高压旋喷桩施工总结汇总十篇

时间:2022-12-26 22:55:49

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高压旋喷桩施工总结

篇(1)

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.124

道路施工的软基加固施工技术其本质是对道路软基的处理技术,根据工作实际和道路施工发展现状可知我国道路软基加固技术的种类非常多,基于文章篇幅的考虑本文主要探讨复合地基加固法里的高压旋喷桩加固技术和碎石桩加固技术[1]。

1 高压旋喷桩加固技术在道路软基施工中的运用

1.1 高压旋喷桩加固技术理论分析

高压旋喷桩加固技术的基本原理是用将调配制作好的水泥浆以高压的方式强制喷进道路软基土体,破坏软基土体的结构发生水化、硬化作用,形成泥浆和土体充分粘合的复合地基,提高道路软基的承载力,进而实现加固道路软基的目的。高压旋喷桩加固技术运用的机械设备主要是高压旋喷机,它主要是由旋喷钻杆、高压设备、浆液搅拌机、排污泵、配套设备等组成。高压旋喷桩加固技术的优点是操作简单、快捷、施工灵活、无震动、无噪音且加固效果好等,它的缺点是高压旋喷机比较贵,道路软基加固施工的成本较高,且这种技术对施工人员的要求比较高,如果施工人员缺乏专业技能、经验或者缺乏责任心,将严重影响道路软基加固效果。高压旋喷加固技术比较适合道路软土层厚度在24m以上的软基加固处理,高压旋喷布设方式一般是正方形或者等边三角形的几何图形布置[2]。

1.2 实例分析

(1)高压旋喷桩加固技术的确定。某道路工程属于总工程的第9标段的第二工区,道路全长35.7公里。道路工程的施工难点是沉降施工、施工噪音处理和桥头跳车问题,如果选用其它加固技术容易引出施工附近居民、单位的投诉、索赔。施工单位相关负责部门运用层次分析法和多级模糊评价法对该工程进行评价后,建议使用高压旋喷桩加固技术进行该标段工区的道路软基处理。

(2)施工方案和施工工艺。基于经济的考虑该标段工区的软基加固采用单管高压旋喷注浆法,钻孔采用旋转振动钻孔方法。施工工艺流程是先通过实验确定水泥浆的配置比参数,配置好水泥后在现场进行首件试桩。试桩技术参数严格按照施工组织设计要求进行,首件基桩施工全程由相关技术人员和监理单位进行全程监控,严格控制首件基桩的施工质量。首件基桩施工结束后该施工单位对其进行首件基桩施工总结并编制总施工进度计划,优化基桩施工过程中各项技术参数,将施工总结和施工进度计划上交监理单位和业主,经双方签字后开始大面积施工。实际施工中施工技术流程是制作水泥浆,然后钻机钻孔至设计要求,将水泥浆由泥浆管运输至高压旋喷管,按照设计速度进行提升、旋转。参考该标段道路基加固技术的设计参数,高压旋喷加固技术施工的允许偏差。

2 碎石桩加固技术在道路软基施工中的运用

2.1 理论分析

碎石桩软基加固原理是利用卵石、黏性土。碎石等主要材料置换道路软基中的软土,形成复合地基加固碎石桩,提高道路软基的土体强度,减小软土地基土体空隙的可压缩性,达到加固道路软基的目的。下表1是碎石桩三种加固原理:

碎石桩加固技术比较适合加固松散粉细砂、粉土、粘土等土质成分的道路软基,但是一些研究者认为碎石桩也适合加固抗剪强度在15kPa~20 kPa之间的道路软基,同时还适合加固地下水位比较高的道路软基。碎石桩加固技术的布置形式一般是矩形和三角形,它的优点是操作简单、快捷、施工成本低等,按照施工工艺方法可将其分为振冲、干法振动、沉管、强劣置换以及射水成孔袋碎石桩[3]。

2.2 实例分析

某道路工程隶属总道路工程的第13标段的第5工区,该标段道路全长16.8m。该施工单位通过层次分析法和多级模糊评价法对该标段工区的软基加固进行综合评价后,确定运用振冲碎石桩加固技术。该道路工程的施工方案是先对该工段进行平整清理,然后由地质勘探技术人员进行地质勘察,根据地质勘察资料编制施工组织设计,然后严格按照施工组织设计要求进行施工。施工前的准备工作是收集道路地基加固资料,对施工单位的所有参与人员进行施工前培训,熟悉各种技术文件,放线观测,并做好现场临时辅助设备的布置。施工过程中的施工技术流程是先进行道路地基振冲成孔,然后提前制作、配置好的碎石桩料填进钻孔。在填料时需注意填料和振动密实同时进行,直到碎石桩达到设计的密实电流值方上提振冲器,然后反复重复这一过程直到碎石桩完成为止。在进行道路软基碎石桩振冲密实加固时需先护壁再成桩,其具体做法是在振冲成孔时不能一步到位,应先在软基上部土层钻孔,然后提出振冲器将碎石料填入钻孔,填满之后再将振冲器就位进行钻孔,钻孔时需密实边成孔,将碎石料挤进孔壁加固成孔壁强度,预防成桩过程中发生孔壁坍塌事故。

3 结束语

高压旋喷桩加固技术的基本原理主要是利用高压破坏道路软基土体的结构,将水泥浆强制与道路软基土体充分结合形成加固的复合地基。碎石桩主要是通过碎石料置换道路软基中的土体,它的施工工艺是钻孔、填料、密实形成碎石桩。碎石桩加固技术的效果不如高压旋喷桩,但是它的施工成本低。此外道路软基加固技术还有CFG桩、抛石挤淤结合强劣置换法等,这些加固技术各有适用范围和优缺点。

参考文献:

篇(2)

Abstract: This paper introduces Taizhongyin Railway Wubao the Yellow River bridge3#,4#,5# and 6# pier foundation in the Yellow River alluvial sand, sand excavation and construction of jet grouting impervious wall ( pile ) application, take the high pressure jet grouting cut off wall ( pile ) are used to deal with the flooding of the alluvial sand, Asia sand excavation slope support and water seepage problem, the successful completion of the soft foundation of deep foundation pit excavation and construction of the pile caps. This method of similar construction has the reference value of the meaning, value promotion.

Key words: alluvial sand; sand pit construction; Asia; high pressure jet grouting impervious wall (pile)

中图分类号 :TV551.4文献标识码: A 文章编号:

1 绪论

基坑开挖常规的施工方法一般直接放坡开挖,浅水基坑施工一般充分利用枯水期水位低的特点,筑岛围堰变“水中施工”为“陆地施工”,尽量降低施工难度,加快施工进度。而吴堡黄河特大桥3#、4#、5#和6#墩承台基坑均在黄河冲积沙层,亚沙层透水层中开挖,且基坑底面(标高631.76)低于施工水位(639.5)约8米,因此基坑开挖的止水防渗与流沙支护成了基坑开挖的施工与技术关键,处理不当将会导致开挖失败,影响工期甚至造成伤亡事故。

高压旋喷桩施工技术是70年代日本首先提出,兴起于二十世纪七十年代,它是在静压灌浆的基础上,引进水力采煤技术而发展起来的,是利用射流作用切割掺搅地层,改变原地层的结构和组成,同时灌入水泥浆或复合浆与土体混合形成强度较高的凝结桩体,借以达到加固地基和防渗的目的。实践证明高压旋喷桩对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的固结效果。高压旋喷注浆具有加固体强度高、加固质量均匀、加固体形状可控的特点,目前已成为国内外工程界普遍接受的、多用、高效的地基处理方法。

借鉴高压旋喷防渗(桩)墙有止水与支护的功能,本桥基坑开挖中巧妙而合理地应用高压旋喷防渗(桩)墙进行支护、防渗,然后放坡开挖承台基坑,成功完成了浸水的冲积沙层,亚沙层放坡开挖深基坑承台的施工。本文将着重介绍高压旋喷防渗(桩)墙在软弱地基深基坑开挖中的关键工艺的施工方法、关键工序的控制要点及具体运用。

2 工程概况

吴堡黄河特大桥为太中银铁路线上重点控制性工程之一,经山西省军渡村,横跨黄河进入陕西省吴堡县境内,东接柳林隧道出口,西连桥沟村中桥,全桥长866m,其中主桥长620.0m,为六跨(70+4×120+70)T型刚构连续梁。大桥3#、4#、6#墩位于黄河河滩,5#墩位于黄河河中施工水深约8米。其结构形式如下:

