高压旋喷桩施工技术课件.ppt

高压旋喷桩施工技术 ? 概念： ? 高压旋喷桩，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷 入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固 体。 ? 优点： ? 施工占地少、振动小、噪音较低， ? 缺点： ? 容易污染环境，本钱较高，对于特殊的不能使 喷出浆液凝固的土质不宜采用。 一、适用范围 ? (1) 适用于处理淤泥、淤泥质土、流 塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、 黄土、素填土和碎石土等地基。 ? (2) 含有较多的大粒径块石、坚硬黏 性土、含大量植物根茎或有过多的有 机质时，对淤泥和泥炭土以及已有建 筑物的湿陷性黄土地基的加固，根据 试验确定其适用程度。并确定其适用 性和技术参数。 ? (3) 对基岩和碎石土中的卵石、块石、 漂石呈骨架结构的地层，地下水流速过 大和已涌水的地基工程，地下水具有侵 蚀性，应慎重使用。 ? (4) 可用于既有建筑和新建建筑的地基 加固处理、深基坑止水帷幕、边坡挡土 或挡水、基坑底部加固、防止管涌与隆 起、地下大口径管道围封与加固、地铁 工程的土层加固或防水、水库大坝、海 堤、江河堤防、坝体坝基防渗加固、构 筑地下水库截渗坝等工程。 二、根本原那么 ? (1) 注浆形式分旋喷注浆、摆喷注浆和定喷 注浆等 3 种。可采用单管法、二管法和三管法， 加固体形状可分为圆柱状、扇形块状、壁状 和板状。 ? (2) 适用性 ? 定喷适用于粒径 ≯ 20mm 的松散地层； ? 摆喷适用于粒径 ≯ 60mm 的松散地层； ? 大角度摆喷适用于粒径 ≯ 100mm 的松散地层； ? 旋喷适用于卵砾石地层及基岩残坡积层。 ? (3) 因地制宜，综合考虑各种因素，合理制 定方案。 ? (4) 制定方案时，应掌握场地及周边建筑的 历史和现状等资料。 ? (5) 方案确定后，进行现场试验、试验性施 工确定施工参数及工艺。 ? (6) 试验场地选择有代表性地段。 三、加固机理 利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进 土层的预定位置后，以高压设备使浆 液或水、〔空气〕成为 20 ～ 40MPa 的 高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、 扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速 度逐渐提升，将浆液与土粒强制搅拌 混合，浆液凝固后，在土中形成一个 圆柱状固结体〔即旋喷桩〕，以到达 加固地基或止水防渗的目的。 可采用单管法、二管法和三管法。 ? 1 、单管法：单层喷射管，仅喷射水泥 浆。 水箱 浆桶 高压泥 浆泵 注浆管 喷头 旋喷固结体 图 1 单管旋喷注浆示意图 搅拌 机 水泥 仓 钻机 ? 2 、二重管法：又称浆液气体喷射法，是用二重 注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质喷射流横 向喷射出，冲击破坏土体。在高压浆液和它外圈环 绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大， 最后在土中形成较大的固结体。 空压机 浆桶 钻机 高压泥浆 泵 注浆管 喷头 旋喷固结体 图 2 二重管旋喷注浆示意图 水箱 搅拌机 水泥仓 ? 3 、三重管法：是一种浆液、水、气喷射法，使用分别输 送水、气、浆液三种介质的三重注浆管，在以高压泵等高压 发生装置产生高压水流的周围环绕一股圆筒状气流，进行高 压水流喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙， 再由泥浆泵将水泥浆以较低压力注入到被切割、破碎的地基 中，喷嘴作旋转和提升运动，使水泥浆与土混合，在土中凝 固，形成较大的固结体，其加固体直径可达 2m 。 水箱 高压泥 浆泵 空压机 高压清 水泵 注浆管 喷头 旋喷固结体 浆桶 搅拌机 水泥仓 钻机 图 3 三重管旋喷注浆示意图 ? 喷射注浆法的加固半径和许多因素有关， 其中包括： ? 喷射压力 P ； ? 提升速度 S ； ? 被加固土的抗剪强度 τ ； ? 喷咀直径 d 和浆液稠度 B 。 ? 加固范围与喷射压力 P 、 ? 喷咀直径 d 成正比，与提升速度 S 、 ? 土的抗剪强度 τ 和浆液稠度 B 成反比。 ? 加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量 和土质有关。 四、成桩机理 ? 〔 1 〕高压喷射流 切割 破坏土体作用。喷射流动压以脉冲形 式冲击破坏土体，使土体出现空穴，土体裂隙扩张。 ? 〔 2 〕混合 搅拌 作用。钻杆在旋转提升过程中，在射流后部 形成空隙，在喷射压力下，迫使土粒向着与喷咀移动方向 相反的方向〔即阻力小的方向〕移动位置，与浆液搅拌混 合形成新的结构。 ? 〔 3 〕升扬 置换 作用〔三重管法〕。高速水射流切割土体的 同时，由于通入压缩气体而把一局部切下的土粒排出地上， 土粒排出后所留空隙由水泥浆液补充。 ? 〔 4 〕 充填、渗透 固结作用。高压水泥浆迅速充填冲开的沟 槽和土粒的空隙，析水固结，还可渗入砂层一定厚度而形 成固结体。 ? 〔 5 〕 压密 作用。高压喷射流在切割破碎土层过程中，在破 碎部位边缘还有剩余压力，并