探析旋喷桩施工技术在建筑基坑工程中的应用

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  高层、超高层建筑在城市建设中的不断涌现,随着而来的是深基础的出现。在建筑物基础工程施工中,基坑边坡的支护成为了施工中的难点。本文就在基坑支护工程中使用旋喷桩技术进行了分析。
  旋喷桩;基坑支护;应用;
  【中图分类号】TU7文献标识码:B文章编号:1673-8500(2013)04-0029-01
  1旋喷桩技术施工前准备工作
  1.1在设计文件提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探,进一步了解各施工工点地基土的性质、埋藏条件。
  1.2准备充足的水泥加固料和水。水泥的品种、规格、出厂时间经试验室检验符合国家规范及设计要求,并有质量合格证。严禁使用过期、受潮、结板、变质的加固料。一般水泥为425号普通硅酸盐水泥。水要干净,酸碱度适中,pH值在5~10之间。
  1.3根据补充勘探资料,在选择的试验工点加固范围内的各代表性地层用薄壁取土器采取必需数量的原状土送试验室,对取得的土样在进行试验之前应妥善保存,使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。
  1.4室内配合比试验。根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况,按不同含水量设计并调整几种配合比,通过在室内将现场采取的土样进行风(烘)干、碾碎,过2~5mm筛的粉状土样,按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验,确定施工喷浆量、水灰比。一般水灰比可取1.0~1.5。为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度,可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。若试验之前土样的含水量发生了变化,应调整为天然含水量。
  1.5试桩试验。根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩,并根据试桩结果,调整加固料的喷浆量,确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。
  1.6推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表0.3m厚的种植土,杂物,并将原地面按设计要求整平,填出路拱。根据施工现场实际情况,施作临时排、截水设施,并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。
  1.7按设计要求完成施工放样,用木桩定出桩位,用白石灰作出明显标识。
  2施工方法
  2.1钻机定位。移动旋喷桩机到指定桩位,将钻头对准孔位中心,同时整平钻机,放置平稳、水平,钻杆的垂直度偏差不大于1%~1.5%。就位后,首先进行低压(0.5MPa)射水试验,用以检查喷嘴是否畅通,压力是否正常。
  2.2制备水泥浆。桩机移位时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中,再将水泥和外掺剂倒入,开动搅拌机搅拌10~20分钟,而后拧开搅拌桶底部阀门,放入第一道筛网(孔径为0.8mm),过滤后流入浆液池,然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网(孔径为0.8mm),第二次过滤后流入浆液桶中,待压浆时备用。
  2.3钻孔(三重管法)。当采用地质钻机钻孔时,钻头在预定桩位钻孔至设计标高(预钻孔孔径为15cm)。
  2.4插管(单重管法、二重管法)。当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时,钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时,可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为:启动钻机,同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液,使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉;直到桩底设计标高,观察工作电流不应大于额定值。三重管法钻机钻孔后,拔出钻杆,再插入旋喷管。在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可用较小压力(0.5~1.0MPa)边下管边射水。