2.1施工方案

吴堡黄河特大桥3#、4#、5#和6#墩承台所处的地形地貌、地质情况、承台埋深和位置均不相同,所以承台施工工艺各有不同的特点。根据各墩承台地质情况,基坑开挖主要采取高压旋喷防渗(桩)墙与放坡开挖相结合方式进行,进入岩层后采取控制爆破清除基岩部分。3#墩拟采用直接放坡开挖结合高压旋喷防渗(桩)墙防渗的方式施工承台,4#~6#墩拟先进行筑岛围堰,再施工钻孔桩,以充分利用枯水期黄河水位低的特点,变“水中施工”为“陆地施工”,降低施工难度,保证施工进度。4#墩采取高压旋喷防渗(桩)墙进行防渗,然后放坡开挖承台基坑。5#墩由于施工场地较小,拟采用高压旋喷防渗(桩)墙作为防渗并加厚墙体作支护用,内侧插打钢板桩以加强开挖基坑的稳定性。6#墩拟采用排桩支护,排桩间接缝采用高压旋喷桩防渗。

2.2工程地质及开挖示意图

图2-1、3、6# 墩开挖断面图(单位:m)

图2-2、4# 墩开挖断面图(单位:m)

图2-3 5# 墩开挖断面图(单位:m)

为减少围堰方量,降低成本,保证施工进度, 5# 墩拟采用高压旋喷防渗(桩)墙与钢板桩支护结合的垂直开挖方式。其中主要考虑高压旋喷防渗(桩)墙的防渗止水,为减少钢板桩的支护用钢量,综合考虑后决定充分考虑高压旋喷防渗(桩)墙的自稳能力,设计其结构尺寸保证受力并进行稳定性验算。

2.3地下水

主墩处于河滩及河中心,均为透水沙层,开挖过程中水位与黄河水形成互补关系,若不合理有效的处理基坑开挖中的渗(透)水问题,渗(透)水量将无法估量,严重将可能产生涌沙现象,给施工带来几乎无法克服的困难。

3 高压旋喷防渗(桩)墙施工

3.1高压旋喷设备

高压旋喷防渗(桩)墙的施工设备较简单,一般配备:

空压机(清理管道)、高压压浆泵、地质钻机、拌浆机,即可满足一般技术要求的施工。

3.2 高压旋喷防渗(桩)墙形成机理

篇(3)

中图分类号:TU471.8 文献标识码:A

高压旋喷桩作为公路路基施工最有效的方法之一,它是在化学注浆的条件下,使用高压射流切割技术。在实际利用中,高压喷射设施具有体积小、设备简单、占地面积不大,高度只有3.0到4.0米,并且能在各种低矮或者狭窄区域施工的技术。在不中断的吊车运营和生产运营中,具有材料便宜、操作简单、效率高、加固效果良好等优点。适用于厚度为14米以上的软土层,或者软土塑性高、含水率高、强度低、稳定性差、压缩性高、沉降后要求高的软基工程。

软土性质以及高压旋喷桩施工工艺

软土性质和工程影响

根据软土形成工程可以分成:内陆湖盆、河滩沉积、沼泽沉积与沿海沉积四种类型。变形破坏作为软土地基最常见的地质问题,由于抗剪强度、承载力有限,在长时间作用下,很容易发生由于强度丧失,对路基造成损害。由于软土变形沉降量大,具有很高的压缩性,所以经常出现变形损坏或者开裂。由于软土含水量较大,大部分超过或者接近流塑、软塑状态;在建筑荷载排水不畅,强度增长有限的过程中,沉降时间延长,从而对工程质量和建设造成影响。另外,由于软土结构相关复杂,在不均匀垂直、平面分布中,极容易发生沉降,让建筑结构出现破坏或者裂缝现象。

高压旋喷桩施工工艺

工艺原理

高压旋喷桩作为高压喷射技术之一,高压喷浆是用钻机在预定地点进行钻孔,再将带有喷嘴的注浆管放到孔底,通过20MPa的高压泵让浆液从喷嘴流出;在土体连续集中工作中,提高边旋转边和注浆管,进而形成圆柱或者壁状混合物,最后凝固成固结体,进行地基加固或者地下防渗工作。

由于高压喷浆速度快、流量大,对任何土质都有强大的搅动作用和冲击力。经过大量应用实践,该法对淤泥质土、淤泥、粘性土、黄土、碎石土以及人工性填土都有良好的应用成果。目前的处理深度已经超过30米。对于植物根茎繁杂、块石较大的地基,由于喷射流自身因素限制,处理效果不太理想;对于过多有机值得土层,必须根据现场试验,明确适用范围。

施工准备

在三重管施工中,高压喷射钻机一般选用SH-30或者XJ-100型浅孔钻孔;如果地基中含有厚度不高的沙砾,则选用76型震动机处理。对于二重管法或者单管法的高压泥泵,一般使用SNC-H300水泥浆处理。由于高压喷射注浆压力越大,处理效果就越好,因此以上设备都能满足技术要求,气流压力一般控制在0.7MPa,高压水流和水泥浆液压力始终低于20MPa,低压灌浆压力在1.0MPa左右,旋转速度为10到20r/min,钻杆速度为0.1到0.25m/min之间。注浆材料一般使用32.5或者42.5号的硅酸盐水泥。按照工程施工需要,也可以在水泥中掺入适量掺合料和外加剂,进而改善水泥性能;例如:氯化钙、水玻璃有早强速凝作用,粉煤灰作为掺合料,三乙醇胺、沸石粉可以作为防冻剂等。

施工工艺

在钻孔就位后,为了保障钻孔预定深度,可以利用旋转震动或者地质钻孔的方式进行。当钻孔机顺利成孔后,使用锤击或者旋转震动的方法保障注浆深度。当注浆管到达预定深度后,御管喷射长度必须大于100毫米;对于同层土进行喷射,可以通过结题强度,在顶部或者底部进行复喷,保障处理质量。当注浆管顺利拔出后,再重复上列施工工序。

高压旋喷桩质量控制

在海拔为1.5到3.8米的海岸线中,该工程要求建立在公路主干线和交叉线上。公路沿线有鱼塘、堤坝、道路路基和农镇覆盖不等的人工杂土,其他地段为亚粘土、淤泥质土和淤泥等不良土质。根据该地软土性质,旋喷桩间距为1.95米,场外间距为1.8米,以三角形呈现。旋喷桩水泥使用P.C32.5号的硅酸盐水泥,用量始终在230千克每立方米,旋喷桩深度始终低于10到12米的软土深度,加固深度微微-12米到-16米之间。

为了保障工程施工质量,本项目根据设计要求和土质情况使用对应的施工机具和方法。旋喷速度、喷灰量、压力作为影响成桩质量的主要因素,施工前必须根据相关参数标准,做好记录工作。孔位由专门的负责人进行防线定位,同时钻孔前必须对其进行孔位复核,并且误差始终在5厘米以内通过技术负责人对钻孔深、注浆深度进行审核,让钻孔垂直度始终不会超过设计标准。在流量与压力控制中,如果压力下降、上升超过工程标准,都是注浆管异常现象造成的,具体原因可能是漏浆、接头松动或者堵孔,针对这种现象必须立即停机,当修复好后,再进行喷孔工作。

在施工质量检验中,高压旋喷一直贯穿于整个施工过程,所以现场工作人员、质检人员必须做好工艺检验。在施工中随时做好计量与施工记录工作,并且根据施工工艺要求,做好质量评价。在这过程中,水泥用量、桩长、黏稠比重、钻头旋转速度、注浆流量一直是质量检验的重点。在高压旋喷桩成桩一周后,通常使用千层开挖的方式,对整体性、垂直度、均匀性以及开挖深度进行检测,检查频率为整个工点桩数的0.1%。当旋喷桩完成28天后,再进行抽芯取样,成桩试验一般根据桩长范围进行取样,对于大面积施工,则根据上、下、中三个不同的深度进行钻孔取芯。钻芯取样法是在四分之一的桩径处进行垂直取芯,再进行抗压强度试验,需要注意的是:抗压强度必须大于设计强度,每个工点都必须大于3根,检测频率为2%。通过检查钻芯取样旋喷均匀性,检验桩底、桩长是否穿过软土层。通常桩体有断喷或者喷浆不均匀的现象,都被列为不合格桩。

当成桩28天后,通过检验复合型地基与单桩承载能力,保障承载能力始终搞预算设计值,每个工点仍然大于3根,检验频率为2%。对于不满足施工质量标准的情况,应该立即报告给设计单位,使用补桩策略进行补救。

结束语:

高压旋喷桩作为软土地基重要的技术,可以和桩间生成复合型地基,在减少沉降的过程中,保障地基承载能力。因此,在实际工作中,必须根据工程实际情况以及存在问题,强化质量控制过程;在不断总结、探索的过程中,保障施工方案和施工质量。

参考文献:

[1] 司良记.高压旋喷桩在软土地基中的应用[J].科技资讯,2010,(11):39-39.

