建筑基坑工程施工中旋喷桩施工技术的运用研究

发表时间:2020/12/16   来源:《建筑实践》2020年7月21期   作者:常谭
[导读] 在现阶段工程施工建设中,很多项目规模更大,高度更为突出,必然施工建设中面临着较大挑战
        常谭
        中铁贵州工程有限公司 贵州省  550003
        摘要:在现阶段工程施工建设中,很多项目规模更大,高度更为突出,必然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。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。
        关键词:建筑工程;高压旋喷桩;施工技术
        
        1高压旋喷桩施工技术概述
        在高压旋喷桩施工技术的具体应用中,会使用到钻机和注浆装置,对水泥浆进行高压喷射,进而对土体进行冲切和扰动,这样就可以实现水泥浆和原有土体的混合,形成具有较高稳定性和可靠性的旋喷桩结构,这对提高市政工程基础结构的稳定性发挥着重要的作用,还能够有效预防市政工程的渗漏问题。现在市政工程施工项目涉及的范围越来越广,在具体的施工过程中,基础条件较差的情况比较多,这就需要全面提升基础施工处理质量,选择恰当的施工技术。高压旋喷桩施工技术自身具有较多的优势,能够在各种不良土层中得到应用,能够实现市政工程基础结构的改良和加固。高压旋喷桩施工技术的应用能够形成旋喷桩结构,进而发挥加固和防渗漏的作用,需要根据土层的特点和市政工程的施工要求进行合理布置。现在市政工程中高压旋喷桩施工技术的关注点在于如何选择水泥浆的喷射方式,主要有三种喷射方式。首先,单管喷射能够实现水泥浆的高压喷射,实现水泥浆和原有土体的融合。其次,二重管喷射能够更好地破坏土体,使市政工程的基础结构具有更强的稳定性,固结体的形成效果更强。最后,三重管喷射实现了水泥浆、水和空气的协调,提高了对原有土体的冲切效果,实现固结体形成效果的优化。
        2基坑工程中旋喷桩技术施工准备
        施工前,应认真做好以下准备工作:(1)根据现场实际情况,清理、整平场地,然后根据图纸进行放线;(2)结合设计要求和相关技术法规,做好安全教育和安全文明建设工作,根据业主和监理单位的要求,确定试桩的  合适位置,通过试桩确定必要的技术参数,如喷射的种类、提升速度、喷浆压力、喷嘴直径、浆液粘稠度等;(3)进行图纸评审前的各项工作;(4)与施工单位和监理单位密切接触和合作;(5)供水连接和现场硬化;(6)建立必要的生活设施。
        3基坑工程中旋喷桩施工技术要点
        3.1施工放样
        严格按照设计放样定孔位,其误差控制在设计及规范允许范围内,桩位中心点钉入小木楔并做标记。
        3.2钻机定位
        将钻机移动至设计孔位上,将钻头对准孔位中心,同时调整钻机,放置平稳。为保证钻孔达到设计要求的垂直度,钻机就位后作水平校正,使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。旋喷注浆管的允许倾斜度不得大于1.5%,先进行低压(0.5MPa)射水试验,以检查喷嘴是否畅通,压力是否正常。
        3.3钻孔
        在设计桩位的中心先用钻机钻一为旋喷管插入用的导孔,孔深须达到预定深度。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。
        3.4制备水泥浆
        桩机移位时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先加水,再将水泥和外加剂倒入,开始搅拌,打开搅拌桶底部阀门,放入筛网(孔径0.8mm),过滤后流入浆液池,然后通过泥浆泵抽进第二道筛网(孔径0.8mm),第二次过滤后流进浆液桶中,待压浆时用。
        3.5钻孔插管
        将喷管插入地层预定的深度。在钻孔插管过程中,为防止泥沙堵塞喷嘴,可边射水、边插管,水压力一般不超过1MPa,压力过高则容易将孔壁射塌。


