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摘要:文章结合工程实例,分析高压旋喷桩技术在海塘达标改造工程中的设计、 施工和质量控制方法,为高压旋喷桩技术在同类工程中的应用提供帮助。
关键词:高压旋喷桩;设计施工;应用
1 工程概况
崇明生态岛环岛防汛提标及景观道一期工程(老滧港-八一路),位于上海崇明区城桥镇,项目东起老滧港,西至八一路。工程主要建设内容为海塘达标改造施工;拆除新建涵闸两座,分别为东门村涵和工业小圩涵;修复加固丁坝及顺坝;新建连通箱涵以及景观提升工程等。
其中两座涵闸及连通箱涵基础采用高压旋喷桩处理,两座涵闸基础旋喷桩桩长均为8m,直径800mm;连通箱涵基础旋喷桩桩长为8m,直径为600mm。
2 工程地质及地下水类型
2.1 地质条件
在勘探深度范围内可分为4个工程地质层,自上而下土层的分布及工程地质特性描述如下:
①填土,夹碎石、砖块、砂砾、植物根茎;松散、均匀性差。厚度0.8-5.4m。②灰色淤泥质粉质粘土,局部夹少量粘土、砂质粉土,切面光泽,干强度高等,韧性高等,无摇振反应。厚度4.2-6.2m,层顶埋深3.2-7.0m。③灰色淤泥质粘土,含云母、有机质,夹薄层粉砂,局部夹贝壳碎屑,切面光泽,干强度高等,韧性高等,无摇振反应。厚度9.4-9.9m,层顶埋深9.0-13.1m。④灰色黏土,含云母、有机质,夹泥、钙质结核、半腐芦苇根茎,软塑、中~高压缩性。厚度4.6-8.5m,层顶埋深16.9-24.0m。
2.2地下水类型
本场区对工程建设有影响的地下水主要为孔隙潜水。潜水主要赋存于浅部人工填土及②层粉性土中,富水性及透水性一般,其主要补给来源为大气降水和地表水入渗,以地面蒸发、民井抽取及地下水侧向径流为主要排泄方式。
3 旋喷桩设计与要求
3.1方案选择
根据上述工程地质和水文地质条件及现场情况, 结合已往的工程经验分析认为, 施工场地砂层厚、含水丰富,箱函基坑底位于粉细砂层以下,为避免出现流砂现象影响基坑开挖、周边河道堤岸、 房屋及市政交通的安全,需要做好止水措施。
深层水泥搅拌桩适用处理正常固结的淤泥与淤泥质土、 粉土、 素填土及无流动地下水的饱和松散砂土等软弱地基。
3.2工艺性试桩试验
旋喷桩正式施工前进行试桩3根。施工前的工艺试验主要是验证以下几个方面:
①试喷结果是否达到设计所提要求;②旋喷桩施工工艺参数;③根据地质情况和设计桩径选择的施工机具、设备、施工工艺是否满足设计要求。
出浆量计算以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间为参数,计算公式为:
Q=(H/v)×q(1+β)
其中Q为出浆量(m3),H为喷射长度(m),q为单位时间喷浆量(m3/min),β为损失系数,通常区0.1-0.2,v为提升速度(m/min)。
4施工工艺
4.1工艺流程
本标段拟釆用三管旋喷法,工艺流程为施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计深度→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩(流程图如下)
4.2施工程序
(1)施工準备:整平场地,清除场地地上、 地下一切障碍物,按设计要求,进行测量放线,准备机械设备等。(2)钻机定位:检验、调整钻机,使钻机钻头符合设计桩位,并做好相关技术参数、浆量记录准备。(3)钻孔插管:钻孔、插管同时进行,准确将钻具、插管按设计孔位钻入,待钻具平稳进入地层0.5m方可正常钻进至设计深度。钻孔过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可边射水、边钻孔插管。(4)浆液配置,桩机移位时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。高压旋喷桩的浆液,釆用普通硅酸盐水泥42.5,水泥含量约35%,每立方米被搅拌土体中水泥掺量约为630kg,水泥浆比重1.49。
搅拌灰浆时,首先将水加入桶中,再将水泥倒入,开动搅拌机搅拌10~20分钟浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌,直到喷浆前。
