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淺談旋噴樁施工技術(shù)在建筑基坑工程中的應(yīng)用

2013-10-31 03:24:00鄭志海
關(guān)鍵詞:基坑建筑施工

鄭志海

【摘 要】隨著建筑高層和超高層的不斷涌現(xiàn),基坑邊坡的支護(hù)成為了施工中的難點(diǎn)。本文主要分析了旋噴樁技術(shù)施工前準(zhǔn)備工作,施工工藝主要控制點(diǎn)和主要技術(shù)控制要點(diǎn),希望能為業(yè)內(nèi)同行提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】旋噴樁;施工;建筑;基坑

隨著改革開放的發(fā)展,城市建設(shè)日新月異,工程深基坑運(yùn)用越來越多,城市中的建筑工程因為基坑周邊市政管線復(fù)雜,使用旋噴樁施工技術(shù)可以有效減少開挖時圍護(hù)墻的變形和周邊地表沉降,并且此法能有效處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等地基,效果良好,因此旋噴樁施工技術(shù)在建筑基坑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

1.旋噴樁技術(shù)施工前準(zhǔn)備工作

在施工開始前,必須在已有的各種技術(shù)資料的基礎(chǔ)上作補(bǔ)充工程地質(zhì)勘探,進(jìn)一步了解各施工點(diǎn)地基土的性質(zhì)、埋藏條件。

1.1材料選擇與準(zhǔn)備

旋噴注漿是靠高壓液流的沖擊力破壞土層并與土體混合成新的固體,根據(jù)噴射工藝要求,漿液應(yīng)具備以下特性:注漿液具有良好的可噴性;有足夠的穩(wěn)定性;漿液中不應(yīng)有太多氣體;能調(diào)解漿液的膠凝時間;有良好的力學(xué)性能;無毒、無臭;結(jié)實率高。水灰比一般采用1:1~1.5:1的水泥漿液。在噴漿之前按施工要求準(zhǔn)備好足夠的合格的水泥漿液。

1.2保存好送驗土樣

根據(jù)補(bǔ)充勘探資料,在選擇的試驗工點(diǎn)加同范圍內(nèi)的各代表性地層用薄壁取土器采取必需數(shù)量的原狀土送試驗室,對取得的土樣在進(jìn)行試驗之前應(yīng)妥善保存,使土樣的物理和化學(xué)性能盡可能保持不變。

1.3室內(nèi)配合比試驗

根據(jù)設(shè)計要求的噴漿量或現(xiàn)場土樣的情況,按不同含水量設(shè)計并調(diào)整幾種配合比,通過在室內(nèi)將現(xiàn)場采取的土樣進(jìn)行風(fēng)(烘)干、碾碎,過2~5mm篩的粉狀土樣,按設(shè)計噴漿量、水灰比攪拌、養(yǎng)護(hù)、力學(xué)試驗,確定施工噴漿量、水灰比。一般水灰比可取1.0~1.5。為改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高強(qiáng)度,可適當(dāng)摻入木質(zhì)素磺硫鈣、石膏、三乙醇胺、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉、陶土、堿等外摻劑。若試驗之前土樣的含水量發(fā)生了變化,應(yīng)調(diào)整為天然含水量。

1.4試樁試驗

根據(jù)室內(nèi)試驗確定的施工噴漿量、水灰比制備水泥漿液在試驗工點(diǎn)打設(shè)數(shù)根試樁,并根據(jù)試樁結(jié)果,調(diào)整加固料的噴漿量,確定攪拌樁攪拌機(jī)提升速度、攪拌軸回轉(zhuǎn)速度、噴入壓力、停漿面等施工工藝參數(shù)。

1.5清理整理路面

推土機(jī)、挖掘機(jī)配合自卸汽車清除地表0.3m厚的種植土,雜物,并將原地面按設(shè)計要求整平,填出路拱。根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況,施作臨時排、截水設(shè)施,并在施工范圍以外開挖廢泥漿池以及施工孔位至泥漿池間的排漿溝。

另外,還應(yīng)按設(shè)計要求完成施工放樣,用木樁定出樁位,用白石灰作出明顯標(biāo)識。

2.施工工藝控制點(diǎn)

2.1鉆機(jī)定位

移動旋噴樁機(jī)到指定樁位,將鉆頭對準(zhǔn)孔位中心,同時整平鉆機(jī),放置平穩(wěn)、水平,鉆桿的垂直度偏差不大于1%~1.5%。就位后,首先進(jìn)行低壓(0.5MPa)射水試驗,用以檢查噴嘴是否暢通,壓力是否正常。

2.2制備水泥漿

樁機(jī)移位時,即開始按設(shè)計確定的配合比拌制水泥漿。首先將水加入桶中,再將水泥和外摻劑倒入,開動攪拌機(jī)攪拌10~20分鐘,而后擰開攪拌桶底部閥門,放入第一道篩網(wǎng)(孔徑為0.8mm),過濾后流入漿液池,然后通過泥漿泵抽進(jìn)第二道過濾網(wǎng)(孔徑為0.8mm),第二次過濾后流入漿液桶中,待壓漿時備用。

2.3鉆孔

單管旋噴常使用76型旋轉(zhuǎn)振動鉆機(jī),鉆進(jìn)厚度達(dá)30m以上,適用于標(biāo)準(zhǔn)貫入度小于40的砂土和粘性土層。當(dāng)遇到比較堅硬的地層時宜用地址鉆機(jī)鉆孔。鉆孔位置與設(shè)計位置的偏差不得大于50mm。

2.4插管(單重管法、二重管法)

