探析市政工程基坑施工中高压喷桩的应用

发表时间:2020/11/30   来源:《科学与技术》2020年第21期   作者: 杨宇
[导读] 伴随着时代的进步,科学技术的发展,经济的快速进步,推进了城市化建设的速度。城市人口也逐步增多,为了帮助国家放松土地利用压力,城市建设不但增加了对地面空间的利用效率
        杨宇
        襄阳市政建设集团有限公司 湖北 襄阳 441000
        摘要:伴随着时代的进步,科学技术的发展,经济的快速进步,推进了城市化建设的速度。城市人口也逐步增多,为了帮助国家放松土地利用压力,城市建设不但增加了对地面空间的利用效率,还增加了地下空间的利用效率,与此同时更高层的建筑需要更深的基坑建设来保障高层建筑的安全性。基坑深度的增加让基坑的建设增加了很多问题,市政工程的难操作性和范围性也提高了基坑建设的困难程度。高压喷桩建设具有操作简单、环境适应力强、占地范围小等优势,可以运用到市政工程基坑建设之内,对于增强市政工程建设质量有着很大的作用。本文主要分析探析市政工程基坑施工中高压喷桩的应用
关键词:市政工程;基坑施工;高压喷桩
引言
        我国当前市政建设工程中的基坑建设项目,通常是由建设单位承包。对于那些水文地质错综复杂的地区,以及基坑深度越深的市政基坑建设来说,倘若无法科学合理的选择建设方法,就有很大可能为工程建设增加巨大的问题。
1、高压旋喷桩施工技术概述
        高压旋喷桩施工技术主要就是借助于钻机以及注浆装置,将浆液以及其他混合材料,在高压喷射作用下,实现对于土体的冲切和扰动,继而也就可以在相应浆液和原有土体的充分混合后,形成相对稳定可靠的旋喷桩结构,这一圆柱状固结体必然也就能够较好提升基础结构的稳定性,在防渗漏方面也可以发挥理想作用。从当前市政工程项目的施工建设中来看,因为其涉及的范围越来越广,进而也就会遇到较多的不良基础条件,对于基础施工处理往往提出了较高的要求,需要恰当选择适宜合理的基础施工手段。高压旋喷桩施工技术在该方面就能够表现出明显优势,在淤泥质土、粉土、黄土以及粉质粘土等多种不良土层中都可以得到良好运用,基础结构的改良加固作用较强。在高压旋喷桩施工技术的应用后,其往往可以借助于形成的旋喷桩结构发挥出基础加固以及防渗效果,应该结合不同土层特点以及市政工程基础施工要求进行优化布置。当前市政工程中高压旋喷桩施工技术的应用需要重点关注于喷射方法的合理选择,一般主要存在单管、二重管以及三重管等三种处理方式。其中单管喷射主要就是针对水泥浆进行高压喷射,以促使水泥浆可以和原有土层形成有效融合;二重管喷射则是在原有水泥浆喷射的基础上,同时高压喷射空气介质,以进一步提升高压喷射流对于土体的破坏作用,保障由此形成的基础结构可以具备更强的稳定作用,固结体的形成效果更强;三重管喷射则是借助于水泥浆液、水以及空气三者进行恰当喷射,在相互协调的基础上,促使原有土层可以形成有效冲切,尤其是可以借助水和空气高压喷射形成的空隙进行水泥浆喷射,进而也就必然可以更好优化固结体形成效果,往往可以形成直径2m以上的旋喷桩,在一些基础结构施工处理要求较高的市政工程项目中发挥着重要作用。
2、高压喷桩工艺特性
        高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后,以高压设备使浆液或水(空气)成为20~40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲切、扰动、破坏土体,同时钻杆以一定速度逐渐提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个圆柱状固结体(即旋喷桩),以达到加固地基或止水防渗的目的。高压旋喷桩施工技术是20世纪70年代日本首先提出,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:(1)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来得小,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,尤其对于综合管廊上方有高压或通讯杆线受限的情况,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。(2)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。(3)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。(4)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。(5)对周围建筑物影响小。综合管廊建设多位于城市人口密集处,周边建筑物多,由于高压旋喷桩震动小、噪音低,不会对临近基坑的建筑物产生裂缝或倾斜、地面道路产生开裂、周边管线产生沉降。
3、市政工程中高压旋喷桩施工技术应用要点
3.1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。
3.2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。
3.3桩头处理和补浆
        高压旋喷桩施工中完成喷浆作业后,往往还需要针对桩头进行恰当处理,确保桩头部分能够形成较为理想的呈现效果。基于此,除了要在旋喷过程中做好桩头部位的缓慢处理,以更好形成桩头质量的优化保障外,往往还需要针对桩头位置进行恰当调整,结合旋喷桩的整体构建要求,避免旋喷桩的桩头在尺寸或者是性能方面出现偏差问题。此外,因为高压旋喷桩的施工处理还会受到水泥浆析水作用的影响,存在着一定程度的收缩问题,这也就需要及时做好补浆处理,确保补灌的水泥浆能够和原有旋喷浆液有效融合。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备明显优势,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。
结束语
        高压喷射注浆加固简单地说就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,以高压设备使浆液与水和空气成为高压流从喷嘴中喷射出来,冲击土体。当能量大、速度快且为脉动状的喷射流的压力超过土体结构强度时,土粒便从土体剥落下来,一部分细小的土粒随着浆液冒出,其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例与质量大小有规律地重新排列。待浆液凝固后,便在土体中形成一个固结体。
参考文献:
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