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摘要:随着城市建设的发展,各类建筑物基础的结构类型更复杂,基坑开挖深度日益增加,基坑工程经常在密集的建筑群中,场地狭窄,要保护永久性建筑和市政公用设施不能放坡,对基坑稳定和位移控制要求更严。高压喷射注浆法广泛用于基坑工程中的挡土、止水、放渗,效果显著,施工方便,支护深度较深。笔者根据施工经验浅谈高压喷射注浆法的工作原理,工艺类别和方法、质量保证措施。
关键词:止水;防渗帷幕墙;旋喷桩
一、引 言
基坑工程的支护种类和形式较多,有钻孔灌注排桩、混凝土挡墙、喷锚挂网、高压喷射注浆连续墙等,其各种方法适用于不同的基坑工程地质情况及基坑开挖深度,各有利弊。相比较而言,高压喷射注浆地下连续墙在基坑挡土、止水、防渗帷幕墙有以下优点:造价低;速度快、节省工期;设备简单、噪音小、适用于狭窄场区;挡土止水防渗效果明显,质量好。因此高压喷射注浆法广泛用于基坑工程中的挡土、止水、放渗。
高压喷射注浆法用钻机在预定地点钻孔至设计深度后,再把带有特制喷嘴的注浆管放到钻孔内,用高压泵(一般压力12—30Mpa)输送注浆液从喷嘴中高速射出,连续集中作用与土体,充份对土体进行切割和混合,同时边旋转边提升注浆,从而形成圆柱体(或壁状)的浆土混合物,待胶结凝固后成为具有一定强度的固结体,对基坑边坡予以支护,起到挡土、止水、防渗目的。
二、高压喷射注浆法类别、方法、施工设备、工艺要求
按注浆形式分有三种类别:旋喷,其固结体为圆柱状(旋喷桩)或圆盘状;定喷,固结体为壁状;摆喷,固结体为扇状。
按施工工艺有三种方法:单管法:用单一固化浆液进行工作,喷射高压水泥浆液一种介质。二重管法(双管):二管分别喷射高压水泥浆液和气流复合流,或者分别喷射高压水流和灌注水泥浆液;二重管法开始升管先射水,然后升管B液,内管送A液注入地基中。B液为瞬时固化材料,A液为胶凝时较长的渗透性材料。三重管法:分别喷射高压水流,气流复合流和灌注水泥浆液三种介质,三重管为三根同心圆的管子,内管通水泥浆,中管通高压水压力达10—25Mpa,外管通压缩空气,施工时先用钻机成孔,后把三重旋喷管吊放孔底。随即打开高压水和压缩空气阀门,通过三重旋喷管底端侧壁上直径1.6—2.5毫米的喷嘴,射出高压水气,把孔壁的土体冲散。同时,注浆泵把高压水泥浆从另一喷嘴射出,使水泥浆与冲散的土体拌合。三重管以慢速边旋转、边提升,可把孔壁周围地基加固成直径为1.2—1.5米坚硬柱体。
施工设备(以三重管法旋喷桩施工为例):钻机XJ—100m或SH—30型潜孔钻机、BW—120/32型注浆泵、SCC—H300型水泥浆注浆车、空压机、搅拌机等;此外还有注浆用特种钻杆,包括单管,二重管和三重管等。由于高压喷射注浆压力大,地基处理的效果愈好。设备应满足技术要求:a、高压水泥注浆液或高压水流的压力宜大于20Mpa;b、空气压力通常在0.7 MPa左右,低压水泥浆的灌浆压力宜在1.0MPa左右;c、注浆钻杆的提升速度为0.1—0.25m/min,旋转度可取10—20r/min。
注浆材料:一般采用325#或425#普通硅酸盐水泥。根据要求,可在水泥浆中分别加入适量外加剂,以改善水泥浆液的性能。例如,水玻璃和三乙醇胺起速凝早强作用;悬浮剂有膨润土加碱;防冻剂有沸石粉和亚硝酸盐;掺合料多用磨细的粉煤灰。所用外加剂的数量,应通过室内配比实验或现场实验确定。水泥浆液的水灰比越小,处理后的水泥土的强度越高,水灰比一通常般控制在0.8—1.3左右。
施工工序和工艺要求:
1、钻机就位:将钻机对准孔位中心安放,校正钻机的水平确保钻孔的垂直度。
2、插管:当运用地质钻机成孔后,拔出套管,更换注浆管置于预定深度;有的用旋转震动式捶击法直接将注浆管打入预定深度,将杆管和钻孔两工序合二为一。
3、攪拌浆液:按设计配合比把浆液搅拌均匀,连接注浆设备,高压注浆管等,准备喷射注浆。
4、喷射注浆:当注浆管(杆)打入到预定深度后,浆液配合好后即可由下而上进行高压注浆,当注浆管不能一次提升完成而需分数次卸管时,卸管后喷射的搭接长度不得小于200mm,以保证固结体的整体性。为提高固结体的强度何范围,通常在底部和顶部进行复喷,以增大承载力和确保处理质量。喷射注浆液中,边旋转边提升,旋转速度应控制均匀,一般在10—20 r/min;提升速度0.1—0.25 m/min,不得忽快忽慢;时刻注意喷浆压力,按设计压力施工,确保加固质量。
