高压旋喷注浆工艺

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标准类别:建筑工业标准
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高压旋喷注浆工艺

高压旋喷注浆是一种地基加固技术,广泛应用于建筑工程、桥梁工程、隧道工程以及水利工程中。该工艺通过高压将水泥浆液或其他化学浆液注入土体或岩层中,利用高压射流的切割和搅拌作用,使浆液与土体充分混合,形成具有一定强度和抗渗性的固结体,从而达到加固地基或防渗的目的。

工艺原理高压旋喷注浆的核心在于高压射流技术。施工时,通过专用设备(如钻机和高压泵)将带有喷嘴的注浆管插入预定深度的土层中。在高压作用下(通常为2040MPa),浆液从喷嘴高速喷出,形成强大的冲击力和切削力,对周围土体进行切割、破碎和混合。同时,注浆管按照设计要求进行旋转和提升,形成柱状、壁状或板状的固结体。

施工特点1.加固效果显著:高压旋喷注浆能够有效提高地基承载力,降低土体渗透性。2.适用范围广:适用于砂土、粉土、粘土等多种地层类型,尤其适合软弱地基处理。3.灵活性强:可根据工程需求调整喷射参数(如压力、流量、旋转速度等),形成不同形状和尺寸的固结体。4.环保性较好:施工过程中基本无振动、无噪音,对周边环境影响较小。

应用领域1.地基加固:用于建筑物、桥梁、道路等地基承载力不足的情况。2.防渗处理:在大坝、水库、地下结构中防止地下水渗透。3.隧道支护:在隧道开挖前对围岩进行预加固1617.推土机推土(105kw以内-20m以内),确保施工安全。4.边坡稳定:通过加固土体增强边坡稳定性,预防滑坡。

总之,高压旋喷注浆是一项高效、经济且灵活的地基处理技术,在现代工程建设中具有重要地位。随着技术的不断进步,其应用范围将进一步扩大。

钻孔时,孔口返出的泥浆经排浆沟、沉淀池沉淀后,用泥浆泵再次泵入钻杆循环使用,排浆沟、沉淀池的浆渣人工挖出,运至指定地点堆放。当泥浆中含砂量增多不能满足护壁要求时,应采用特殊除砂措施(振动筛除砂)或废弃。

⑵高喷防渗墙设计要求及性能指标

防渗墙有效搭接厚度应不小于60cm。

    防渗墙抗压强度应不小于:心墙粘土层3MPa,坝基砂砾石层8MPa。

4.3高压旋喷施工方案

    旋喷桩施工采用预先成孔,而后下入高喷管进行。

4.4三管法旋喷施工工艺流程

    测量放线定点    钻机就位调正    钻孔    终孔验收     喷车就位    地面试喷     下设喷管     喷射注浆     结束     孔口静压补浆    粘土封孔   下一流程

4.5高喷注浆试验施工

⑴试验区及旋喷试验孔布置

在现场高压喷射注浆作业开始前,按施工图纸要求和监理人指示选择地质条件具有代表性的区段,按室内试验选定的配合比进行高喷注浆工艺试验。砂砾石地层高喷注浆试验在坝后砂砾石地层上进行,布置12个喷射孔构成一个长方形围井,采用不同的孔距、喷射压力、提升速度、浆液浓度等进行试喷,通过开挖检查和钻孔取芯检测喷射墙体质量且通过进行注水试验取得渗透系数(K值);另在粘土层上布置2个喷射孔进行试喷,以选定粘土心墙中的工艺参数。

砂砾石地层高喷注浆试验孔孔深暂定为8m,粘土层高喷注浆试验孔孔深为5m。

                     a砂砾石层(围井试验)          b粘土层(单喷孔)

⑵旋喷试验建议工艺参数

高喷注浆试验建议工艺参数如下(供参考),试验施工时由设计决定:

地   层 砂砾石层 粘土层 基岩

组别 1 2 1 2 1

孔距m 1.0 0.8 

进浆密度g/cm3 ≤1.65 ≤1.60 ≤1.60 ≤1.60 ≤1.60

通过对旋喷固结体钻孔取芯、注水试验和围井开挖检查成果分析后,对试验工艺参数进行优化调整,确定高喷注浆施工工艺参数。

序号 设备名称 型号、规格 单 位 数量 备    注

4 空压机 6m3 台 1 供压缩空气

5 浆泵 BW200/4 台 1 供浆

7 泥浆搅拌机 300L(双桶) 台 1 配制泥浆

8 振动筛 台 1 回收浆液

9 水泵 IS单级20m3/min 台 1 供水

10 排污泵 2PN 台 1 排污

4.6高压喷射灌浆作业  

钻孔验收合格后,进入喷浆作业。首先高喷台车就位、进行调平、支撑点垫实垫稳;全面检查喷浆设备是否完好 ,再进行孔口试喷,检查各种管路是否畅通;下管时将喷头进行密封,以防浆、气、水管道堵塞;下到设计深度后,按浆、水、气顺序依次送入,各种参数达到设计要求和孔口返浆正常后,再按要求进行正常提升喷射。

