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旋噴注漿法加固巖土地基
導語(yǔ)：對于灰巖地區，由于工程地質(zhì)條件較差，存在大量的土洞、軟土層、溶洞、節理、裂隙等不良地質(zhì)現象，往往極大地影響著(zhù)樁基礎的設計與施工。采用高壓旋噴復合地基處理技術(shù)，解決了在巖溶地區挖孔樁、灌注樁、鉆(沖)孔樁難于成樁且工期無(wú)法保證的技術(shù)難題，地基處理效果顯著(zhù)，克服了灰巖地區各種不良地質(zhì)現象的影響，增加了基礎施工的安全性。
1加固原理
旋噴注漿法是把底部帶有特殊噴嘴的注漿管置人土層中預定深度,利用高壓水泥漿切割原狀土后,借助注漿管的旋轉和提升運動(dòng),使高壓水泥漿與崩落下來(lái)的土充分攪拌混合,經(jīng)過(guò)區一段時(shí)間凝固在土體中形成圓柱狀固結體,從而加固地基的方法.根據注漿的方法,分為單管法、雙管法和多重法,這里介紹的是最簡(jiǎn)便實(shí)用的單管旋噴注漿法,其形成的固結體稱(chēng)為旋噴樁,此法對于含有粗糙土、砂礫土的軟弱地基加固具有其他方法所不及的優(yōu)越性,在秦沈客運專(zhuān)線(xiàn)橋頭路基、涵洞基礎的地基加固施工中得到了廣泛應用。
2工程概況
秦沈客運專(zhuān)線(xiàn)A20標段DK372+649.51-6m涵,線(xiàn)路經(jīng)過(guò)地段為遼河沖積平原,表層為砂粘土，其下主要以細砂、粉砂為主夾優(yōu)軟臥,最下層則以叫砂為川據設計文件及地質(zhì)補勘,該涵址處地質(zhì)情況:自地面0~4m為砂粘土,呈黃色,軟塑狀態(tài)為粉砂,灰色處于潮濕中密狀態(tài),其中4.5mPA下飽和夾粘性土層,基本承載力[σ]100kpa,為軟弱層$9.om以下為中砂,處于中密狀態(tài),含有礫石。
根據設計文件,為了滿(mǎn)足基本承載力[σ]≥200kpa的要求,采用旋噴樁加固,樁徑60cm,加固深度自地面下2.4~9.6m〈樁長(cháng)7.2m),樁縱橫向間距為1.2m,按梅花型布置,總計數量為300根。
3施工準備
3.1施工機具
旋噴注漿的主要機具:SH-30型地質(zhì)鉆機及SNH-H30高壓灰漿泵和配用的小型機具。
3.2主要材料
1)水泥:唐山啟新水泥廠(chǎng)生產(chǎn)的馬牌普硅425袋裝水泥,經(jīng)試驗各項指標滿(mǎn)足注漿要求。
2)水采用地下水，經(jīng)檢驗符合施工用水標準。
3)早強劑：山西省武鵬化工廠(chǎng)生產(chǎn)的WP高效早強減水劑。
4)所有材料由現場(chǎng)值班技術(shù)人員采用配備的計量器具量取投入使用。
3.3工藝性試樁
1)室內試驗
采用工程地質(zhì)鉆機在施工區域取出加固范圍內的粉砂〈含粘性土〉,經(jīng)試驗,土的含水量為w=34%,液性指數0.97,天然容重18。4KN/m3,屬中~高壓縮性土。
通過(guò)試配并考慮漿液有效利用等因素,確定每m成樁水泥用量為276kg，水泥漿的配合比為:C：W=1：1.15(重量比),早強劑摻加量為水泥用量的0.8%。
2〉試樁施作
將施工機具就位在施工地點(diǎn)施工作試樁，施工參數:注漿漿液壓力：200Mpa，灰漿泵漿液流量801/min，鉆桿提升速度0.2r/min,旋轉速度:20r/min。
調整好鉆機的平整、垂直度,鉆孔、旋噴完成試樁的作業(yè),共施作試樁2根。
3)試樁檢測
根據《建筑地基處理技術(shù)規范》〈JGJ79-91〉的規定并參照TB10113一96對粉噴樁檢測的規定，在噴射注漿7d后，采用輕便觸探儀(N10)對旋噴樁的質(zhì)量進(jìn)行檢查，當N10擊時(shí)視為合格;經(jīng)檢驗兩試樁均滿(mǎn)足要求。開(kāi)挖樁頭長(cháng)1~1.5m觀(guān)察旋噴成樁的效果，經(jīng)檢查樁體均質(zhì)，無(wú)斷層、夾碴情況，樁徑誤差符合規定規范要求，因而確認確定的施工參數可以用于此工點(diǎn)旋噴樁施工.
4施工工藝
4.1工藝流程圖
4.1.1鉆機就位
將場(chǎng)地清理平整達到施工條件,根據樁位布置圖在場(chǎng)地上布孔,把鉆機安裝到施工位置,使鉆頭對正樁位中心,對點(diǎn)誤差不大于50mm,并檢查鉆機的垂直度。采用低壓〈O.5MPa左右〉水進(jìn)行射水試驗,確認噴嘴暢通,壓力正常方可使用.
