进行补灌已施工过的桩孔。但在粘土层、淤泥层旋喷时,因冒浆中掺入粘上或清水,故不宜利用冒浆回灌
8.在软弱地层旋喷时,固结体强度低。可以在旋喷后用砂浆泵注入M15砂浆来提高固结体的强度。
9.在湿陷性地层进行高压喷射注浆成孔时,如用清水或普通泥浆作冲洗液,会加剧沉降,此时宜用空气洗孔。
10.在砂层尤其是干砂层中旋喷时,喷头的外径不宜大于注浆管,否则易夹钻。
11、旋喷桩施工完成后,不能随意堆放重物,防止桩变形。
12.在开钻前根据管线图摸清管线位置及走向,遇有不明管线应及时向上级汇报。
安全措施
1、施工时,对高压泥浆要全面检查和清洗干净,防止泵体的残渣和铁屑存在;各密封圈应完整无泄漏,安全阀中的安全销要进行试压检验。确保能在额定量高压力时断销卸压;压力表应定期检查,保证正常使用,一旦发生故障,要停泵停机排除故障。
2、高压胶管不能超过压力范围使用,使用时屈弯应不小于规定的弯曲半径,防止高压管爆裂伤人。
3、高压喷射旋喷注浆是在高压下进行,高压射流的破坏较强,浆液应过滤,使颗粒不大于喷嘴直径;高压泵必须有安全装置,当超过允许泵压后,应能自动停止工作;因故需较长时间中断旋喷时,应及时地用清水冲洗输送浆液系统,以防硬化剂沉淀管路内;冬季施工,高压不得在负温下工作,施工完了应及时浆泵和管路内的积水排出,以防结冰,造成爆管。
4、操纵钻机人员要有熟练的操作技能,了解注浆全过程及钻机旋喷注浆性能严禁违章操作。 另:
1、钻机就位后,应进行水平和垂直校正,钻杆应与桩位一致, 偏差应10mm以内,以保证桩垂直度正确。
2、在旋喷过期作废程中往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面,如冒浆量小于注浆量20%,可视为正常现象,超过者划出现不冒浆时,应查明原因,采取相应的措施。通常冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致,可采取提高喷射压力,适当缩小喷嘴孔径,加快提升和旋喷速度等措施,来减少冒浆量;不冒浆大多是地层中有较大空
隙所致,可采取在浆液中掺加适量的速凝剂,缩智固结时间或增大注浆量,填满空隙,再继续正常旋喷。
3、在插管旋喷过程中,要防止喷嘴被泥砂堵截塞,水、气、浆、压力和流量必须符合设计值,一旦堵塞,要拔管清洗干净,再重新插管和旋喷。插管时应采取边射水边压力控制在1Mpa,高压水喷嘴要用塑料布包裹,以防泥土进入管内。
4、钻杆的旋转和提升应连续进行,,不得中断;下拆卸钻杆伸入下节有100mm 以上的搭设长度,以免桩体脱节。钻机发生故障,应停止提升钻杆和旋喷,以防断桩,并应立即检修排除故障;为提高桩的承截力,在桩底部1m 范围内应适当增加旋喷时间。作为端承桩应深入持力层2m 为宜。
5、相邻桩施工间距宜大于4m,相邻两桩间距较小(
6、当处理既有建筑地基时,应采取速度凝浆液或大间距离孔旋喷和冒浆回灌等措施,以防旋喷过程中在基产生附加变形和地基与基础间出现脱空现象,影响被加固建筑及邻近建筑;司时应对建筑物进行沉降观测。
7、桩的质量检验应在旋喷施工结束4 周后进行
正确使用旋喷桩的几个点:
1.采用门架式维护结构坑内范围内无支撑,对于基坑开挖施工带来很大方便。
2.结合高压旋喷桩在砂质层中起到固结桩脚和阻隔水流的作用,在旋喷桩施工过程中应严格控制桩位、水泥浆的水灰比以及桩位提升速度。
3.三排桩门架式刚架围护结构体系具有很大的抗侧刚度,受力合理位移变形少,适用于深基坑开挖支护。
4.本支护系统在本工程整个施工过程中起到很好的防护作用,没有出现位移变形等情况,说明门架式刚架围护体系在技术上是可行的。
某例:
1.桩孔测量定位
(1) 依据规划红线图,总平面图及桩位布置图等资料,测量放出控制点轴线,请业主及监理复测验收。
(2) 在不受施工影响的地方设置若干个永久性控制点及方向线,根据总平面布置图及桩位布置图建立测量控制网。
(3) 用经纬仪及水准仪测量定位,并经二次检测确认无误后方可确定旋喷孔位,并在孔位之上做上明显和稳定的标记。
2.钻孔施工
钻进成孔:先采用工程钻机引孔。
钻孔直径和深度:钻孔时,其引孔口径为Φ110mm~Φ130mm,终孔直径不小于Φ91mm。终孔深度为设计要求深度以下500mm。
引孔钻进时,原则上采用清水钻进,若出现垮孔,采用优质膨润土作为制浆用主要材料,新制泥浆配合比拟为:水750L,粘土650kg,碳酸钠6~8kg,如采用双重管引孔旋喷一体机,则引孔由旋喷台车自身完成。
施工时,分别建立泥浆系统与高喷水泥浆系统,防止串浆、混浆。
3.水泥浆液制备
(1)浆液和水泥材料:高喷灌浆采用32.5 普通硅酸盐水泥或复合水泥,浆液水灰比为1∶1~1.5∶1,水泥掺量为18%,采用高速搅拌机搅拌,纯拌合时间不少于1 min,且应连续制浆。
(2)浆液搅拌及浆液质量控制:选用ZJ-400型高速搅拌机,进行浆液搅拌,由送浆工对浆液浓度、密度、温度和时间等进行检测和记录,据此控制浆液质量。
4.高压旋喷灌浆施工
(1)地面试喷:钻孔验收、高喷台车就位并对准孔口后,为了直观检查高压系统的完好性以及是否能够满足使用要求,首先应进行地面试喷。
(2)开喷:喷管先至指定深度后,拌制水泥浆液,即可供浆、供风、供水开喷。待各压力参数和流量参数均达到要求,且孔口已返出浆液时,即可按既定的提升速度进行喷射灌浆。
(3)高喷灌浆保持全孔连续一次作业,作业中因拆卸喷射管而停顿后,重复高喷灌浆长度不小于0.3m。
(4)在高喷灌浆过程中,出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度和回浆量异常,甚至不返浆等情况时,查明原因后即使处理。
(5)当孔内出现严重漏浆,拟采取以下措施进行处理:
A.降低喷射管提升速度或停止提升;
B.降低喷水压力、流量进行原地灌浆;
C.喷射水流中掺加速凝剂;
D.加大浆液密度或灌浆水泥砂浆、水泥粘土浆;
E.向孔内冲填砂、土等堵漏材料。
(6)在高喷灌浆过程中,水泥用量根据现场土层情况确定,保证180~250kg/m(180度摆喷)。
(7)供浆正常情况下,孔口回浆密度变小、不能满足设计要求时,拟采取加大进浆密度或进浆量的措施予以处理。
(8)装、卸喷射管时,采取措施密封、加快装卸动作以防止喷嘴堵塞。
