高压旋喷桩试桩工艺研究

时间：2022-08-26 12:40:04 来源：千叶帆本文已影响人

　　摘要：通过试桩工艺确定旋喷桩每米水泥用量、外加剂用量、钻孔射水压力、喷浆压力、水泥浆用量、水灰比、喷射管提升速度、喷浆旋转速度等工艺参数，并通过取芯检测和载荷试验，判定成桩工艺能否满足成桩质量要求，优选能满足设计成桩质量的施工工艺参数。
　　Abstract： The process parameters， such as cement content， admixture dosage， drilling water injection pressure， shotcreting pressure， cement slurry dosage， water-cement ratio， ejection tube lifting speed， shotcrete rotation speed， etc.， were determined by trial pile process. Through coring inspection and load test， it is determined whether the pile forming process can meet the pile quality requirements， and the construction process parameters that can meet the designed pile quality can be selected.
　　关键词：高压旋喷桩；试桩；工艺参数；取芯
　　Key words： high pressure jet grouting pile；trial pile；process parameters；coring
　　中图分类号：U293.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）14-0139-02

1 工程简介及施工原理

　　新建铁路广佛环线佛山西站至广州南站段DK14+583.70～DK14+970.00路基属于软土地基，根据设计要求采用高压旋喷桩加固措施。高压旋喷桩是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，利用高压注浆设备使浆液或水、（空气）成为20～40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体结构，同时钻杆以一定的速度逐渐提升，将浆液和土粒强制搅拌混合，浆液凝固后在土中形成一个圆柱状固结体（即旋喷桩），以达到加固地基或止水防渗的目的。
　　高压旋喷桩施工主要是工艺参数的确定，所以试桩的过程是一个非常重要且必不可少的环节。本次试桩地点选在具有代表性路基地段进行，DK14+610距右侧坡脚20m处，采用单管法施工。设计桩长23.4m，桩径0.5m，桩距1.3m，按正方形布置，安排试桩9根，其中水泥用量140kg/延米（3根）、160kg/延米（3根）、240kg/延米（3根）。单桩承载力161.99kN，无侧限抗压强度（28d）：≥2.5MPa。

2 設计地质情况

3 试验内容及参数

　　3.1 试桩目的一是通过试桩调整旋喷桩施工参数，确定每米水泥用量、外加剂用量、钻孔射水压力、喷浆压力、水泥浆用量、水灰比、喷射管提升速度、喷浆旋转速度；二是通过取芯检测和载荷试验，判定成桩工艺能否满足成桩质量要求，优选能满足设计成桩质量的施工工艺参数。
　　3.2 室内无侧限抗压强度试验现场取各地层土样，分别掺入对应每延米（0.2m3）被加固土体水泥用量140kg、160kg、240kg，按表2中每个配合比分别做2d、7d、14d和28d无侧限抗压强度试验，以便求出室内无侧限抗压强度与试桩取芯无侧限抗压强度的相关关系。
　　3.3 试桩配合比和工艺参数如表2
　　对上述三种工艺参数说明：①提钻速度为18～20cm/min，相应转速控制为18～21r/min；②外加剂：采用氯化钙（CaCl2），掺量为水泥用量的3%，氯化钙属于速凝-早强型外加剂，主要适于地下水位较高或要求早期承受较大荷载的工程，可提高桩体早期强度；③泵压的范围暂定为18～24MPa，根据地表变形监测进行调节；④采用Φ2-3mm单喷嘴（采用刻度放大镜观测）；⑤泵压、提钻速度、转速、喷嘴直径等施工参数应根据不同的地质条件、实际喷浆量、冒浆等情况进行调整，确保单位进尺水泥用量的设计要求。

4 试验准备

　　4.1 室内配比试验从试桩地点采取足量的（1）-2-1、（1）-2-2地层土样分别进行室内配比试验。
　　4.2 配备施工性能良好的施工机械
　　4.3 挖设排浆沟、回浆池、准备浆液搅拌池和临时泥浆存放池，同时必须挖设临时排水沟，疏干地表水，使地表保持干燥状态。浆液池开挖圆形，深度、大小满足施工要求，池内底部及四周用较厚塑料膜铺一层，防止浆液外漏。冒出泥浆专人清理并计量记录。根据试验的参数计算每桶水泥用量对应的水、外加剂的用量，用红油漆标注于搅拌桶内侧。
　　4.4 在水泥浆搅拌池处设置雨棚，以免下雨引起水灰比变化。作业现场要设置安全防护、防火、通风措施，防止发生触电、火灾、中毒烧伤等事故。

5 施工工艺及方法

　　5.1 施工工艺
　　整平原地面→钻机就位→钻杆下沉钻进→上提喷浆强制搅拌→桩顶复喷→提出钻杆→钻机移位。

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