4.1.2鉆孔
射水試驗結束后,即可開(kāi)始鉆孔,水壓由0.5MPa提高到1.OMh,一根鉆桿用完后,停止曹射水,接長(cháng)鉆桿,繼續施鉆直到達到設計標高為準;停止射水擰下第一根鉆桿,放入鋼球堵住射水孔,再安上鉆桿。
4.1.3制漿
制漿工作與鉆也同時(shí)進(jìn)行,把水先加入攪拌桶內,再加入水泥和早強劑,開(kāi)動(dòng)攪拌機拌和10~20min,擰開(kāi)攪拌桶底部的閱門(mén),漿液流人過(guò)濾篩進(jìn)行兩次過(guò)濾,過(guò)濾結束后漿液放人漿液池內。采用高壓泥漿泵抽取漿液,注人注漿管準備噴漿.
4.1.4旋噴
高壓泥漿泵將水泥漿注入注漿管,漿液壓力達到14~24MPa,旋轉鉆桿待漿液從孔底冒出地面后開(kāi)始提升鉆桿,邊噴漿、邊旋轉、邊提升,待第一根鉆桿完全提出地面后,停止噴漿,迅速拆除此根鉆桿而后恢復噴漿,當漿液壓力恢復至旋噴壓力〈2OMPa左右〉后,重新開(kāi)始提升鉆桿,依次循環(huán)作業(yè),直至噴嘴提升至樁頂設計標高后繼續采用低壓5MPa左右噴漿1~2min。
4.1.5終孔
旋噴結束后先停風(fēng)、停水,繼續用泥漿泵低壓(5MPa)注漿,待漿液返回孔口方可停漿,爾后提出鉆桿、將噴嘴沖洗干凈,將鉆機移至新位置作業(yè).
4.2施工注意事項
4.2.1每次拆換一根鉆桿后應將噴嘴自原高度下插loomm左右,以高壓復噴2min,再開(kāi)始提升.鉆桿實(shí)施下一循環(huán)的旋噴作業(yè)。
4.2.2旋噴作業(yè)過(guò)程因機械故障等中斷后,下一次作業(yè)應重新鉆孔至設計孔底然后實(shí)施旋噴、作業(yè)。
4.2.3旋噴過(guò)程出現壓力驟升或驟降時(shí)應停止作業(yè),提出鉆桿,查明原因方可恢復施工.
4.2.4旋噴過(guò)程中,往往有一定量的土粒隨著(zhù)部分漿液沿注漿管壁冒出地面,一般此量小于注漿量的20%,當其大于注漿量的20%或完全不冒漿時(shí),應查明原因并采取相應措施。
4.2.5通過(guò)不同地層的分界位置時(shí),應對此位置上、下各不小于0.4m的高度范圍復噴一次以確保質(zhì)量.
4.2.6無(wú)論鉆孔或旋噴作業(yè)過(guò)程中鉆機的垂直度都必須控制在1.5%以?xún)?以有效防止因鉆在點(diǎn)機傾斜過(guò)大產(chǎn)生的加固深度不能滿(mǎn)足設計要求的情況。
4.2.7施工中所有材料必須在有效使用期限內,并經(jīng)試驗合格方可投入使用。施工的所有原始資料均應保存完整。
4.3施工組織
該工點(diǎn)引進(jìn)旋噴設備兩套,每套設備設置一個(gè)施工班組,每班組由7~8人組成,技術(shù)員1名,負責施工全過(guò)程的技術(shù)管理工作,包括原始資料的記錄、質(zhì)量監督及施工過(guò)程出現問(wèn)題的處理和反饋等。組長(cháng)1名,負責該機組的指揮,協(xié)調各工序以便正常作業(yè)。操作工3名,機械工l名,輔助工人2名。采取兩班制作業(yè),每班8h,每套機械每日完成14~18根樁.
4.4旋暇質(zhì)量檢驗
對旋噴樁的質(zhì)量檢驗主要包括z樁體的整體性、均勻性,樁體的直徑、垂直度及樁體的強度特征.根據《建筑地基處理技術(shù)規范》(JGJ79-91〉第1.0.4條的規定并結合《秦沈客運專(zhuān)線(xiàn)鐵路路基施工技術(shù)細則以試行)〈1994年4月鐵道部建設管理司印發(fā)〉第4.7.3條的相關(guān)要求采取鉆孔取芯和載荷試驗兩種方法進(jìn)行檢測,檢測點(diǎn)的頻率為總孔數的2~5%,最少不少于2個(gè)點(diǎn),成樁28天后進(jìn)行檢驗。
經(jīng)甲方指定的檢驗單位檢驗該工點(diǎn)旋噴樁均符合設計要求和檢驗標準.
5結束語(yǔ)
旋噴注漿法加困地基施工機具簡(jiǎn)單、噪音及振動(dòng)小、施工速度快、成本低,且工藝易于掌握,經(jīng)對復合地基的沉降觀(guān)測表明,這種方法加固地段沉降量較砂樁、袋裝砂井、插塑板、碎石樁等加固段小得多,這也說(shuō)明旋噴注漿法加固地基效果是良好的$如果在旋噴樁中插入粗鋼筋或型鋼,用以實(shí)施較大深度的土質(zhì)基坑、水下基坑的圍護,這將使此方法得到更廣泛的應用。
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