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高壓旋噴樁法在佛山市三水區(qū)三崗電排站重建工程地基處理中的應用

時間日期：2012-7-9 已被閱讀次：[11945]

佛山市佛利建設工程有限公司陳國柱

　　[摘　要]　介紹高壓旋噴樁法在佛山市三水區(qū)三崗電排站重建工程地基處理中的設計和施工。實踐證明，該基礎加固效果良好，達到了預期目標。
　　[關鍵詞]　高壓旋噴樁法地基處理應用

　　1 概述
　　本工程為佛山市三水區(qū)西南街道青歧片區(qū)瑞崗圍上的穿堤建筑物，是三水區(qū)青岐三崗澇區(qū)防洪排澇的骨干工程，與瑞崗圍防洪堤構成完整的體系，提高西南青歧瑞崗圍的防洪抗災能力。由于該泵站防洪閘段為淤泥質土地基，為控制基礎的沉降，保證防洪閘的正常使用，按設計要求采用高壓旋噴樁法加固該防洪閘基礎。實踐證明，該基礎加固效果良好，達到了預期目標。

　　2 設計與施工

　　2.1高壓旋噴樁的設計
　　高壓旋噴樁法是利用水泥作為固化劑的主劑，通過高壓旋噴樁機的射流作用切割摻攪地層，改變原地層的結構和組成，同時灌入水泥漿形成凝結體，借以達到加固地基和防滲止水的目的。該項施工技術自20世紀70年代從日本首引進我國已有三十多年的歷史，它具有安全可靠、適用的土質廣，施工噪音小，樁身強度高，固結體形狀可控制等特點，得到了廣泛應用。如今我國已經成功地運用于長江三峽等大型水利工程，且取得良好的效果。
　　根據工程地質資料和附近其他工程的實踐經驗，本工程高壓旋噴樁采用如下設計參數：
　�。�1）樁型及樁徑：高壓旋噴樁共有2607m，采用單管法施工，樁徑Ф=700mm。
　　（2）樁長：根據地質資料，從現(xiàn)狀地面至穿過淤泥質土層的厚度一般為11m。
　�。�3）樁位布置：設計樁間距2.0～2.6m，呈矩形布置。
　　（4）水泥用量要求：水泥摻量100kg/m，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比選用1.0。
　　（5）樁體強度要求：設計單樁承載力要求不小于350KN，樁體水泥土28天齡期的無側限抗壓強度不小于1.0Mpa。
　�。�6）速度控制：提升速度10～20cm/min，旋轉速度10～20r/min。（最終施工參數現(xiàn)場試樁確定）

　　2.2高壓旋噴樁的施工工藝流程
　　根據設計樁徑，施工中采用單管旋噴法GX－1型高壓旋噴樁機。按照設計要求，施工工藝流程如下：
　　（1）鉆機就位
　　移動旋噴樁機到指定樁位，將鉆頭對準孔位中心，現(xiàn)時整平鉆機，放置平穩(wěn)、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1.5。就位后，首先進行低壓（0.5MPa）射水試驗，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。（2）制備水泥漿
　　樁機移位時，即開始按設計確定的配合拌制水泥漿。首先將水加入桶中，再將水泥和外摻劑倒入，開動攪拌機攪拌10～20分鐘，而后擰開攪拌桶底部閥門放入第一篩網（孔徑為0.8mm ），過濾后流入漿液池，然后通過泥漿泵抽進第二道過濾網（孔徑為0.8mm），第二次過濾后流入漿液桶中，待壓漿時備用。
　�。�3）鉆孔與插管
　　高壓旋噴樁機啟動鉆頭，同時開啟高壓泥漿泵低壓輸送水泥漿液，使鉆桿沿導向架振動、射流成孔下沉，直到樁底設計標高，觀察工作電流不大于額定值。
　�。�4）提升噴漿管、攪拌
　　噴漿管下沉到達設計深度后，停止鉆進，旋轉不停，高壓泥漿泵，坐底噴漿30s后，邊噴漿，邊旋轉，同時嚴格按照設計和壓力增到施工設計值（不小于20 Mpa）試樁確定的提升速度提升鉆桿。
　�。�5）樁頭部分處理
　　當旋噴管提升接近樁頂時，應從樁頂以下1.0m開始，慢速提升旋噴，旋噴數秒，再向上慢速提升0.5m，直至樁頂停漿面。為保證樁頭質量，設計停漿面高于設計樁頂高程0.5m（高于設計樁頂高程部分樁頭在澆筑混凝土底板前人工鑿除）。
　　（6）若遇礫石地層，為保證樁徑，可重復噴漿、攪拌，按上述3～5步驟重復噴漿、攪拌，直至噴漿管提升至停漿面，關閉高壓泥漿泵，停止水泥漿的輸送，將旋噴管提升出地面，關閉鉆機。
　�。�7）清洗
　　向漿液罐中注入適量清水，開啟高壓泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈。并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈。
　　（8）樁機移位進行下根樁施工。
　�。�9）補漿
　　噴射注漿作業(yè)完成后，由于漿液的析水作用，一般均有不同程度的收縮，使固結體頂部出現(xiàn)凹穴，要及時用水灰比為1.0的水泥漿補灌。