喷射作业完成后,通过送浆管路及时向喷射孔内补充地层漏矢的浆液,进行静压补浆(回灌),直至孔内浆液面稳定和不在下沉为止。回灌可用喷射浆液,亦可用砂砾石层喷射作业时孔口返浆,但不可使用粘土层喷射作业时孔口返浆进行补浆。

为节约和降低部分工程成本,高喷施工过程中可以考虑浆液的回收和利用。将孔口返浆集中到坝顶临时集浆池内,经除砂器(振动筛)处理后泵回制浆站配制新浆。

施工中按监理要求采集孔口返浆试样,每种主要地层应取冒浆试件不少于6组。

高喷灌浆结束后,心墙粘土段孔内应用粘土球回填封孔,每填一定高度后,下入粗径钻具捣实,使灌浆孔封填密实。

喷射注浆分两序或三序施工(遇串浆、串风现象,分成三序施工),先施工Ⅰ序孔,后施工Ⅱ序孔,再施工Ⅲ序孔。相邻孔施工间隔时间不宜少于72小时。先封堵河床段,后施工两岸段。

喷射注浆应连续进行,喷射提升需要卸管时,复喷段不小于20cm。

因停水、停电或机械故障等意外原因造成喷射注浆中断时间过长,恢复喷浆时,应将喷头下放原喷顶高程以下不小于0.5m进行复喷,采取重复搭接以保证上下墙体的连续性。

在喷射注浆过程中,如出现返浆异常(返浆量过小、不返浆、断续返浆),根据实际情况可采取降低提速、静喷、增大浆液密度、孔口填入细砂等办法进行处理,待孔口返浆正常后恢复喷射。

施工过程中,库水位和坝下水位差形成坝基渗流会影响旋喷灌浆施工质量,为消除和减小坝基渗流对旋喷灌浆施工的不利影响,采取在浆液中掺加速凝剂,以缩短浆液凝结时间。

      水  泥:采用由业主提供的普通硅酸盐水泥,水泥标号选用425#。

      膨润土:采用优质钙基膨润土,细度应为200目。

          砂:中细砂,符合有关规范要求(特殊情况下使用)。

      碳酸钠:符合有关规范要求。

      外加剂:符合有关规范要求。

    工程所需材料设专人负责验收,不合格材料不准使用,所有材料按规定要求送检(由具有国家二级或二级以上资质的试验单位检验)。

高喷浆液:喷射灌浆采用水泥、膨润土混合浆液,浆液密度不小于1.6g/cm3。可用硅酸盐水泥(425#)中加入水泥重量3%的优质膨润土和3%膨润土重量的碳酸钠,配制成混合浆液。亦可用硅酸盐水泥掺入高效扩散剂配制。本工程我们倾向于选用普通硅酸盐水泥配制浆液。

浆液配合比试验:按施工图纸对浆液性能的要求,施工前需做浆液配合比试验,测试项目包括浆液拌制时间、浆液密度、浆液流动性、浆液稳定性、浆液初凝和终凝时间、以及浆液固结体密度、强度、弹性模量和透水性等。

    制浆:浆液采用高速搅拌机搅拌,纯拌和时间不应少于30s,且应连续制浆。

已制成待用的浆液应采用低速搅拌机搅拌,以防止沉淀;制成浆液当环境温度10℃以下时,不超过5小时,当环境温度10℃以上时,不超过3小时,浆液存放时间超过有效时间时,应予以废弃。

    钻孔事故预防:钻孔施工随时注意和观察钻杆、钻具的可使用性,杜绝使用破损的钻杆和钻具,避免断钻等孔故发生。

高喷灌浆质量缺欠预防:每次喷灌前保证喷灌设备运转状况良好,水中无坚固砂粒,避免和减少因设备故障或水嘴在喷射中堵塞造成喷灌中断;检查施工参数检测仪表和器具计量的准确性,保证施工技术参数得到有效控制,完全达到和满足设计规范要求。

    高喷灌浆施工结束后,墙体做围井抽水试验和墙体取芯及压水试验,对施工质量进行检查。

做围井注水或抽水试验检查,防渗墙做为围井的下游边墙洛湛铁路施工组织设计,围井布置位置和数量由监理工程师根据实际施工情况确定。

墙体取芯及压水试验在帷幕灌浆钻孔时进行,帷幕灌浆钻孔钻穿旋喷墙时,应连续钻取岩芯,岩样做抗压试验(数量由监理人决定),每10孔取1孔做压水试验。墙体取芯应在旋喷墙施工结束28天后进行。

序号 设备名称 型号、规格 单 位 数量 用电量(KW) 备注

5 空压机 6m3 台 1 30 

tbt 3531-2018 临时限速服务器技术条件6 浆泵 BW200/40 台 12 11*12 

8 泥浆搅拌机 300L 台 2 4.5*2 

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