高压旋喷桩施工基本常识及施工要点

邓智

<p>  高压旋喷桩(理论是桩、实际是水泥墙),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。</p><p> <b> 高压旋喷桩以20米设计有效桩长为例:单桩全过程完成时间约2小时,具体参数详见附件《高压旋喷桩工程施工记录表》。</b></p><p><b>一、单管法不适用于止水帷幕(仅适用于土体加固、深度不超过9米、水泥掺入量20%)</b>,<b>不配置45KW的空压机送气(仅配置高压注浆泵一套7万元)</b>;</p><p><b>二、</b>双重管法<b>不适用于粉砂层厚度超过5米的止水帷幕(有昆明市地方经验改进型技术:《下钻不注入高压水、而是注入黏土泥浆;提钻注入水泥浆》。简而言之就是先准备开挖好“黏土泥浆池和水泥浆池”各一个浆池,高压旋喷桩机下钻先注入黏土泥浆、不注入高压水,钻至设计桩底标高,提钻时再注入水泥浆)</b>,在昆明市滇池周边地质情况(有较厚的流沙层),<b>地方经验处理方法</b>是先将高浓度的《红土泥浆》用高压旋喷桩沿桩位注入满打第一遍改善流沙层土质,然后将《水泥浆》用高压旋喷桩沿桩位满打第二遍,即可满足止水帷幕的设计要求(深度不超过30米、桩径600@350或700@400mm、水泥掺入量30%)。<b>配置45KW的空压机(2万元)和高压注浆泵一套(7万元)</b>。</p><p><b>三、</b>三重管法可有效在粉砂层形成止水帷幕(<b>调整工艺、加大水泥浆的注浆量</b>),高压旋喷桩在下钻时喷射水泥浆(<b>单管和双重法下钻时喷射水,三重管实际注浆压力为1.5Mpa左右</b>),提钻上升同样喷射水泥浆,可满足止水帷幕的设计要求(深度不超过30米、桩径700@400mm或800@500mm、水泥掺入量50%)。<b>配置45KW的空压机(2万多元)和2套高压泥浆泵系统(大泵一套7万元注入水泥浆和小泵一套2万多元注入水)</b>。</p><p>3.1、高压旋喷桩适用于<b>各土层</b>效果好。</p><p>3.2、高压旋喷桩不适合用于卵石、块石、漂石呈骨架结构的地层(空隙大、跑浆不成桩)。</p><p>3.3、昆明市滇池周边地质常遇到流沙(粉砂层厚度超过5米):市政有顶管工作井需要采用止水帷幕施工,</p><p>3.4、顶管工作井如具备范围广的工作面优先采用《三轴止水桩》止水帷幕;</p><p>3.5、其次是采用《拉森钢板桩》支护和止水帷幕;</p><p>3.6、<b>最不利施工条件下选择</b>:不具备大型机械设备工作面的可采用高压旋喷桩止水帷幕(外围止水帷幕和支护桩间止水桩共计2排止水桩);</p><p><b>四</b>、 施工现场(作业条件)要求 :</p><p> 4.1、平整场地,清除地面和地下可移动障碍,应采取防止施工机械失稳的措施。</p><p>4.2、 <b>施工现场应布置开挖冒浆排放沟和集浆坑</b>。单管法、两管法,注浆过程中,冒浆量小于注浆量的20%时为正常现象,</p><p>4.3、供水供气:施工用高压水和压缩气的流量、压力应满足工程设计要求。 1)单管法,施工用高压水泥浆的密度、流量、压力应符合设计要求。 2) 两管法,施工用高压水泥浆和压缩气的流量、压力要符合设计要求。 3) 三管法,施工用高压水和压缩气的流量、压力要符合设计要求。 喷射注浆时要注意设备开动顺序。以三重管为例,应先空载起动空压机,待运转正常后,再空载起动高压浆,然后同时向孔内送风和水,使风量和泵压逐渐升高至规定值。风水畅通后,旋转注浆管,并开动注浆泵,先向孔内送清水,待泵量泵压正常后即可将注浆泵的吸水管移至储浆桶开始注浆。待估算水泥浆的前峰已流出喷头后,才可开始提升注浆管,自下而上喷射注浆。</p> 顶管工作井(单排单管高压旋喷桩止水帷幕失败:开挖深度6米即出现大量流沙河地下水涌入井内,外防止井外围地面沉降,立即组织井内填土堵塞) <p>按云南省2013定额测算高压旋喷桩的水泥用量(每米桩长对比不同桩径)</p> <p>云南省2013定额计价《高压旋喷桩》</p> <b>围墙内水平距离2米有工地上的高压旋喷桩作业:水泥浆沿围墙外根部喷射出来污染环境。