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高压喷射注浆法

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yukai7922 发表于 2010-9-2 17:39:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
高压喷射注浆法 high pressurized jet grouting
  高压旋喷注浆法始创于日本,它是在化学注浆法的基础上,采用高压水射流切割技术而发展起来的。高压喷射注浆就是利用钻机钻孔,把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为20Mpa以上的高压射流,从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。当能量,速度快呈脉动状的喷射动压超过土体结构时,土粒便从土体上剥落下来。部分细小的土料随着浆液冒出水面,其余土粒在喷射流的冲击力,离心力和重力等作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液凝固后,便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基,从而提高地基承载力,减少地基的变形,达到地基加固的目的。
  以高压喷射流直接冲击破坏土体,浆液与土以半置换或全置换凝固为固结体的高压喷射注浆法,从施工方法,加固质量到适用范围,不但与静压注浆法有所不同,而且与其他地基处理方法相比,亦有独到之处。高压喷射注浆法的主要特征如下:
  1. 适用的范围较广
  旋喷注浆法以高压喷射流直接破坏并加固土体,固结体的质量明显提高。它既可用于工程新建之前,也可用于工程修建之中,特别是用于工程落成之后,显示出不损坏建筑物的上部结构和不影响运营使用的长处。
  施工简便
  旋喷施工时,只需在土层中钻一个孔径为50mm或300mm的小孔,便可在土中喷射成直径为0.4~4.0m的固结体,因而能贴近已有建筑物基础建设新建筑物。此外能灵活地成型,它既可在钻孔的全长成柱型固结体,也可仅作其中一段,如在钻孔的中间任何部位。
  固结体形状可以控制
  为满足工程的需要,在旋喷过程中,可调整旋喷速度和提升速度,增减喷射压力,可更换喷嘴孔径改变流量,使用固结体成为设计所需要的形状。
  高压喷射注浆法所形成的固结体形状与喷射流移动方向有关,一般分为旋转喷射(简称旋喷),定向喷射(简称定喷)和摆动喷射(简称摆喷)三种形式,如图1-10所示。
  旋喷法施工时,喷嘴一面喷射一面旋转并提升,固结体呈圆柱状。主要用于加固地基,提高地基的抗剪强度,改善土的变形性质,也可组成闭合的帷幕,用于阻挡地下水流和治理流沙。旋喷法施工后,在地基中形成的圆柱体称为旋喷桩。
  定喷法施工时,喷嘴一面喷射一面提升,喷射方向固定不变,固结体形如板状或壁状。
  摆喷法施工时,喷嘴一面喷射一面提升,喷射的方向呈较小角度来回摆动,固结体形如较厚墙状。
  定喷及摆喷两种方法通常用于基坑防渗,改善地基土的水流性质和稳定边坡等工程。
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  既可垂直喷射亦可倾斜和水平喷射
  一般情况下,采用在地面进行垂直喷射注浆,而在隧道、矿山井巷工程、地下铁道等建设中,亦可采用倾斜和水平喷射注浆。
  有较好的耐久性
  在一般的软弱地基加固中,能预期得到稳定的加固效果并有较好的耐久性能可用于永久性工程。
  料源广阔价格低廉
  喷射的浆液是以水泥为主,化学材料为辅。除了在要求速凝超早强时使用化学材料以外,一般的地基工程的使用材料广阔,一般使用价格低廉的425号普通硅酸盐水泥。若处于地下水流速快或含有腐蚀性元素、土含水量大或固结强度要求高的场合下,则可根据工程需要,在水泥中掺入适量的外加剂,以达到速凝、高强、抗冻、耐蚀和浆液不沉淀等效果。此外,还可以在水泥中加入一定数量的粉煤灰,这不但利用了废材,又降低了注浆材料的成本。
  浆液集中,流失较少
  喷浆时,除一小部分浆液由于采用的喷射参数不适用等原因,沿着管壁冒出地面外,大部分浆液均聚集在喷射流的破坏范围内,很少出现在土中流窜到很远地方的现象。
  设备简单,管理方便
  高压喷射注浆全套设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,能在狭窄和低矮的现场施工。
  施工管理简便,在单管、二重管、三重管喷射过程中,通过对喷射的压力、吸浆量和冒浆情况的量测,即可间接地了解旋喷的效果和存在的问题,以便及时调整旋喷参数或改变工艺,保重固结质量。在多重喷射时,更可以从屏幕上了解空间形状和尺寸后再以浆材填充之,施工管理十分有效。 生产安全
  高压设备上有安全阀门或自动停机装置,当压力超过规定时,阀门便自动开启泄浆降压或自动停机,不会因堵孔升压造成爆破事故。此外高压胶管(∮19mm的三层钢丝裹绕高压胶管安全使用压力大40MPa,爆破压力120MPa)是不易损坏的,只要按规定进行维护管理,可以说是安全的。
  无公害