(9)高喷灌浆结束后,充分利用孔口回浆或水泥浆液对已完成孔进行及时回灌,直至浆液面不下降为止。
(10)施工中如实记录高压旋喷灌浆的各项参数、浆液材料用量、异常情况及处理等。
五、质量保证措施
(1) 设备安装平稳对正,开孔前须严格检查桩位和开孔角度。施工时应控制好高喷桩的标高。
(2) 保持引孔泥浆性能,孔壁完整,不坍孔,确保高喷管顺利下至孔底。
(3) 高喷管下井前需在井口试验检查,防止喷嘴堵塞。
(4) 高喷管下至距孔底0.5m时,应先启动浆泵送浆,同时旋转下放,下至于孔底(开喷深度)后,再启动高压泵和空压机,各项参数达到要求后方可提升,提升速度控制在8~15cm/min。
(5)高压旋喷作业时各压力参数如下:
三重管:
浆压:0.2~3 MPa
水压:20~30 MPa
气压:0.4~0.7 MPa
两重管:
浆压:20 MPa
气压:0.4~0.7 MPa
直径达到Φ1300mm的旋喷桩采用三重管,小于Φ1300mm的旋喷桩可采用双重管。
(6) 浆液配制必须严格按照配比均匀上料,经常检查测定浆液比重,并做好记录。
(7) 高喷作业中,必须注意观察水、气、浆(两重管为气、浆压)压力和流量达到设计要求,发现异常,要立即停止提升,查明原因,及时处理。
(8) 分节拆卸高喷管时,动作要快,尽量缩短停机时间。
(9) 因故停机(卸管或处理故障)时,需将近高喷管下放至超过原高喷深度0.1~0.5 m处,重新开机作业,以避免回灌体出现新层。
(10) 遇到较硬地层时应降低提升速度,高喷参数达不到要求孔段应进行复喷。
(11) 采用两序施工(间隔一个)防止串孔。
(12) 为确保回灌体强度,冒浆不得回收和利用。
(13) 遇漏水孔段,应停止提升,继续注浆,冒浆后再提升;漏失严重时应采取堵漏措施,并做好记录。
(14) 高喷作业时,各岗位要明确分工,统一指挥,协调一致。
(15) 高喷结束后,要立即清洗管路设施。
(16) 各种记录资料及时整理上报。
某例:施工要点及注意事项
1、喷注中途发生机械故障时,应停止提升和喷射以防桩体中断,同时立即排除故障。如泵压增高也不出浆,则是喷嘴堵塞,泵压达不到要求值则可能是高压部分密封性能不好,连接处或旋转处漏浆、漏水。
2、冒浆的处理 在旋喷过程中,往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沾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,旋喷的大致效果和旋喷合理性等。根据经验。冒浆(内有土粒、水及浆液)量小于注浆量20%者为正常现象,超过20%或完全不冒浆时应查明原因并采取相应措施:
1)若地层中有较大空隙引起的不冒浆,则可能在浆液中掺加适量的速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定范围内凝固。另外还可以在空隙地段增大注浆量,填满空隙后再继续正常施
工。
2)冒浆过大的原因,一般是有效喷射范围与注浆量不相应,注浆量大大的超过旋喷固结所需的浆量所致,减少冒浆的措施有三种:①提高喷射压力。②适当缩小喷嘴孔径。③加快提高和旋转速度。
3、由于浆液析水、收缩,固接体顶部有可能出现凹穴,一般深0.3m-1.0m,必须采取措施予以消除。对于新建地基可以直接再次注入浆液填满凹穴。
某例;旋喷参数的确定
1、 压力参数的确定
一般情况下采用加大泵压力来增加其流量及流速,进而增大喷射力。根据以往经验,本工程压力选择为:0~3米时,采用25Mpa,3米以下时采用23 Mpa。
2、 旋转提升参数的确定
旋转、提升的速度与喷流半径有关,而有效半径与喷嘴的几何尺寸和喷射角度有相互联系,并直接影响喷流的特性。根据施工经验,旋喷提升速度宜控制在25~28cm/min范围内,旋转速度宜控制在20~28r/min范围内。其中在顶部1m应选用较慢的转速和提升速度。一般为20~23cm/min速度提升,20r/min旋转。
3、 喷嘴直径
喷嘴安装在钻头侧面,是旋喷注浆的关键部分,喷粉直径大小对喷射流速度影响很大。一般单管注浆中喷嘴直径选用2.0~3.2mm。
三、 旋喷注浆参数确定
1、 喷射直径的估计
旋喷后的固结体尺寸由以下因素决定:土的类别及密实程度,高压旋喷注浆方法,喷射技术。 根据我国使用的水泥浆液,压力为20Mpa左右、喷嘴孔径2.0〈d〈2.5mm时。旋喷固结体直径(D)可按标贯次数(N)进行估计:
粘性土(适用于0〈N〈5〉:D =0.65/154N2~1/154 N2
砂类土(适用于5〈N〈15〉:D=1/770(350+10N- N2)
2、 布孔形式
根据现场实际情况,本工程采用三角形布孔。矩形布孔
四、 高压旋喷注浆施工工艺的技术要求
1、 施工工艺
1. 1钻机就位
钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直,施工时旋喷管的允许偏斜不得大于1.5%。
1. 2钻孔
单管旋喷常使用76型旋转振动钻机,钻进厚度达30m以上,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址钻机钻孔。钻孔位置与设计位置的偏差不得大于50mm。
1.3插管
插管是将喷管插入地层预定深度。使用76型振动钻机钻孔时,插孔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。如使用地址钻机钻孔完毕,必须拔出岩芯管,并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中。为了防止泥砂堵塞喷嘴,可边射水边插管,水压力不超过1Mpa。若压力过高易将空壁射塌。
1.4、喷射作业
当喷管插入预定深度后。由下而上进行喷射作业,值班人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否满足设计要求,并随时做好记录,绘制作业过程曲线。
1.5、冲洗
喷射施工完毕后,应把注浆管等机具冲洗干净,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,以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。
1.6、移动机具