5、拔注浆管,重复上述工序:高压喷射注浆完后,或因故中断时间(≦浆液初凝时间)内不能继续喷射时,立即拔出注浆管清洗设备。在浆液未硬化前,避免地基受扰动而强度降低,防止发生附加变形;在施工中往往孔距较为密集,喷射注浆易串浆,可采取跳孔施工,避免串浆干扰已喷射注浆孔。
高压喷射注浆法通常按复合地基设计,即桩于桩间土共同承担基础荷载;旋喷桩和定喷桩用作防水帷幕,应根据防渗要求进行设计,其桩孔布置或定喷的平面布置均应保证帷幕的连续性;当高压喷射注浆用于深基坑底部加固时,加固范围应按复合土层考虑,抗圆弧滑动的要求或考虑基坑突涌要求。旋喷桩的设计直径和土层性质及喷射压力有关,下表为根据经验选用的平均值供参考。
三、质量保证措施
1、建立健全质量保证体系,贯彻质量岗位责任制度,对不认真执行施工规范和不按照设计施工的人员进行经济处罚。
2、实行图纸会审和技术交底工作,对管理人员、技术人员、操作工人进行技能培训。
3、施工过程中,坚持做到工序自检,上下工序互检,质检员专检和项目经理部、技术负责及监理工程师组织的检查,做到“精心施工、质量第一”。
4、对关键部位、关键工序和隐蔽工程等设置质量检查点,重点监控,专职质检人员督导施工。
5、建筑材料实行进场验收制度,建筑材料按规范要求见证取样送有资质的检测单位进行复试检验;对施工机械设备进行检查、维修、保养,确保机械设备的完好率和使用率。
6、接受各参建单位的质量监督检查,积极配合,加强管理,征求意见,改进施工技术和质量方面存在的问题,保证工程质量满足设计要求。
四、结束语
高压喷射注浆法因其工法成本低、速度快、挡土止水防渗质量好等优点而广泛用于基坑支护工程。严格按设计要求和规范施工,水灰比要控制精确,及时检测;施工顺序要依据场地及施工过程调节,避免扰动已经注浆的相邻孔;搅拌的水泥浆要用纱网过滤,以免堵塞注浆管路,要经常清洗高压注浆管路和钻具。
参考文献:
[1]王 钊 《基础工程原理》 1998年8月第2版
[2]陈希哲 《土力学地基与基础》 1998年8月第2版
[3]李智毅 唐辉明 《岩土工程勘察》 2002年4月第2版
关键词:止水;防渗帷幕墙;旋喷桩
一、引 言
基坑工程的支护种类和形式较多,有钻孔灌注排桩、混凝土挡墙、喷锚挂网、高压喷射注浆连续墙等,其各种方法适用于不同的基坑工程地质情况及基坑开挖深度,各有利弊。相比较而言,高压喷射注浆地下连续墙在基坑挡土、止水、防渗帷幕墙有以下优点:造价低;速度快、节省工期;设备简单、噪音小、适用于狭窄场区;挡土止水防渗效果明显,质量好。因此高压喷射注浆法广泛用于基坑工程中的挡土、止水、放渗。
高压喷射注浆法用钻机在预定地点钻孔至设计深度后,再把带有特制喷嘴的注浆管放到钻孔内,用高压泵(一般压力12—30Mpa)输送注浆液从喷嘴中高速射出,连续集中作用与土体,充份对土体进行切割和混合,同时边旋转边提升注浆,从而形成圆柱体(或壁状)的浆土混合物,待胶结凝固后成为具有一定强度的固结体,对基坑边坡予以支护,起到挡土、止水、防渗目的。
二、高压喷射注浆法类别、方法、施工设备、工艺要求
按注浆形式分有三种类别:旋喷,其固结体为圆柱状(旋喷桩)或圆盘状;定喷,固结体为壁状;摆喷,固结体为扇状。
按施工工艺有三种方法:单管法:用单一固化浆液进行工作,喷射高压水泥浆液一种介质。二重管法(双管):二管分别喷射高压水泥浆液和气流复合流,或者分别喷射高压水流和灌注水泥浆液;二重管法开始升管先射水,然后升管B液,内管送A液注入地基中。B液为瞬时固化材料,A液为胶凝时较长的渗透性材料。三重管法:分别喷射高压水流,气流复合流和灌注水泥浆液三种介质,三重管为三根同心圆的管子,内管通水泥浆,中管通高压水压力达10—25Mpa,外管通压缩空气,施工时先用钻机成孔,后把三重旋喷管吊放孔底。随即打开高压水和压缩空气阀门,通过三重旋喷管底端侧壁上直径1.6—2.5毫米的喷嘴,射出高压水气,把孔壁的土体冲散。同时,注浆泵把高压水泥浆从另一喷嘴射出,使水泥浆与冲散的土体拌合。三重管以慢速边旋转、边提升,可把孔壁周围地基加固成直径为1.2—1.5米坚硬柱体。
