水泥浆液的水灰比越小,高压喷射注浆处理地基的强度越高。在生产中因注浆设备的原因,水灰比太小时,喷射有困难,故水灰比通常取0.8~1.5,生产实践中常用1.0。由于生产、运输和保存等原因,有些水泥厂的水泥成分不够稳定,质量波动较大,可导致高压喷射水泥浆液凝固时间过长,固结强度降低。因此事先应对各批水泥进行检验,鉴定合格后才能使用。对拌制水泥浆的用水,只要符合混凝土拌合标准即可使用。
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。施工占地少、振动小、噪音较低,但容易污染环境,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。在高压旋喷施工之前,有哪些准备工作要做呢?
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由于以上所采用的方法,有的对软土厚度要求特殊,有的需要占用的耕地多,施工工期长,处治完后期沉降大,这些都给公路施工和公路通车后的正常使用带来了很大问题。高压旋喷注浆复合地基作为软土地基处治的方法之一,因可大限度地减少路基沉降、提高路基承载力、缩短固结时间和加快施工进度等方面具有很好的治理效果,特别对于减少地基不均匀沉降、防止路堤失稳等方面有着其自身的优点。
1)在设计文件提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探,进一步了解各施工工地基土的性质。
2)准备充足的水泥加固料和水。水泥的品种、规格、出厂时间经试验室检验符合我国规范及设计要求并有质量合格证,使用过期、受潮、结板、变质的加固料。一般水泥为425号普通硅酸,水要干净,酸碱度适中,ph值在5~10
3)根据补充勘探资料,在选择的试验工点加固范围内的各代表性地层用薄壁取土器采取必需数量的原状土送试验室,对取得的土样在进行试验之前应妥善保存,使土样的物理和化学性尽可能保持不变
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高压喷射注浆法是利用高压泥浆泵等高压发生装置,通过安装在钻杆杆端的特殊喷嘴,向周围土体喷射浆液,同时钻杆以一定速度逐步向上提升,注入剂形成高压喷出后具有很大的动能,产生高速高压的喷射流,借助高压喷射流使一定范围内的土体结构遭到切削破坏,并使土体与喷射浆液混合、胶结、硬化,从而在地基中形成具有较高强度的水泥土桩,达到改良土质、增加地基强度、减少土体压缩变形的目的。
4)室內配合比试验。根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况,按不同含水量设计并调整几种配合比,通过在室内将现场采取的土样进行风(烘)干、碾碎,过2~5mm筛的粉状土样按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验,确定施工喷浆量、水灰比。一般水灰比可取1.0~1.5。为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提髙强度,可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氟化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。若试验之前土样的含水量发生了变化,应调整为天然含水量。
(5)试桩试验。根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩,并根据试桩结果,调整加固料的喷浆量,确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。
(6)推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表03m厚的种植土,杂物,并将原地面按设计要求整平,填岀路拱。根据施工现场实际情况,施作临时排、截水设施,并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。
(7)按设计要求完成施工放样,用木桩定出桩位,用白石灰作出明显标识。
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高压旋喷桩施工时注意的事项:1、钻机或旋喷机就位时机座要平稳,立轴或转盘与孔位对正,倾角与设计误差一般不得大于0.5°2、喷射注浆前要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。管路系统的密封圈必须良好。各通道和喷嘴内不得有杂物。3、喷射注浆时要注意准备,开动注浆泵,待估算水泥浆的前锋已经流出喷头后,才开始提升注浆管。自下而上喷射注浆。4、喷射注浆作业后,由于浆液析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固体体顶部出现凹穴,所以应及时用水灰比为0.6~1的水泥浆进行补灌,并要预防其他钻孔排除的泥土或杂物进入。5、为了加大固结体尺寸,或深层硬土为避免固结体尺寸减小,可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施,也可采用复喷工艺。6、冒浆的处理,在旋喷处理中,往往有一定数量的土粒,随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面。通过对冒浆的观察,可以及时了解土层状况、旋喷的大致效果和旋喷参数的合理性等。根据实验,冒浆(内有土粒、水及浆液)量小于注浆量的20%为正常。超过20%或完全不冒浆时,应查明原因并采取相应的措施。若是地层中有较大空隙引起的不冒浆,则可以在浆液中掺入适量的速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定土层范围内凝固。
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、压力变化等的记录。喷射时,先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒,水泥浆与桩端土充分搅拌后,再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管,提升速度为260mm/min,直至距桩顶1米时,放慢搅拌速度和提升速度。保证桩顶密实均匀。中间发生故障时,应停止提升和旋喷,以防桩体中断,同时立即检查排除故障,重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m,防止固结体脱节。