将钻机等机具设备移到新孔位上。
五、 主要技术要求
1. 钻机或旋喷机就位时机座要平稳,立轴或转盘与孔位对正,倾角与设计误差一般不得大于0.5°
2、 喷射注浆前要检查高压设备和管路系统,设备的压力和排量必须满足设计要求。管路系统的密封圈必须良好。各通道和喷嘴内不得有杂物。
3、 喷射注浆时要注意准备,开动注浆泵,待估算水泥浆的前锋已经流出喷头后,才开始提升注浆管。自下而上喷射注浆。
4、 喷射注浆时,开机顺序也要遵守第3条的规定。同时开始喷射注浆孔的孔段要与前段搭接0.1m防止固结体脱节。
5、 喷射注浆作业后,由于浆液析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固体体顶部出现凹穴,所以应及时用水灰比为0.6~1的水泥浆进行补灌,并要预防其他钻孔排除的泥土或杂物进入。
6、 为了加大固结体尺寸,或深层硬土为避免固结体尺寸减小,可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施,也可采用复喷工艺。
7、 冒浆的处理,在旋喷处理中,往往有一定数量的土粒,随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面。通过对冒浆的观察,可以及时了解土层状况、旋喷的大致效果和旋喷参数的合理性等。根据实验,冒浆(内有土粒、水及浆液)量小于注浆量的20%为正常。超过20%或完全不冒浆时,应查明原因并采取相应的措施。若是地层中有较大空隙引起的不冒浆,则可以在浆液中掺入适量的速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定土层范围内凝固。另外,还可以在空隙地段增加注浆量,填充空隙后再继续正常旋喷施工。冒浆量无穷大的主要原因,一般是有效喷射范围与注浆不相适应,注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。减小冒浆的措施有三种:提高喷射压力;适当缩小喷嘴直径;控制固结体形状。在正常情况下的冒浆可沿公路横向方向,在相邻两个孔之间开挖排浆沟,形成桩与桩之间的系梁,以便提高复合地基总体承载力。
高压旋喷灌浆施工方法说明
1工程简要概况
本工程砂砾石层截渗采用旋喷桩,施工轴线长度283m。分河床段和两岸段,河床段砂砾
石层厚度8-12m,上接心墙粘土,底部为基岩;两岸段无砂砾石层,心墙粘土以下为基岩。初设旋喷孔距1.0m,钻孔工作量为8535m,旋喷工作量为2471m。截渗面积2289m2。 2施工程序
高压旋喷灌浆孔均分两序或三序施工(遇串浆、串风现象,分成三序施工),总程序为:施工临建(包括水管、电缆铺设、排污系统和集中制浆站建造)、高喷灌浆试验、高喷钻孔、高喷灌浆(先封堵河床段,后施工两岸段)和墙体检查。
高喷灌浆施工程序见图3-1。
图3-1 高喷灌浆施工程序图
3钻孔施工工艺
3.1钻孔设备
拟采用9台地质钻机造孔,其中重庆探矿机械厂生产的XY-2型钻机5台和杭州探矿机械厂生产的SGZ-ⅢA型回转式地质钻机各4台。每台钻机配一台BW200/4型双作用柱塞泵钻孔。
3.2钻孔方法
钻进方法采用硬质合金回转钻进、金刚石钻进、合金牙轮钻进等方法成孔。心墙粘土层段一般宜采用干钻取芯成孔,必要时可向孔内加入少量清水或泥浆;亦可采用泥浆钻进,冲洗液选用优质粘土泥浆或膨润土泥浆;当坝体心墙粘土适合于自然造浆时,可用清水做为冲洗液,但泵量应根据需要严格控制。各种造孔方式均以不破坏坝体心墙粘土结构为原则。砂砾石层采用硬质合金回转钻进、合金牙轮钻进,泥浆护壁,基岩段造孔采用硬质合金回转钻进或金刚石钻进方法。
3.3钻孔基本要求
孔径:高喷钻孔孔径不小于Φ110mm。
孔深:终孔深度以达到设计要求为准,即伸入基岩1.0m。
孔斜:孔斜合格标准为偏斜率≤0.5%。
桩位:根据施工图纸规定的桩位进行放样定位,其中心允许误差应不大于1%孔距。
3.4孔斜测量与控制
⑴孔斜测量
测量仪器采用上海地质仪器厂制造的KXP-1轻便测斜仪,便于操作,可直接从操作箱刻度盘上观察到测量结果,精度可满足工程使用要求。因钻孔孔径比仪器外径较大,以求测量结果真实准确,测孔时配加导向,测斜仪安装在导向管内,与导向管(长度3.5-4.0m,外径与钻孔钻具外径相同)同心同轴。导向装置如图3-2所示。
图3-2 测斜仪导向装置图
⑵孔斜控制
钻孔偏斜是影响墙体可靠搭接的关键因素,施工时采取以下措施进行防斜:
①钻机加设底座,力求钻机工作时保持平稳。
②钻机就位后,应垫稳及调整好钻机,使开孔钻具保持铅垂状态。
③随时校对立轴垂直度,加长粗径钻具,禁止使用弯曲钻杆和弯曲的粗径钻具。
④除开孔外,不得使用短小钻具,钻具长度应保持在3.5m以上,并在钻进时合理使用钻进参数。
⑤钻孔每5-10m进行一次孔斜测量,对钻孔过程实施检测,如孔斜偏差较大,应及时采取有效措施纠偏(如钻具上下往复拉动修复、填孔重钻、扩孔修复等)。
3.5固壁泥浆
采用当地优质粘土或采用膨润土做为造浆主要材料。泥浆性能参数指标按表3-1控制: 表3-1 泥浆性能指标控制标准表
指标
泥浆 密度
(g/cm3) 马氏漏斗
粘度(s) 含砂量
(%)
粘土泥浆 ≤1.15 35~40 ≤10
膨润土泥浆 ≤1.08 30~35 ≤5
3.5泥浆净化及回收
钻孔时,孔口返出的泥浆经排浆沟、沉淀池沉淀后,用泥浆泵再次泵入钻杆循环使用,排浆沟、沉淀池的浆渣人工挖出,运至指定地点堆放。当泥浆中含砂量增多不能满足护壁要求时,应采用特殊除砂措施(振动筛除砂)或废弃。
4高喷灌浆施工工艺
4.1高喷墙设计方案
⑴设计方案
高喷墙设计为旋喷桩防渗墙,在防渗墙轴线上单排布置。两岸段孔距1.4m,伸入基岩1.0m,伸入心墙内1.0-2.0m;河床段孔距1.0 m,伸入基岩1.0m,伸入心墙内4.0-4.5m。旋喷桩布置及墙体搭接型式如图3.3所示。
图3-3 三管旋喷墙体搭接示意图
⑵高喷防渗墙设计要求及性能指标
防渗墙有效搭接厚度应不小于60cm。
渗透系数应不大于:心墙粘土层1×10-6 cm/s,坝基砂砾石层5×10-6 cm/s。
防渗墙抗压强度应不小于:心墙粘土层3MPa,坝基砂砾石层8MPa。
4.2机具配置
