高壓旋噴樁施工工藝

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1、高壓旋噴樁施工工藝高壓旋噴樁施工技術(shù)是70年代日本首先提出，它是在靜壓灌漿的基礎(chǔ)上，引進(jìn)水力采煤技術(shù)而發(fā)展起來的，是利用射流作用切割摻攪地層，改變原地層的結(jié)構(gòu)和組成，同時灌入水泥漿或復(fù)合漿形成凝結(jié)體，借以達(dá)到加固地基和防滲的目的。1工藝特點(diǎn)（1）施工機(jī)具設(shè)備簡單，施工簡便。（2）具有較好的耐久性，且料源廣闊，價格低廉。（3）噪聲小，無污染。2適用范圍（1）受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時間影響小，可廣泛應(yīng)用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉質(zhì)粘土、（亞粘土）、粉土（亞砂土）、砂土、黃土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多種土層。（2）可作為既有建筑和新建建筑的地基加固

2、之用，也可作為基礎(chǔ)防滲之用；可作為施工中的臨時措施（如深基坑側(cè)壁擋土或擋水、防水帷幕等），也可作為永久建筑物的地基加固、防滲處理。（3）當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、地下水流速過大和已涌水的地基工程時，宜通過試驗確定其適用性。3工藝原理及設(shè)計要求3.1加固原理高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水、（空氣）成為20～40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結(jié)體（即旋噴樁），以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的。根據(jù)噴射方法的不同

3、，噴射注漿可分為單管法、二重管法和三重管法。單管法：單層噴射管，僅噴射水泥漿。二重管法：又稱漿液氣體噴射法，是用二重注漿管同時將高壓水泥漿和空氣兩種介質(zhì)噴射流橫向噴射出，沖擊破壞土體。在高壓漿液和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞土體的能量顯著增大，最后在土中形成較大的固結(jié)體。三重管法：是一種漿液、水、氣噴射法，使用分別輸送水、氣、漿液三種介質(zhì)的三重注漿管，在以高壓泵等高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生高壓水流的周圍環(huán)繞一股圓筒狀氣流，進(jìn)行高壓水流噴射流和氣流同軸噴射沖切土體，形成較大的空隙，再由泥漿泵將水泥漿以較低壓力注入到被切割、破碎的地基中，噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動，使水泥漿與土混合，在土中凝固，

4、形成較大的固結(jié)體，其加固體直徑可達(dá)2m。噴射注漿法的加固半徑和許多因素有關(guān)，其中包括噴射壓力P、提升速度S、被加固土的抗剪強(qiáng)度τ、噴咀直徑d和漿液稠度B。加固范圍與噴射壓力P、噴咀直徑d成正比，與提升速度S、土的抗剪強(qiáng)度τ和漿液稠度B成反比。加固體強(qiáng)度與單位加固體中的水泥摻入量和土質(zhì)有關(guān)。單管、二重管、三重管旋噴樁機(jī)注漿施工示意參見圖1、圖2、圖3。高壓泥漿泵漿桶水箱攪拌機(jī)水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機(jī)噴頭圖1單管旋噴注漿示意圖漿桶水箱攪拌機(jī)水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機(jī)噴頭圖2二重管旋噴注漿示意圖空壓機(jī)高壓泥漿泵漿桶水箱攪拌機(jī)水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機(jī)噴頭圖3三重管旋噴注漿示意圖空壓機(jī)

5、高壓泥漿泵高壓清水泵3.2成樁機(jī)理高壓噴射注漿的成樁機(jī)理包括以下五種作用：（1）高壓噴射流切割破壞土體作用。噴射流動壓以脈沖形式?jīng)_擊破壞土體，使土體出現(xiàn)空穴，土體裂隙擴(kuò)張。（2）混合攪拌作用。鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過程中，在射流后部形成空隙，在噴射壓力下，迫使土粒向著與噴咀移動方向相反的方向（即阻力小的方向）移動位置，與漿液攪拌混合形成新的結(jié)構(gòu)。（3）升揚(yáng)置換作用（三重管法）。高速水射流切割土體的同時，由于通入壓縮氣體而把一部分切下的土粒排出地上，土粒排出后所留空隙由水泥漿液補(bǔ)充。（4）充填、滲透固結(jié)作用。高壓水泥漿迅速充填沖開的溝槽和土粒的空隙，析水固結(jié)，還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)

6、體。（5）壓密作用。高壓噴射流在切割破碎土層過程中，在破碎部位邊緣還有剩余壓力，并對土層可產(chǎn)生一定壓密作用，使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分。旋噴樁固結(jié)體情況圖4所示。滲透部分?jǐn)嚢杌旌喜糠钟不瘎┲黧w部分圖4旋噴樁體固結(jié)情況圖壓縮部分3.3工藝設(shè)計要求3.3.1加固體直徑的確定旋噴樁直徑與現(xiàn)場土質(zhì)、土體強(qiáng)度和噴射壓力、流量、提升速度和漿液稠度等諸多因素有關(guān)，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定。當(dāng)無試驗資料時可參考表1選用。3.3.2布置形式樁的平面布置形式需根據(jù)加固的目的給予考慮，分離布置的單樁可用于基礎(chǔ)的承重，排樁、板墻可用作防水帷幕，整體加固則常用于防止基坑底部的涌土或提高土體的穩(wěn)定性

7、，水平封閉樁可用于形成地基中的水平隔水層。圖5為一般樁的平面布置形式。鐵路、公路路基基底一般采用梅花形加固地基的分離樁形式。樁間距一般采用1.2～1.5m。公路設(shè)計規(guī)范規(guī)定，相鄰樁的凈距不應(yīng)大于4倍樁徑。表1旋噴樁直徑參考值（m）噴注種類土的類別單管法二重管法三重管法粘性土0＜N＜51.2±0.21.6±0.32.5±0.310＜N＜200.8±0.21.2±0.31.8±0.320＜N＜300.6±0.20.8±0.31.2±0.3砂土0＜N＜101.0±0.21.4±0.32