高压旋喷桩施工技术课件.ppt

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1、高压旋喷桩施工技术李明华主要内容一、适用范围六、设计承载力二、基本原则七、浆量计算三、加固机理八、强度要求四、成桩机理九、工艺流程五、工艺设计要求十、操作要点概念：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，成本较高，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

2、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、基本原则(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、

3、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

4、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），以达到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。高压泥浆泵浆桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头图1单管旋喷注浆示意图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。浆

5、桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头图2二重管旋喷注浆示意图空压机高压泥浆泵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。浆桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头图3三重管旋喷注浆示意图空压机高压泥浆泵高压清水泵喷射注

6、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

7、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部分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，并对土层可产生一定压密作用，使旋喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。旋喷桩固结体情况图4所示。渗透部分搅拌混合部分硬化剂主体部分图4旋喷桩体固结情况图压缩部分五、工艺设计要求1.加固体直径的确定旋喷桩直径与现场土质、土体

8、强度和喷射压力、流量、提升速度和浆液稠度等诸多因素有关，应通过现场试验确定。当无试验资料时可参考表1选用。表1旋喷桩直径参考值（m）注：表中N为标准贯入实测锤击数2.布置形式桩的平面布置形式需根据加固的目的给予考虑，分离布置的单桩可用于基础的承重，