高壓旋噴注漿工藝
一、 材料選擇與準(zhǔn)備
旋噴注漿是靠高壓液流的沖擊力破壞土層并與土體混合成新的固體,根據(jù)噴射工藝要求,漿液應(yīng)具備以下特性:注漿液具有良好的可噴性;有足夠的穩(wěn)定性;漿液中氣體應(yīng)少;能調(diào)
解漿液的膠凝時間;優(yōu)良好的力學(xué)性能;無毒、無臭、 ;結(jié)實率高。水灰比一般采用 1:1~1.5:1 的水泥漿液。
在噴漿之前按施工要求準(zhǔn)備好足夠的合格的水泥漿液,
二、 旋噴參數(shù)的確定
1、 壓力參數(shù)的確定
一般情況下采用加大泵壓力來增加其流量及流速,進而增大噴射力。根據(jù)以往經(jīng)驗,本工程壓力選擇為:0~3米時,采用 25Mpa,3 米以下時采用 23 Mpa。
2、 旋轉(zhuǎn)提升參數(shù)的確定
旋轉(zhuǎn)、提升的速度與噴流半徑有關(guān),而有效半徑與噴嘴的幾何尺寸和噴射角度有相互聯(lián)系,并直接影響噴流的特性。
根據(jù)施工經(jīng)驗,旋噴提升速度宜控制在 25~28cm/min 范圍內(nèi),
旋轉(zhuǎn)速度宜控制在 20~28r/min 范圍內(nèi)。其中在頂部 1m 應(yīng)選用
較慢的轉(zhuǎn)速和提升速度。 一般為 20~23cm/min 速度提升, 20r/min
旋轉(zhuǎn)。
3、 噴嘴直徑
噴嘴安裝在鉆頭側(cè)面,是旋噴注漿的關(guān)鍵部分,噴粉直徑大小對噴射流速度影響很大。一般單管注漿中噴嘴直徑選用2.0~3.2mm。
三、 旋噴注漿參數(shù)確定
1、 噴射直徑的估計
旋噴后的固結(jié)體尺寸由以下因素決定:土的類別及密實程度,高壓旋噴注漿方法,噴射技術(shù)。 根據(jù)我國使用的水泥漿液,壓力為 20Mpa左右、噴嘴孔徑 2.0〈d〈2.5mm 時。旋噴固結(jié)體直徑(D)可按標(biāo)貫次數(shù)(N)進行估計:
粘性土(適用于 0〈N〈5〉 :D =0.65/154N2~1/154 N2)
砂類土(適用于 5〈N〈15〉 :D=1/770(350+10N- N2)
2、 布孔形式
根據(jù)現(xiàn)場實際情況,本工程采用三角形布孔。矩形布孔
四、 高壓旋噴注漿施工工藝的技術(shù)要求
1、 施工工藝
1. 1 鉆機就位
鉆機安放在設(shè)計的孔位上并應(yīng)保持垂直,施工時旋噴管的允許偏斜不得大于 1.5%。
1. 2 鉆孔
單管旋噴常使用 76 型旋轉(zhuǎn)振動鉆機,鉆進厚度達(dá)30m以上,適用于標(biāo)準(zhǔn)貫入度小于 40 的砂土和粘性土層。當(dāng)遇到比較堅硬的地層時宜用地址鉆機鉆孔。鉆孔位置與設(shè)計位置
的偏差不得大于 50mm。
1.3 插管
插管是將噴管插入地層預(yù)定深度。使用 76 型振動鉆機鉆孔時,插孔與鉆孔兩道工序合二為一,即鉆孔完成時插管作業(yè)同時完成。如使用地址鉆機鉆孔完畢,必須拔出巖芯管,并換上旋噴管插入到預(yù)定深度。在插管過程中。為了防止泥砂堵塞噴嘴,可邊射水邊插管,水壓力不超過 1Mpa。若壓力過高易將空壁射塌。
1.4、噴射作業(yè)
當(dāng)噴管插入預(yù)定深度后。由下而上進行噴射作業(yè),值班人員必須時刻注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)是否滿足設(shè)計要求,并隨時做好記錄,繪制作業(yè)
過程曲線。
1.5、沖洗
噴射施工完畢后,應(yīng)把注漿管等機具沖洗干凈,管內(nèi)、機內(nèi)不得殘存水泥漿,通常把漿液換成水,在地面上噴射,以便把泥漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排除。
1.6、移動機具
將鉆機等機具設(shè)備移到新孔位上。
五、 主要技術(shù)要求
1. 鉆機或旋噴機就位時機座要平穩(wěn),立軸或轉(zhuǎn)盤與孔位對正,傾角與設(shè)計誤差一般不得大于 0.5°
2、 噴射注漿前要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng),設(shè)備的壓力和排量必須滿足設(shè)計要求。管路系統(tǒng)的密封圈必須良好。各通道和噴嘴內(nèi)不得有雜物。
3、 噴射注漿時要注意準(zhǔn)備,開動注漿泵,待估算水泥漿的前鋒已經(jīng)流出噴頭后,才開始提升注漿管。自下而上噴射注漿。
4、 噴射注漿時,開機順序也要遵守第 3 條的規(guī)定。同時開始噴射注漿孔的孔段要與前段搭接 0.1m 防止固結(jié)體脫節(jié)。
5、 噴射注漿作業(yè)后,由于漿液析水作用,一般均有不同程度的收縮,使固體體頂部出現(xiàn)凹穴,所以應(yīng)及時用水灰比為 0.6~1 的水泥漿進行補灌,并要預(yù)防其他鉆孔排除的泥土或雜物進入。
6、 為了加大固結(jié)體尺寸,或深層硬土為避免固結(jié)體尺寸減小,可以采用提高噴射壓力、泵量或降低回轉(zhuǎn)與提升速度等措施,也可采用復(fù)噴工藝。
7、 冒漿的處理,在旋噴處理中,往往有一定數(shù)量的土粒,隨著一部分漿液沿著注漿管壁冒出地面。通過對冒漿的觀察,可以及時了解土層狀況、旋噴的大致效果和旋噴參數(shù)的合理性等。根據(jù)實驗,冒漿(內(nèi)有土粒、水及漿液)量小于注漿量的 20%為正常。超過 20%或完全不冒漿時,應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施。若是地層中有較大空隙引起的不冒漿,則可以在漿液中摻入適量的速凝劑,縮短固結(jié)時間,使?jié){液在一定土層范圍內(nèi)凝固。另外,還可以在空隙地段增加注漿量,填充空隙后再繼續(xù)正常旋噴施工。冒漿量無窮大的主要原因,一般是有效噴射范圍與注漿不相適應(yīng),注漿量大大超過旋噴固結(jié)所需的漿量所致。減小冒漿的措
施有三種:提高噴射壓力;適當(dāng)縮小噴嘴直徑;控制固結(jié)體形狀。在正常情況下的冒漿可沿公路橫向方向,在相鄰兩個孔之間開挖排漿溝,形成樁與樁之間的系梁,以便提高復(fù)合地基總體承載力。
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