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        高壓旋噴樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點淺析

        2013-04-09 09:28:07徐雙杰
        河南建材 2013年1期
        關(guān)鍵詞:鉆桿鉆機(jī)標(biāo)高

        徐雙杰

        鶴壁天宏鋼結(jié)構(gòu)有限公司(458000)

        1 工程概況

        某地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁+咬合旋噴樁止水帷幕,工程所在位置的地質(zhì)條件以厚層粘土、粉土、粉質(zhì)粘土為主,地層主要為人工堆積層、新近沉積層、第四紀(jì)全新世沖洪積層四大層。工程附近的地下水主要為上層滯水、潛水和承壓水。上層滯水水位標(biāo)高為34.65~36.13 m,水位埋深為2.6~4.0 m,含水層主要為粉土填土1層。潛水水位標(biāo)高為 29.12~31.20 m,水位埋深為 7.5~9.7 m,含水層主要為粉土3層。承壓水水位標(biāo)高為21.21~22.20 m,水位埋深為16.5~17.6 m,含水層主要為細(xì)中砂5-1層,上層滯水分部不均勻,水位不連續(xù),主要接受大氣降水、綠地灌溉和自來水、雨水、污水等地下管線的垂直滲漏補(bǔ)給;潛水主要接受側(cè)向徑流及越流補(bǔ)給,以側(cè)向徑流、向下越流方式排泄;承壓水主要接受側(cè)向徑流及越流補(bǔ)給,以側(cè)向徑流、向下越流方式排泄。

        工程基坑側(cè)壁土體自穩(wěn)能力較差,地下水位位于基底標(biāo)高之上,上層滯水分布較連續(xù),粉土3層為含水層,滲透性較差,在降水疏干時常有剩余水體,易產(chǎn)生泡槽,使地基土力學(xué)性質(zhì)降低,在外力作用引導(dǎo)下容易發(fā)生坍塌。

        2 總體施工部署

        2.1 施工方法

        工程旋噴樁施工采用三管法旋噴,為防止旋噴樁施工時由于相鄰兩樁施工距離太近或間隔時間太短,造成相鄰高噴孔施工時串漿,采取分批跳孔施作,鉆孔樁施工時按每間隔兩孔施作,圍護(hù)樁內(nèi)部按次序依次施工,具體施工順序依據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。

        2.2 施工安排

        根據(jù)實施性施工組織設(shè)計的工期要求及實際情況,東南場地和西北場地各采用2臺地質(zhì)鉆機(jī)完成所有注漿孔的鉆孔工作,采用1臺旋噴機(jī)進(jìn)行旋噴樁的施工。

        2.3 資源配置計劃

        工程施工采用2班制,在施工中應(yīng)各司其職、認(rèn)真負(fù)責(zé)、相互協(xié)作、互相監(jiān)督。鉆孔人員必須作好現(xiàn)場鉆孔記錄,取得第一手地質(zhì)資料,以便注漿技術(shù)人員根據(jù)地質(zhì)資料及時調(diào)整注漿參數(shù)。注漿記錄人員必須把當(dāng)班的記錄及時整理。司泵人員應(yīng)隨時注意注漿泵壓力變化,值班技術(shù)員及時記錄并根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整注漿壓力及施工工藝參數(shù)。

        3 施工原理及工藝流程

        三管法旋噴是一種水、氣噴射、漿液灌注攪拌混合噴射的方法。即用三層噴射管使高壓水和空氣同時橫向噴射,并切割地基土體,借空氣的上升力把被破碎的土由地表排除;于此同時,另一個噴嘴將水泥漿低壓力噴射注入到被切割、攪拌的地基中,使水泥漿與土混合達(dá)到加固目的,其加固直徑可達(dá)800~2 000 mm。