  2.5提升喷浆管、搅拌。喷浆管下沉到达设计深度后,停止钻进,旋转不停,高压泥浆泵压力增到施工设计值(20~40MPa),坐底喷浆30s后,边喷浆,边旋转,同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。若为二重管法或三重管法施工,在达到设计深度后,接通高压水管、空压管,开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转,并用仪表控制压力、流量和风量,分别达到预定数值时开始提升,继续旋喷和提升,直至达到预期的加固高度后停止。
  2.6桩头部分处理。当旋喷管提升接近桩顶时,应从桩顶以下1.0m开始,慢速提升旋喷,旋喷数秒,再向上慢速提升0.5m,直至桩顶停浆面。
  2.7若遇砾石地层,为保证桩径,可重复喷浆、搅拌:按上述4~6步骤重复喷浆、搅拌,直至喷浆管提升至停浆面,关闭高压泥浆泵(清水泵、空压机),停止水泥浆(水、风)的输送,将旋喷浆管旋转提升出地面,关闭钻机。
  2.8清洗。向浆液罐中注入适量清水,开启高压泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
  2.9移位。移动桩机进行下一根桩的施工。
  2.10补浆。喷射注浆作业完成后,由于浆液的析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固结体顶部出现凹穴,要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
  3质量控制措施
  3.1開工前详细了解施工图纸的技术要求和工艺参数,做好技术交底工作。严格按设计要求及《建筑地基基础设计规范》-DBJ15-31-2003的有关规定进行施工。
  3.2实行工序管理:以质量管理为中心,推行全面质量管理。按前述的工艺流程,对各道工序实行质量控制,按现行施工规范严格把关。实行事先指导,中间检查,事后验收的“三环管理”。尤其对成孔、制浆、喷浆等主要工序进行强化管理。并及时配合甲方现场监理做好隐蔽工程的验收见证工作。
  3.3严把各工序的质量关是确保本工程施工质量的关键,具体应做到如下:
  1)成孔:对准孔位,桩位偏差不得大于50mm,钻孔垂直度不得大于1.5%,未达到设计孔深不得终孔。
  2)喷浆:严格按配合比下料,浆液要搅拌均匀。喷浆应由下往上进行,喷浆压力应达到设计要求,同时应控制提升速度。旋喷注浆前要检查高压设备和管路系统,其压力和流量必须满足设计要求。浆管及喷嘴内不得有任何异物。注浆管接头的密封圈必须良好。喷浆时要做好压力、流量、和冒浆量的测量工作,并按要求逐项记录。   3)冒浆的处理:在旋喷过程中,往往有一定数量的土粒,随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面。根据经验,冒浆量小于注浆量的20%为正常现象,超过20%或完全不冒浆时,应查明原因并采取相应的措施;若地层中有较大空隙引起的不冒浆,则可在浆液中掺加适量的速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定土层范围内凝固。
  4安全技术措施
  4.1组织措施:
  1)实行安全三级管理制度。树立贯彻“以人为本,安全第一,预防为主”的方针。
  2)做好安全教育工作,提高全员的安全生产管理素质。落实安全生产责任制,安全生产实行一票否决权制度。
  4.2电气安全技术措施:
  1)熟练掌握施工用电安全知识。落实安全生产技术管理措施。
  2)施工用电使用标准配电箱,做好安全用电的防范工作。做到三级配电两级保护,配电箱做到一机、一闸、一箱、一漏的配置。电气线路敷设安全可靠。
  4.3施工机械安全措施:
  1)施工机械安装位置平整,坚实稳固。
  2)机械传动装置防护罩齐全有效;制动器、漏电保护器靈敏可靠。
  3)注浆泵、砂浆机安装应稳固,定期检查、发现隐患及时整改。
  4)严格按有关的安全操作规程、规范进行施工作业。不得违章作业与违章指挥;不熟悉机械操作的人员不能上机操作。
  4.文明环保措施:
  1)严格控制机械噪声超标现象的发生。夜间噪声不扰民。
  2)严格控制粉尘超标现象的发生。防尘措施要相应跟上。
  3)采用编织砂袋对施工置换出来的浆液进行围堰,防止浆液外溢污染环境,影响交通,应及时组织车辆外运,确保文明施工。
  5结束语
  实践证明,利用旋喷桩技术进行基坑边坡支护的效果是显著的,大大提高了基坑边坡的稳定性。同时我们应该认识到技术性较强的特点,对于不同的地质情况一定要进行合理的参数设置,并且加强各项工作的管理,提高操作者的素质,施工中调动各种因素参与管理,是工程成功的保证条件,而技术参数的设置和严格的工序管理,是保证质量的关键。
  参考文献
  [1]张家伟.高压旋喷桩基坑支护技术[J].岩土工程,2006.
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