  施工时机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动影响及噪声、公害,更不存在污染水域、毒化饮用水源的问题。
  以谢桥煤矿济河铁路中桥为例。它是由18个箱形框架组成,由于开采原因,该桥地表处已产生较大的沉陷及不均匀沉陷。为保证铁路运输,设计采用一系列加固改造措施,其中,对原桥体进行了在箱型框架结构的垮中加支撑墙的结构加固,但是箱形框架加高后,目前桥下地基承载力不满足要求,必须进行加固。在几种加固方法中,大部分在箱形框架被施工困难,还会大范围破坏箱形框架桥底版,影响其承载力,故不采用。而高压旋喷注浆法不仅没有以上缺点,且加固费用低、施工工艺简单、施工进度快、施工过程中煤炭运输可正常进行、加固质量和效果可靠等优点,故采用高压旋喷桩方案。
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国强 发表于 2010-9-16 11:09:03 | 显示全部楼层
泥浆护壁冲孔灌注桩施工工艺
3.1  工艺流程:
        钻孔机就位        →        钻孔        →        注泥浆        →        下套管        →        继续钻孔        →        排渣        →        清孔        →                        吊放钢筋笼        →        射水清底        →        插入混凝土导管        →        浇筑混凝土        →        拔出导管        →        插桩顶钢筋        
                    3.2  钻孔机就位:钻孔机就位时,必须保持平稳,不发生倾斜、位移,为准确控制钻孔深度,应在机架上或机管上作出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。
    3.3  钻孔及注泥浆:调直机架挺杆,对好桩位(用对位圈),开动机器钻进,出土,达到一定深度(视土质和地下水情况)停钻,孔内注入事先调制好的泥浆,然后继续进钻。
    3.4  厂套管(护筒):钻孔深度到5m左右时,提钻下套管。
    3.4.1  套管内径应大于钻头100mm。
    3.4.2  套管位置应埋设正确和稳定,套管与孔壁之间应用粘土填实,套管中心与桩孔中心线偏差不大于50mm。
    3.4.3  套管埋设深度:在粘性土中不宜小于lm,在砂土中不宜小于1.5m,并应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。
    3.5  继续钻孔:防止表层土受振动坍塌,钻孔时不要让泥浆水位下降,当钻至持力层后,设计无特殊要求时,可继续钻深1m左右,作为插入深度。施工中应经常测定泥浆相对密度。
    3.6  孔底清理及排渣
    3.6.1  在粘土和粉质粘土中成孔时,可注入清水,以原土造浆护壁。排渣泥浆的相对密度应控制在1.1~1.2。
    3.6.2  在砂土和较厚的夹砂层中成孔时,泥浆相对密度应控制在1.1~1.3;在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时,泥浆的相对密度应控制在1.3~1.5。
    3.6.3  吊放钢筋笼:钢筋笼放前应绑好砂浆垫块;吊放时要对准孔位,吊直扶稳,缓慢下沉,钢筋笼放到设计位置时,应立即固定,防止上浮。
    3.7  谢水清底;在钢筋笼内插入混凝土导管(管内有射水装置),通过软管与高压泵连接,开动泵水即射出。射水后孔底的沉渣即悬浮于泥浆之中。
    3.8  浇筑混凝土:停止射水后,应立即浇筑混凝土,随着混凝土不断增高,孔内沉渣将浮在混凝土上面,并同泥浆一同排回贮浆槽内。
    3.8.1  水下浇筑混凝土应连接施工;导管底端应始终埋入混凝土中0.8~1.3m;导管的第一节底管长度应≥4m。
    3.8.2  混凝土的配制:
    3.8.2.1  配合比应根据试验确定,在选择施工配合比时,混凝土的试配强度应比设计强度提高10%~15%。
    3.8.2.2  水灰比不宜大于0.6。
    3.8.2.3  有良好的和易性,在规定的浇筑期间内,坍落度应为16~22cm;在浇筑初期,为使导管下端形成混凝土堆,坍落度宜为14~16cm。
    3.8.2.4  水泥用量一般为350~400kg/m3。
    3.8.2.5  砂率一般为45%~50%。
    3.9  拔出导管:混凝土浇筑到桩顶时,应及时拔出导管。但混凝土的上顶标高一定要符合设计要求。
    3.10  插桩顶钢筋:桩顶上的插筋一定要保持垂直插入,有足够锚固长度和保护层,防止插偏和插斜。
    3.11  同一配合比的试块,每班不得少于1组。每根灌注桩不得少于1组。
    3.12  冬  雨期施工:
    3.12.1  泥浆护壁回转钻孔灌注桩不宜在冬期进行。
3.12.2  雨天施工现场必须有排水措施,严防地面雨水流入桩孔内。要防止桩机移动,以免造成桩孔歪斜等情况。
.1  保证项目:
    4.1.1  灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。
