1 概述旋喷桩地基加固原理
旋喷桩兴起于20世纪70年代的高压喷射注浆法,从旋喷桩地基加固原理上看,它是利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后(旋喷机可以自钻成孔),以高压设备使浆液从喷嘴中喷射出来,边喷射边旋转和提升钻杆,能量高度集中的液流直接冲击破坏土体,并使浆液搅拌混合凝固成为一个具有特殊结构的固结体,从而使地基得到加固。
2 旋喷桩施工工艺要点分析
旋喷桩施工占地少、振动小、噪音较低。从旋喷桩施工方面看,旋喷桩施工的工艺要点根据施工的不同阶段而各异,下文将重点阐述施工准备、参数选择、桩位放样和旋喷三个阶段的施工工艺要点,其具体内容如下。
2.1 施工准备
施工准备是旋喷桩施工的前提。在旋喷桩施工之前,需要做的准备工作有现场准备工作、材料准备工作和机具准备工作。具体说来,在现场准备工作方面,“三通一平”是现场准备的基础性工作,即电通、水通、路通,施工场地平整。在材料准备阶段,要严把材料的使用关,普通硅酸盐水泥P.O32.5进场经试验符合要求后方可使用。同时加强施工材料的管理,进场后的袋装水泥要堆码整齐,水泥堆码高度以十袋为宜,做到上盖下垫,以防水泥受潮结块凝化失效。在机具准备工作中,应将旋喷桩施工所需机具设备准备就绪,如旋转钻机、泥浆搅拌机、旋喷管等,并准备好相应的辅助设备。
2.2 参数选择
旋喷桩施工对施工工艺的各项参数都有着严格的要求,严格进行洞外旋喷桩现场试验必不可少。在具体做法上,旋喷桩施工的参数主要是确定水灰比、注浆压力、钻头转速、钻头提速、注浆浆液流量等,且要通过在不同的施工工艺参数条件下获得的桩径、桩体强度、单桩承载力、单桩符合地基承载力、冒浆量、桩体沉降量等来分析确认。在洞外试桩设计中,确定不同提升速度、喷浆压力条件下,桩径、桩体强度、冒浆量。施工时,旋喷6 m的试桩长度,每2 m采用一组施工参数,待桩体形成后,将桩体全体挖出,准确测量不同桩体的桩径、强度。此外,施工时,调整桩体底部工艺参数,形成底部桩径较大的旋喷桩,以增加旋喷桩单桩承载力。
2.3 桩位放样和旋喷
桩位放样同隧道主桩点位放样基本相同。首先放出隧道中桩及轴线,再根据各排桩断面布置形式逐一放样。此外,旋喷过程是旋喷桩施工最关键的工序,直接涉及成桩质量的好坏。旋喷时为保证钻杆接头喷浆效果,杆节旋喷搭接长度不少于10 cm。
3 旋喷桩在黄土隧道地基加固中的质量控制
3.1 质量控制内容
影响旋喷桩在黄土隧道地基加固中的质量因素较多,为进一步提高旋喷桩在黄土隧道地基加固中的应用水平,有必要加强旋喷桩在黄土隧道地基加固中的质量控制。具体说来,旋喷桩在黄土隧道地基加固中的质量控制的主要内容有:旋喷桩施工用水必须符合砼用水标准;机具设备完好并定期保养;确定选取合适的旋喷桩有关工艺参数;采用过滤筛过滤泥浆中杂质;喷浆压力控制旋喷压力不宜小于试桩时的设计压力;控制钻头的提升速度及旋转速度;废浆一般不超过浆液总量的20%;不得人为破坏桩体;加强对桩径的控制。
3.2 质量检测允许偏差
从旋喷桩质量检测允许偏差上看,检测项目为桩位(纵横向)、桩体垂直度、桩体有效直径、桩长,以及桩体无侧限抗压强度。其中,桩位、桩体垂直度、桩体有效直径的检验数量应按成桩总数的10%抽样检验,且每检验批次不少于5根。而桩长和桩体无侧限抗压强度则按设计检验数量。在检验方法上,桩位质量检测主要是用经纬仪或钢尺丈量,允许偏差50 mm;桩体垂直度的质量检测可以用经纬仪或吊线测钻杆倾斜度,允许偏差为1%;对桩体有效直径的质量检测则是通过开挖50~100 cm深厚,钢尺量,允许偏差不小于设计值;桩长质量检测差施工记录,有怀疑时钻芯,允许偏差不少于设计值;桩体无侧限抗压强度的质量检测则可通过取芯检查,其允许偏差也应不少于设计值。
参考文献
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