插管是將噴管插入地層預(yù)定深度。使用76型振動鉆機(jī)鉆孔時,插孔與鉆孔兩道工序合二為一,即鉆孔完成時插管作業(yè)同時完成。如使用地址鉆機(jī)鉆孔完畢,必須拔出巖芯管,并換上旋噴管插入到預(yù)定深度。在插管過程中。為了防止泥砂堵塞噴嘴,可邊射水邊插管,水壓力不超過1MPa。若壓力過高易將空壁射塌。

2.5提升噴漿管、攪拌

噴漿管下沉到達(dá)設(shè)計深度后,停止鉆進(jìn),旋轉(zhuǎn)不停,高壓泥漿泵壓力增到施工設(shè)計值(20~40MPa),坐底噴漿30s后,邊噴漿,邊旋轉(zhuǎn),同時嚴(yán)格按照設(shè)計和試樁確定的提升速度提升鉆桿。若為二重管法或三重管法施工,在達(dá)到設(shè)計深度后,接通高壓水管、空壓管,開動高壓清水泵、泥漿泵、空壓機(jī)和鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),并用儀表控制壓力、流量和風(fēng)量,分別達(dá)到預(yù)定數(shù)值時開始提升,繼續(xù)旋噴和提升,直至達(dá)到預(yù)期的加固高度后停止。

2.6樁頭部分處理

當(dāng)旋噴管提升接近樁頂時,應(yīng)從樁頂以下1.0m開始,慢速提升旋噴,旋噴數(shù)秒,再向上慢速提升0.5m,直至樁頂停漿面。

2.7噴漿、攪拌

若遇礫石地層,為保證樁徑,可重復(fù)噴漿、攪拌:按上述4~6步驟重復(fù)噴漿、攪拌,直至噴漿管提升至停漿面,關(guān)閉高壓泥漿泵(清水泵、空壓機(jī)),停止水泥漿(水、風(fēng))的輸送,將旋噴漿管旋轉(zhuǎn)提升出地面,關(guān)閉鉆機(jī)。

2.8清洗

向漿液罐中注入適量清水,開啟高壓泵,清洗全部管路中殘存的水泥漿,直至基本干凈。并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈。

2.9移位

移動樁機(jī)進(jìn)行下一根樁的施工。

2.10補(bǔ)漿

噴射注漿作業(yè)完成后,由于漿液的析水作用,一般均有不同程度的收縮,使固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴,要及時用水灰比為1.0的水泥漿補(bǔ)灌。

3.主要技術(shù)控制要點(diǎn)

鉆機(jī)或旋噴機(jī)就位時機(jī)座要平穩(wěn),立軸或轉(zhuǎn)盤與孔位對正,傾角與設(shè)計誤差一般不得大于0.5。

噴射注漿前要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng),設(shè)備的壓力和排量必須滿足設(shè)計要求。管路系統(tǒng)的密封圖必須良好。各通道和噴嘴內(nèi)不得有雜物。

噴射注漿時要注意準(zhǔn)備,開動注漿泵,待估算水泥漿的前鋒已經(jīng)流出噴頭后,才開始提升注漿管。自下而上噴射注漿。

噴射注漿時,開機(jī)順序也要遵守第3條的規(guī)定。同時開始噴射注漿孔的孔段要與前段搭接0.1m防止固結(jié)體脫節(jié)。噴射注漿作業(yè)后,由于漿液析水作用,一般均有不同程度的收縮,使固體體頂部出現(xiàn)凹穴,所以應(yīng)及時用水灰比為0.6~l的水泥漿進(jìn)行補(bǔ)灌,并要預(yù)防其他鉆孔排除的泥土或雜物進(jìn)入。

為了加大固結(jié)體尺寸,或深層硬土為避免固結(jié)體尺寸減小,可以采用提高噴射壓力、泵量或降低回轉(zhuǎn)與提升速度等措施,也可采用復(fù)噴工藝。

冒漿的處理,在旋噴處理中,往往有一定數(shù)量的土粒,隨著一部分漿液沿著注漿管壁冒出地面。通過對冒漿的觀察,可以及時了解土層狀況、旋噴的大致效果和旋噴參數(shù)的合理性等。根據(jù)實驗,冒漿(內(nèi)有土粒、水及漿液)量小于注漿量的20%為正常。超過20%或完全不冒漿時,應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施。若是地層中有較大空隙引起的不冒漿,則可以在漿液中摻入適量的速凝劑,縮短固結(jié)時間,使?jié){液在一定土層范圍內(nèi)凝固。另外,還可以在空隙地段增加注漿量,填充空隙后再繼續(xù)正常旋噴施工。冒漿量無窮大的主要原因,一般是有效噴射范圍與注漿不相適應(yīng),注漿量大大超過旋噴固結(jié)所需的漿量所致。減小冒漿的措施有三種:提高噴射壓力;適當(dāng)縮小噴嘴直徑;控制固結(jié)體形狀。在正常情況下的冒漿可沿公路橫向方向,在相鄰兩個孔之間開挖排漿溝,形成樁與樁之間的系粱,以便提高復(fù)合地基總體承載力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張家偉高壓旋噴樁基坑支護(hù)技術(shù)[J].巖土工程,2006.

[2]閻世龍.旋噴樁在加同處理軟弱路基中的應(yīng)用[J].河北建筑科技學(xué)院學(xué)報,2004.22(1).

[3]錢美亞,別小勇.利用高壓旋噴樁進(jìn)行深基坑圍護(hù)初探[J].山西建筑,2008.

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