    4.1.2  实际浇灌混凝土量,严禁小于计算的体积。
    4.1.3  浇灌混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理,必须符合设计要求和施工规范的规定。
    4.1.4  成孔浓度必须符合设计要求。以摩擦力为主的桩,沉渣厚度严禁大于300mm,以端承力为主的桩,沉渣厚度严禁大于100mm。
    4.2  允许偏差项目,见表2-6。
泥浆护壁回转钻孔灌注桩允许偏差               表2-6
项次        项         目        允许偏差 (mm)        检验方法        
1        钢筋笼主筋间距        ±10        尺量检查        
2        钢筋笼箍筋间距        ±20        尺量检查        
3        钢筋笼直径        ±10        尺量检查        
4        钢筋笼长度        ±100        尺量检查        
                        1~2根桩                        
                垂直于桩基中心线        单排桩        d/6且不大于200        拉线和尺量检查        
5        桩的位置偏差                群桩基础的边桩                        
                        条形基础的桩                        
                        群桩基础的中间桩                        
6        垂  直  度        H/100        吊线和尺量检查        
    注:d为桩的直径,H为桩长。
5.1  钢筋笼在制作、运输和安装过程中,应采取措施防止变形。吊入桩孔内,应牢固确定其位置,防止上浮。
5.2  灌注桩施工完毕进行基础开挖时,应制定合理的施工顺序和技术措施,防止桩的位移和倾斜。并应检查每根桩的纵横水平偏差。
5.3  在钻孔机安装,钢筋笼运输及混凝土浇筑时,均应注意保护好现场的轴线桩,高程桩,并应经常予以校核。
5.4  桩头外留的主筋插铁要妥善保护,不得任意弯折或压断。
5.5  桩头的混凝土强度没有达到5MPa时,不得碾压以防桩头损坏。
6.1  泥浆护壁成孔时,发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿套管周围冒浆以及地面沉陷等情况,应停止钻进。经采取措施后,方可继续施工。
    6.2  钻进速度,应根据土层情况、孔径、孔深、供水或供浆量的大小、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定。
    6.3  水下混凝土面平均上升速度不应小于0.25m/h。浇筑前,导管中应设置球、塞等隔水;浇筑时,导管插入混凝土的深度不宜小于1m。
    6.4  施工中应经常测定泥浆密度,并定期测定粘度、含砂率和胶体率。泥浆粘度18~22s,含砂率不大于4%~8%。胶体率不小于90%。
    6.5  清孔过程中,必须及时补给足够的泥浆,并保持浆面稳定。
    6.6  钢筋笼变形:钢筋笼在堆放、运输、起吊、入孔等过程中,必须加强对操作工人的技术交底,严格执行加固的技术措施。
    6.7  混凝土浇到接近桩顶时,应随时测量顶部标高,以免过多截桩或补桩。
工艺标准应具备以下质量记录:
    7.1  水泥的出厂证明及复验证明。
    7.2  钢筋的出厂证明或合格证,以及钢筋试验单抄件。
    7.3  试桩的试压记录。
    7.4  补桩的平面示意图。
    7.5  灌注桩的施工记录。
    7.6  混凝土试配申请单和试验室签发的配合比通知单。
    7.7  混凝土试块28d标养抗压强度试验报告。
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国强 发表于 2010-9-16 11:09:33 | 显示全部楼层
泥浆护壁冲孔灌注桩施工工艺
一个大哥的
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吉米 发表于 2016-1-9 12:29:08 | 显示全部楼层
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mastercard 发表于 2017-2-13 03:00:36 | 显示全部楼层
楼主福如东海,万寿无疆!  
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xyzxyz 发表于 2017-12-25 21:29:42 | 显示全部楼层
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