拟采用一台高喷台车(组装高喷震动锤,频率800HZ,冲击功5.3KN)、一台高压清水泵、一台空压机和一台灌浆泵组装成一套高喷设备进施工,高压喷射设备组装见图3-4。
CYP-50高喷机
图3-4高压喷射设备组装示意图
3D2-SZ高压清水泵
4.3高压旋喷施工方案
旋喷桩施工采用预先成孔,而后下入高喷管进行。
⑵旋喷试验建议工艺参数
高喷注浆试验建议工艺参数如下(供参考),试验施工时由设计决定:
表3-2高喷注浆试验建议工艺参数
地 层 砂砾石层 粘土层 基岩
组别 1 2 1 2 1
孔距m 1.0 0.8
提升速度cm/min 6.8 8-10 10-12 8-10 15-20
旋转速度r/min 6-8 8-10 10-12 8-10 15-20
水压MPa 38-40 38-40 38-40 38-40 38-40
水量L/min 75-120 100-120 100-120 100-120 75-120
浆压MPa 0.4-0.8 0.4-0.8 0.4-0.8 0.4-0.8 0.4-0.8
浆量L/min 70-80 70-80 70-80 70-80 70-80
风压MPa 0.6-0.8 0.6-0.8 0.6-0.8 0.6-0.8 0.6-0.8
风量m3/ min 1.2-1.5 1.2-1.5 1.2-1.5 1.2-1.5 1.2-1.5
进浆密度g/cm3 ≤1.65 ≤1.60 ≤1.60 ≤1.60 ≤1.60
通过对旋喷固结体钻孔取芯、注水试验和围井开挖检查成果分析后,对试验工艺参数进行优化调整,确定高喷注浆施工工艺参数。
⑶试验设备
表3-3 旋喷试验设备表
序号 设备名称 型号、规格 单 位 数量 备 注
1 钻机 SGZ-ⅢA 台 2 钻孔
2 高喷机 CYP-50 台 1 三管机下设喷管、提升喷射
3 高压清水泵 3D2-SZ 台 1 供高压水
4 空压机 6m3 台 1 供压缩空气
5 浆泵 BW200/4 台 1 供浆
6 高速搅拌机 ZJ-400 台 2 配制水泥浆液
7 泥浆搅拌机 300L(双桶) 台 1 配制泥浆
8 振动筛 台 1 回收浆液
9 水泵 IS单级20m3/min 台 1 供水
10 排污泵 2PN 台 1 排污
4.6高压喷射灌浆作业
⑴高压喷射灌浆作业
钻孔验收合格后,进入喷浆作业。首先高喷台车就位、进行调平、支撑点垫实垫稳;全面检查喷浆设备是否完好 ,再进行孔口试喷,检查各种管路是否畅通;下管时将喷头进行密封,以防浆、气、水管道堵塞;下到设计深度后,按浆、水、气顺序依次送入,各种参数达到设计要求和孔口返浆正常后,再按要求进行正常提升喷射。
喷射作业完成后,通过送浆管路及时向喷射孔内补充地层漏矢的浆液,进行静压补浆(回灌),直至孔内浆液面稳定和不在下沉为止。回灌可用喷射浆液,亦可用砂砾石层喷射作业时孔口返浆,但不可使用粘土层喷射作业时孔口返浆进行补浆。
为节约和降低部分工程成本,高喷施工过程中可以考虑浆液的回收和利用。将孔口返浆集中到坝顶临时集浆池内,经除砂器(振动筛)处理后泵回制浆站配制新浆。
施工中按监理要求采集孔口返浆试样,每种主要地层应取冒浆试件不少于6组。
高喷灌浆结束后,心墙粘土段孔内应用粘土球回填封孔,每填一定高度后,下入粗径钻具捣实,使灌浆孔封填密实。
⑵施工技术措施
喷射注浆分两序或三序施工(遇串浆、串风现象,分成三序施工),先施工Ⅰ序孔,后施工Ⅱ序孔,再施工Ⅲ序孔。相邻孔施工间隔时间不宜少于72小时。先封堵河床段,后施工两岸段。
喷射注浆应连续进行,喷射提升需要卸管时,复喷段不小于20cm。
因停水、停电或机械故障等意外原因造成喷射注浆中断时间过长,恢复喷浆时,应将喷头下放原喷顶高程以下不小于0.5m进行复喷,采取重复搭接以保证上下墙体的连续性。
在喷射注浆过程中,如出现返浆异常(返浆量过小、不返浆、断续返浆),根据实际情况可采取降低提速、静喷、增大浆液密度、孔口填入细砂等办法进行处理,待孔口返浆正常后恢复喷射。
为保证基岩层与砂砾石层、砂砾石层与心墙粘土层、基岩与心墙粘土层接触段墙体连接紧密,喷射过程中对接触段采取静喷或复喷处理;特别是两岸段旋喷孔距较大,基岩与心墙粘土层接触段复喷两次,复喷段长度为0.3-0.5m,有意加大喷射半径以保墙体有效连接。
施工过程中,库水位和坝下水位差形成坝基渗流会影响旋喷灌浆施工质量,为消除和减小坝基渗流对旋喷灌浆施工的不利影响,采取在浆液中掺加速凝剂,以缩短浆液凝结时间。 5材料和浆液制备
5.1材料
水 泥:采用由业主提供的普通硅酸盐水泥,水泥标号选用425#。
膨润土:采用优质钙基膨润土,细度应为200目。
砂:中细砂,符合有关规范要求(特殊情况下使用)。
碳酸钠:符合有关规范要求。
外加剂:符合有关规范要求。
工程所需材料设专人负责验收,不合格材料不准使用,所有材料按规定要求送检(由具有国家二级或二级以上资质的试验单位检验)。
5.2浆液制备
高喷浆液:喷射灌浆采用水泥、膨润土混合浆液,浆液密度不小于1.6g/cm3。可用硅酸盐水泥(425#)中加入水泥重量3%的优质膨润土和3%膨润土重量的碳酸钠,配制成混合浆液。亦可用硅酸盐水泥掺入高效扩散剂配制。本工程我们倾向于选用普通硅酸盐水泥配制浆液。 浆液配合比试验:按施工图纸对浆液性能的要求,施工前需做浆液配合比试验,测试项目包括浆液拌制时间、浆液密度、浆液流动性、浆液稳定性、浆液初凝和终凝时间、以及浆液固结体密度、强度、弹性模量和透水性等。
制浆:浆液采用高速搅拌机搅拌,纯拌和时间不应少于30s,且应连续制浆。
已制成待用的浆液应采用低速搅拌机搅拌,以防止沉淀;制成浆液当环境温度10℃以下时,不超过5小时,当环境温度10℃以上时,不超过3小时,浆液存放时间超过有效时间时,应予以废弃。
6质量事故预防
钻孔事故预防:钻孔施工随时注意和观察钻杆、钻具的可使用性,杜绝使用破损的钻杆和钻具,避免断钻等孔故发生。
高喷灌浆质量缺欠预防:每次喷灌前保证喷灌设备运转状况良好,水中无坚固砂粒,避免和减少因设备故障或水嘴在喷射中堵塞造成喷灌中断;检查施工参数检测仪表和器具计量的准确性,保证施工技术参数得到有效控制,完全达到和满足设计规范要求。
7高喷墙体质量检查
高喷灌浆施工结束后,墙体做围井抽水试验和墙体取芯及压水试验,对施工质量进行检查。 做围井注水或抽水试验检查,防渗墙做为围井的下游边墙,围井布置位置和数量由监理工程师根据实际施工情况确定。
