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高压喷射注浆法处理地基
高压喷射注浆法处理地基
浏览量 40 发布时间 2022-08-18 15:37:13 作者 小聪
为了使地基得到加固,很多施工工程会使用高压喷射注浆法处理地基,像旋喷注浆桩地基,就是使用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的指定位置,用高压脉冲泵,将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置。

  为了使地基得到加固,很多施工工程会使用高压喷射注浆法处理地基,像旋喷注浆桩地基,就是使用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的指定位置,用高压脉冲泵,将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置,向四周以高速水平喷入土体,借助流体的冲击力切削土层,使喷流射程内土体遭受破坏,与此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,胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀,具有一定强度(0.5~8.0MPa)的圆柱体(称为旋喷桩)。


 1.分类及形式


  旋喷法根据使用机具设备的不同又分为:


  (1)单管法


  用一根单管喷射高压水泥浆液作为喷射流,由于高压浆液射流在土中衰减大,破碎土的射程较短,成桩直径较小,一般为0.3~0.8m。


  (2)二重管法


  用同轴双通道二重注浆管复合喷射高压水泥浆和压缩空气二种介质,以浆液作为喷射流,但在其外围裹着一圈空气流成为复合喷射流,成桩直径1.0m左右。


  (3)三重管法


  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1.0~2.0m,但成桩强度较低(0.9~1.2MPa)。


  成桩形式分旋喷注浆、定喷注浆和摆喷注浆等三种类别。加固形状可分为柱状、壁状和块状等。


  2.特点及适用范围


  旋喷法具有以下特点:提高地基的抗剪强度,改善土的变形性质,使在上部结构荷载作用下,不产生破坏和较大沉降;能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8~10倍的大直径固结体;可通过调节喷嘴的旋喷速度、提升速度、喷射压力和喷浆量,旋喷成各种形状桩体;可制成垂直桩、斜桩或连续墙,并获得需要的强度;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,材料来源广;施工简便,操作容易,速度快,效率高,用途广泛,成本低。


  适于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、湿陷性黄土、人工填土及碎石土等的地基加固;可用于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。但对含有较多大粒块石、坚硬粘性土、大量植物根基或含过多有机质的土以及地下水流过大、喷射浆液无法在注浆管周围凝聚的情况下,不宜采用。


  3.桩径的选择


  桩直径大小由注浆方法、土的类别、密度、施工条件等而定,下表可供参考。


  桩径大小选用(m)


  高压喷射注浆地基1


  注:N——标准贯入锤击数。


  4.机具设备及材料要求


  (1)高压喷射注浆法主要机具设备包括:高压泵、钻机、浆液搅拌器等;辅助设备包括操纵控制系统、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。高压喷射注浆法施工常用主要机具设备规格、技术性能要求见表7-22。


  旋喷施工常用主要机具设备参考表


  高压喷射注浆地基2


  注:


  1.钻机的转速和提升速度,根据需要应附设调速装置,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。


  三重管系以三根互不相通的管子,按直径大小在同一轴线上重合套在一起,用于向土体内分别压入水、气、浆液。内管由泥浆泵压送2MPa左右的浆液;中管由高压泵压送20MPa左右的高压水;外管由空压机压送0.5MPa以上的压缩空气。空气喷嘴套在高压水喷嘴外,在同一圆心上。三重管由回转器、连接管和喷头三部分组成(如下图)。回转器指三重管的上段,内安有支承轴承,当钻机转盘带动三重管旋转时,回转器外部不转内部转;连接管是指三重管的中段,为连接水、气、浆液的通道,旋转是由钻机转盘直接带动连接管使整根三重管旋转,根据旋喷深度可将多节连接管接长;喷头是指三重管的下段,其上装有喷嘴,是旋喷时向土层中喷射水、气、浆液的装置,也随连接管一起转动。喷嘴制造材料为硬质合金管,D0≈2mm左右。


  


  三重管构造


  I-头部;II-主杆;III-钻杆;IV-喷头


  1-快速接头;2-锯齿形接头;3-高压密封装置;4-鸡心形零件;5-凸接头;


  6-凹接头;7-圆柱面加“○”形圈;8-转轴;9-半圆环;10-螺栓塞;11-喷嘴


  浆液搅拌可采用污水泵自循环式的搅拌罐或水力混合器。


  辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存、运输系统以及各种管件、阀门、接头、压力流量仪表、安全设施等。


  (2)旋喷使用的水泥应采用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥,要求新鲜无结块。一般泥浆水灰比为1:1~1.5:1,稠度大,流动缓慢,喷嘴易堵塞,增加排除故障时间,影响施工进度;稠度过小,对强度有影响。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。


  


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