三重管喷射注浆工法(三重管旋喷桩)加固地基

(JetGrouting)70年月开发的一种型地基加固技术，迄今已得到广泛应用。在地基加固方法中，有一种历史悠久的(Injection在很多状况下，由于土层和土性的关系，其加固效果常不为人们所掌握，尤其是在沉积的分层地基和夹层多的地基中，注入剂往往沿着层面流淌；在细颗粒的土中，注入剂难以渗透到颗粒的孔隙中。因此，常常消灭加固效果不明显或很不均匀的状况。高压喷射注浆法抑制了上述注入法的缺点，将注入剂形成高压喷射流，借助高压喷射流的切削和混合，使硬化剂和土体混合，到达改进土质的目的。70基加固技术，即所谓CCP(ChemicalChurningPile)。此后，70喷射高压冰液和压缩空气的二重管法最终形成喷射高压清水，压缩空气和低压浆液的三重管法。这种方法比单管法、双重管法加固直径大，不需要承受高压泥浆泵，成为国内外应用最广的喷射注浆法。目前，在世界数百项工程中获得应用，使用的国家有日本、德国、美国、英国、意大利、瑞典、原苏联、加坡等，使用的工程包括深基坑开挖中的挡土或隔水，盾沟工程起始和终端部位的土体加固，旧有房屋、桥梁地基补强或旧有建筑物接近工程的施工等。冶金部建筑争论总院于1978年结合宝钢工程，争论并成功的将三重管喷射注浆法应1980果奖3目前，我国在冶金、铁路、水利、城市建设各部门已分别在深基坑开挖、桥墩加固、水坝坝基防渗、旧有建筑物地基加固等方面广泛应用了这种方法。一、特点与适用范围三重管喷射注浆法是一种具有特别功能的地基加固方法。在很多工程实例中，往往与包括桩基及其它地基处理方法相比，喷射注浆法是一种最优的选择，有些状况则是唯一选择。因此它是一种的、具有很强生命力的地基加固技术。喷射注浆法加固地基的主要优点如下：受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间的影响较小，可广泛适宜竽淤泥、脆弱粘性土、砂土甚至砂卵石层等多种土质。可承受价格廉价的水泥作为主要硬化剂，加固体的强度较高，依据土质不同，加固体的强度可为500~1000kPa。可以有打算地在预定的范围内注入必要的浆液，形成肯定间距的桩，或连成一片桩或薄的帷幕墙，加固深度可自由调整，连续或分段均可。1承受相应的钻机，不仅可以形成垂直的桩，也可以形成倾斜的桩。可以作为施工中的临时措施，也可作为永久建筑物的地基加固，尤其是对已有建筑物地基补强和基坑开挖中需要对接近旧建筑物加以保护依据加固所起作用，喷射注浆法可以分为以下不同目的：(1)止水，形成防水帷幕，隔断地下水的渗流。(2)防止坑底部粘性土涌土或砂性土管涌或侧壁挡土。(3)对相临构筑物或地下埋设物的保护。(4)旧有构筑物地基的补强。(5)桩根底的代用。(6)地下盾构法等顶管施工始末端的加固。二、加固原理与加固方法由钻机操作特别的三重喷射管，喷射管端部由三个喷嘴，分别喷射高压水，压缩空气和水泥浆。由高压水和压缩空气形成的喷射流用以切削土体，由另一喷嘴喷出之水泥浆与被切割的土混合，形成水泥、土混合体，到达加固土的目的。由于由钻机操作的喷射管边喷射，边旋转，边提升，从而形成具有较高强度的柱状水泥土加固体，称之为旋喷桩。假设边喷射边提升而不旋转，则在土层中片状的范围内实现水泥与土的混合。专用的)钻机，驱动密封良好的喷射管和带有横向喷嘴的特制喷射头进展成孔。成孔时承受水冲的方法，使喷射头到达预定的深1-(a))。其次阶段为喷射加固阶段，即用高压水，水泥通过喷射管由喷射头上的横向喷嘴向土中喷射。与此同时，钻杆一边旋转，一边向上提升1-(b))。有时，依据工程需要，也可形成“片状”加固体，例如隔水帷幕。此时，只要在喷射时，钻杆只提升，而不旋转，即所谓定向喷射。或者，只在肯定的120°)内摇摆，2即所谓摇摆喷射。三重管喷射注浆法施工设备平面布置概括如2所示。当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射贯入，只是在必要时，才在地基中φ15cm由于喷射注浆法没有系统的专用机具，因此施工机具需因地制宜地加以选择。三、施工工艺钻机就位：喷射头正对孔位中心，使喷射管的轴线正对钻孔中心，一般垂直度偏差应小于1.5%3-a)。3-b)。(3)喷射提升：使高压水、压缩空气、水泥浆均到达预定喷射压力后，按设计施工参3-c20cm，施工时应做好原始记录。35(43-d)，应将全部管道冲洗(5)移位。四、主要施工机具三重管喷射注浆法施工的主要机具有以下几种：1.高压泵高压泵为柱塞式高压清水泵。高压泵的压力通常要求能15.0MPa以上。一个良好的高压泵应能在高压下持续工作，设备的主体构造和密封系统应有良好的耐久性。泥浆泵泥浆泵用在三重管旋喷中输送水泥浆之用。实际使用压力掌握200Pa左右，依据使用状况来看，由于水泥浆对机械和密封系统均易产生磨损，致使泥浆因此而不能顺当吸入与排出。