        采用三管法旋噴,應(yīng)先送高壓水、再送水泥漿和壓縮空氣;噴射時應(yīng)先達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿量后,再逐漸提升注漿管,注漿管分段提升的搭接長度不得小于100 mm;當(dāng)達(dá)到設(shè)計樁頂高度或地面出現(xiàn)溢漿現(xiàn)象時,應(yīng)立即停止當(dāng)前樁的旋噴工作,并將旋噴管拔出并清洗管路。三重管法是將水泥漿與壓縮空氣同時噴射,除可延長噴射距離、增大切削能力外,也可促進(jìn)廢土的排除,減輕加固體單位體積的重量。

        旋噴樁施工工藝流程∶測放樁位→引孔鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)成孔→清孔→移鉆→插入高噴管→高噴作業(yè)→回灌→搬遷。

        4 旋噴樁施工工藝要點

        4.1 施工準(zhǔn)備

        1)場地平整

        正式進(jìn)場施工前,進(jìn)行管線調(diào)查后,清除施工場地地面以下2 m以內(nèi)的障礙物,不能清除的做好保護(hù)措施,然后整平、夯實;同時合理布置施工機(jī)械、輸送管路和電力線路位置,確保施工場地的“三通一平”。

        2)樁位放樣

        施工前用全站儀測定旋噴樁施工的控制點,埋石標(biāo)記,經(jīng)過復(fù)測驗線合格后,用鋼尺和測線實地布設(shè)樁位,并用竹簽釘緊,一樁一簽,保證樁孔中心移位偏差小于50 mm。

        3)修建排污和灰漿拌制系統(tǒng)

        旋噴樁施工過程中將會產(chǎn)生10%~20%的返漿量,將廢漿液引入沉淀池中,沉淀后的清水根據(jù)場地條件可進(jìn)行無公害排放。沉淀的泥土則在開挖基坑時一并運走。沉淀和排污統(tǒng)一納入全場污水處理系統(tǒng)。

        灰漿拌制系統(tǒng)主要設(shè)置在水泥附近,便于作業(yè),主要由灰漿拌制設(shè)備、灰漿儲存設(shè)備、灰漿輸送設(shè)備組成。

        4.2 鉆機(jī)就位

        鉆機(jī)就位后,對樁機(jī)進(jìn)行調(diào)平、對中,調(diào)整樁機(jī)的垂直度,保證鉆桿應(yīng)與樁位一致,偏差應(yīng)在10 mm以內(nèi),鉆孔垂直度誤差小于0.3%;鉆孔前應(yīng)調(diào)試空壓機(jī)、泥漿泵,使設(shè)備運轉(zhuǎn)正常;校驗鉆桿長度,并用紅油漆在鉆塔旁標(biāo)注深度線,保證孔底標(biāo)高滿足設(shè)計深度。

        4.3 引孔鉆進(jìn)

        鉆機(jī)施工前,應(yīng)首先在地面進(jìn)行試噴,在鉆孔機(jī)械試運轉(zhuǎn)正常后,開始引孔鉆進(jìn)。鉆孔過程中要詳細(xì)記錄好鉆桿節(jié)數(shù),保證鉆孔深度的準(zhǔn)確。

        4.4 拔出巖芯管、插入注漿管

        引孔至設(shè)計深度后,拔出巖芯管,并換上噴射注漿管插入預(yù)定深度。在插管過程中,為防止泥砂堵塞噴嘴,要邊射水邊插管,水壓不得超過1 MPa,以免壓力過高,將孔壁射穿,高壓水噴嘴要用塑料布包裹,以防泥土進(jìn)入管內(nèi)。

        4.5 旋噴提升

        當(dāng)噴射注漿管插入設(shè)計深度后,接通泥漿泵,然后由下向上旋噴,同時將泥漿清理排出。噴射時,先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿后再逐漸提升旋噴管,以防扭斷旋噴管。為保證樁底端的質(zhì)量,噴嘴下沉到設(shè)計深度時,在原位置旋轉(zhuǎn)10 s左右,待孔口冒漿正常后再旋噴提升。鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,不得中斷,鉆機(jī)發(fā)生故障,應(yīng)停止提升鉆桿和旋轉(zhuǎn),以防斷樁,并立即檢修排除故障,為提高樁底端質(zhì)量,在樁底部1.0 m范圍內(nèi)應(yīng)適當(dāng)增加鉆桿噴漿旋噴時間。在旋噴提升過程中,可根據(jù)不同的土層,調(diào)整旋噴參數(shù)。

