水泥旋喷桩施工技术研究

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1、水泥旋喷桩施工技术研究水泥旋喷桩施工技术研究1问题提出对于大断面黄土隧道，因其同时具有黄土的湿陷性和稳定性差等因素，造成地基承载力较低，研究应用软弱地基加固新技术已非常迫切。在甘肃省内，大断面黄土隧道地基处理水泥旋喷桩施工领域还是空白，没有成型的施工工艺。2应用工程简介2.1工程概况兰秦快速路忠和至水阜段付家窑1#隧道位于兰州市黄河北岸的皋兰县忠和镇付家窑村，隧道穿行黄土山梁,进口布设于黄土冲沟一侧山体，付家窑1#隧道总长为1532m,隧道右线起讫桩号YK0+380〜YK1+202,全长822m,左线起讫桩号ZK0+450〜ZK1+160,全长710m,左右线均为1.4%的纵坡

2、，隧道最大埋深112m,隧道开挖断面积超过170m2,开挖宽度和高度分別达到17m和13m。隧道基底地质自上而下依次为：粉质粘土、粉土、细砂，地基承载力[6]=100~120kPa,设计为高压旋喷桩进行加固，加固体直径为0・6米，桩长6.3-7.2米，孔位间距为1・2米XI.2米，梅花状布置。旋喷桩采用新鲜水泥，加固后复合地基承载力应达到300kPa以上。2.2施工组织根据隧道的具体设计和特点进行实施性施工组织设计，施工通风采用长管路压入式通风，运输采用无轨运输，根据隧道总工期的要求，合理安排，制定有效的措施，以达到质量、安全、工期、环保目标。施工作业按4条主作业线、3条辅助作

3、业线布置。4条主作业线即开挖作业线、装渣运输作业线、喷锚支护作业线、衬砌作业线；3条辅助作业线为通风降尘作业线、注浆作业线、排水作业线。2.3旋喷桩加固机理所谓高压旋喷桩，就是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，以高压设备使水泥浆液以高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒从土体剥离下来，除部分土粒随水泥浆冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与水泥浆搅拌混合并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列。水泥浆凝固后在土中形成一个固结体,从而使地基得到加I古I。旋喷吋喷嘴以20MP

4、a左右的压力喷射，同时以一定速度(20〜22r/min)旋转和(15〜30cm/min)徐徐提升，形成圆柱状固结体提高地基的抗剪强度及改善土的变形性质。使其在上部结构荷载直接作用下，不会产生破坏或较大变形；并可形成封闭的帷幕。3施工技术方案及质量控制措施3.1施工方案选择3.1.1方案选择高压旋喷桩注浆法分为单管法、二重管法、三重管法。从施工过程中來看，单管法施工时，是以水泥浆高速喷射冲击破坏土体，从单管喷射高压水泥浆为喷射流；二重管法、三重管法施工时，是以水泥浆、水或压缩空气等介质高速喷射冲击破坏土体，形成喷射流。隧道地基为软弱沙质黄土层，如在施工过程中排水量较大时，对软弱土

5、层的物理力学性质起到软化和泥化的不良作用。因此在傅家窑1#隧道基底加固采用单管法进行地基加固处理。3.1.2机具人员配置机具：MJG-50型锚杆钻机2台，GPB-90型高压注浆泵2台，町G-80型制浆机4台，一千升浆桶1个。人员：施工负责人1名、技术员1名、机长2名、电工及灌浆工等技术工人8名。3.1.3施工参数确定1)施工技术参数2)浆液用量计算公式：Q二Hq(1+ci)/V式中：Q为浆液用量(m3)V为提升速度(m/min)II为旋喷桩长度(m)q为单位时间压浆量(m3/min)Q为损失系数，一般为0・1~0・2。3)施工配合比：水、水泥、速凝剂、膨胀剂掺入比例为:1：1：

6、0.1：O.Olo3.2施工工艺3.2.1施工准备在隧道基底根据设计图纸进行测量放样，钉木桩标出每个旋喷桩的位置。在定孔位吋，一定严格按照设计放样定孔位，其误差不大于2cm,并用木桩I古I定。在高喷灌浆轴线拐弯处应设固定桩，同吋在施工轴线5〜10m范围设控制桩。3.2.2钻机就位把钻机移至钻孔位置，对准孔位用水平尺掌握机台水平，立轴垂直、垫牢机架、钻机的垂直度度偏差不不大于1%〜％1・5,经技术人员验测合格后方可开钻。如发现钻机倾斜，则停机找平后再开钻。就位后，首先进行低压(0.5MPa)射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否止常。3.2.3钻机成孔钻进过程中，提升速度20c

7、m/min,转速20r/min,钻孔位置与设计位置允许偏差不得大于50mmo遇到异常情况及时查明原因，采取相应措施，对地层变化、颗粒大小、硬度等要详细记录，钻孔结束后，由技术人员进行质量检查，合格后方可移位进行下一个孔的钻进。为保证施工现场干燥，在钻孔施工前，根据旋喷桩的轴线，开挖一条深0.2米，宽约1米的泥浆槽，防止泥浆或废浆液到处溢流。3.2.4插管喷射将喷射台车移至成孔处，先在地面进行浆、气试喷，检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设计深度。插管过程中为防止泥沙堵塞喷嘴，采用边射