墙体取芯及压水试验在帷幕灌浆钻孔时进行,帷幕灌浆钻孔钻穿旋喷墙时,应连续钻取岩芯,岩样做抗压试验(数量由监理人决定),每10孔取1孔做压水试验。墙体取芯应在旋喷墙施工结束28天后进行。
表3-3 旋喷试验设备表
序号 设备名称 型号、规格 单 位 数量 用电量(KW) 备注
1 钻机 SGZ-ⅢA 台 5 18.5*5
2 钻机 XY-2 台 5 22*5
3 高喷机 CYP-50 台 1 13 三管机
4 高压清水泵 3D2-SZ 台 1 75
5 空压机 6m3 台 1 30
6 浆泵 BW200/40 台 12 11*12
7 高速搅拌机 ZJ-400 台 2 5.5*2
8 泥浆搅拌机 300L 台 2 4.5*2
9 多级泵 台 2 15*2
10 排污泵 2PN 台 2 15*2
总 用 电 容 量(KW)
高压旋喷桩施工工艺
定孔位
在定孔位时,一定严格按照设计放样定孔位,其误差不大于2cm,并用木桩固定。在高喷灌浆轴线拐弯处应设固定桩,同时在施工轴线5~10m范围设控制桩。
造孔
把钻机移至钻孔位置,对准孔位用水平尺掌握机台水平,立轴垂直、垫牢机架、钻机的垂直度满足精度要求,经技术人员验测合格后方可开钻。如发现钻机倾斜,则停机找平后再开钻。采用合金钻头钻进施工,钻孔直径Φ130。
钻进过程中,遇到异常情况及时查明原因,采取相应措施,对地层变化、颗粒大小、硬度等要详细记录,钻孔结束后,由技术人员进行质量检查,合格后方可移位进行下一个孔的钻进。
下喷射管
将喷射台车移至成孔处,先在地面进行浆、气试喷,检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设计深度,经现场质检人员检查认可后方可进行高喷灌浆施工,喷射过程中如遇特殊情况,如浆压过高或
喷嘴堵塞等,应将喷射管提出地面进行处理,处理好后再进行施工。 喷浆材料
采用P.O32.5普通硅酸盐水泥搅制同,水泥应为新鲜无结块,通过0.08mm方孔筛的筛余量为≤5%,每批次进场水泥必须有生产厂家产品合格证,并根据有关规定进行抽查检验。制浆用水必须保证清洁无污染,符合拌制水工砼的要求。
制浆
按设计配比进行浆液搅制,在制浆过程中应随时测量浆液比重,每孔高喷灌浆结束后要统计该孔的材料用量。浆液用高速搅拌机搅制,拌制浆液必须连续均匀,搅拌时间不小于30S,一次搅拌使用时间亦控制在4h以内。
喷射提升
当喷射管下至设计深度,开始送入符合要求的浆、气,待注入浆液冒出孔口时,按设计的提升方式及速度自下而上提升,直至提升到设计的终喷高程。
喷射过程中,值班技术人员应随时检查各环节的运行情况,并根据具体情况采取下列措施:
①接、卸换管要快,防止塌孔和堵嘴;
②喷射因故障中断,应酌情处理:
a、因机械故障,要尽力缩短中断时间,及早恢复灌浆;
b、如中断时间超过1小时,要采取补救措施;
c、恢复喷射时,喷射管要多下0.3m,保证凝结体的连续性。
回灌
喷射结束后,随即在喷射孔内进行静压充填灌浆,直到浆面不再下沉为止,保证高喷防渗墙固结后墙顶标高,回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆静压充填。
记录
施工中钻孔、高喷灌浆的各道工序应详细、及时、准确记录,所有记录需按要求使用统一表格。
工艺参数
高压喷射灌浆属于隐蔽性工程施工,只有选择合适的工艺参数,才能保证施工质量,因此根据工程的实际地质情况,拟采用如下工艺参数进行施工:
高压水泥浆
压力35~38MPa,流量Q=70-80L/min。
压缩气
压力为0.6~0.8MPa,气量60-80m3/h。
浆液比重
浆液采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥搅制,浆液比重1.4~1.5。 提升速度
旋喷提升速度为10~15 cm/min。
旋转速度
旋转速度为12~15n/min。
质量保证措施
由于高压旋喷桩施工难度大,特制定施工细则,在施工中严格遵守,以保证施工质量。
①、钻机就位与设计位置偏差要求小于2cm,垂直度偏差度小于1%。采取钢尺丈量和吊锤球的方法检测,满足精度要求后方可进行钻孔施工。
②、施工时严格控制各种施工参数,发现问题及时汇报处理。现场施工做到及时记录、及时调整、及时汇报处理。
③、高压旋喷应全孔连续进行,若中途拆卸喷射管,则应进行复喷,搭接长度不小于200mm。供浆正常的情况下,孔口回浆密度变小、且不能满足设计要求时,应加大进浆密度。
④、在施工时严格遵守操作规程,班长和技术员严格进行质量自检。
六、问题解答
1、旋喷桩施工与粉喷桩施工有何不同,具体优缺点如何?
旋喷桩,水泥搅拌桩和灌注桩基本上用在不同的基础(地基)方案中. 旋喷桩,水泥搅拌桩一般属于地基加固方案. 当地基承载力不够使用,有时也出于沉降控制. 地基经过 旋喷桩,水泥搅拌桩加固后,一般采用浅基础,也不排除有地下室的时候采用箱行基础和筏板基础. 旋喷桩,水泥搅拌桩单桩承载力小, 与原土体构成符合地基. 灌注桩承载力大,属于常规桩基础方案.
水泥搅拌桩是通过水泥与土相互搅拌,最后形成水泥土来达到提高地基承载力的木的,水泥搅拌桩比较适用于浙江、上海一带的软土地基,特别是淤泥质土,它在地基加固起到置换作用,与土之间形成复合地基,一般的处理深度是13~15m。水泥搅拌桩也用于基坑支护,深基坑主要用止水,一般基坑也用于基坑的维护结构,在上海我做过的最大深度(水泥搅拌桩内插H型钢smw公法)最大的深度达到13m。
高压旋喷桩是利用钻机把带有喷嘴的注浆管沉至预定的土层,在通过压力把浆液喷射出来,高压喷射破坏土体,并把浆液与土进行混合,最后形成固结体。高压旋喷桩主要用
于软弱土层,主要用于加固与止水。我们在深基坑设计时,往往采用钻孔灌注桩与高压旋喷桩相结合的方式,钻孔灌注桩作为支挡结构,高压旋喷桩打在两根钻孔灌注桩之间达到止水的目的。
2、旋喷桩水灰比一般为多少
水泥土搅拌法处理软土的固化剂宜选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。水泥的掺量除块状加固时宜为被加固土质量的7%~12%外,其余宜为12%~20%。湿法的水泥浆水灰比可选用0.45~0.55。
水泥用量=桩长*桩的设计截面积*土的密度*掺量系数(一般取15%)
3、孔斜如何控制 ?