[2] 李建康.深长高压旋喷桩加固处理软土地基施工技术[C].//第十一届中国科协年会论文集.2009:330-333.

篇(4)

无论是钻孔灌注桩,还是冲孔灌注桩,如果其桩端沉渣超出了设计允许范围,就必须进行处理,然后方能投入正常使用。处理灌注桩桩端沉渣,比较常用的方法有:①高压旋喷法;②压力注浆法,③风力清孔后注水泥浆法等。采用不同的处理方法,处理效果往往不一样。实践证明,采用高压旋喷工艺处理灌注桩桩端沉渣较为理想。

一、高压旋喷处理灌注桩桩端沉渣的设计与施工

1. 工艺机理

对于灌注桩,由于在成孔过程中加入大量泥浆进行护壁及清渣,且泥浆的浓度较高,在灌注砼后其残留的沉渣与泥浆往往结为一体,类似于角砾质土。经钻孔取芯,见沉渣与泥胶结紧密,芯呈柱状,常呈可塑一硬塑状。因此采用高压旋喷法处理灌注桩桩端沉渣,能获得理想的效果,对较大直径的桩,其处理效果也十分明显。况且,用旋喷处理后.水泥浆液与沉渣胶结混合为一体,其固结物的强度也很高,能达到设计要求。

在处理桩端沉渣时,先利用高压清水旋喷射流将沉渣进行切割、分离,经较长时间的连续冲切,高压水影响范围扩大,使泥与沉渣分离开来。通过孔口返水,将颗粒较小的沉渣与泥一同带出孔外,而颗粒较粗的则留在桩底。然后利用水泥浆液旋喷射流,将留在桩底的那部分沉渣混合胶结起来,在桩端形成一个旋喷桩柱体,充填于原沉渣的位置,类似于接桩一样,高强度的旋喷桩固结体将桩端与基岩连接起来,以此来提高灌注桩的桩端承载力,减少其沉降量。

2. 设计与施工

(1)设计方法

结合作者多年来处理沉渣的经验,作如下设计:

①根据灌注桩桩径大小均匀地在桩身上布置钻孔,以每个钻孔承担的处理直径为0.8―1.0m为佳;

②钻孔孔径为110mm;

③先采用清水作为高压旋喷的介质,利用高压水流所产生的冲击力将沉渣切割、冲散,旋喷压力为25―35MPa;

④然后利用水泥浆作为高压旋喷的介质将被水流冲散分离后的沉渣混合胶结起来,压力为30―35 MPa;

⑤水泥浆的水灰比为0.4―0.5;

⑥制浆材料:525#普通硅酸盐水泥。

(2)施工工艺

①成孔:用工程钻机或地质钻机在桩身上钻孔,保证钻孔的垂直度,以免钻孔偏离出桩身外达不到设计要求而报废;

②高压旋喷清孔:采用高压旋喷的专用设备,利用高压水流的冲击力进行清孔,每次清孔时,见孔口返出的水不再浑浊方可停止清孔。一般情况下,需2―3h即可完成一次清孔工作;

③高压旋喷制桩:利用高压旋喷机将水泥浆液喷人灌注桩桩底原沉渣位置,将被高压水流冲散分离后的沉渣混合胶结起来形成旋喷桩柱体,旋喷制桩完成后再进行封孔。

清孔时,如一次清孔效果较差,可重复步骤②多次,达到理想的清孔效果为止。

(3)工艺要求

①钻机成孔时,一定要保证孔的垂直度;

②高压旋喷清孔时,水压力一定要大,水压越大,效果越好。清孔时间要充足;

③每根桩上,要等到所有的钻孔清洗完毕,方可旋喷制桩;

④制成的水泥浆若>2h仍未使用的应废弃,以保证水泥浆的质量。

二、 工程实例

1. 概述

内蒙古包头某大桥桩基,设计采用用Φ2.20m冲孔灌注桩。桩基完成后,经质检单位抽芯验桩,发现其中一根桩的桩端存在有0.4―0.6m不等厚的沉渣,须进行沉渣处理,方能满足桩基承载力及沉降要求。经多种方案的分析、对比,决定采用高压旋喷工艺进行处理。

2. 方案设计与施工

①在桩身上布置5个钻孔,钻孔位置见图1。K5号孔位于桩中心,K1―K4号孔位于桩的四个方位上,距桩边0.35m,均匀布置;

②钻孔深度以穿过桩底沉渣进入底层基岩1.0m为止;

③高压旋喷水压力为30MPa, 钻孔孔位布置示意圈单次清孔时间2h;

④水泥浆液旋喷压力为35MPa,要求采用复喷工艺;

⑤采用525#普通硅酸盐水泥作为制浆材料,水泥浆液的水灰比为0.4―0.5;

施工时按设计编号依次进行钻孔,完成全部钻孔工作后,才开始进行清孔。清孔时先清K5号孔,然后从K1、K3、K2、K4按顺序进行清孔。这样反复清孔,每个孔历经3―5回次才完成全部清孔工作。待全部钻孔清孔完毕后,方可按设计要求进行水泥浆旋喷制桩。

这根桩的整个处理工作共历时21天才完成。

3. 处理效果评述

处理完后,经质检单位在桩身上随机布置2个抽芯钻孔,对桩端沉渣处理效果进行检验,从抽芯情况看,原沉渣部位已全部被高强度的纯水泥浆与沉渣混合胶结体所置换充填。旋喷桩固结体与桩端砼及桩底基岩均胶结紧密,并取样进行抗压试验,强度等级均符合设计要求。因此,可以说明,采用高压旋喷工艺处理灌注桩桩端沉渣是可行的,且效果十分显著。

三、 结束语

由于高压旋喷应用于处理灌注桩桩端沉渣尚处于经验积累阶段,所以在工程中应用时还是应注意现场监测,灵活施工,才能获得良好的效果。笔者在总结前人经验的基础上,得出以下认识:

①高压旋喷处理灌注桩桩端沉渣,因其清孔程度及置换体强度均较高,其处理效果显著。

篇(5)

中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:16723198(2012)20019401

随着我国公路建设的不断加快,地基加固施工成为公路工程施工的重点内容。作为适应范围较广、应用效果较好的一种施工技术,旋喷桩技术在公路工程中的应用受到工程施工单位的广泛关注,对旋喷桩技术应用各项重点事项都进行深入研究,同时重新规定了旋喷桩技术的应用规范与标准,为提高旋喷桩技术的有效性奠定了基础。在此,笔者将基于多年的理论研究与实践经验,对旋喷桩技术在公路工程中的应用进行探讨,以期能够为公路工程施工质量的提升提供有效助力。

1 简述旋喷桩技术

上个世纪70年代,旋喷桩技术开始应用于工程设计与施工中,以提高工程地基的稳固性。目前,旋喷桩技术在我国的应用较为广泛,是我国工程地基处理中应用效果较好的一种技术。实施旋喷桩技术需要高压喷射注浆设备,这种设备较其他大型设备小巧、便捷、环保、容易操作,它的作用是在高压条件下,将水泥浆液以高速喷出,并与地基土层中的土颗粒混合,以按照合理的比例重新排列,从而提高土层的稳固性,进而起到提高地基承载力、加固地基以及防渗、防震的作用。

旋喷桩技术主要适用于深度较大、施工空间较小、地质条件复杂的加固工程,应用旋喷桩技术进行施工,可以有效地提高加固施工的质量与效率,同时还可以最大程度地降低工程成本花费,保证工程的经济效益。我国对旋喷桩技术应用的研究已经取得了一定的成效,尤其是在三重管旋喷桩技术(是根据高压喷射注浆设备中注浆管的类型进行分类的,其他两个分别为单管旋喷桩技术以及二重管旋喷桩技术)的应用上,不仅从施工工艺、施工技术参数、施工结果计算等方面都进行了深入的研究,但是由于三重管旋喷桩技术的技术参数多、施工工艺复杂等因素,研究人员与施工人员还应该结合实际施工情况加强研究力度,以在理论研究与实践经验总结的基础上,不断提高旋喷桩技术的应用效率,为工程加固施工提供有效助力。

