高压旋喷桩

高压旋喷桩及施工方案盛泰康业地产工程部经理宋静波介绍目录二、高压旋喷桩种类及主要设备组成三、施工方案一、高压旋喷桩发展过程及施工原理二、高压旋喷桩发展过程及施工原理利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定的深度后，以20-40Mpa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度和脉动状的射流，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，浆液凝固后，便在土层中形成一个固结体。由多个高压喷射注浆固结体形成帷幕，可以用来作为将地下水体隔离在一侧的一种止水施工方法。这种施工方法可以将水隔离在基坑以外，从而保证了原有建筑物基础下土体的稳定性，亦保证了基础的稳定。三、高压旋喷桩种类注浆管移动方式示意图注浆管基本种类1、单管旋喷法通过单根管路，利用高压泥浆（20MPa-30MPa）喷射冲切破坏土体，成桩直径一般40-50cm。其加固质量好，施工速度快和成本低，但固结体较小。二重管旋喷注浆示意图二重管旋喷在单管法的基础上又加以压缩空气，并使用双通道管的二重灌浆管。在管的底部侧面有一个双重喷嘴，高压浆液以20MPa左右的压力从内喷嘴中高速喷出，在射流的外围加以0.7MPa左右的压缩空气喷出。在土体中形成直径明显增加的柱状固结体，达80-150cm。三重管旋喷注浆示意图使用分别输送水、气、浆三种介质的三重灌浆管。高压水射流和外围环绕的气流同轴喷射冲切破坏土体，在高压水射流的喷嘴周围加上圆筒状的空气射流，进行水、气同轴喷射，可以减少水射流与周围介质的摩擦，避免水射流过早雾化，增强水射流的切割能力。喷嘴边旋转喷射，边提升，在地基中形成较大的负压区，携带同时压入的浆液充填空隙，就会在地基中形成直径较大、强度较高的固结体，起到加固地基的作用。主要特征及适用范围5、材料广阔，价格低廉1、施工简便6、浆液集中，流失较少2、固结体形状可以控制7、设备简单，便于管理3、确保固结体的强度8、生产安全4、有较好的耐久性9、无公害适用范围:适用于淤泥、粘性土、粉土、砂类土、黄土、人工填土等土层的地基处理或旧房地基加固。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段、永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质均不宜采用该法。四、施工方案工序1.场地三通一平（水通、电通、路通、施工场地平）2.桩位测设3.钻机就位4.钻孔5.插管6.喷射作业7.冲洗8.移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上。9.工艺流程图测量放线定位引孔钻机就位搬迁钻进成孔清孔移钻插入高喷管高喷作业回灌流程图浆液配置泵送启动高压泵送水启动高压机送风开孔检查换浆清渣试喷检查观察高喷参数孔内保持满浆水箱搅拌机水泥仓管涌泥浆泵空压机旋喷固结体气量计钻机引孔钻机就位钻进成孔高喷作业高压水泵三重管法施工机具布置示意图各道工序1、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。2、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。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。3、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。4、喷浆材料采用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。一般采用1：1-1：1.5的水灰比，并掺入少量的外加剂。5、制浆浆液配置：高压旋喷桩的浆液，采用抗腐蚀的矿渣水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1，水泥浆比重一般采用1：1-1：1.5的水灰比。搅拌灰浆时，先加水（制浆用水必须保证清洁无污染，符合拌制水工砼的要求。，并掺入少量的外加剂。），然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆液必须连续均匀，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。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。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。注意：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。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、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。旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为260mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。保证桩顶密实均匀。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。7、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。8、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。施工注意事项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。5、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。6、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。施工中若干问题的处理1）喷射中途发生机械故障时，应停止提升和喷射以防柱体中断，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不好，连接处或旋转处漏浆、漏水。2）当发现浆液喷射不足影响固结质量，可进行重复喷射。原位重复喷射时，冲击破坏的浆土混合液体，所受阻力较小，因此有增加固结体直径的效果，增大的数值主要随土质密度而异。3）当发现浆液初凝时间超过20h（正常初凝时间应为15h左右），应及时停止使用该水泥。在喷射过程中有一定数量的土粒，随部分浆液（小于注浆量的20%）沿注浆管管壁冒出地面属正常现象。如果出现超过20%或完全不冒浆等异常情况，应查明原因并采取相应措施。4）按地质剖面图及地下水等质料，在不同深度，针对不同地层土质情况，选用合适的喷射参数；对深层、硬土，应增加压力和流量或适当降低旋转和提升速度。5）由于浆液析水、收缩，固结体顶部有可能出现凹穴，一般深0.3m～1.0m，采取在原旋喷孔位进行两次注浆的方法进行处理，第二次所注浆液应具有一定的膨胀性。雨、夜施工技术措施1.现场在雨季安排专人值班，密切注意天气变化情况，做好防范工作。2.配备若干块蓬布用于各水泥堆放场地的防雨保护。3.临时道路及水泥堆放场地两侧找坡3‰，以防雨水流入道路和水泥堆放场地中央，保持道路平整、排水通畅，无淤泥积水。4.六级以上大风和暴雨期间，应停止机械高空作业。5.水泥应按不同品种、标号、出厂日期等分堆堆放，挂牌标识，施工中应遵循“先收先发，后收后发”的原则，避免久存的水泥受潮，影响工程质量。水泥堆放场地上铺一层红砖和一层油毡，四周要排水通畅，且高于路面30cm。6.备的电闸采取防雨、防潮的措施，安装接地保护装置，且防漏电、触电。对现场电缆接头加强检查以防漏电，并架高明牌警示。7.雨中严禁高空作业，雨后应对电气设备进行安全检查，经确认安全后方可继续施工。8.夜间施工：对水池、电箱等应设明显的标识，并派专门人员进行巡查，防止漏水、漏电及机械伤害事故的发生。安全施工保证措施1.建立健全安全生产规章制度和安全生产责任制度，贯彻管生产必须管安全的原则，牢固树立安全第一的观念，把安全生产责任落实到人。使安全生产有章可循，有法可依，形成制度。2.经常组织学习有关安全生产法规和安全生产操作规程，施工前进行安全技术交底，抓好安全教育，增强安全意识。3.机械操作员等特殊工种人员必须经专门培训，经考试合格取得操作证，方可上岗作业。4.高压旋喷桩等在进行作业时，严格按照机械技术操作规程进行作业；做到管理人员不违章指挥，作业人员不违章操作。5.施工用电实行“三相五线制”和一机一闸一漏一保护的制度，并符合有关施工用电的规章制度。6.施工时，对高压泥浆泵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，确保能在额定最高压力时断销卸压；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。7.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。8.高压喷射旋喷注浆是在高压下进行，高压射流的破坏力较强，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。9.钻机作业中，电缆应有专人负责收放；如遇停电，应将各控制器放置零位，切断电源；如遇卡钻，应立即切断电源，停止下钻，未查明原因前，不得强行启动；严禁用手清除钻杆上的泥土，发现紧固螺栓松动时，应立即停机重新紧固后方可继续作业。10.作业后，应先清除钻杆上的泥土，再将钻头下降接触地面，各部制动住，操纵杆放到空档位置，切断电源，清理打扫完现场，方可离开。11.进入现场的所有人员必须戴好安全帽。文明施工及环境保护措施1.建立健全文明施工的各项规章制度，设文明施工专职负责人对全体工地人员进行定期的文明施工教育及文明施工交底。2.作业现场保持清洁整齐，水泥浆在储灰罐中集中拌制，施工过程中要经常检查管道的损坏状况，避免漏浆；施工完毕后不可随意排放多余泥浆。水泥使用完毕后剩余的水泥袋要回收存放，不可随意丢弃。建筑垃圾不乱堆、乱放，存放到业主指定的地点，做到垃圾日产日清。3.现场水泥进行集中堆放，运输和卸运时防止遗洒尘扬。4.搬运和搅拌水泥作业人员必须带好防尘罩。转速