</b><div><b>防治措施的施工要点:高压旋喷桩提钻上升距离地面2米以内,喷浆压力至少要减半处理。</b></div> 从工地内的高压旋喷桩喷射出来水泥浆 高压旋喷桩作业影响砖砌围墙开裂和地坪砼产生明显的隆起变形 前台作业 后台作业 钻杆接管处 三重管:大管套中管,中管套小管(三套内中外层套管) 双重管:大管套小管(内外层套管) 后台配置 两重管高压旋喷桩的前、后台配置。 两重管高压旋喷桩标准配置:37KW空压机送气 储气罐工作压力0.8MPa 高压旋喷桩作业 <p class="ql-block"><b>高压旋喷桩施工记录表:以设计有效桩长20米左右为例,一般从“开始时间”到“结束时间”约2个小时。</b></p><p class="ql-block"><b>具体依据可以从《高压旋喷桩打桩记录表》相关数据分析得知:</b></p><p class="ql-block"><b>1、《提升速度》一栏数字0.25“m/分钟”(表内的“r/分钟”有误)。</b></p><p class="ql-block"><b>2、下钻速度不超过1.5“m/分钟”。</b></p> <p class="ql-block">高压旋喷桩(单管、双管、三管)所需机械设备的配置图</p> <p>三轴止水桩施工记录表</p><p>关于三轴水泥搅拌桩工程量的计算</p><p>工程量的计算:</p><p>定额的工程量计算规则是按桩径截面积乘以桩长,采用多轴施工搅拌桩的工程量计算关键在于桩截面积的确定,仍采用“桩径截面积” 则不可行,应该扣除桩径截面一次形成的重叠部位面积,如下图为三轴搅拌桩,一次成活三个桩径断面,应扣除两个部位的重叠面积。</p><p> </p><p> </p><p>设桩径为850mm,桩轴(圆心)矩为600mm,则每次成活桩截面积S为三个圆面积扣减4个重叠的弓形面积,计算方式为:</p><p>原面积: S1=(0.85/2)2×3.1416×3=1.7024m2</p><p>圆心角: θ=2×acos(0.3/0.425)=90.1983°</p><p>一个扇形面积:S2=(0.85/2)2×3.1416×90.1983/360=0.1423 m2</p><p>三角形面积: S3=(0.4252-0.32)1/2×2×0.3/2=0.0903 m2</p><p>一个弓形面积: S4=S2-S3=0.1423-0.0903=0.052 m2</p><p>每次成活桩截面积: S=S1-4×S4=1.7024-0.052*4=1.4944m2</p><p>套接一孔:</p><p>每幅桩平均断面积 为(1.4944+1.7024/3)/2=1.031m3</p><p> </p><p> 设桩径为650mm,桩轴(圆心)矩为450mm,则每次成活桩截面积S为三个圆面积扣减4个重叠的弓形面积,计算方式为:</p><p>原面积: S1=(0.65/2)2×3.1416×3=0.9955m2</p><p>圆心角: θ=2×acos(0.225/0.325)=92.3738°</p><p>一个扇形面积:S2=(0.65/2)2×3.1416×92.3738/360=0.085 m2</p><p>三角形面积: S3=(0.3252-0.2252)1/2×2×0.3/2=0.0528 m2</p><p>一个弓形面积: S4=S2-S3=0.085-0.0528=0.0322 m2</p><p>每次成活桩截面积: S=S1-4×S4=0.9955-0.0322*4=0.8667m2</p><p>套接一孔:</p><p>每幅桩平均断面积 为:</p><p>(0.9955+0.3318-0.0322*4)/2=0.599m3</p> <p>三轴止水桩每幅搭接长度300mm</p> <p>三轴止水桩套接1孔(套打)</p> <p>高压旋喷桩作业视频1</p>

旋喷桩

高压

止水

水泥浆

注浆

帷幕

施工

截面积

面积

三轴