2 旋喷桩技术在公路工程的应用

我国对旋喷桩技术的应用规范与标准已经进行了详细的规定,这对提高旋喷桩技术的应用效果是极其有利的。在公路工程施工过程中应用旋喷桩技术,可以有效地缩短施工时间,提高施工效率与质量,降低工程施工成本。但是,在公路工程应用旋喷桩技术之前,施工人员必须对旋喷桩技术的地基加固原理、技术要求、施工工艺流程、施工质量控制等问题进行详细地了解,明确公路工程施工目标,以便更好地发挥旋喷桩技术加固地基的作用。

2.1 旋喷桩技术应用的地基加固原理

旋喷桩技术在公路工程中,主要应用于对地基的加固处理。那么应用旋喷桩技术进行地基加固的原理是什么呢,笔者将做简要探讨。应用旋喷桩技术需要高压喷射注浆设备的支持,高压喷射注浆设备所喷射出的高压浆液能够有效地破坏地基土体的结构,使其在结构内部出现孔洞,这样有利于下一步的施工进行;高压喷射注浆设备在喷射注浆的同时,还会进行水泥浆液与土体土颗粒混合搅拌工作,使其在高速旋转、喷射压力的作用下,不断移动并发生水化、凝结等物理或者化学反应,填补土体孔洞,从而形成抗压力、抗拉强度、粘聚性等都很高的固结体;高压喷射注浆作用下,从土体上被切割破碎的土颗粒除了一部分会与水泥浆液形成固结体之外,还有一部分的土颗粒在边缘压力的作用下被不断压实,提高了土体的密实性。这样,公路工程的地基处理效果将得到很大程度的提高。

2.2 旋喷桩技术应用的技术要求

(1)布桩技术要求。在公路工程地基加固处理过程中,需要根据实际情况进行旋喷桩的布设。通常,是利用高压喷射注浆的压力与旋转力,使土体遭到破坏并形成直径在1.2米左右的旋喷桩,桩高在9米到10米之间,桩与桩之间的距离应该控制在2.5米左右。在布设旋喷桩过程中,需要注意对各项技术指标的检查,如各桩位置偏差不应该超过5厘米,钻孔垂直度的误差也不能超过原基础的1%等。

(2)喷射注浆材料技术要求。根据工程需要,可以采用不同强度等级的水泥、水等材料。通常,应用效果较好的是强度等级在32.5的硅酸盐水泥以及饮用水,这样才能够保证喷射注浆混合搅拌的效率。

(3)旋喷技术要求。在进行旋喷注浆过程中,应该注意对设备速度与压力的控制。一般来说,多是采用由低速到高速缓缓提升的方法,并保证旋喷压力在0.65Mpa±0.15Mpa,从而有效保证水泥浆液与土颗粒的混合质量,进而保证固结体的质量。

2.3 旋喷桩技术应用的施工工艺流程

在公路工程地基加固处理中应用旋喷桩技术,其施工工艺复杂,需要严格按照规范的流程进行施工,以保证工程施工的进度、质量、成本等都在控制之内。(1)在布设旋喷桩之前,施工人员需要根据工程实际情况,对地基土质等情况进行详细勘察,并放线测量以确定桩位,标记好;调整好高压喷射注浆设备(主要是钻机)的误差并试运转,保证设备状态良好以备布桩钻孔之用;(2)钻孔布桩是应用旋喷桩技术过程中主要的工作,需要施工人员提高重视。一般来说,钻孔前必须做好测量钻杆长度的工作,并控制好钻孔深度。同时根据工程设计与施工需求,以三角形排布位置布设旋喷桩;(3)在应用高压喷射注浆设备进行喷浆施工时,必须调整好喷射压力,同时选择适宜的材料制成高质量的浆液,注意随用随配,保证浆液的粘稠度,以确定浆液不会堵塞喷嘴;(4)浆液喷射过程中,需要有效地控制喷射压力,以保证浆液能够与土体土颗粒充分混合,达到规定密实度的标准。另外,喷射速度也应该控制在适宜范围内,由慢到快,自下而上,边提升边喷射,这样才能保证喷射的质量;(5)在一次停止喷射之后,需要停顿一段时间以保证浆液与土颗粒混合均匀。喷射注浆结束以浆液不再下沉为准。喷射之后需要对设备的各个部分进行仔细的清洗以保证设备一直以最佳状态工作。

2.4 旋喷桩技术应用的施工质量控制策略

施工人员要想最大程度地提升旋喷桩技术应用的效率,控制好地基处理的施工质量,就必须严格按照施工规范进行施工,同时结合工程实际情况,设定各项旋喷桩技术参数,并全面管理施工现场、重视工程后期质量验收,为公路工程施工质量的提升奠定基础。

3 结语

总而言之,在公路工程施工中应用旋喷桩技术,是保证公路地基稳定性、提高工程施工效率的关键手段之一。施工单位应该提高对旋喷桩技术应用的重视,并结合公路工程施工的实际情况,科学、合理地应用旋喷桩技术,从而为促进旋喷桩技术在公路工程施工中应用有效性的充分发挥提供保证。虽然,我国对旋喷桩技术的应用已经相当广泛、熟练,但是在公路工程地基加固施工中,施工人员还应该继续以创新的精神、钻研的态度,不断改善旋喷桩技术的应用手段,从而进一步促进我国公路工程施工的效率与质量。

参考文献

[1]毕震龙.客运专线地基处理旋喷桩施工技术[J].科技情报开发与经济,2008,35(01):2325.

[2]许晓英.高压旋喷桩在地基加固工程中施工质量的控制[J].闽西职业技术学院学报,2010,09(02):7375.

[3]游勇,蒋习伟.高压旋喷桩在高速公路隧道软基加固中的应用[J].南华大学学报(自然科学版),2009,44(03):3436.

[4]龚贵林,王凤荣.高压旋喷注浆法在处理高速公路软土地基的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2011,49(03):7275.

篇(6)

Abstract: in recent years in tianjin metro deep foundation pit construction process, appear different degrees of land even wall slack accident. This article through the tianjin hongqiao district a large hub project subway station as an example, the metro deep foundation pit enclosure structure to even the lateral wall juncture place by using triple tubes double high pressure jet grouting pile so far water curtain the construction technology and quality assurance measures, some technical measures and achieved good effect of water stop, in deep foundation pit excavation process occurs, even wall juncture to not leak, ensure the safety of the deep foundation pit excavation construction quality.

Keywords: deep foundation pit; Jet grouting pile; Technology; Quality; The measure;

中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:

1、工程概况

天津市红桥区某大型地下交通枢纽工程,建筑面积1.4万m2,基坑深度最深29.6m,围护结构采用深50m厚1m地下连续墙,接头形式为工字钢,地连墙接缝处外侧采用三重管双高压旋喷桩为止水帷幕,每个接缝3根Φ800@500旋喷桩,长度为33m。

2、工程水文地质条件

根据工程岩土工程详细勘察报告,本区地层由上至下分为9层,①~③层土层厚度为1~3米,主要以杂填土和粉质粘土为主;③~⑤层主要以粉质粘土和粘土为主;⑤~⑦层土层主要以粉土和粉砂为主;⑦~⑨层主要以粉质粘土和粉砂为主。

同时场区地下水位在地表下0.4~1.5m范围内,地下水位较高,微承压水稳定埋深有两层,一层在地表以下20~30m之间,二层在37~42m之间,地连墙深入第二层微承压水隔水层,根据基坑深度主要关注⑥2⑥4层,其特点在该层以粉土、粉砂为主,存在于微承压水中,地连墙接缝易漏水涌砂,基底易产生涌砂和管涌等不利因素。

图1工程水文条件与开挖面相对关系

Fig.1 Foundation pit support and geological graph

3、三重管双高压旋喷桩设计

地连墙接缝外侧止水帷幕设计采用三重管双高压法进行高压旋喷桩的施工,三重管双高压旋喷注浆加固施工方法,其将包裹压缩空气的高压水流和包裹压缩空气的高压水泥浆流分别通过喷射器上、下部的喷嘴喷出,上部的高压水喷射流先对土体进行一次切割破碎,以下部的高压水泥浆喷射流再对土体进行二次扩大切割破碎,而且水、气同时作用于土体,增强了破坏土体的能力,之后水泥浆与土体搅拌混合形成止水加固桩体,止水加固效果较好。

图2三重管双高压旋喷桩施工原理图

Fig.2 Foundation pit support and geological graph

3.1、主要设计参数

根据本工程的地质特点,三重管双高压旋喷桩的主要设计参数如下:

表1 主要设计参数

Table 1 Indexes of protective mud

名称 项目 参数

高压水 压力/Mpa

流量/(L1/min) 30~36

75

压缩空气 压力/Mpa

流量/(m3/min) 0.4

3.0

水泥浆液 压力/Mpa

流量/(L/min)

