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恒筑基业之高压旋喷桩的种类与效果

发布时间:2020-01-02 丨 阅读次数:

恒筑基业之高压旋喷桩的种类与效果

高压旋喷桩施工工艺是1970的时候被提出来的,高压旋喷桩的设计是在静压灌浆的基础上改进而来的,它引进水力采煤技术
利用射流作用切割掺搅地层,以此改变原地层的结构和组成,与此同时灌入水泥浆或者复合浆从而形成凝结体,凝结体也就是我们说的旋喷桩能够达到加固地基和防渗的作用。
1高压旋喷桩的工艺特点
(1)高压旋喷桩所用的施工机械设备简单,施工简便,运输也方便,占地面积也小,一些其他大型设备无法进入的场地也可以采用高压旋喷桩施工。
(2)高压旋喷桩成桩之后有着较好的耐久性,能够保持多年不会有大的变化,保证了工程的质量,同时施工所需的原材料普通,货源广阔,施工成本低。
(3)高压旋喷桩施工过程中噪音相对小,对周边居民影响小,无污染,属于一种相对环保的施工工艺。
2旋喷桩的适用范围
(1)因为旋喷桩受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间等的影响小,所以旋喷桩工艺可广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、(亚粘土)、粉土(亚砂土)、砂土、黄土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多种土层。旋喷桩能够适用于大部分的软性地基,能够有效的加固地基。
(2)旋喷桩的加固处理方式多样化,即可作为既有建筑与新建建筑的地基加固之用,也可作为基础防渗之用;还可作为施工中的临时措施(如深基坑侧壁挡土或挡水、防水帷幕等),最后也可作为永久建筑物的地基加固、防渗处理,与其他工艺不同的是,只要有施工的条件,都可以采用旋喷桩来加固,不一定要求是初始地基。
(3)如果遇到有处理泥炭土或地下水具有侵蚀性、地下水流速过大和已涌水的地基工程时, 那我们施工中就需要先做试桩处理,根据现场的数据来做相应的调整看看是否合适采用旋喷桩工艺,而不能盲目的确定用或者不用。
工艺原理
加固原理
高压旋喷桩注浆法是利用旋喷钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后,用高压设备使浆液或水、(空气)成为20~40MPa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凝结体(即旋喷桩),从而达到加固地基或止水防渗的目的。
根据喷射方法的不同,喷射注浆可分为单管法、双管法和三管法。
单管法:利用单层喷射管浆液(仅喷射浆液),浆液从喷射管喷出形成大约400mm以内的桩径的旋喷桩。
双管法:利用两根管道,一根喷射浆液,一根管道喷射高压气流,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凝结体,利用双管法形成的桩体桩径可以达到800mm,可形成较粗桩体。
三管法: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。
高压旋喷桩的加固半径和许多因素有关,在施工过程中要综合考虑,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;加固半径与喷射压力P、喷咀直径d成正比,压力越大喷咀直径越大形成的桩径越大,与提升速度S、土的抗剪强度τ和浆液稠度B成反比,提速越快则形成的桩径越小。加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关,水泥含量越大一般情况下形成的桩体越坚固。
 
成桩机理
高压旋喷桩的成桩机理包括以下五种作用:
(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,水泥浆能够进入到土体部位。
(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,在搅拌过程中浆液和土粒充分混合形成桩体。
(3)升扬置换作用(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。
 
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