摘 要:压旋喷桩作为一种非常有效的土体加固手段,已被广泛应用到了盾构法隧道端头井洞口土体的加固中去。高压旋喷桩相比于其它形式的桩基具有施工方便、经济效益良好、适用范围大、取材便捷等很多优点,故在建筑地基基础的处理中被广泛应用。然而,高压旋喷桩的设计参数和施工工艺的通用性较弱,导致在实际的现场施工过程中施工成本普遍增高,安全性得不到很好地保障,使得高压旋喷桩的自身优势减弱。因此,很有必要对其材料特性和具体的施工工艺进行完善优化,得到合理的施工技术措施,从而为指导实际工程施工提供有价值参考。
关键词:方法;技术;措施
1 高压旋喷桩施工方法
1.1 场地平整
要对施工现场进行合理的清理,使施工现场中的场地处于一个平整的状态,不仅要彻底清理桩位在地表层面以及地下层面中的障碍物,还要使用相应的粘性土料对施工现场中的低洼处进行回填夯实,还要在施工现场设置好排浆沟渠。
1.2 测量定位
利用全站仪,对高压旋喷桩中的里程桩号进行分析与研究,然后根据研究出来的结果在试验区域内合理的对控制桩进行设置,利用麻线、钢卷尺等一系列测量工具确定旋喷桩的桩位位置,确定之后做好标记,保证桩位的准确。
1.3 机具就位
使用起重机将搅拌机移动到旋喷桩的周围,然后再利用桩机底部中的相关装置,将旋喷桩移动到施工的位置,由专业人员在施工现场进行指挥,使用定位测量仪器对桩机进行定位,使桩机处于一个水平的状态,将钻机放置在设计孔位上,使钻头对准孔位的中心。同时钻机就位后,必须作水平校正,使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置,以保证钻孔偏斜率小于1%。钻孔。钻孔方法很多,主要视地层中地质情况、加固深度、机具设备等条件而定。由于场地冲填土多处埋藏孤石等障碍物,故施工中采用钻喷分离方法,即用地质钻机预先造孔至设计孔深,然后将喷杆置入孔内进行旋喷作业。
1.4 浆液配置
高压旋喷桩内部中的浆液,在材料上应该选择抗腐蚀性强的水泥,如矿渣水泥。在对水泥浆液进行配置的过程中,应当严格的按照设计标准与要求进行配置,水灰比例必须保持在 1:1,在对灰浆进行搅拌的时候应该加入适量的水,随之加入相应的纯粘土粉以及水泥,搅拌的时间不能少于 3min 左右,在使用水泥浆之前就应该将其准备好,在喷浆之前要对其进行不断的搅拌,如果搅拌过程中发现水泥浆中存在杂质,就应当采取有效的方法将其清除,搅拌完成之后能够利用胶管将水泥浆输送到旋转振动钻机的喷管中,最后由喷管将其向外喷射。
1.5 喷射注浆
在利用旋喷管对浆液进行喷射之前,首先要对管路系统与高压设备进行严格的检查,确保管路系统与高压设备的状态良好,各部位密封圈必须良好,各通道和喷嘴内不得有杂物,并做高压射水试验,在试验合格之后就可以对浆液进行喷射。旋喷作业时的每一项工艺参数,都要根据前期设计规划中的标准与要求对其进行控制,还要做好旋喷作业中的冒浆情况、用浆分量、压力变化以及喷射压力等一系列事项的记录。
1.6 冲洗
喷射施工完成后,应该使用清水对注浆管等一系列机械工具进行清洗,避免一些水泥浆在管内凝固,造成注浆管堵塞。要将注浆管内的水泥浆进行彻底的清理,一般都是采用清水替换浆液,然后通过将清水喷射出去,清理注浆管、泥浆泵、软管内存在的一些浆液。当旋喷提升到设计标高后,旋喷即告结束。施工完毕应把注浆管等机具设备冲洗干净,管内机内不得残存水泥浆。
2 施工方案与技术措施
工程概况:某地铁一号线工程,为东西向布置,地下双层岛式车站。该站设计总长为179.4m,有效站台长度为118m,站台宽10m,线间距13m。车站主体基坑总长度179.40m,宽18.50m,深16.6~18.9m,中间盖挖采用军用梁便桥体系,长30m,两侧明挖基坑长度分别为97.9m和51.5m。围护结构采用钻孔桩加钢支撑联合支护体系。钻孑L桩设计为D1000@1400,钢支撑采用0609mm钢管,间距3m。钻孔桩外侧采用双排三重管旋喷桩重叠200mm作止水帷幕。车站共设3个出入口和2组风亭。车站中心里程覆土厚度约4.1m,地下一层为站厅层,地下二层为站台层,标准段宽18.5m。除3号出人口采用暗挖施工外,车站均采用明挖法施工。
2.1 施工原理及工艺流程
三管法旋喷是一种水、气喷射,浆液灌注搅拌混合喷射的方法。即用三层喷射管使高压水和空气同时横向喷射,并切割地基土体,借空气的上升力把被破碎的土由地表排除;与此同时,另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中,使水泥浆与土混合达到加固目的,其加固直径可达800mm~2000mm。
采用三管法旋喷,应先送高压水、再送水泥浆和压缩空气;喷射时先应达到预定的喷射压力、喷浆量后,再逐渐提升注浆管,注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm;当达到设计桩顶高度或地面出现溢浆现象时,应立即停止当前桩的旋喷工作,并将旋喷管拔出并清洗管路。三重管法是将水泥浆与压缩空气同时喷射,除可延长喷射距离、增大切削能力外,也可促进废土的排除,减轻加固体单位体积的重力。
2.2 试桩施工
旋喷桩施工前进行2次试桩,根据实际情况确定预定的浆液配比、喷射压力、喷浆量等技术参数。试桩数量不少于2根,东、西端场地各1根,具体位置根据现场实际情况与监理一同确定。
3 特殊质量问题的处理
在旋喷桩施工过程中通常会出现塌孔、机械故障、冒浆等问题,从而影响施工质量,对这些问题的应该采用,积极有效的措施进行处理,以避免对施工造成影响。对于塌孔问题应该查明塌孔的原因,并进行详细的记录,可采用水泥浆对孔壁进行填充和加固,泥浆的配合比应该满足以孔隙内不流动也不硬化的状态;对于机械故障导致旋喷中断的问题,可重新进行喷射施工,作业时要保证搭接的长度;如果冒浆过多或者过小,可先对冒浆的成分和流量进行分析,以便了解灌浆的质量和原因,及时确定应对措施;在喷射作业完成之后,水泥浆可能会由于重力作用或者其它原因,发生表面塌陷的问题,可以采用连续或者间断地向孔内进行静压灌浆的方法来处理,也可采用两次注浆的方法来处理;在地层的分界处,可以根据地层的描述,在分界处进行旋喷作业时,应该尽量將提升喷射的速度降低,也可能进行复喷处理,这样能够有效保证分界处的桩体质量。
4 结束语
目前高压旋喷桩技术的应用较为广泛,且应用效果也较好。高压旋喷桩施工速度较快且方法简单,可以为止水施工提供有利的条件。在高压旋喷桩施工过程中,应该掌握好每个环节的技术要点,控制好施工质量,才能保证旋喷桩的止水效果得到发挥。只有经过这样的参数选取过程,才能选择出最为合理参数,从而使施工成本得到进一步节约,使旋喷桩的施工质量和隧道端头井土体加固效果得到根本保证。
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