水灰比 20~30

70

1:1

注浆管提升 提升速度/(cm/min)

旋转速度/(r/min) 8~10

4~6

根据试桩的检验成果来看,各项参数要根据地层的不同而改变,由于粉质粘土和粘土层中夹有大量粉土透镜体,储水量较高,水压在30Mpa左右,提升速度10cm/min,喷浆量70 L/min计算,每延米浆液用量为1050L。粉砂和粉土相对土体渗透性好,水压就要提高至35Mpa左右,提升速度8cm/min,喷浆量70 L/min计算,每延米浆液用量为800L,按1:1的水灰比,每延米水泥用量在0.664-0.888吨。

根据试桩成桩记录,绘制出了成桩深度与时间曲线如图2所示。

图3成桩深度与时间曲线图

Fig.3Curves of trenching depth and time

3.2、施工工艺

双高压喷射注浆的施工机具包括钻孔机械和喷射注浆设备两类。根据现场的工程地质条件,引孔采用HGY-300深型地质钻机成孔,造孔时岩芯管长度小于2.0m,喷浆采用三重管钻机。根据施工设备要求,具体施工工艺如下

施工工艺为:孔位放样钻机就位引孔钻进终孔移位旋喷机就位下旋喷管提管旋喷终孔移机

3.3施工步骤

3.3.1测量定位

高压旋喷桩施工在两墙幅接缝处进行施工。探明两幅墙接缝处具置,由地连墙接缝处,由中线往外左右各50cm,距离地连墙边外返40cm处,设置三根桩位。

3.3.2机具就位

缓慢移动至施工部位,由专人指挥,用水平尺和定位测锤校准桩机,使桩机水平,钻杆应与地面垂直, 为了保证桩位准确,必须使用定位卡,桩位对中误差不大于50mm。3.3.3引孔钻进

从导墙顶板引孔至地面下35m。每一接缝处的旋喷桩先引一孔,接着在其相邻接缝处再同样引一孔,待前一接缝已引孔处施工完高压旋喷桩后再返回该接缝处引另一孔;以此重复施工。

钻孔过程保持钻孔垂直,钻孔垂直度偏差不得大于H/400。

3.3.4浆液制备

高压旋喷桩的浆液,采用42.5级普通硅酸盐水泥,水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1,比重1.50~1.55。按设计水灰比计算出每罐投入的水泥及用水量,严格按计算出的水泥量及用水量投入。

浆液用量可根据下式确定:

式中 q――单位时间的喷射量

t――每根桩的喷射时间

β――损失系数,β=0.1~0.2

每延米喷射时间:

每延米水泥浆液用量:

水泥浆液密度:

每延米水泥浆液重量:

根据水灰比1:1得知,每延米水泥重量:

根据现场高压旋喷桩试验桩实际施工情况,确定每延米水泥量为800kg。

先加水,然后加水泥,每次灰浆搅拌时间不得少于5分钟,水泥浆应在使用前一小时制备,浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌,直到喷浆前。拌浆台设专人负责,固定拌浆操作程序,减少操作失误,并将配合比标牌挂在搅拌台醒目位置。喷浆时,水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时,过滤筛,把水泥硬块剔出。

3.3.5将浆液管放至设计底标高并开始旋喷注浆

当钻孔及浆液配置全部完成后,将注浆管放入到设计底标高深度,开启高压清水泵、高压注浆泵和空压机,检查各施工参数是否符合设计要求。开启提升装置,旋转并提升注浆管直至设计顶标高。提升过程中卸管后继续喷浆时复喷搭接长度不小于100mm,以确保旋喷桩质量。

3.3.6将注浆管提出地表清洗及移位

注浆完成后,将注浆管提出地表,及时清洗注浆管,避免水泥浆凝固后堵塞管路。将旋喷机移至下一桩位,重复以上步骤继续施工。

4、质量保证措施

三重管双高压旋喷桩的各种参数控制是整个施工的要点,为此我们采取了一些措施来保证三重管双高压旋喷桩的成桩质量,深基坑开挖施工的质量和安全。

4.1、现场检查不严

制定一套完整的质量和技术管理制度来加强现场管理,包括工作程序制度和检查、验收制度,严格执行施工质量“三检制”,施工过程中填写质量责任卡,确保每道工序的可追溯性,保证了施工过程中各工序的现场检查。

4.2、工作人员不认真、不规范

针对工人质量意识薄弱,对三重管双高压旋喷桩对深基坑施工的长远影响重要性认识不够,对旋喷桩施工的操作规程以及要求不清楚等诸多问题,我们成立了专门的培训小组,对操作人员进行现场培训,让操作人员认识到三重管双高压旋喷桩对后续施工的重要性,能够认真负责的按照设计要求施工。

4.3、钻头提升过快和旋喷压力过小

针对“钻头提升过快和旋喷压力过小”的现场施工控制问题。双高压旋喷桩施工前,首先现场做试验桩,28天后对试验桩钻芯取样,如其无侧限抗压强度满足设计值1.5MPa要求,则可开始施工。专人负责桩位的定位放样,钻孔前需要复核孔位,误差不大于50mm。

加强双高压旋喷桩的施工过程控制,严格执行双高压旋喷桩设计所给的水灰比、控制喷浆、搅拌提升速度及重复搅拌时的下沉和提升速度、旋喷压力等技术参数,并有专人抽检,做到每孔均有记录。

4.4、钻孔垂直度的影响

1)、安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度,钻进过程应定时检查主动钻杆的垂直度,发现偏差应立即调整,如不能调整到满足要求的立即清场更新能够满足施工要求深型地质钻机引孔机械。通过加强对旋喷机械的垂直度的控制,能够保证桩身位置的准确,加强止水效果。

2)、定期检查钻头、钻杆、钻杆接头,发现问题及时维修或更换;

3)、在软硬土层交界面,应低速低钻压钻进。发现钻孔偏斜,应及时回填黏土,冲平后再低速低钻压钻进;

4)、钻孔时必须有钻孔深度记录,技术人要核对注浆管深度和钻孔深度是否相符,钻孔的垂直度必须等于或小于设计要求。

通过对钻孔垂直度的控制,钻孔的垂直度得到了保证满足设计施工要求,为喷浆管的顺利下放提供了保证,从而保证了双高压旋喷桩的质量。

5、结论

通过对试成桩实验结果的分析,总结出了提高三重管双高压旋喷桩施工质量的施工技术,解决了深基坑地连墙接缝漏水问题,得出以下结论:

1)场地土层分布不同,各项参数要根据地层的不同而改变,土体中如果含水量偏大,如不及时调整参数由此造成桩体强度偏低且增长缓慢。

2)通过对施工人员的管理培训、机械的施工管控,提高施工工艺过程的管理,解决桩体完整性差和桩位偏差过大的问题,节约了再次复喷的费用。

3)在后续施工中,进一步巩固双高压旋喷桩的施工质量措施,持续保持工序质量责任制度,加强施工管理人员的质量意识,确保现场施工质量。

参考文献:

[1] 江正荣. 建筑地基与基础施工手册(第二版). 北京:中国建筑工业出版社,2005

[2] 张永钧,叶书麟. 既有建筑物地基基础加固工程实例应用手册.北京:中国建筑工业出版社,2001.

