3、施工程序及操作技术要点 1)施工程序
单管、二重管、三重管和多重管喷射注浆法虽注入的介质和数量不同,但他们的施工工序是基本一致的。都是先将钻杆插入或打入预定土层中,自下而上进行喷射作业。
①钻机就位
旋喷注浆施工的第一道工序就是将使用的钻机安置在设计的孔位上,使钻杆头对准孔位中心。为保证钻孔达到设计要求的垂直度,对钻机进行水平校正,使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。
②钻孔
钻孔的方法主要视地层中地质情况、加固深度、机具设备等条件而定。单管旋喷使用震动型旋转钻机,钻深可达30m;二重管、三重管喷射注浆法施工中,较坚硬的地层采用地质钻机钻孔。
③插管
插管是将旋喷注浆管插入地层预定的深度。使用震动型旋转钻机时,插管与钻孔两道工序合二为一,钻孔完毕后,插管作业即完成。使用地质钻机钻孔完毕时,拔出岩芯管,换上旋喷管插入预定深度。在插管过程中,为防止泥沙堵塞喷嘴,采取边射水边插管的方法,水压控制在1Mpa以内,以免将孔壁射塌。
④喷射作业
旋喷管插入预定深度后,又上而下进行喷射作业,使用的参数参见表2。施工过程中值班技术人员注意时刻检查浆液初凝时间(正常时水灰比1:1初凝时间为15小时左右)、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求,并随时做好记录,绘制作业过程曲线。
⑤冲洗
当喷射提升到设计标高后,选喷即结束。此时立即将注浆管等机具设备冲洗干净,把浆液换成水,在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管软管内的浆液全部排出。
⑥移动机具
把钻机等机具设备移到新孔位就位。 2)操作要点
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高压喷射注浆参数值 表2
高压喷射注浆的种类 使用土质 浆液材料及配方 压力(MPa) 水 流量(L/min) 喷嘴孔径(mm)及个数 高压喷射注浆参数值 空 压力(MPa) 流量(L/min) 单管法 二重管法 三重管法 沙类土、粘性土、黄土、杂填土、小粒径沙砾 以水泥为主要原料,加入外加剂,常用水灰比1:1。也可以用化学材料。 20 80~120 0.7 1~2 1~2 20 80~120 20 80~120 φ2~φ3(两个) 0.7 1~2 1~2 1~3 100~150 φ10(两个)~φ14(一个) φ75或φ90 约10 约10 气 喷嘴孔径(mm)及个数 压力(MPa) 浆 液 流量(L/min) 喷嘴孔径(mm)及个数 φ2~φ3(两个) φ2~φ3(两个) 注浆管外径(mm) 提升速度(cm/min) 旋转速度(r.p.m) φ42或φ45 20~25 约20 φ42、φ50、φ75 约10 约10 ①钻机就位:钻机安放在设计的孔位上并保持垂直,施工时旋喷后的应许倾斜不得大于1.5%。钻机口位置与设计位置的偏差不得大于50mm。
②旋喷前要检查高压设备和管路系统,其压力和流量表必须满足设计要求。下管前必须检查注浆管路是否畅通,接头密封是否良好。
③插管:插管是将喷管插入地层预定的深度,在插管过程中,为防止泥沙堵塞喷嘴,可边射水边插管,水压一般不超过1MPa。
④当喷管插入预定深度后,由上而下进行喷射作业,喷射注浆时要注意,待估算水泥浆的前峰已流水喷头后(一般2-4秒)方可开始提升注浆管。值班人员必须时刻注意检查浆液初凝时间,注浆流量等技术参数,控制转速、提速。
拆卸钻杆继续喷射时,保持钻杆有0.1m的搭接长度,不得使喷射固结体脱节。
深层旋喷时,先喷浆后旋转和提升,以防注浆管扭断。
⑤施工时,加强前台与后场供浆配合密切,后场停止供应时,应及时通知前
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台,防止断桩和缺浆。再次供浆时,搅拌机需下次停浆点0.5m以下,待恢复供浆时在提升。如停止时间超过3小时,需将输浆卸下进行清洗。
⑥所用水泥浆,水灰比要按设计规定,不得随意更改,要保证水泥质量,水泥要过筛,其细度应在标准筛上的筛余量不大于15%,禁止使用受潮,过期的水泥。
⑦喷射注浆孔与高压泵距离不能过长,防止高压软管过长,沿程压力损失增大,造成实际喷射压力降低。
⑧当桩顶接近标高时,为保证桩头的施工质量钻井自设计标高以下1m喷浆提升时,采用慢速,控制在10厘米/秒以内。