(5)喷射注浆,在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统,设备的压力和排量必须满足设计要求,密封圈必须良好,各通道和喷嘴内不得有杂物,并做高压射水试验,合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制,并随时做好关于旋喷时间、用浆量、冒浆情况、压力变化等记录。
(6)冲洗:喷射施工完毕后,将输浆管等设备冲洗干净,管内、设备内不得残存水泥浆。
(7)移位:采用间隔跳桩成孔,将钻机等机具移至下一桩孔进行施工。
5 注意事项
(1)正式开工前应认真作好工艺性试桩工作,确定合理的施工技术参数和浆液配比。(2)施工前,要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况,各部位密封圈是否封闭,合格后方可喷射浆液。(3)制作浆液时,水灰比要按设计严格控制,不得随意改变。在旋喷过程中,应防止泥浆沉淀,浓度降低。不得使用受潮或过期的水泥,浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时,应有筛网进行过滤,过滤筛孔要小于喷嘴直1/2为宜。(4)喷射时,先达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管,中间发生故障时,应停止提升和旋喷,以防桩体中断,同时立即进行检查排除故障;如因机械故障中断旋喷,应重新钻至桩底设计标高后,重新旋喷。(5)旋喷过程中,冒浆量小于注浆量的20%为正常现象,若超过20%或完全不冒将时,应查明原因,调整旋喷参数或改变喷嘴直径。(6)钻杆旋转和提升必须连续不中断,拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10-20cm的搭接长度,避免出现断桩。
6结束语
本工程采用三管高压旋喷桩技术效果显著,在基坑开挖时,箱涵区域内基坑无明显渗流,无涌砂现象;周边道路、建筑物未出现沉降、开裂现象,两座涵闸及连通箱涵基础工程在雨季到来之前保质保量地顺利完成。
参考文献:
[1]高压旋喷桩在地基加固中的应用[J]. 程雪峰.?住宅与房地产.2018(19).
[2]高压旋喷桩施工技术在市政工程中的应用[J].张云夫.建材与装饰.2017(27).
(作者单位:上海建工(浙江)水利水电建设有限公司上海分公司)
关键词:高压旋喷桩;设计施工;应用
1 工程概况
崇明生态岛环岛防汛提标及景观道一期工程(老滧港-八一路),位于上海崇明区城桥镇,项目东起老滧港,西至八一路。工程主要建设内容为海塘达标改造施工;拆除新建涵闸两座,分别为东门村涵和工业小圩涵;修复加固丁坝及顺坝;新建连通箱涵以及景观提升工程等。
其中两座涵闸及连通箱涵基础采用高压旋喷桩处理,两座涵闸基础旋喷桩桩长均为8m,直径800mm;连通箱涵基础旋喷桩桩长为8m,直径为600mm。
2 工程地质及地下水类型
2.1 地质条件
在勘探深度范围内可分为4个工程地质层,自上而下土层的分布及工程地质特性描述如下:
①填土,夹碎石、砖块、砂砾、植物根茎;松散、均匀性差。厚度0.8-5.4m。②灰色淤泥质粉质粘土,局部夹少量粘土、砂质粉土,切面光泽,干强度高等,韧性高等,无摇振反应。厚度4.2-6.2m,层顶埋深3.2-7.0m。③灰色淤泥质粘土,含云母、有机质,夹薄层粉砂,局部夹贝壳碎屑,切面光泽,干强度高等,韧性高等,无摇振反应。厚度9.4-9.9m,层顶埋深9.0-13.1m。④灰色黏土,含云母、有机质,夹泥、钙质结核、半腐芦苇根茎,软塑、中~高压缩性。厚度4.6-8.5m,层顶埋深16.9-24.0m。
2.2地下水类型
本场区对工程建设有影响的地下水主要为孔隙潜水。潜水主要赋存于浅部人工填土及②层粉性土中,富水性及透水性一般,其主要补给来源为大气降水和地表水入渗,以地面蒸发、民井抽取及地下水侧向径流为主要排泄方式。
3 旋喷桩设计与要求
3.1方案选择
根据上述工程地质和水文地质条件及现场情况, 结合已往的工程经验分析认为, 施工场地砂层厚、含水丰富,箱函基坑底位于粉细砂层以下,为避免出现流砂现象影响基坑开挖、周边河道堤岸、 房屋及市政交通的安全,需要做好止水措施。
深层水泥搅拌桩适用处理正常固结的淤泥与淤泥质土、 粉土、 素填土及无流动地下水的饱和松散砂土等软弱地基。
3.2工艺性试桩试验
旋喷桩正式施工前进行试桩3根。施工前的工艺试验主要是验证以下几个方面:
①试喷结果是否达到设计所提要求;②旋喷桩施工工艺参数;③根据地质情况和设计桩径选择的施工机具、设备、施工工艺是否满足设计要求。
出浆量计算以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间为参数,计算公式为:
Q=(H/v)×q(1+β)
其中Q为出浆量(m3),H为喷射长度(m),q为单位时间喷浆量(m3/min),β为损失系数,通常区0.1-0.2,v为提升速度(m/min)。
4施工工艺
4.1工艺流程
本标段拟釆用三管旋喷法,工艺流程为施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计深度→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩(流程图如下)
4.2施工程序
(1)施工準备:整平场地,清除场地地上、 地下一切障碍物,按设计要求,进行测量放线,准备机械设备等。(2)钻机定位:检验、调整钻机,使钻机钻头符合设计桩位,并做好相关技术参数、浆量记录准备。(3)钻孔插管:钻孔、插管同时进行,准确将钻具、插管按设计孔位钻入,待钻具平稳进入地层0.5m方可正常钻进至设计深度。钻孔过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可边射水、边钻孔插管。(4)浆液配置,桩机移位时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。高压旋喷桩的浆液,釆用普通硅酸盐水泥42.5,水泥含量约35%,每立方米被搅拌土体中水泥掺量约为630kg,水泥浆比重1.49。
搅拌灰浆时,首先将水加入桶中,再将水泥倒入,开动搅拌机搅拌10~20分钟浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌,直到喷浆前。
(5)喷射注浆,在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统,设备的压力和排量必须满足设计要求,密封圈必须良好,各通道和喷嘴内不得有杂物,并做高压射水试验,合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制,并随时做好关于旋喷时间、用浆量、冒浆情况、压力变化等记录。
(6)冲洗:喷射施工完毕后,将输浆管等设备冲洗干净,管内、设备内不得残存水泥浆。
(7)移位:采用间隔跳桩成孔,将钻机等机具移至下一桩孔进行施工。
5 注意事项
(1)正式开工前应认真作好工艺性试桩工作,确定合理的施工技术参数和浆液配比。(2)施工前,要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况,各部位密封圈是否封闭,合格后方可喷射浆液。(3)制作浆液时,水灰比要按设计严格控制,不得随意改变。在旋喷过程中,应防止泥浆沉淀,浓度降低。不得使用受潮或过期的水泥,浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时,应有筛网进行过滤,过滤筛孔要小于喷嘴直1/2为宜。(4)喷射时,先达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管,中间发生故障时,应停止提升和旋喷,以防桩体中断,同时立即进行检查排除故障;如因机械故障中断旋喷,应重新钻至桩底设计标高后,重新旋喷。(5)旋喷过程中,冒浆量小于注浆量的20%为正常现象,若超过20%或完全不冒将时,应查明原因,调整旋喷参数或改变喷嘴直径。(6)钻杆旋转和提升必须连续不中断,拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10-20cm的搭接长度,避免出现断桩。
6结束语
本工程采用三管高压旋喷桩技术效果显著,在基坑开挖时,箱涵区域内基坑无明显渗流,无涌砂现象;周边道路、建筑物未出现沉降、开裂现象,两座涵闸及连通箱涵基础工程在雨季到来之前保质保量地顺利完成。
参考文献:
[1]高压旋喷桩在地基加固中的应用[J]. 程雪峰.?住宅与房地产.2018(19).
[2]高压旋喷桩施工技术在市政工程中的应用[J].张云夫.建材与装饰.2017(27).
(作者单位:上海建工(浙江)水利水电建设有限公司上海分公司)