篇(7)

中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:

为了满足工程桩的顺利展开,并综合考虑经济、进度要求,本工程对冲孔灌注桩前的高压旋喷桩地基加固的技术参数进行了一系列的试验,并最终总结出比较合适的施工方法。

一、工程概况

本工程为浙江浙能六横新建电厂工程,位于浙江省舟山市六横岛蛟头镇东北侧。本文描述的复杂地基处理区域施工场地原为海涂,后采用塑料排水板(约20m深)进行地基处理,局部因原石柱头村排水通道影响,无法完成排水板处理,后采用开山塘渣料回填形成,填渣层厚度约3~10米,回填料粒径局部达2米左右。设计桩型为冲孔灌注桩,桩径Ф800mm,孔深28~55米,桩身砼强度等级为水下C35P8。经塑料排水板处理区域可完成灌注桩成孔,原排涝河道区域无法完成灌注桩成孔,经现场讨论,先对灌注桩区域进行高压旋喷桩进行地基加固后再行灌注桩成孔作业。

二、工程地质条件及工程特点

1、地质条件:本文所述桩基施工区域所涉及的地层从上而下为中等风化凝灰岩块石、碎石填层 、流塑状淤泥质粉质粘土、全风化基岩,遇水易崩解,零星分布,易形成不均匀地基。

2、工程特点:(1)桩基施工区域为原有排涝河道,先前未打设排水板进行地基固结处理,后直接采用石料回填至4.0米高程,回填块石深度约5~9米,粒径均为0.2~1.0米,最大可见1.5米左右;(2)回填层底部20米深度范围内为淤泥质粉质粘土,含少量有机质,偶见少量贝壳碎屑或夹粉砂微薄层,局部为淤泥,整体水量饱和,呈流塑状;土体灵敏度达到8.0。(3)受邻近循环水管开挖时坍塌的影响,本区域内上部约12米范围内的土体再次被扰动,施工前临时回填,沉降未稳定。

三、高压旋喷桩地基加固处理前灌注桩施工情况

选取了湿磨区桩基进行了试打,桩径ø800mm预计孔深约50m,于2013年3月17日10:30开孔。上部块石填层利用挖机挖至4m左右,然后埋入长4m、直径ø900mm钢护筒,周边回填密实。开孔前钢护筒内加入大量粘土并注入清水,利用冲锤反复冲击进行造浆,泥浆比重控制在1.5以上。当冲至钢护筒底部时出现漏浆现象,继而往钢护筒内填入粘土、反复冲击,直至形成护壁不再漏浆方继续往下钻进,块石填层为7至10m,穿过整个块石填层耗时约7至10个小时。穿过块石填层后进入淤泥质粘土层内出现吸锤现象,将泥浆比重调至1.3~1.5继续钻进,进尺较快,约3m/小时,在锤头提至孔口下入反浆管进行反浆后,锤头就不能放回原先钻进的深度,高差在3~5m,需重新钻进。如此反复钻进的层位厚度约25m,耗时约15小时。孔深25米以下钻进正常,耗时约10小时。在终孔后1小时左右下放钢筋笼,当钢筋笼下放至9米处遇阻。后拔出钢筋笼,重新进行扫孔,扫孔时将冲锤直径加大至ø850mm,钢筋笼预先在地上焊接采用吊车勉强放入。在灌注过程中当砼面上升至25m左右时孔口翻浆困难,砼面上升缓慢;导管外壁泥皮包裹极厚,下放困难。桩身平均充盈系数为3.23。

四、桩身坍塌、缩颈原因分析

从试打桩情况可见上部回填层内出现漏浆坍孔,淤泥质粘土层内缩颈严重,桩身砼灌注过程中极易出现夹泥现象,进而造成施工过程困难、质量隐患。主要原因分析如下:

(1)上部回填层为粒径在0.3~1.5米不等块石,不具备自身造浆能力,且孔隙率偏大,预先配制的泥浆随石缝流失,加之冲锤在施工过程中产生的振动导致孔壁失稳,故桩孔在泥浆护壁未形成之前会产生局部坍塌;其次,表层为临时回填层,沉降尚未稳定也是造成坍孔的重要原因。

(2)淤泥质粉质粘土层层位埋深在自然地坪以下5~25米,属高灵敏度软土,呈流塑状,具强度低、高压缩性、易变形等不良工程性质。本层位未进行过排水板处理,上部堆载尚未达到固结稳定效果。而冲锤的整个钻进过程为不断地对孔壁淤泥质粉质粘土进行扰动的过程,加之长期浸泡于泥浆中,当孔内泥浆的张力小于周边土体侧限阻力时产生倒契型滑动,使孔径变小,即形成缩颈现象。

(3)在缩颈的同时,孔壁的淤泥在不断地往孔内坍塌,经过冲锤的反复冲洗变换成泥浆被带出孔外,因此在钢护筒底部开始至孔深20处形成扩大头,严重的导致地面塌陷。

综合以上原因,经讨论,采用旋喷桩对表面回填层及下部淤泥质粉质粘土层进行固结处理后再行灌注桩施工。

五、高压旋喷桩地基加固方案

1、 施 工 机 械 设 备 表

2、高压旋喷桩施工技术参数

本次加固采用旋喷桩双重管法施工,拟施工的旋喷桩施工参数如下:

1、深度:20m; 2、孔径:Ф1000mm; 3、水泥掺量:20%;

4、水灰比:1:1;5、注浆压力:≥28MPa;6、提升速度:25cm/min;

7、旋转速度:15r/min; 8、水泥:42.5普通硅酸盐水泥;

9、旋喷桩桩位布置:每根冲孔灌注桩周边套打3根(具体尺寸如下图)。

六、高压旋喷桩地基处理后冲孔灌注桩施工效果

考虑到桩基施工进度及旋喷桩加固成本,现场分别对旋喷桩进行地基加固的养护时间及水泥掺量进行了试验。

1、在旋喷桩处理过后7天选择了1根桩进行试打,上部块石回填层内加入少量原土造浆后,本层位钻进过程中无漏浆、坍孔现象。当钻进至淤泥质粉质粘土层一定深度时,又出现加固前缩颈现象。分析原因为水泥浆强度仍小于原土的侧限挤压力;旋喷桩处理后10天选择一个桩基试打,效果任然不佳;在旋喷桩处理过后15天选择了1根桩进行试打,上部块石回填层内无漏浆、坍孔现象,淤泥质粉质粘土层内缩颈现象消失,钢筋笼下放顺利,灌注充盈系数为1.5,比先前施工的平均充盈系数3.2缩小1.7。

2、在高压旋喷桩其他参数不变的情况下,将水泥掺量由20%下调至15%,土体加固后冲孔灌注桩施工效果基本与20%水泥掺量时无异。

七、结语

综上可见,经过高压旋喷桩土体加固后,冲孔灌注桩施工可以进行,且采用15%水泥掺量,待旋喷桩处理后15天再进行冲孔灌注桩作业是较为合适的,且单桩施工过程顺利,避免了桩身吊脚、夹泥、坍孔、钢笼变形等质量隐患,节省成孔时间约10小时,大大降低了桩身砼的灌注量。

参考文献:

(1)《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012

篇(8)

随着旋喷桩技术的不断发展,其在工程实际中的应用也越来越多,无论是在软基处理中,还是在基坑防水帷幕方面均得到了广泛的应用,并发挥了重要的作用。旋喷桩具有施工便捷、经济合理、工程效果明显的特点。总结成功的工程经验,为将来在类似的工程施工中提供参考。

1 工程背景

本工程位于珠江河畔,前期先进行基坑支护及加强护岸的施工,主要为基坑开挖做准备。其中,加强护岸采用双排地连墙对护岸进行加强防护。地连墙施工采用冲孔桩机冲孔成槽,并用方锤对槽壁进行清扫。施工中,在对靠江侧地连墙冲孔时,出现了严重的漏浆现象,并出现塌方现象。采取槽段内回填粘土再进行冲孔的处理措施也无济于事。同时,在对护岸进行沉降观测时,发现护岸后方由于塌方出现下陷、开裂现象,须及时采取有效的加固措施。

2 土质与水文特点

经钻探,发现该位置土层分布如下:+8.2~+7.5为回填土,+7.5~+0.7为回填砂层, +0.7~-1.1为基床抛石,-1.1~-8.6为亚粘土。施工现场地下水位受珠江水位影响大,混合稳定水位埋深一般为0.8~2.50m。地下水类型主要有上层滞水、孔隙潜水、孔隙承压水、基岩裂隙水。

3 问题分析

由于冲孔过程中遇到抛石层,块石间缝隙较大,便使得即使是回填粘土后再进行施工也于事无补。经多次研究,结合土质条件及以往施工经验,决定采取旋喷桩止水帷幕,对护岸进行防渗处理。其原理是通过高压喷射流、水(浆)或气同轴喷射流冲击破坏土体,使土和浆液搅拌混合,喷射流对有效射程的边界土产生挤压力,使固结体与四周土紧密相依,并凝固成圆柱状的固结体。固结体内部虽有一定的空隙,但这些空隙并不贯通,而且固结体有一层较致密的硬壳,其渗透系数达10- 6 cm/s或更小,故具有一定的防渗性能[1]。高压喷射注浆的基本工艺类型有单管法、二重管法和三重管法。单管法中高压浆液兼作射流介质;二重管法以高压浆液和压缩空气作为射流介质;三重管的射流介质是高压水、压缩空气、浆液[2]。

本工程采用三重管法进行施工,三重管法及同轴三重注浆管复合喷射高压水流和压缩空气,并注入水泥浆液。由于高压水射流的作用,使地基中一部分土粒随着水、气排出地面,高压浆流随之填充空隙。成桩直径较大,一般有1.0~1.2m,但成桩强度较低(0.9~1.2MPa),该工艺适合在本工程中应用。