        3.6喷射作业
        喷浆管到达设计深度后,停止钻进,旋转不停,高压泥浆泵压力加到施工设计值,喷浆30s后,边喷浆、边旋转,同时严格按照设计和试桩确定提升速度提升钻杆。在施工过程中,技术人员时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力等参数是否符合要求,并做好记录。
        4基坑工程中旋喷桩施工技术质量控制
        4.1施工必须严格按照设计参数和规范进行
        未经批准不得变更参数。在施工过程中,钻杆的提升速率控制在200mm/min,旋喷速率控制在20r/min,泵的压力控制在35MPa。在喷浆施工中,需预留长约500mm的桩头,以避免浆液收缩对桩顶强度和仰角的不利影响。在注浆过程中,保证注浆的连续性和一致性。无论停止注水的原因如何,在恢复注水前必须至少进行500毫米的粘接,以避免造成砂泥现象。高压喷射时,如果压力突然变化,会使冒浆量大大增加,或者没有冒浆,则必须停止喷射检查。确定原因后,应采取有效措施。考虑到旋喷桩整体强度较低,应采用人工开挖桩头的方法。不可能用机械设备野蛮挖掘,影响桩体的完整性,对桩体造成破坏。不得使用大型重锤打坏桩头,以免损坏下桩体。
        4.2旋喷
        根据从下到上的顺序,如果施工中发生停机故障,维护后至少要向下处理500mm,以保证桩身具有良好的完整性。考虑到天然地面地质的复杂性,整个深度范围内的土层不断变化,土壤颗粒的组成、紧致度、含水量都有很大的差异,如果使用同一参数进行施工,则不能保持固结体的直径,最终对承载能力产生不利影响。在这方面,应采取不同的措施喷浆,特别是泥层和硬土层,并适当减慢旋喷和升降速度,喷浆过程中的压力也可适当增加。
        4.3复喷
        在保持旋喷技术参数的基础上,在同一土层内进行重复注浆。这样可以保证注浆的损伤长度,起到增加桩径的作用,保证固结体的强度。在注浆过程中,随着反复喷浆次数的增加,固结体强度的影响明显增强。
        4.4冒浆处理
        旋喷施工中,一些土颗粒不可避免地会从管壁向地面冒出来。通过观察,掌握土层的实际情况,判断旋喷效应,确定参数是否合理。结合相关经验,当喷浆量在总喷浆量的20%以内时,为正常现象。如果超过20%,应在查明原因后立即处理。流量保持不变,但压力下降时,需要检查是否有泄漏,必要时拆除注浆管,检查是否密封。冒浆不连续或者根本不连续的,用适当的再注射处理;检查发现周围有暗道和空隙时,不提升注浆管,同时降低气压力流量,继续注浆直至冒浆为止,或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直到冒浆为止,或采用速凝浆液,使浆液在注浆管附近凝固。冒浆量大一般是有效喷射范围与注浆量不相适应,注浆量大大超过所需浆量所致。双管法施工可适当缩小喷射孔径,提高喷射压力,基本保持注浆量不变;如仍无效时,可加快提升速度和旋摆喷速度。
        4.5固结体的形状控制
        通过调节旋喷压力和实际喷浆量,可以控制固结体的形状。一般工程的固结体形状为圆柱形,施工时应同时进行旋喷喷浆。为了保证深层成型的质量,在喷底时,有必要增加喷底的压力,反复喷底。
        4.6基于试验优化旋喷桩施工工艺
        为了确保软土地基的处理效果达到预期,需要在工艺设计阶段进行一系列试验,验证和优化高压旋喷桩施工的工艺参数、单桩的几何尺寸以及水泥浆配方。首先需要按照初步工艺设计进行现场的试验性施工,进而对定型的固结体取样并进行物理和力学性能试验,验证其抗压强度等指标是否达到设计标准。其次,需要对水泥浆进行试拌和试件制作,并且完成规范性的性能测试,验证其抗渗、抗压以及固结速度等参数,并且在必要时调整配方,直至其各项指标达到施工要求。
        5结语
        高压旋喷桩是基础加固中常用的技术措施之一。为了保证喷桩施工的质量,达到理想的加固效果,必须从施工准备阶段到质量检验阶段做好施工控制工作,并注意各环节的重点控制内容,消除所有可能影响喷浆质量的因素。
        
        参考文献:
        [1]李椋京.高压旋喷桩的施工技术[J].福建建材,2018(12):53~54.
        [2]谭建文.高压旋喷桩处理软土地基施工技术分析[J].科技经济导刊,2018(24):29~30.
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