⑨喷射结束后,若发现浆面下降应立即在喷射孔内进行静压充填,直至浆液面不再下流为止。
⑩施工中出现冒浆,一般是因为注浆量超过所需浆量所致,可采取如下措施:a、提高喷射压力b、适当缩小喷嘴直径c、加快提高和转速。一般说来,重复喷射有增经效果,由于其难以控制和影响进度,因此在实际施工中不把它作为增强的主要措施,通常在浆液喷射不足或工程要求有较大直径时才进行复喷。
4、劳动力组织
1套设备施工需要配备的劳动力见表3
劳动力配备 表3
序号 1 工种 班长 人数 1 工作内容 负责协调指挥各工序的操作,控制加固质量排除施工中的各种故障 按设计施工工艺,正确操纵钻头的钻进和提升检查维修机械负责使用联络信号 负责水泥浆的制作,保证施工的连续性 统计材料用量,记录泵送时间,清洗输料管 负责设备的安装和安全使用 负责施工记录,操纵电器控制仪表,使用联络信号,并质量检查员工作 2 操作员 3 3 4 5 6 制浆员 司浆 电工后勤 记录员 3 1 2 1 5、质量控制措施与检验 1)质量控制措施
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①施工前先打一组试桩(3颗),从而确定施工的各项参数,如钻进速度,提升速度和旋转速度等,确定机械需配备的人员。在试桩成桩28天后,做抽芯检测和单桩载力和复合地基承载力试验,最后确定合理的施工技术措施和方案。
开工前组织施工人员进行技术交底,施工中根据质量工程要求召开质量专题会,不得使用不合格的施工机具及不合格或失效的水泥。
②钻机开孔前必须复核孔位、孔距,检查钻机的水平度、轴垂直度。钻进时应避免钻机的剧烈振动,跳动及钻杆摆动,确保钻机垂直度。
③控制旋喷的压力和提升及旋转速度,确保加固范围内每一深度的喷浆饱满。
④用比重秤或比重计来检查拌制的水泥浆是否符合设计要求。技术人员应经常检查每延米用浆量和水泥用量是否满足设计和施工要求。
⑤钻到终孔深度后,技术人员应及时检查验收孔深及孔斜率,以确保以上技术指标达到设计要求。
⑥随时检查施工记录,对照施工工艺对每根桩进行质量评定。对不合格的桩,视具体情况采取补救措施。
⑦抽选一定数量的桩进行浅部开挖,检查桩体的成桩质量,量测桩径、桩距等指标,并钻蕊取样进行强度试验。
2)质量检测方法
质量检验在高压旋喷注浆结束四周后进行,检查对象选择地质条件较复杂的地区及喷射时有异常现象的固结体,数量为注浆孔数的5%,每个加固工程至少检查一个。
①室内灰比实验
现场采集要加固的土样及施工用的水泥送至试验室,按设计提供水泥参考用量分组选用不同水泥用量试块,试块成形后送入标养室进行养护,达到规定龄期后,作无限抗压强度试验,选定最优的灰比。
②开挖检查 全面检查喷射固结体的质量。 ③钻孔检查
a、钻取旋喷固结体的岩芯 检查固结整体性、强度; b、渗透试验 测定抗渗能力; c、标准贯入度试验 测定承载能力
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④荷载试验 测定承载力和沉降量
三、CFG桩施工技术方案
1、CFG桩施工主要施工设备及技术要求
CFG桩施工机械设备和施工工艺的采用主要根据工程地质、设计承载力、变形以及施工的周边环境而定。常用的施工方法有长螺旋钻孔灌注成桩、泥浆护壁钻孔灌注成桩、长螺旋钻孔泵压混合料成桩、振动沉管灌注成桩。由于振动沉管打桩机施工效率高,造价相对较低,所以振动沉管灌注成桩应用比较广泛,本工程拟采用此方法。
振动沉管灌注成桩施工的主要设备是振动沉管打桩机、长螺旋钻孔机(遇坚硬土层时,可以考虑用长螺旋钻预引孔)。常用主要振动打桩锤有DZ、DZKS、DZJ系列,其主要技术参数见表1。
振动打桩锤主要技术参数 表1 项目 电机功率(KW) 偏心轴转速(r/min) 偏心力矩(n.m) 激振力(KN) 空载振幅(mm) 允许抗拔力(KN) 允许加压力(KN) 重 量(kg) 电源(100m内KVA) 外形尺寸(mm) 2、施工工艺流程 见施工工艺流程图1 3、施工程序及技术要点 1)施工程序 ①施工准备
确定施工积聚和配套设备,试桩以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜,核定选定的技术参数,确定施打顺序。
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