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旋喷桩施工工艺及流程

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
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,如下表:
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
二、施工工艺
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。
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
三、质量控制
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。
四、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.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。
 
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