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1、淺談高壓旋噴樁圍井施工技術(shù)焦建林中鐵十四局武漢工程指揮部摘要:高壓旋噴樁止水帷幕,在南京長江隧道工作井建設中應用十分廣泛。通過對南京長江隧道岸邊段圍護結(jié)構(gòu)中高壓旋噴樁的施工,對高壓旋噴樁的施工技術(shù)及其施工過程中的常見問題進行分析。關(guān)鍵詞:高壓旋噴樁,止水帷幕,圍護結(jié)構(gòu),施工技術(shù)一、工程概述(1)長江南京段上游過江通道左汊隧道浦口明挖工程旋噴樁圍護結(jié)構(gòu)有高壓旋噴樁止水帷幕,工程量較大,為了確保施工進度的同時保證施工質(zhì)量,旋噴樁試樁采用二重管法。(2)工程地質(zhì)條件:工程所處地區(qū)地層從上至下主要為:2-3層軟塑狀粘土、4層流塑狀淤
2、泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、4-1層粉土、6層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土、7-1層粉細砂、7-2層稍密粉土、8層粉細砂、9層粉細砂。結(jié)構(gòu)主要處于2-3層粘土、4層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、6層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土、7-1層粉細砂,圍護結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻最深達到8層粉細砂。二、施工流程及施工方法(1)施工流程:旋噴樁是在普通化學注漿法的基礎上發(fā)展起來的加固土體和止水帷幕的一種新方法,是采用高壓射水切削土體,同時高壓注入設計漿液對土體進行加固的一項技術(shù)。旋噴樁施工過程中一般先用鉆機引孔,用高壓泵(一般為25MPa)將水泥漿液通過特殊注漿管端頭的噴嘴(ф1.8)
3、,以高速噴入土層,噴嘴在噴漿液時,一面緩慢旋轉(zhuǎn)(10rpm)、一面徐徐提升(10~15cm/min),高壓噴出的漿液不斷切削土層,并使強制切削下來的土體與漿液充分混合,最后在噴射力的有效射程范圍內(nèi)形成一個混合物圓形凝柱體,依據(jù)實際地質(zhì)情況旋噴法采用的二重管法,即:同時壓入水泥漿和壓縮空氣,使用φ73鋼管為注漿管,噴射流為漿液,以25MPa壓力從噴嘴中噴出,直接沖擊切削土體,達到水泥漿置換土體顆粒,滿足設計要求。施工流程詳見旋噴注漿施工工藝流程。(2)施工方法:施工時首先用鉆機引孔,再用旋噴機噴射,即先把漿液管下到預定加固范圍
4、最深點,然后自下而上進行高壓噴射注漿切割土體,將開孔和灌注樁體同時進行,一次成樁,其工作步驟為:1)鉆機就位:鉆機需平置于牢固堅實的地方,鉆桿對準孔位中心,偏差不超過5cm。設備安裝調(diào)試高壓旋噴注漿施工平整場地測放樁位啟動高噴臺車引孔施工造漿定位試機引孔鉆進啟動空氣壓縮機輸送高壓氣流主機鉆進擴樁鉆孔擴樁結(jié)束二重管同時啟動并漿自樁底勻速旋轉(zhuǎn)提速高壓噴漿至樁頂單樁施工完畢移機再施工圖旋噴注漿施工工藝流程2)鉆孔下管:鉆孔的目的是將注漿管順利置入預定位置,在下管過程中,需防止管外泥砂或管內(nèi)水泥漿小塊堵塞噴嘴,可用膠帶封死噴頭,當注
5、漿噴頭下到預定位置(預定加固范圍最深點),按照順序往管內(nèi)輸送高壓水、高壓漿液和壓縮空氣,膠帶將自動崩開。3)制漿:根據(jù)不同地層選取不同注漿材料,本項目旋噴樁噴射注漿材料采用海螺牌普通硅酸鹽水泥(32.5#),水泥漿液的水灰比為0.8。4)試管:當注漿管置入土層預定深度后應用清水試壓,若注漿設備和高壓管路安全正常,則可攪拌制作水泥漿開始高壓注漿作業(yè)。5)高壓注漿作業(yè):高壓射漿自下而上連續(xù)進行,注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、壓力、旋轉(zhuǎn)和提升速度等參數(shù),應符合操作規(guī)程要求。若其它參數(shù)不變,提高噴射壓力即射流能量大,加固范圍則相應
6、增大,效果好;若提升速度和旋轉(zhuǎn)速度適當降低也可以增大加固半徑,在射漿過程中參數(shù)可隨土質(zhì)不同改變,若參數(shù)不變,則容易造成材料浪費或降低旋噴效果。6)噴漿結(jié)束與拔管:噴漿由下而上至設計高度后,拔出噴漿管,噴漿即告結(jié)束,把漿液填入注漿孔中,多余的清除掉,但需防止?jié){液凝固時產(chǎn)生收縮的影響,拔管要及時,切不可久留孔中,否則漿液凝固后將難以拔出。7)注漿設備清洗:當噴漿結(jié)束后,立即清洗高壓泵、輸漿管路、注漿管及噴頭。三.施工機械設備及主要技術(shù)參數(shù)(1)施工機械設備表1設備名稱設備型號數(shù)量備注鉆機XP-308臺旋噴注漿高壓泵GZB-40B
7、8臺旋噴注漿空氣壓縮機0.6-0.88臺旋噴注漿二重旋噴管738套旋噴注漿漿液制備機拌漿桶8臺旋噴注漿(2)二重管旋噴施工主要技術(shù)參數(shù)如下:項目參數(shù)噴嘴直徑(mm)φ1.8旋噴速度(r/min)5~10提升速度(mm/min)10~15高壓泵壓力(MPa)25~30流量(L/min)41~47(漿液)空壓機壓力(MPa)0.7高壓旋噴樁(ф800)水泥漿流量表表2水泥量(每米)電動機轉(zhuǎn)速(r/min)流量(L/min)(L/min)(L/min)備注310kg56641旋噴注漿320kg58443旋噴注漿330kg60244
8、旋噴注漿340kg62045旋噴注漿350kg63847旋噴注漿四、高壓旋噴樁質(zhì)量(1)質(zhì)量標準1)保證項目旋噴樁使用的水泥品種、標號、水泥漿的水灰比符合設計要求。檢驗方法:檢查出廠證明、合格證、試驗報告。2)基本項目高壓旋噴樁樁體深度、直徑、樁體強度和滲透系數(shù)等符合設計要求。檢驗方法:鉆