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，借以達到加固地基和防滲的目的。1工藝特點（1）施工機具設(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

2、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把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預(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

3、漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結(jié)體（即旋噴樁），以達到加固地基或止水防滲的目的。根據(jù)噴射方法的不同，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

4、產(chǎn)生高壓水流的周圍環(huán)繞一股圓筒狀氣流，進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)和提升運動，使水泥漿與土混合，在土中凝固，形成較大的固結(jié)體，其加固體直徑可達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、土的抗剪強度τ和漿液稠度B成反比。加固體強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

5、樁機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水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機噴頭圖1單管旋噴注漿示意圖漿桶水箱攪拌機水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機噴頭圖2二重管旋噴注漿示意圖空壓機高壓泥漿泵漿桶水箱攪拌機水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機噴頭圖3三重管旋噴注漿示意圖空壓機高壓泥漿泵高壓清水泵3.2成樁機理高壓噴射注漿的成樁機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

6、，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)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度高于中心部分。旋噴樁固結(jié)體情況圖4所示。滲

7、透部分攪拌混合部分硬化劑主體部分圖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，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

8、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