防止因机械振动或地面湿陷造成钻机垂直度偏差过大
①钻机加设底座,力求钻机工作时保持平稳。
②钻机就位后,应垫稳及调整好钻机,使开孔钻具保持铅垂状态。
③随时校对立轴垂直度,加长粗径钻具,禁止使用弯曲钻杆和弯曲的粗径钻具。
④除开孔外,不得使用短小钻具,钻具长度应保持在3.5m以上,并在钻进时合理使用钻进参数。
⑤钻孔每5-10m进行一次孔斜测量,对钻孔过程实施检测,如孔斜偏差较大,应及时采取有效措施纠偏(如钻具上下往复拉动修复、填孔重钻、扩孔修复等)。
4、钻孔方法
钻进方法采用硬质合金回转钻进、金刚石钻进、合金牙轮钻进等方法成孔。心墙粘土层段一般宜采用干钻取芯成孔,必要时可向孔内加入少量清水或泥浆;亦可采用泥浆钻进,冲洗液选用优质粘土泥浆或膨润土泥浆;当坝体心墙粘土适合于自然造浆时,可用清水做为冲洗液,但泵量应根据需要严格控制。各种造孔方式均以不破坏坝体心墙粘土结构为原则。砂砾石层采用硬质合金回转钻进、合金牙轮钻进,泥浆护壁,基岩段造孔采用硬质合金回转钻进或金刚石钻进方法。
5、泥浆净化及回收
钻孔时,孔口返出的泥浆经排浆沟、沉淀池沉淀后,用泥浆泵再次泵入钻杆循环使用,排浆沟、沉淀池的浆渣人工挖出,运至指定地点堆放。当泥浆中含砂量增多不能满足护壁要求时,应采用特殊除砂措施(振动筛除砂)或废弃。
6、高压旋喷桩钻头卡住怎嬷办?
正转一下,来回提一下,反转一下,来回提一下,这样反复几下就行了。 7、压力表上的kg/cm2是什么意思
1kgf/cm^2=1*9.8N*10000/m^2=98000Pa=0.098MPa 根据上面的公式
1MPa大约相当于每平方厘米100公斤的力
0.098MPa=1Kg/cm2 1MPa=145psi
bar是压强单位,1bar=100000帕司卡,和我们另一个常用的kgf几乎是1:1的关系. psi,是英制的压强单位.在使用SI单位的国家里基本不用.
8、高压旋喷桩与钻孔灌注桩有何区别?
严格意义上来说高压旋喷桩是用来改良土的,即以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合,形成连续搭接的水泥加固体。施工占地少、振动小、噪音较低,但容易污染环境,成本较高,对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。灌注桩系是指在工程现场通过桩机在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。前者多用来加固路基等,后者多用来做桥梁基础等。简单的说一个是支护处理用的,一个是建筑的实体基础吧 9高压旋喷桩空桩和实桩的区别,在工程概算定额中是否分开? 你是说空钻下去和喷浆上来吧?
这个是有区别的,旋喷桩下去的时候是孔钻下去或者是带水,提升时喷水泥浆,在工程计量上计算与否要看合同上是否标明两者单独计价。在工程概算定额中是分开的。 10、旋喷桩在已知水泥掺量的情况下如何计算出水泥用量? 水泥土搅拌法处理软土的固化剂宜选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。水泥的掺量除块状加固时宜为被加固土质量的7%~12%外,其余宜为12%~20%。湿法的水泥浆水灰比可选用0.45~0.55。
水泥用量=桩长*桩的设计截面积*土的密度*掺量系数(一般取15%)
11\高压旋喷加固地基原理
高压喷射注浆法是在注浆法的基础上,应用高压喷射技术而发展起来的一项新的地基加固方法。它是利用工程钻机钻孔作为导孔,将带有特殊喷嘴的喷射管插入设计处理深度后,用高压脉冲泵等高压发生装置,使浆液或水以20~40 MPa的高压流从喷嘴中喷出,冲击切割土体。当能量大、速度快、呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时,土粒便从土体上剥落下来。一部分细小的土粒被喷射的浆液所置换,随着液流被带到土面上(俗称冒浆)。其余的土粒与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列。待浆液凝固后,便在土中形成一固结体,固结体的形状与喷射流移动方向有关。
高压旋喷注浆法适用于处理淤泥、淤泥质粘土,粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根茎或有过多的用机质时,应根据现场试验结果确定其使用程度。
2. 旋喷桩加固技术的优点
(1)由于将水泥土与原地基软土就地搅拌混合,因而可最大限度地利用原土;
(2)对周围原有建筑的影响较小;
(3)可按照不同的地基土的性质及工程设计要求,合理选择,设计比较灵活;
(4)施工设备简单,管理方便,施工时无振动,无污染,可在密集的建筑群中进行施工,而且料源广阔,价格低廉;
(5)土体加固后重度变化不大,粘性土固结体比原状土轻约10%(但砂类土固结体可能比原状土重10%左右),基本上轻于或接近原状土的容量,较小的产生附加沉降;
(6)低透气透水性,固结体内虽有一定的孔隙,但这些孔隙并不贯通,为封密型,而且固结体有一层较致密的硬壳,其渗透系数相当高,具有一定的防渗功能;
(7)固结强度高,单桩承载力较高;
(8)根据上部结构的需要,可灵活采取垂直喷射或倾斜喷射或水平喷射,使之形成柱状、壁状、块状等加固形式。
3. 水射流破土机理分析
3.1 影响水射流破土效果的因素。水气同轴喷射时,高压水射流破碎土体的效果与水射流出口压力、喷射速度、喷嘴直径、喷嘴形状等因素有关;与空气射流的速度、方向及流量大小等因素有关;与被破碎土体的密度、颗粒大小及级配、抗剪强度等因素有关。
随着喷射压力增加,有效喷射距离增大,但喷射流的流量对水射流压力有较大影响。水射流出口速度增加,所携带的能量增大,破土效果提高。空气射流的速度越大,高压水射流速度的衰减越小,空气射流的流量增加,水射流的扩散减小,射流有效距离增大,可取得较好的破土效果,因而成桩直径增大。
3.2 水射流对土体的破坏作用。水射流破土效果,随土介质的物理力学性质不同而变化。当喷射初始时,被破坏土体处于三向受压状态,在水射流冲击点表而,土体被水射流冲压产生凹陷变形。
射流作用在土体表而时,将产生两种作用力:一是在距喷嘴较近处,射流作用而积很小,压力远远大于土体的自重应力,因而在土体中少产生个剪切力;一是在距喷嘴较远处,射流压力不能使土体发生破坏,但可压密土体并将部分射流液体挤入土体中,因而在土体中产生个挤压力。对于无粘性土,渗透作用占主导地位;对于粘性土,压密起主要作用。