施工设备(以三重管法旋喷桩施工为例):钻机XJ—100m或SH—30型潜孔钻机、BW—120/32型注浆泵、SCC—H300型水泥浆注浆车、空压机、搅拌机等;此外还有注浆用特种钻杆,包括单管,二重管和三重管等。由于高压喷射注浆压力大,地基处理的效果愈好。设备应满足技术要求:a、高压水泥注浆液或高压水流的压力宜大于20Mpa;b、空气压力通常在0.7 MPa左右,低压水泥浆的灌浆压力宜在1.0MPa左右;c、注浆钻杆的提升速度为0.1—0.25m/min,旋转度可取10—20r/min。
注浆材料:一般采用325#或425#普通硅酸盐水泥。根据要求,可在水泥浆中分别加入适量外加剂,以改善水泥浆液的性能。例如,水玻璃和三乙醇胺起速凝早强作用;悬浮剂有膨润土加碱;防冻剂有沸石粉和亚硝酸盐;掺合料多用磨细的粉煤灰。所用外加剂的数量,应通过室内配比实验或现场实验确定。水泥浆液的水灰比越小,处理后的水泥土的强度越高,水灰比一通常般控制在0.8—1.3左右。
施工工序和工艺要求:
1、钻机就位:将钻机对准孔位中心安放,校正钻机的水平确保钻孔的垂直度。
2、插管:当运用地质钻机成孔后,拔出套管,更换注浆管置于预定深度;有的用旋转震动式捶击法直接将注浆管打入预定深度,将杆管和钻孔两工序合二为一。
3、攪拌浆液:按设计配合比把浆液搅拌均匀,连接注浆设备,高压注浆管等,准备喷射注浆。
4、喷射注浆:当注浆管(杆)打入到预定深度后,浆液配合好后即可由下而上进行高压注浆,当注浆管不能一次提升完成而需分数次卸管时,卸管后喷射的搭接长度不得小于200mm,以保证固结体的整体性。为提高固结体的强度何范围,通常在底部和顶部进行复喷,以增大承载力和确保处理质量。喷射注浆液中,边旋转边提升,旋转速度应控制均匀,一般在10—20 r/min;提升速度0.1—0.25 m/min,不得忽快忽慢;时刻注意喷浆压力,按设计压力施工,确保加固质量。
5、拔注浆管,重复上述工序:高压喷射注浆完后,或因故中断时间(≦浆液初凝时间)内不能继续喷射时,立即拔出注浆管清洗设备。在浆液未硬化前,避免地基受扰动而强度降低,防止发生附加变形;在施工中往往孔距较为密集,喷射注浆易串浆,可采取跳孔施工,避免串浆干扰已喷射注浆孔。
高压喷射注浆法通常按复合地基设计,即桩于桩间土共同承担基础荷载;旋喷桩和定喷桩用作防水帷幕,应根据防渗要求进行设计,其桩孔布置或定喷的平面布置均应保证帷幕的连续性;当高压喷射注浆用于深基坑底部加固时,加固范围应按复合土层考虑,抗圆弧滑动的要求或考虑基坑突涌要求。旋喷桩的设计直径和土层性质及喷射压力有关,下表为根据经验选用的平均值供参考。
三、质量保证措施
1、建立健全质量保证体系,贯彻质量岗位责任制度,对不认真执行施工规范和不按照设计施工的人员进行经济处罚。
2、实行图纸会审和技术交底工作,对管理人员、技术人员、操作工人进行技能培训。
3、施工过程中,坚持做到工序自检,上下工序互检,质检员专检和项目经理部、技术负责及监理工程师组织的检查,做到“精心施工、质量第一”。
4、对关键部位、关键工序和隐蔽工程等设置质量检查点,重点监控,专职质检人员督导施工。
5、建筑材料实行进场验收制度,建筑材料按规范要求见证取样送有资质的检测单位进行复试检验;对施工机械设备进行检查、维修、保养,确保机械设备的完好率和使用率。
6、接受各参建单位的质量监督检查,积极配合,加强管理,征求意见,改进施工技术和质量方面存在的问题,保证工程质量满足设计要求。
四、结束语
高压喷射注浆法因其工法成本低、速度快、挡土止水防渗质量好等优点而广泛用于基坑支护工程。严格按设计要求和规范施工,水灰比要控制精确,及时检测;施工顺序要依据场地及施工过程调节,避免扰动已经注浆的相邻孔;搅拌的水泥浆要用纱网过滤,以免堵塞注浆管路,要经常清洗高压注浆管路和钻具。
参考文献:
[1]王 钊 《基础工程原理》 1998年8月第2版
[2]陈希哲 《土力学地基与基础》 1998年8月第2版
[3]李智毅 唐辉明 《岩土工程勘察》 2002年4月第2版