市政工程高压旋喷桩施工技术探究 丁亚兵

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:丁亚兵1 高浩晏2
[导读] 摘要:在市政工程基础结构施工处理中,高压旋喷桩施工技术的应用具有明显优势,需要结合市政工程基础土层的具体状况,恰当选择适宜合理的水泥浆喷射方式,同时逐步规范各个具体技术操作流程,最终更好提升基础加固效果。
        1身份证号码:32120219790107XXXX  山东省青岛市  266000;2身份证号码:37028419941119XXXX  山东省青岛市  266000
        摘要:在市政工程基础结构施工处理中,高压旋喷桩施工技术的应用具有明显优势,需要结合市政工程基础土层的具体状况,恰当选择适宜合理的水泥浆喷射方式,同时逐步规范各个具体技术操作流程,最终更好提升基础加固效果。基于此,本篇文章对市政工程高压旋喷桩施工技术进行研究,以供参考。
        关键词:市政工程;高压旋喷桩;施工技术
        引言
        在现阶段市政工程施工建设中,很多项目规模更大,高度同样也更为突出,如此也就必然在施工建设中面临着较大挑战,尤其是从基础施工处理方面来看,如果基础处理不到位,基础结构稳定性不佳,势必会影响到整个市政工程项目的有序建设。市政工程基础施工中运用高压旋喷桩施工技术可以发挥出积极作用,有助于在优化具体施工流程的基础上,更好保障最终施工效果,成为当前颇受重视的施工处理方式。
        一、高压旋喷桩施工技术原理
        高压旋喷桩工艺是在水泥搅拌桩施工技术的基础上发展而来的,通过改进注浆设备实现向软土层定向喷注高压水泥浆,并且由钻头带动喷射装置旋转、提升,将高压射流切削和冲击下来的软土与水泥浆拌合均匀,进而固化形成桩体。并且在其固化过程中部分水泥浆会沿桩体周边软土层的孔隙扩散,不仅可以通过桩体自身赋予地基稳固的承载力,还通过挤压、固定桩周土体使高压旋喷桩和桩间土体成为相对稳定的受力结构,让复合桩基具有足够的抗剪性能并预防地面基础沉降。
        二、高压旋喷桩施工工艺特性
        高压旋喷桩施工技术在20世纪70年代由日本首先提出,是在静压灌浆的基础上,引进水力采煤技术而发展起来的。目前该工艺已广泛应用于城市综合管廊深基坑基底加固,具有以下特性:
        (一)成桩效率高
        高压旋喷桩采用浆液与土体强制搅拌混合的方式,就地加固原土,一次性成桩,施工工艺简便,成桩效率高,工期短。
        (二)施工机动性强
        高压旋喷桩的机具对比水泥搅拌桩和CFG桩等其他软基处理机具体积及占用空间要较小,机具进出场及架设比同类软基处理工艺机动性更强,更适用于施工现场环境比较复杂、作业面交叉比较混乱的施工现场,高压旋喷桩由于其机具的紧凑性,更能体现其机动性,做到其他软基处理无法做到的优势。
        (三)成桩效果好
        高压旋喷桩桩体水泥含量高,强度高,接近于混凝土桩,形成的基础强度大,防渗效果好。
        (四)适用范围广
        高压旋喷注桩对黏性土、素填土、粉土、淤泥、淤泥质土、黄土、砂土和碎石土等地基都有良好的处理效果。
        三、市政工程中高压旋喷桩施工技术应用要点
        (一)现场勘探
        市政工程中运用高压旋喷桩施工技术需要首先确保相应技术手段的运用较为规范适宜,这也就需要重点把握好现场勘探工作,要求该技术的应用具备更强针对性,可以在喷射方式选择以及相关材料运用方面更为契合。技术人员需要在深入研究设计文件资料的基础上,进一步围绕着现场进行补充勘探,以准确掌握地基土特点,对于物理性能以及化学性能进行综合分析,进而为后续相关工作的开展提供参考依据。由此可见,现场勘探工作同样也需要得到相关土样试验检测程序的支持,最终形成较为全面详尽的资料信息。