当水射流移动进入土颗粒之间时,土体因被切割而破坏。由于土质的不均匀性,水射流首先进入大孔隙中产生侧向挤压力,以裂隙为边界大块土体被冲刷下来,翻滚到射流压力较小处而停止。因此该处射流压力较小土块不会再发生破坏,这就是喷射桩体内存在块状土的原因。
4. 高压旋喷桩成桩机理
由于高压喷射流是高能高速集中和连续地作用于土体上,压应力和冲蚀等多种因素总是同时密集在压应力区域内发生效应。因此,喷射流具有冲击切割破坏土体并使浆液与土搅拌混合的功能。
单管喷射注浆使用浆液作为喷射流;二重管喷射注浆也以浆液作为喷射流,但在其外周裹着一圈空气流形成复合喷射流;三重管喷射法注浆,以水气为复合喷射流并注浆填空;多重管喷射注浆的高压水射流把土冲空以浆液填充。以上四种注浆法所使用的浆液都随时间增长而逐渐凝固硬化。
固结体的形状与喷嘴移动的方向及持续喷射的时间有着密切的关系。当喷嘴一面旋转和提升时,便形成圆柱状或异型圆柱状固结体;当喷嘴一面喷射一面提升时,便形成壁状固结体。
大砾石和腐硝土的旋喷固结机理有别于砂类土和粘性土。在大砾石中,喷射流因砾石的体大量重,不能切割颗粒或者使其移动和重新排列,喷射流只能通过其空隙,充满周围的空隙。鉴于喷嘴的旋转能使喷射流保持一定的方向性,浆液向四周挤压,其机理接近于所谓的渗透理论的机理,因而形成圆柱形加固的地基。对于腐硝土层,旋喷固结体的形状及它的性质,受植物纤维的粗细长短,含水量及土颗粒多少的影响很大。对纤维细短的腐硝土旋喷时,完全和在粘性土中的旋喷机理相同。然而对纤维粗长且数量多的腐硝土旋喷时,由于纤维质富有弹性,切削是困难的。但由于其孔隙较多,喷射流仍可穿过纤维体,形成圆柱形固结体。但在纤维质多而密的部位,浆液相对较少,固结体的均匀性较差。
定喷时,高压喷射灌浆的喷嘴不旋转,只作水平的固定方向喷射,喷嘴逐渐向上提升,便在土中冲成一条沟槽,并把浆液灌进槽中。从土体上冲落下来的土粒,一部分随着水流与气流被带出地而,其余的颗粒与浆液搅拌混合,最后形成个板状固结体。固结体在砂质土中有一部分渗透层,但在粘性土则没有。
5. 旋喷浆液在土中的硬化机理
高压喷射所采用的硬化剂主要是水泥,并在其中增添防治沉淀或加速凝固的外加剂。旋喷固结体是一种特殊的水泥——土骨架结构,水泥土的水反应要比纯水泥浆复杂的多。
由于水泥土是一种空间不均匀材料,在高压旋喷搅拌过程中,水泥和土混合在一起,土颗粒间被水泥浆所填满。水泥水化后在土颗粒的周围形成各种水化物的结晶,它们不断生长,特别是钙矾石的针状结晶,很快的生长交织在一起,形成空间的网络结构,土体被分隔包围在这些水泥的骨架中。随着土体的不断被挤密,自由水也不断减少,甚至消失,形成了一种特殊的水泥土骨架结构。固结体强度随时间增长的机理可分别从水泥的水化硬化作用、水泥-土空间结构的形成、以及水泥与土之间的长期物理化学变化等方面加以解释。水泥中四种基本矿物熟料分别与水发生化学反应,生成一系列结晶,随时间增长结晶过程不断趋于完整,这些结晶是水泥石强度的主要来源。水泥的加入已从根本上改变了土体结构,水泥包裹在土颗粒表面,并把它们粘在一起形成整体。在短时间内,土粒周围充满了水泥凝胶体。随时间增长,水泥凝胶体结晶,并逐渐充满土体的空隙,土体与水泥形成特殊的水泥-土骨架结构,土的强度也随之得以改善。水泥凝胶体的结晶过程是较缓慢的,因此,固结体的强度会在较长时间内持续增长。
由水泥的各种成分所生成的胶质膜逐渐发展连接成胶质体,即表现为水泥的初凝状态,随着水化过程的不断发展,凝胶体吸收水分并不断扩大,产生结晶体。结晶体与胶质体相互包围渗透,并达到一种稳定状态,这就是硬化的开始。水泥的水化过程是一个长久的过程,水化作用不断的深入到水泥的微粒中,直到水分完全被吸收,胶质体凝固结晶充满为止。在这个过程中,固结体的强度将不断提高。
6. 旋喷注浆法的可靠性
高压喷射注浆用高达20~40MPa压力,其冲击破坏土体的能量十分巨人,对粘性上和砂土都能冲切破坏。凡是高压水射流能冲动土粒的土,都能进行高压喷射注浆加固,只要按照正确的顺序施工、使用优质水泥等注浆材料和采用恰当喷射技术参数以及合理的设计,即可获得优良的加固地基和防渗帷幕墙。
6.1 固结体的可靠性高。高压喷射注浆是以高压喷射流强力破坏土体,有效破坏的距离较大,待水泥浆与土粒硬化后,即形成一个固结体。
固结体的直径(长度)受土层影响外表呈凸凹不规则状,硬土的固结直径(长度)要小一些,高压喷射注浆的整体性、均匀性都要高于一般的静压灌浆。此外,固结体在良好的(对混凝土无侵蚀)环境中,强度不断增加,强度增加率延续至10年以上。经实测10年可增加
1.5倍乃至更高。
因此,只要在对混凝土无侵蚀的地下水和不受冻(即冻结温度不低于负200C)的条件下,固结体的质量可靠,可作为永久性地基和防渗帷幕。
6.2 高压喷射注浆构筑物的可靠性强,高压喷射注浆构造的旋喷排桩、复合地基、地下防渗帷幕等形式的构筑物的质量较好。
6.2.1 旋喷排桩及防渗帷幕整体的连接质量优良旋喷排桩系由多个旋喷单桩连接而成,防渗帷幕亦是由多个定喷、摆喷或旋喷的单体组成。它们不是同时喷成,但是不存在新老连接不好的问题。防渗帷慕的稳定性较好。
因为高压喷射流的能量巨大,只要新老固结体能相连接,新固结体的喷射流能把老固结体表面冲击的非常干净,硬化后新老固结体连为一体。
6.2.2 旋喷复合地基的质量有保证。 旋喷复合地基由多个不相连的旋喷桩组成。旋喷时其主体为有一定直径和体形的旋喷桩,还有一部分连在旋喷桩外面的支体,支体是因土的裂缝造成,其数量、粗细(厚薄)和长短与土的裂隙状况及喷射技术参数有关。也就是说,旋喷复合地基不但有旋喷桩,在桩之间的土中还有若干支体固结体,它们在一定程度上改善了桩间土的物理力学性能,从而加大了复合地基的承载力,减小了地基的沉降量。
12\高压旋喷桩地基加固工程施工质量监理
一、施工准备阶段的监理
1. 审查施工单位的资质及技术水平,协助建设单位认真选好施工队伍。由于高压旋喷桩施工工艺有一定的特殊性,往往工程总承包单位会分包给专业施工单位进行施工。这时,监理单位就要审查分包施工单位的资质等级和业务范围是否与本工程相适应,并且要了解有无同类工程的施工经验、企业的技术水平、质量管理措施以及已竣工工程的施工效果。必要时还应实地调查已完工程的建设单位,以确定分包施工单位是否具有完成本工程的技术水平和确保本工程施工质量的管理能力。
2.了解工程建设范围内的地质情况及高压旋喷桩的施工工艺。重点了解:地基各土层的厚度和颗粒组成,各土层的塑性指数,密度、渗透系数等;工程建设的规模,对地基处理后的承载力和变形要求;高压旋喷桩的施工工艺及注浆材料的配比;桩体的强度、直径等。