        4.6 鉆機(jī)移位

        旋噴提升到設(shè)計樁頂標(biāo)高時停止旋噴,提升鉆頭出孔口,清洗注漿泵及輸送管道,然后將鉆機(jī)移位。

        5 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢查措施

        5.1 施工檢查內(nèi)容

        5.1.1 施工前檢查

        在施工前對原材料、機(jī)械設(shè)備及噴射工藝等進(jìn)行檢查,主要有以下幾方面∶

        ①原材料(包括水泥、摻合料及速凝劑、懸浮劑等外加劑)的質(zhì)量合格證及復(fù)驗報告,拌和用水的鑒定結(jié)果;

        ②漿液配合比是否適合工程實際土質(zhì)條件;

        ③機(jī)械設(shè)備是否正常,在施工前應(yīng)對高壓旋噴設(shè)備、地質(zhì)鉆機(jī)、高壓泥漿泵、水泵等作試機(jī)運行,同時確保鉆桿(特別是多重鉆桿)、鉆頭及導(dǎo)流器暢通無阻;

        ④檢查噴射工藝是否適合地質(zhì)條件,在施工前也應(yīng)作工藝試噴,試噴在原樁位位置時,試噴樁孔數(shù)量不得少于2孔,必要時調(diào)整噴射工藝參數(shù);

        ⑤施工前還應(yīng)對地下障礙情況統(tǒng)一排查,以保證鉆進(jìn)及噴射達(dá)到設(shè)計要求;

        ⑥施工前檢查樁位、壓力表、流量表的精度和靈敏度。

        5.1.2施工中檢查

        施工中重點檢查內(nèi)容有∶

        ①鉆桿的垂直度及鉆頭定位;

        ②水泥漿液配合比及材料稱量;

        ③鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、沉鉆速度、提鉆速度及旋轉(zhuǎn)速度等;

        ④噴射注漿時噴漿(噴水、噴氣)的壓力、注漿速度及注漿量;

        ⑤孔位處的冒漿狀況;

        ⑥噴嘴下沉標(biāo)高及注漿管分段提升時的搭接長度;

        ⑦施工記錄是否完備,施工記錄應(yīng)在每提升1 m或土層變化交界處記錄一次壓力流量數(shù)據(jù)。

        5.1.3 施工后檢查

        施工后主要對加固土體進(jìn)行檢查,包括∶

        ①固結(jié)土體的整體性及均勻性;

        ②固結(jié)土體的有效直徑;

        ③固結(jié)土體的強(qiáng)度、平均直徑、樁身中心位置;④固結(jié)土體的抗?jié)B性。

        5.2 成樁質(zhì)量檢查

        5.2.1 質(zhì)量檢驗時間、內(nèi)容

        施工對噴射施工質(zhì)量的檢驗,應(yīng)在高壓噴射注漿結(jié)束后1周,檢查內(nèi)容主要為加固區(qū)域內(nèi)取芯實驗等。

        5.2.2 質(zhì)量檢驗數(shù)量、部位

        檢驗點的數(shù)量為施工注漿孔數(shù)的2%~5%,對不足20孔的工程,至少應(yīng)檢驗2個點,不合格者應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)噴。檢驗點應(yīng)布置在下列部位∶荷載較大的部位、樁中心線上、施工中出現(xiàn)異常情況的部位。

        5.2.3 檢驗方法

        旋噴樁的檢驗可采用鉆孔取芯方法進(jìn)行。

        鉆孔取芯∶在已施工好的固結(jié)體中鉆取巖芯,并將其做成標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗,檢查內(nèi)部樁體的均勻程度,及其抗?jié)B能力。

        6 小結(jié)

        采用以上方法切實保證了高壓旋噴樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量,施工得到了甲方和監(jiān)理的一致好評。

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