因此，对泥浆泵的维护和检修是格外必要的。空压机承受的有6m3/min、9m3/min、柴油空压机或电动空压机，工作压力70Pa，旋喷中当保持管线中压力为40~55Pa时，空气实际排量为1m3/min钻机喷射注浆法承受的钻机工水平起着重要使用。为了适于喷射注浆法施工的要求，冶金工业部建筑争论总院已开发了专用的旋喷钻机。日本、德国、意大利等国一些专业施工公司，均开发承受各具特色的旋喷钻机。其他机具喷射管：三重管法的喷射管要同时输送水、压缩空气和水泥浆，而这三种介质均有不同的压力，因此，喷射管必需保持不漏、不串、不堵，加工精度严格，否则将难以保证施工质量。其他仪表：施工质量治理在喷射注浆法中是至关重要的。过去多承受人工读数记录方法。工程实践说明，承受各种相应的仪表进展掌握和记录是格外必要的。其中主要有记录泵的压力、液量和空压机的送风量，记录压缩空气量的为玻璃转子流量计。五、施工人员及施工治理(一)施工人员每班配制人员20-25(1)班长，1(2)泵工，2-3(3)空压机工，1(4)钻机，2(5)搅拌工，8-10(6)机修工，2(7)电工，1(8)记录员，1(9)技术员，1(二)施工治理技术治理由技术员负责，具体职责为：监视施工参数及处理施工时发生的临时变更状况，准时与设计单位联系。质量治理TQC小组，班长负责监视实施设计施工参数，严格按操作规程操作，并作好施工记录，觉察问题，准时与技术员联系解决，定期进QC活动，保证施工质量。安全治理施工场地平坦，以防钻机倾斜或沉陷。准时检查各高压管接头的牢靠性，防止高压管暴裂伤人。(3)准时检查各操作工的操作程序，严防违章操作。(4)三重管喷射注浆电路简单，应常常检查，排解隐患，做好安全用电。六、加固质量及效果检验三重管喷射注浆法效果检验主要有：1.开挖检查待凝固一周后进展开挖，将固结体露出，检查固结体的直径，并现场取样到室内加工成标准试块，检查各龄期桩体的单轴抗压强度，变形特性以及水泥含量等。试块制作按7×7×7cm立方体作抗压强度试验。当用作单轴及三轴抗压强度、抗拉强度时需按试验要求制作试块。冒浆体试块试验取施工过程中的冒浆体所取的冒浆应取喷射后期，即水泥与土混合的状态已接近地下实际混合状态的冒浆。钻孔取芯检查桩体的均匀性，并可检验其强度。由于受到水泥土的强度不高和桩径垂直度的影响，取芯工作必需格外认真才能取得好的效果。钻孔注水试验检查其渗透特性。5.标贯试验据标贯击数，确定其承载特性。6.现场荷载试验确定单桩承载力或复合地基承载力。7.其它试验方法室内浆液配方试验，现场施工参数试验等。上述检验工程，应结合工程要求和条件加以确定。其试验方法均参照工程地质勘察和建筑材料试验中相应的方法进展。七、工程实例宝山钢铁总厂工程的深基坑开挖宝山钢铁总厂初轧1号铁皮坑的平面尺寸为18.3×45.3m，深度为22.3m，与一系列正在施工的重要设备根底和厂房桩根底相邻，因此必需确保铁皮坑在施工过程中的稳定性以及削减其对相邻根底的影响。经过对多种地基加固方案分析比照后，确定承受三重管喷射注浆法加固基坑底部。土层状况在基坑深度范围内，根本上为淤泥质亚粘土和淤泥质粘土，强度极低。首先在基坑的四周设置两层井点降水，开挖-9.8m标高，然后在基坑四周打板桩，并对基坑底部标高以下进展地基加固4.5m，桩距横向承受0.7D，纵向承受0.8D(D1.5m)。为了到达良好的支撑作用6953000安徽六合滁河大桥桥墩加固安徽六合滁河大桥是矿山铁路专用的五孔双曲拱桥，单孔跨度25m。地层自地表起分别为软塑亚粘土、轻亚粘土。桥墩根底承受100cm灌注桩。南北桥头为了抵抗水平推填土高度约为3~7m。由于路堤荷载的影响，产生不均匀沉降，而使桥墩产生位移，引起桥拱的开裂。裂缝宽度最大约为0.2mm。为了阻挡混凝土墩和毛石砌体的不均匀沉降以及桥墩的水平位移，打算承受旋喷桩进展加固，同时承受扩大混凝土墩面积，增设灌注桩与其相连以及对毛石墩注浆加固的综合方案。旋喷桩的主要作用在于防止相邻填方、铁路荷载引起的附加沉降连续进展，同时增加土体水平抵抗力因此对桥体的沉降和位移进展了监测。桥拱上的旋喷桩的施工量总计000旋喷桩—灌注桩组合挡土壁武汉钢铁公司翻车机室廊道基坑开挖时4.5~10.0m土，维持边坡稳定，由于坑边坡范围内有一层透水性较好的土层，估量根底开挖后将大量涌水，最终确定在两根钻孔灌注桩之间加一根三重管旋喷桩，形成组合式挡土构造，用以挡土和截水，设计总桩数144根，总延米数为1600m，开挖结果说明，三重管喷射注浆法隔水效果良好。加固设备根底大港电厂翻车机室地基为高压缩性、低强度的淤泥，建筑主体建成后即觉察建筑物沉降大，而且连续在进展，主体构造上并觉察有裂纹，工程被迫中断。经多种方法比较，最终选定用三重管旋喷桩加固地基(Ф130早强剂及跳打法施工，施工期间总沉降仅2.4cm，设计旋喷桩66根，总延