[摘要]本文总结了高压旋喷注浆具有的特点;从设计要求;施工工艺;灌浆体制作;施工参数这四个方面概述了高压旋喷注浆在沿海地区的广泛应用。
[关键字]高压旋喷 施工
1 概述
某沿海电厂附属构筑物拟开挖基坑,作业段基底绝对标高在-9.00m左右,场区地层主要为人工填土层、海积层、坡洪积层和残积层,下伏基岩为不同风化程度的花岗岩类。受潮汐作用,海平面以下的基坑内将产生涌水、渗水,基坑必须采取有效的围护、支撑、止水及积水明排,才能保证干开挖及结构干施工的顺利进行。本工程围护止水采用单管单管高压旋喷桩工艺。
2 高压旋喷注浆具有的特点:
1)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。
2)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状体;可制成垂直桩、斜桩或连续墙,并获得需要的强度。
3)可用于已有建筑物地基加固而不扰动附近土体,施工噪音低,振动小。
4)可用于任何软弱土层,可控制加固范围。
5)设备较简单、轻便,机械化程度高,全套设备紧凑,体积小,机动性强,占地少,能在狭窄场地施工。
6)料源广阔,施工简便,操作容易,管理方便,速度快,效率高,用途广泛,成本低。
3 设计要求
1)高压旋喷桩的桩径为Φ800,桩长穿透碎石土层进入淤泥混沙层不小于2m,且设计有效桩长不小于16m。对于在桩长16m范围内遇基岩的情况,旋喷桩应进入强风化基岩0.5m。
2)旋喷桩选用强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥,建议在水泥浆液内添加0.2%(以水泥重量%计)的木质素磺酸钙,浆液的配合比按1:1控制,并且应边搅拌边喷射。桩体水泥建议用量不小于450kg/m。
3)本工程高压旋喷桩主要用于围护止水。
4 施工工艺
单管旋喷注浆法施工工艺流程如下:
施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计标高→旋喷开始→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩。
1)施工准备
先进行场地平整,清除桩位处地上、地下的一切障碍物,场地低洼处用粘性土料回填夯实,并做好排浆沟。
2)测量定位
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩,然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置,用小竹签做好标记,并撒白灰标识,确保桩机准确就位。
3)机具就位
人力缓慢移动至施工部位,由专人指挥,用水平尺和定位测锤校准桩机,使桩机水平,导向架和钻杆应与地面垂直,倾斜率小于1.5%。对不符和垂直度要求的钻杆进行调整,直到钻杆的垂直度达到要求。为了保证桩位准确,必须使用定位卡,桩位对中误差不大于5cm。
4)旋转钻进
插管与钻孔两道工序合二为一,即钻孔完成时插管作业同时完成。在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,高压水喷嘴边射水、边插管,水压力一般不超过1MPa,至设计标高后停止钻进。
5)浆液配置
高压旋喷桩的浆液,采用抗腐蚀的矿渣水泥,水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1,水泥浆比重1.49。搅拌灰浆时,先加水,然后加水泥,每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟,水泥浆应在使用前一小时制备,浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌,直到喷浆前。喷浆时,水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时,过滤筛,把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内,最后射出。
6)喷射注浆
在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统,设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好,各通道和喷嘴内不得有杂物,并做高压水射水试验,合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制,并随时做好关于旋喷时间、用浆量,冒浆情况、压力变化等的记录。
喷射时,先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒,水泥浆与桩端土充分搅拌后,再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管,提升速度为260mm/min,直至距桩顶1米时,放慢搅拌速度和提升速度。保证桩顶密实均匀。中间发生故障时,应停止提升和旋喷,以防桩体中断,同时立即检查排除故障,重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m,防止固结体脱节。
7)冲洗
喷射施工完成后,应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净,防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆,通常把浆液换成清水在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。
8、重复以上操作,进行下一根桩的施工。
5 灌浆体制作
拌制水泥浆,采用自制立式水泥浆搅拌机压注浆前10min制好水泥浆,水泥采用32.5#普通硅酸盐水泥,水泥必须合格并无结块现象。搅拌时间不小于5min,每桶浆料在30min内用完,超过30min未用的浆液予以废弃。水泥浆水灰比为1:1,按规范要求,在浆液中建议掺入水泥用量的2%的水玻璃,来提高水泥浆的稳定性。
6 施工参数
1)水泥注浆压力控制在1~2MPa;
2)提升速度按13~20cm/min控制;
3)喷管旋转速度控制为15~20r/min;
4)喷射到设计桩顶标高后即可终喷,箱涵加固桩要求多喷1.5m高。 如在喷射结束后,桩顶浆料收缩而出现凹穴,则8h内进行补浆处理;
5)清洗注浆机具是防止水泥固化和防止固化颗粒堵塞喷嘴的必要措施;
6)上下孔施工应连接快速有序。
7 结语
高压旋喷注浆在沿海地区广泛应用,它的施工工艺及技术发展也比较成熟。其特点:提高抗剪强度,加固地基而不扰动附近土体,速度快、效率高、成本低。