高速铁路路基基底加固-高压旋喷桩施工

高压旋喷桩1旋喷桩概念2旋喷桩适用条件3旋喷桩工艺流程4质量检验及施工注意事项旋喷桩概念PART1旋喷桩加固原理

旋喷桩特点

旋喷桩分类旋喷桩概念

旋喷桩加固原理旋喷桩系利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头，以高速水平喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固，形成具有一定强度的圆柱固结体（即旋喷桩），从而使地基得到加固。旋喷桩的特点是：1.可提高地基的抗剪强度；2.能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8～10倍的大直径固结体；3.可用于已有建筑物地基加固而不扰动附近土体；4.施工噪声低，振动小；可用于任何软弱土层，可控制加固范围；5.设备较简单、轻便，机械化程度高；料源广阔，施工简便。旋喷桩概念

旋喷桩加固原理旋喷桩概念

旋喷桩加固原理高压旋喷法基本种类有单管法、二重管法、三重管法和多重管法四种，单管法一般用于软土地基加固以增加软土地基承载力，二重管法及三重管法常用于咬合桩防水帷幕等工程，特别在城市地铁工程地下车站进、出口处施工防水、基础加固效果明显。旋喷桩适用条件PART2旋喷桩适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、湿陷性黄土、人工填土及碎石土等的地基加固。可用于既有建筑和新建筑的地基处理，深基坑侧壁挡土或挡水，基坑底部加固防止管涌与隆起，坝的加固与防水帷幕等工程。旋喷桩适用条件旋喷桩工艺流程PART3

主要机具设备

施工工艺流程

浆液材料及水灰比

施工控制旋喷桩工艺流程

主要机具设备旋喷桩施工主要机具设备包括：高压泵、钻机、浆液搅拌器等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门接头安全设施等。旋喷桩施工工艺流程：旋喷桩工艺流程施工工艺流程（1）试桩及确定工艺参数：为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前进行试桩，以校验施工工艺参数是否合理，现根据工程经验提出试桩用工艺参数如下：①注浆管：提升速度15～20cm；旋转速度20～25r/min。②水：压力25～30MPa；流量85L/min。③浆液压力：≥20MPa；流量＞60L/min。④空气：压力0.8～1Mpa；流量0.7m3/min。⑤水灰比：1:0.8～1：1旋喷桩工艺流程施工工艺流程（2）钻机就位。钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜度不得大于1%。（3）钻孔。单管旋喷使用MJ-50型旋转钻机，钻进深度可达20m以上，适用于标准贯入度小于40m的砂土和粘性土层，当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔。钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。旋喷桩工艺流程施工工艺流程（4）插管。插管是将喷管插入地层预定的深度。使用MJ-50钻机钻孔时，插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地质钻机钻孔完毕，必须拔出岩芯管并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa；若压力过高，则易将孔壁射塌。旋喷桩工艺流程施工工艺流程（5）喷射作业。当喷管插入预定深度后，由下而上进行喷射作业，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。当浆液初凝时间超过20h,应及时停止使用该水泥浆液(正常水灰比1:1，初凝时间为15h左右)。旋喷桩工艺流程施工工艺流程（6）打入钢管。当喷射完成后立刻在钻孔中心的位置打入60钢管，打入深度到强风化岩面为止。钢管用打桩锤分段压入，为了保证钢管能顺利插入，每段钢管长度为1～3米；钢管连接方式为中间加套筒焊接，以保证打入钢管的竖直度。(7)冲洗。喷射施工完毕后，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。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。（8）移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上。旋喷桩工艺流程施工工艺流程高压喷射注浆的主要材料为水泥，对于无特殊要求的工程，宜采用强度等级为32-5级及以上的普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，使用前进行严格检测，防止过期、受潮、结块、变质等，以免影响成桩质量。根据需要可加入适量的外加剂及掺和料。外加剂和掺和料的用量，应通过试验确定。配制水泥浆液时，用水应符合现行《混凝土拌合用水标准》(JGJ63)的有关规定。采用饮用水，不得采用污水、地下水；水灰比控制在1：1。旋喷桩工艺流程浆液材料与水灰比根据喷射工艺要求，浆液应具备良好的可喷性及足够的稳定性。当处理既有建筑地基时，应采用速凝浆液或跳孔喷射和冒浆回灌等措施，以防喷射过程中地基产生附加变形和地基与基础间出现脱空现象。同时，应对建筑物进行变形监测。高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定，并在施工中严格加以控制。旋喷桩工艺流程浆液材料与水灰比（1）钻机就位应平稳，立轴、转盘与孔位对正，高压设备与管路系统应符合设计及安全要求，防止管路堵塞，密封良好。（2）喷射注浆应注意设备开动顺序。二重管、三重管的水、气、浆供应应有序进行，衔接紧密。旋喷桩工艺流程施工控制（3）对深层长桩应根据地质条件，分层选择适宜的喷射参数，保证成桩均匀一致。（4）在高压喷射注浆过程中，当出现压力突增或突降、大量冒浆或完全不冒浆时，应查明原因，采取相应措施。旋喷桩工艺流程施工控制（5）注浆完毕应迅速拔出注浆管，桩顶凹坑应及时以水灰比为0.6的水泥浆补灌。（6）高压旋喷桩桩体无侧限抗压强度、桩长及成桩均匀性应符合设计要求。（7）高压旋喷桩处理后的复合地基承载力应符合设计要求。旋喷桩工艺流程施工控制（8）钻机成孔和喷浆过程中，应将废弃的加固料及冒浆回收处理，防止环境污染。（9）高压旋喷桩施工允许偏差应按右表的要求控制。旋喷桩工艺流程施工控制旋喷桩工艺流程施工控制质量检验及施工注意事项PART4

质量检验

施工注意事项（1)高压旋喷注浆可根据工程要求和当地经验采用开挖检查、取芯、标准贯入试验、载荷试验或围井注水试验等方法进行检验，并结合工程测试、观测资料及实际效果综合评价加固效果。检验点布置在下列部位：①

有代表性的桩位；②

施工中出现异常情况的部位；③地基情况复杂，可能对高压旋喷注浆质量产生影响的部位。质量检验及施工注意事项质量检验（2)竖向承载旋喷桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。载荷试验必须在桩身强度满足试验条件时，并宜在成桩28d后进行。检验数量为桩总数的0.5％～1％，且每项单位工程不应少于3点。质量检验及施工注意事项质量检验（1）在旋喷桩施工区采用1,4,7…，间隔跳打的方法进行施工。（2）钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°。质量检验及施工注意事项施工注意事项质量检验及施工注意事项施工注意事项（3）喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。（4）喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌，并要预防其它钻孔排出的泥土或杂物进入。（5）为了加强固结体尺寸，或对深层硬土，为了避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可以采用复喷工艺：第一次喷射(初喷)时，不注水泥浆液，初喷完毕后，将注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行第一次喷射(复喷)。（6）在喷射注浆过程中，应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。采用单管或一重管喷射注浆时，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。质量检验及施工注意事项施工注意事项（7）对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣。在砂层中用单管或二重管注浆旋喷时，可以利用冒浆进行补灌已施工过的桩孔。但在粘