        (二)水泥浆制备及旋喷作业
        高压旋喷桩施工使用的水泥浆配比是基于精确计算和试验确定的,要求制备好的浆液不得离析,不得长时间放置,放置超过2h的浆液应废弃。浆液倒入集料斗时应加筛过滤,避免浆内块状物损坏喷浆泵。而在旋喷作业过程中首先需要检查设备运转、管道以及喷嘴密封状态有无异常,并且经过地下试喷检验水泥浆能否按预定方向、压力顺利喷射。其次,在从桩孔底部开始旋喷作业时要实时观测、记录和控制好钻杆提升、旋转速度以及喷射压力等工艺参数,钻杆提升速度应不大于25cm/min,旋转速度约16r/min。当发现喷浆不足时,应整桩复打;当施工因故停机时,应使搅拌头下沉至停机面以下0.5m处,待恢复供浆后再喷浆提升;当停机超过3h时,应拆卸输浆管路,清洗后方可继续施工,防止浆液硬结堵管。当钻头提升至距离地面1m时,宜用慢速提升;当喷浆口即将出地面时,应停止提升,搅拌数秒,保证桩头搅拌均匀。在旋喷桩施工达到设计的高度时,即可冲洗设备并将其移至下一个桩孔的施工位置。
        (三)试桩
        在高压旋喷桩施工技术现场施工前,还可以借助于必要的试桩操作,实现对于最终施工质量效果的保障,以避免出现较为严重的桩结构质量不佳问题。结合前期室内试验获得相关资料信息,合理确定水泥浆喷射量,进而在现场进行试验打桩处理;根据相应试桩检测结果,有效调整水泥浆的应用量,或者是进一步优化配比,同时考虑到搅拌机提升以及搅拌参数的最优值,最大程度上保障后续现场实际施工操作能够发挥出应有作用。
        (四)钻孔及注浆管插入
        在钻孔工序的施工过程中钻头类型、钻进速度以及采用何种工艺都应以保证桩孔质量和插管过程顺利为原则。首先考虑已有施工设备的性能特点,并且依据软土层的特点、结构、高压旋喷桩的深度等进行选择。在钻孔过程中则需要实时监控钻进深度,并且同时对喷射装置进行调试和检测,确保泥浆制备、高压喷射设备以及喷头能正常运转。当钻孔深度达到设计值时,开始将注浆管插入至孔底预定位置,在此过程中应伴随喷头射水,以防孔壁脱落的砂土堵塞喷头和注浆管,同时注意控制水压和避免对孔壁造成冲击破坏。为防止孔间串浆,施工时必须采用隔桩调跳打法,相邻两根桩施工间隔时间不小于24h。
        (五)插管喷浆
        高压旋喷桩施工技术的操作需要关注插管以及水泥浆的喷射环节,这也是直接关系旋喷桩质量状况的关键工序。在插管处理中,应该结合现场施工处理需求,恰当选择插管方式,进而协同钻孔作业,完成喷射管的合理运用。一般而言,在启动钻机的同时,相应水泥浆液的高压喷射同样也需要同时启动,如此也就可以形成较为理想的浆液喷射效果,对于钻杆的应用也可以更为高效可靠。一般而言,喷浆处理应该达到20~40MPa,以实现水泥浆以及其他介质的更好喷射。在喷浆处理过程中,往往需要做到恰当旋转,以更好形成旋喷桩结构。在插管喷浆达到相应设计柱底时,就可以停止相应操作,并且同时针对喷浆管进行恰当提升出来,同时注重做好搅拌处理。
        (六)浆液制作
        高压旋喷桩的浆液按试桩结果进行配置,采用1.25∶1的水灰比,水泥采用普通硅酸盐水泥,水泥掺量为741kg/m3。水泥浆液制作时,首先应在拌浆桶内加入水,再加入水泥,使用搅拌机搅拌15min,在桩机施打过程中不得停止搅;其次浆液制作采用二级过滤,浆液喷射时,把拌浆桶底部的阀门打开,让浆液流入第一道过滤网,并流入水泥浆液池,再用泵抽的方式将水泥浆液输送到第二道过滤网,通过两道过滤后流入浆液桶中;最后将过滤好的浆液输送到桩机的喷管内进行喷射作业。
        结束语
        综上所诉,高压旋喷桩以其设备结构紧凑、体积小、占地少、震动小、噪音低、机动性强、成桩效果好等优点,已被逐步应用于市政工程中,并产生良好的社会效益和经济效益。随着高压旋喷桩的设计、施工规范不断完善,施工工艺的不断提升,相信高压旋喷桩将在市政工程建设中发挥越来越重要的作用。
        参考文献:
        [1]朱强.公路软基高压旋喷注浆法处治与加固效果分析[J].山东交通科技,2019(06):118-120.
        [2]胡雪琴,梁丹.公路路基高压旋喷桩施工技术[J].交通世界,2019(34):52-53.
        [3]王星国.高压旋喷桩在市政道路软基处理中的质量控制与常见病害防治[J].中华建设,2019(10):168-170.
        [4]李亚伟.高压旋喷桩施工工艺[J].交通世界,2019(22):90-91.
 
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