4 方案选择

旋喷桩沿地连墙两侧均匀布置,旋喷桩直径采用φ600mm,间距为400mm。根据土质柱状图设计旋喷桩长度,由于地连墙导墙埋深为1.7m,所以顶部标高即控制在导墙下部标高处,旋喷桩底部需穿透抛石层,底标高控制在-0.8m以下(取-1.0m),顶标高控制在+6.5m以上(取+7.0m)。

5 施工设备的选用

本工程旋喷桩施工须穿透硬质抛石层,故须进行引孔施工。

6 旋喷桩施工

旋喷桩施工前需做好准备工作,如调整钻机架角度使钻杆中心与孔心相对正,对钻机磨盘进行测量确保其水平度等等。旋喷桩施工流程如下所述。

6.1 引孔

将钻机定位在放线布设好的孔位上,使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置,实际桩位偏差小于50mm,垂直度偏差小于1.5%。 采用XY-150型地质钻孔机进行钻孔,在钻孔过程中每隔一定距离进行抽芯,以确定所钻孔是否进入粘土层。

6.2 制备水泥浆

高压喷射注浆采用强度等级不小于32.5级的普通硅酸盐水泥,水泥用量不少于200kg/m,水泥浆液的水灰比为1.0~1.5,水泥浆中可根据需要可适当加入适量的速凝、悬浮或早强作用的外加剂。水泥浆宜在旋喷前一小时内搅拌,搅拌后不得超过4小时。

6.3 喷射注浆

6.3.1 钻机钻孔达到要求深度后,拨出钻杆,移开钻机,高喷台车就位,将三重喷射管插入预定深度。在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷咀,可边射水边插管,水压力一般不超过1MPa,如压力过高,则容易将孔壁射塌。

6.3.2 接通高压管、水泥浆管及空压管,开启高压清水泵、空压机、注浆泵,并调节水压、气压、浆压至设计要求,以试桩确定的旋喷提升速度旋转提升三重喷射管,自下而上进行喷射注浆成桩作业。

6.3.3 旋喷桩施工参数及控制要求如下表1:

6.4 冲洗注浆管

施工完毕后,把注浆管等机具设备冲洗干净,管内机内不得残存水泥浆。具体做法是把水泥浆换成水,在地面喷射,把泥浆泵、注浆管内的浆液全部排出。

6.5 施工注意事项

6.5.1 钻机就位后应进行水平和垂直校正,钻杆与桩位偏差应在50mm 以内,垂直度偏差控制在1.5%内,以保证桩身垂直度。

6.5.2 在旋喷过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。当出现不冒浆时,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短固结时间或增大注浆量填满空隙再继续正常旋喷。

6.5.3 施工别注意分段提升换杆时搭接长度不小于200mm,意外停浆时搭接长度大于500mm,且相邻两桩施工间隔时间应不小于48h。

7 实施效果

旋喷桩止水帷幕止水效果良好,在后续的地连墙冲孔施工中未出现泥浆泄漏现象,而且对护岸起到了加强作用,后续沉降几乎为零,有效解决了地连墙施工中出现的问题,确保工程如期按质完成。

8 结束语

目前,本工程海珠工区暗埋段主体施工已顺利完成,旋喷桩止水帷幕及地基加固等处理措施被证明了其技术可靠性强、经济合理、操作简便的鲜明特点,并取得了良好的效果,可作为同类工程参考!

参考文献:

篇(9)

【中图分类号】 TU753.64 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2012)06-004-02

1 工程概况

南京市桥北污水处理系统浦珠路段工程位于南京市浦口区主要干道——浦珠路沿线,靠近长江北岸,为南京市桥北污水处理厂污水收集系统的主干管。本工程铺设的大部分污水管道位于浦珠路北侧绿化分隔带及慢车道下。

据拟建场地《岩土工程勘察报告》揭示,本工程地下地质较差,依次为:杂填土层;素填土层;粉质粘土层;淤泥质粉质粘土层;粉砂。

根据勘探揭示的地层结构,场地地下水类型为潜水,地层透水性总体表现为随深度增加而逐渐趋好的特征。其水平向渗透系数远大于垂直向渗透系数,透水性表现为明显的各向异性。本工程管道铺设较深,沉井深度可达13米以上,深入到了粉砂层内部。

2 方案选择

浦珠路为国家高等级公路,车流量很大,车速较快。浦珠路临近长江北岸,地下水量丰富、水压大,地下土层情况复杂,存在大量的流砂,沉井下沉中必然产生大量的涌砂,对周围土层的扰动范围约为5~10m。本工程大部分沉井位于浦珠路北侧绿化带中,沉井施工尤其是下沉过程中必然会对周围土体产生扰动,无法满足道路等管理部门的要求。

针对此种情况,经详细对比分析,决定在沉井周围采用高压旋喷桩制作止水帷幕。高压旋喷桩布置于沉井外侧4m处的圆周上,桩长度比沉井深度增加5米以上,各旋喷桩桩之间搭接20cm,以形成完成的密闭空间,阻断因沉井下沉过程中井内外压差导致的流砂现象,形成止水帷幕,达到止水止砂效果,解决因沉井下沉导致周围地面塌陷问题。

高压旋喷桩是以高压旋喷灌注水泥浆的方法旋喷成桩,水泥浆液采用425#普通硅酸盐水泥。工程地质条件复杂,施工时必须按顺序依次成桩,严格按照施工要求施工,注意观察,做好施工记录。

3 施工工艺

高压旋喷桩是把注浆管插入预定土层中,由下而上进行喷射作业。旋喷桩施工基本工序主要为:

3.1 布孔。根据施工图纸要求及项目部下达技术交底要求,确定维护桩深度、维护桩管径尺寸及维护桩所处位置的地质条件。使用全站仪进行放线,定出各孔位中心,并作出醒目标记,以便于施钻过程中寻找。

3.2 钻机就位。根据布孔时所做标记,把钻机移到位,距孔中心最大不超过5cm。就位时机座要平稳,调平机架,立轴或转盘要与桩心对正,施工中通过观察重锤的垂直度来判断钻机是否安放水平,垂直度控制在1.5%H(H为钻孔深度,单位为mm)以内。

3.3 钻孔。钻孔严格按照规范施工,做好施工记录。钻孔时用清水做冲洗液,钻孔必须达到设计孔深。

3.4 注浆。专人负责浆液配比,水灰比为0.8∶1。搅拌好的水泥浆泵送前应不停搅拌防止浆液离析。钻孔达到设计深度后,即可用高压泵将制好的水泥浆泵送到钻杆底部的特制喷嘴处,通过20r/min转速和不大于20cm/min的提升速度边旋转边提升的方法,使土体被切割挤压置换,最后形成一个比较完整的桩体。待水泥浆从孔口返出后,即可停止注浆。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。并要预防其他钻孔排出的泥土或杂物混入。

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。一般采用单管法喷射注浆时,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。

4 处理效果

4.1 施工质量保证措施。①开工前放出桩位轴线,经监理复测后作好标记。②喷射注浆前必须检查高压设备和管路系统,设备的压力和排放量必须满足设计要求。管路系统密封良好,通道和喷嘴内不得有杂物,以防堵塞喷嘴。③喷射注浆时注意设备开动顺序,即先把注浆泵的吸浆管移至储浆池,再开动高压注浆泵,待泵压逐渐升高至规定值后,估计水泥浆的前峰已流出喷头后,才可开始以20cm/min的提升速度旋转注浆,自下而上喷射注浆。④根据施工设计控制喷射技术参数,注意冒浆情况观察,并做好纪录。⑤喷射注浆中需拆卸注浆管时,先停止提升和旋转,同时停止送浆,最后停机。拆卸完毕继续喷射注浆时,要与前段搭接0.5m以上,防止固结体脱节。⑥喷射注浆达到设计深度后,继续注浆待水泥浆从孔口返出后停止注浆,然后将注浆泵的吸水管移至清水箱,抽吸清水将注浆泵和注浆管路中的水泥浆顶出后停泵。⑦为确保加大旋喷桩固结体的尺寸,避免使深层硬土固结体尺寸减少,采用提高喷射压力、喷浆量和降低回转或提升速度等措施。⑧原始纪录准确、及时,每天对完成工作量和水泥用量进行核实,发现超量或少量,及时采取补救措施,并做好鉴证工作,完善施工资料。

各项质量标准指标见下表:

4.2 处理效果检测。为了保证高压旋喷桩构成的止水帷幕达到必要的强度要求,在旋喷桩施工完成后,必须保养满7天才可以开始沉井下沉工作。

沉井下沉采用带水下沉方式,以保证井内外的压力平衡。下沉时采用伸缩臂挖掘机进行井内取土下沉,取土时必须沿着井内环形顺序依次取土,使井整体平稳缓慢下沉,切不可集中单侧挖掘下沉的做法。

在沉井进行过程中,严密观测止水帷幕外侧地面的塌陷情况,以及附近建筑物及桥墩桥台横向水平位移情况。为此,我们分别在止水帷幕外侧设定了十字交叉4个方向上的距离止水帷幕2米、5米处的8个点进行了沉降观测。自沉井下沉开始,每天对观测点观测一次,直至沉井结束后5天,观测完毕,记录对比地面沉降情况。

在沉井施工时,止水帷幕内侧由于地下水压及流砂的存在,导致了井壁至止水帷幕内侧地面的大幅塌陷,塌陷严重处可达半米以上。

而相对于止水帷幕内侧的大幅塌陷,止水帷幕外侧地面沉降量很小,经对观测记录进行计算,沉降量控制在1cm范围以内(分析认为,导致沉降的原因应该是地下水位变化造成的沉降,而非地下砂体流动造成),附近建筑物及桥墩桥台未发生横向水平位移情况。因此说明高压旋喷桩形成了完整的止水帷幕,达到了理想的处理效果,本工程的止水方案是成功的。

5 经验总结

高压旋喷桩法在设计和施工中应结合现场情况,合理布设孔位,安排打设次序,避免对结构物或桥台产生较大的侧向挤压。严格控制高压旋喷桩的施工质量,保证桩的完整性和均匀性。

高压旋喷桩施工简便,施工周期短,施工质量易于控制。在本工程实际应用中,利用本技术制作的止水帷幕达到了理想的止水止砂效果,避免了沉井施工对交通道路路面下沉的风险,保障了道路交通安全,并加快了沉井施工进度,保证的施工质量,达到了较理想的经济及社会效果。

参考文献

篇(10)

关键词:地下障碍物、流动性淤泥、拉森钢板桩、土方换填、钻孔灌注桩

Abstract: this paper mainly introduces the channel for wenzhou project comparison of retaining pile construction scheme and feasibility, and the matters that should pay attention to during construction are expounded.

Keywords: underground obstacles, liquid mud, larsen steel sheet pile, earthwork in fill and bored piles

1 工程概况

该工程位于温州市瓯海区南白象街道横港头村,总建筑面积约70000m2,地下二层,地上由二栋35层及一栋36层高层住宅组成。上部结构形式为框剪,桩基为钻孔灌注桩。场地内自西向东贯穿有一条温瑞塘河支流,河道平均宽度18m,深度3~5m,河堤为条石堆砌而成。工程进场施工前,河底淤泥及障碍物未清理,河堤条石未拆除,2/3河道已被含块石淤泥及各种垃圾填平。由于进度非常紧,施工方未按正常流程对河道内淤泥、块石、条石、垃圾进行彻底清理,导致河道内围护桩施工时遇到地下障碍物及流动性淤泥土,无法继续钻进,成为桩基施工中遇到的一大技术难题。经统计,有137根围护桩(桩径750mm)位于河道内。

2 拟定施工方案

针对河道内围护桩施工时遇到的难题,施工单位迅速组织公司内外有经验的技术人员到现场讨论、商量对策,经总结提炼,形成以下两种施工方案。

方案一:高压旋喷桩加固、土方换填

由于河道回填时河底流动性淤泥未清理干净,围护桩位土方换填时淤泥会流到换填部位,拟先采用高压旋喷桩对河道内围护桩两侧及中间地基进行加固。

1.技术参数

1.1 通过设计将围护桩外侧三轴搅拌桩变更为Φ800@600高压旋喷桩,采用P.042.5级普通硅酸盐水泥,水泥及粉煤灰总用量为550kg/ m3,水泥:粉煤灰=1:0.3,水泥浆液的水灰比0.8,加固深度地表以下11.9m,高压旋喷桩施工完成后随即插入7m长毛竹。

1.2 围护桩内侧施工Φ800@600高压旋喷桩,水泥及粉煤灰总量为300kg/ m3,水泥:粉煤灰=1:0.3,水泥浆液的水灰比0.8,加固深度地表以下7m,高压旋喷桩施工完成后随即插入7m长毛竹。

1.3 围护桩位置施工Φ800@600高压旋喷桩,水泥及粉煤灰总量为200kg/m3,水泥:粉煤灰=1:0.3,水泥浆液的水灰比0.8,加固深度地表以下6m。

2.施工流程

定位放线挖除表层矿渣放桩位高压旋喷桩施工自然养护、检测土方换填围护桩施工。

方案二:拉森钢板桩做围堰、土方换填

考虑到河道回填时河底流动性淤泥未清理干净,围护桩位土方换填时淤泥会流到换填部位,拟分段打入拉森钢板桩做围堰,再对围堰内土方进行换填。

1.技术参数

1.1 12m长400宽拉森钢板桩。

1.2 考虑到换填后围护桩外侧还要施工三轴搅拌桩,外侧的拉森钢板桩距离围护桩中心距离为2.2m,里侧距离围护桩中心1.4m。

1.3 河道内拉森钢板桩拟分4段施工,每段需拉森钢板桩175根,每2段为一个施工段,共需拉森钢板桩350根。

2.施工流程

作者简介:谭湘国,男,1983年2月出生,湖南慈利县人,中建五局上海建设有限公司浙江分公司工程师,浙江省杭州市江南大道288号康恩贝大厦A座7楼 31000,电话:13454840700,E-mail:。

定位放线挖除表层矿渣放桩位拉森钢板桩施工土方换填铺设钢板围护桩施工拔出钢板桩三轴搅拌桩施工

3 方案费用对比及可行性论证

3.1 方案费用对比

经项目商务人员预算,实施方案一和方案二需增加的费用如下表所示。

方案一费用一栏表

方案二费用一栏表

从上表可以看出,方案一和方案二的费用相差不大,从经济角度分析,两个方案均可行。

3.2 方案可行性论证

2013年2月5日,项目部组织专家对上述两个方案的可实施性进行了论证,与会专家一致认为方案二的可行性大于方案一,原因有5点:①、方案一将围护桩外侧起止水作用的三轴搅拌桩变更为高压旋喷桩,止水效果有待验证。②、高压旋喷桩对河道底部流动性淤泥的加固效果如何有待验证。③、土方换填时,必须等高压旋喷桩达到龄期并经检测强度符合设计要求后方可进行,严重影响施工进度。④、虽然在围护桩两侧的高压旋喷桩内插入有7m长毛竹,但换填深度达4~5m,能否抵抗住侧向压力,防止塌方还没有十分把握。⑤、拉森钢板桩做围堰是一种比较成熟的施工技术,具有施工方便,速度快,抗弯、抗压性能好等优点,因此,在投入成本差不多的情况下,采用方案二更符合工程实际情况。

4 方案实施

确定好施工方案后,施工单位迅速组织班组按照方案二对有围护桩的河道进行了处理。

5 施工过程中需注意的事项

5.1 为增强整体受力效果,围护桩两侧拉森钢板桩应相互咬合。

5.2 拉森钢板桩施打的位置应准确,确实下压存在困难时,应向外侧适当偏移。

5.3 土方换填前,必须采用挖机将围堰内地下障碍物及流动性淤泥彻底清理干净。

5.4 换填土严禁采用含矿渣的杂填土回填,以免影响换填效果,给桩基施工带来麻烦。

5.5 为缩短工期,减少拉森钢板桩租赁费用,可将换填部位分成几个流水段,形成流水施工。第一段换填后,马上进行围护桩施工,第二段进行拉森钢板桩和换填施工;等第一段围护桩施工完后,钻机马上移机到第二段施工围护桩,打桩机可以将第一段拉森桩拔出用到第三段围堰,以此类推。

6 总结

对于场地内有河道需要回填并打桩的工程,必须按照“做围堰抽水清淤拆除河岸清理障碍物回填土铺面层矿渣场地硬化打桩”的正常流程施工。千万不能图一时之快,在河道处理上草草了事,否则,只会给后期桩基施工带来无尽的麻烦,一方面会大大增加施工成本,另一方面会严重拖延工期。本工程由于种种原因,前期在河道处理上存在疏忽,给后期施工带来了相当大的难度,不得不采用拉森钢板桩做围堰-土方换填的方式对河道进行二次处理,施工过程中所取得的一些经验和教训可供类似工程借鉴。

参考文献:

上海市建设和管理委员会. GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范【S】.北京:中国建筑工业出版社,2002。

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