　　3 成品保護
　　旋噴樁施工完成后，不能隨意堆放重物，防樁變形。

　　4 質量檢驗

　　4.1保證項目
　�。�1）水泥的品種、標號、水泥漿的水灰比，必須符合設計要求。
　　（2）高壓噴噴樁深度、直徑及旋噴體強度，必須符合設計要求。檢驗方法為鉆芯取樣，標準貫入、平振荷載試驗、開挖檢查和檢查施工記錄。

　　4.2允許偏差項目
　　高壓旋噴樁質量檢查項目：

　　4.3質量檢驗方法
　　目前高壓旋噴樁的質量檢驗方法常用有以下兩種：
　　（1）復合地基承載力檢測：本荷載試驗采用慢速維持荷載法，是最為可靠、直接的方法但需在成樁60d后才能進行，對施工過程缺乏及時的指導、監(jiān)督作用，試驗時間長，操作繁瑣，費用較大，不宜大量使用。
　�。�2）抽芯檢測：抽芯檢測主要是鉆取旋噴固結體的巖心，觀察半判斷其固體整體性和固結體的長度，并將其做成標準試件，進行室內物理學性質試驗，鑒定其是否符合設計要求。

　　4.4質量檢驗結果
　　本工程所選樁身抽芯試驗檢測，抽芯試驗3條（檢驗數量為總樁數的0.5％），從鉆取芯巖來觀察旋噴樁固結體整體性好，其樁長度都達到了設計要求。室內物理學性質試驗，芯樣抗壓強度在2.7～15.4Mpa之間，滿足無側限抗壓強度不小于1.0Mpa的設計要求。
　　根據野外檢驗和室內抗壓強度試驗結果，經分析認為：檢驗樁深與設計樁深一致，樁身攪拌基本均勻，樁身強度都能滿足設計要求。

　　5 安全措施
　�。�1）施工時，對高壓泥漿要全面檢查和清洗干凈，防止泵體的殘渣和鐵屑存在；各密封圈應完整無泄漏，安全閥中的安全銷要進行試壓檢驗。確保能在額定量高壓力時斷銷卸壓；壓力表應定期檢查，保證正常使用，一旦發(fā)生故障，要停泵停機排除故障。
　�。�2）高壓膠管不能超過壓力范圍使用，使用時屈彎應不小于規(guī)定的彎曲半徑，防止高壓管爆裂傷人。
　�。�3）高壓噴射旋噴注漿是在高壓下進行，高壓射流的破壞較強，漿液應過濾，使顆粒不大于噴嘴直徑；高壓泵必須有安全裝置，當超過允許泵壓后，應能自動停止工作；因故需較長時間中斷旋噴時，應及時地用清水沖洗輸送漿液系統(tǒng)，以防硬化劑淀管路內；冬季施工，高壓不得在負溫下工作，施工完了應及時漿泵和管路內的積水排出。
　　（4）操縱鉆機人員要有熟練的操作技能，了解注漿全過程及鉆機旋噴注漿性能，嚴禁違章操作。

　　6 施工注意事項
　　（1）施工前，要求檢查旋噴管的高壓水與空氣噴射情況，各部位密封圈是否封閉，合格后方可噴射漿液。
　�。�2）噴射時，先應達到預定的噴射壓力、噴漿量后再逐漸提升注漿管。中間發(fā)生故障時，應停止提升和旋噴，以防樁體中斷，同時立即進行檢查排除故障。
　　（3）旋噴過程中，冒漿量控制在10％～25％之間。
　�。�4）高壓噴射注漿完畢后，應迅速拔出噴射管。
　　（5）施工中做好泥漿處理，及時將泥漿運出。
　�。�6）質量檢驗在旋噴注漿結束28天后進行，檢驗樁的數量不小于已經完成樁數的2％～5％，不合格者進行補噴。
　　
　　7 結論
　　高壓旋噴樁處理淤泥質土工程，加固效果良好，大大提高了地基承載力，抽檢樁身長度和水泥土抗壓強度完全滿足設計要求，地基穩(wěn)定性較好。經過精心設計、精心施工和嚴格監(jiān)理，該基礎處理分部工程驗收時質量等級被評為優(yōu)良。建筑物回填土加載后測量，最大沉降量為 16mm，最大沉降量差為8mm，滿足設計要求。

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