3.对直接影响工程进度和工程质量的施工机械设备进行重点审查。包括:钻机、高压泵、搅拌机、储液罐、输浆管等的型号、性能参数以及使用要求,必须满足高压旋喷工艺需要。为了保证施工的连续,还应备有足够的备品和备件。
4.审核施工单位提供的施工组织设计(方案)。施工单位在开工前向项目监理部报送施工组织设计(方案)并填写《工程技术文件报审表》。总监理工程师组织专业监理工程师对其进行审查并核准,重点审核:高压旋喷桩注浆机械设备的规格和主要机械参数;施工工艺及主要施工技术参数;对旋喷压力、旋转速度、提升速度、浆液配比、喷射流量等项工艺参数应对照地质条件和加固要求,从有利于提高成桩效果和桩体质量的角度出发,综合考虑,以保证施工方案安全可靠、经济合理、技术可行;施工质量保证措施是否可靠并有针对性,遇地层变化或进浆量异常时的应急措施;旋喷作业的施工顺序和复喷的次数,以及停止喷浆施工的标准;从孔口返到地面的废浆液处理措施;施工工期安排是否满足施工合同要求,进度计划是否保证施工的连续性和均衡性;所需的人力、材料、设备的配置与进度计划是否协调。项目经理部的质量管理体系、技术管理体系和质量保证体系是否健全。
不符合要求时,总监将专业监理工程师的审核意见形成书面退回施工单位进行修改。修改后再报,重新审核再由总监理工程师签认发给施工单位。
5.要求施工单位在施工前,选择与设计场地相似的地段选点进行试桩并检验,以确定工程桩合适的施工参数值,即旋喷压力、旋转速度、提升速度、浆液配比、喷射流量等。当工程桩外围设计有护桩时,也可将试桩取得的参数值先在护桩上进行试验性施工,以检验此参数值对大范围连续性施工是否适应和满足。
6.工程桩正式施工前,监理工程师必须对轴线和桩位进行复核测量,各桩位插杆标志、编号是否无误。对旋喷钻机标高深度控制做重点检查。
7.严格核查开工条件。施工单位根据项目监理部审批的施工组织设计做好各项开工准备后,向监理部提交《工程动工报审表》。总监理工程师进行现场核查,主要核查工程施工许可证、施工组织设计、施工测量放线是否齐全有效,主要人员、材料、设备进场情况,施工现场道路、水电、通讯等是否已达到开工条件。监理工程师审核认为施工的各项准备就绪,具备开工条件时,由总监理工程师在施工单位报送的《工程动工报审表》上签署意见,并报建设单位,方可开工。
二、高压旋喷桩施工过程中的监理
1.要求施工单位把工序管理纳入控制状态。对钻机操作、高压泵操作、配料操作等重点工序,必须使用技术熟练工人定岗、定责,操作中不得随意更换。
2.对工程中使用的材料质量进行控制,主要是控制水泥质量。进入现场的水泥必须及时报验,重点审查其出厂合格证、生产许可证等,不论建设单位供应还是施工单位采购的水泥,都必须先复试,合格后才准许使用。需复试的材料经监理人员现场见证取样后送专门检测部门进行复试,并将复试结果及材料的有关资料、出厂质量证明等随《工程物资进场报验表》报项目监理部签认。对存放过久、受潮、结块的水泥极易堵塞喷嘴,且强度降低,不应使用;不同标号、不同品种的水泥,因其水化热不同、影响桩身强度,不得混用。当需要在水泥浆液中掺入外加剂时,应通过试验确定合适掺量。
3.按设计要求,对高压旋喷注浆的范围、注浆孔的位置、施工顺序进行检查,包括:按预定的参数配制浆液、投料、搅拌、过滤;启动高压泵并保持泵压稳定;钻头对准桩中心、校平钻盘,垂直下钻;达到设计预定位置;原地旋喷1—2分钟后,匀速提升钻杆直至旋喷完成,都必须按要求的施工工艺进行操作施工。
4.有目的地进行巡视和旁站工作。在施工过程中监理人员按照旁站监理方案,对关键部位、关键工序进行全过程旁站监理,主动控制,严格检查,确保施工过程质量符合要求。当发现施工质量问题要及时通知施工单位,消除质量隐患。监理工程师在跟踪旁站中应随时注意每根桩的旋喷过程,中途发生故障(如卡钻、压力突然变化、大量冒浆等)应及时查明原因,尽快排除,并采取措施(复喷等)以保证成桩质量。事后,对故障的原因、发生部位,所采取的措施等都要一一做好记录。
5.各作业班交接操作时,要求施工单位当班班长先介绍当班作业情况,接班班长全面检查正常后方可换班操作。必须保证旋喷工艺的统一连续,才能保证成桩质量的统一稳定。
6.要求施工单位每天提供成桩记录和材料用量表,监理工程师根据情况分析,判断施工作业是否正常,以便及时反馈信息、控制工程质量。
7.为确保施工质量,在高压旋喷桩施工一段时间后,应督促施工单位对先期施工的桩体进行检查。主要检查:桩体的整体性和均匀性;桩体的有效直径及垂直度;桩体的强度。
8.定期召开监理会议。监理例会是各方沟通情况、交流信息、协调处理、研究解决合同履行中有关的各方面问题的主要协调方式。每周定期召开会议,及时分析影响高压旋喷桩的进度和成桩质量的因素,通报旋喷工程施工状况,督促施工单位严格按设计要求和规范规定进行施工,并对上周工作进行总结,提出相关要求。会后项目监理部及时整理会议纪要,由参会各方签字认可,作为工程资料的一部分整理归档。每周例会对工程质量、组织协调、施工进度、安全监理起到了相当重要的控制作用。
9.安全生产、文明施工检查制度。项目监理部设一名安全监理员,负责对工地的安全生产、文明施工的情况进行检查。每周组织进行一次例行的安全检查。检查时要求建设单位、监理单位有关人员和施工单位的专职安全员及主管领导必须参加。检查完后,对出现的问题及安全隐患发出整改通知并做出书面纪要,并要求施工单位在整改之后必须向建设单位和监理单位写出书面回复报告。
三、高压旋喷桩检测阶段的监理
1.工程桩全部施工完成后,监理工程师应根据设计图纸对照施工记录进一步复核现场施工桩位是否有遗漏。
2.按设计要求和规范规定检测旋喷桩的施工质量。
1)审查检测桩单位的资质等级和技术装备,协助建设单位确定检测单位。
2)会同设计单位确定检测项目、检测方法和检测点,检测点的布置要选择有代表性的桩位;施工中出现异常的部位;地基情况复杂的部位。检测点数量为施工孔数的1%,且不少于3点,检测方法采用取芯、开挖、标准贯入试验、载荷试验等。
3)对已钻芯取样检测的工程桩,检测后必须及时将芯孔用细石砼或水泥砂浆充填密实。
3.审核施工单位提交的旋喷桩地基检测报告和工程竣工报告。
4.整理高压旋喷桩工程施工技术文件,并做出监理评价。
四、做好监理档案资料的管理工作
现场项目监理部应设专职资料员一名,负责资料的收集、整理、编目、归档和保管,并记好监理日志。监理档案资料不仅是监理人员对工程质量监控的记录,也是工程在交付使用中出现质量问题时分析查找原因的重要依据。监理资料要做到“填写齐全、标识无误、交圈闭合”,资料管理工作要做到“及时整理、真实完整、分类有序”。
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