單管旋噴注漿法施工工藝

1．場(chǎng)地三通一平

施工前應(yīng)保證場(chǎng)地的三通一平，確保用電安全。

2．樁位測(cè)設(shè)

樁位應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)測(cè)設(shè)，偏差不得大于50mm。

3．試樁及確定工藝參數(shù)

為保證施工質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格遵守試樁要求，在展開(kāi)大批量制樁前進(jìn)行試樁，以校驗(yàn)施工工藝參數(shù)是否合理，現(xiàn)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)提出試樁用工藝參數(shù)如下：

⑴注漿管：提升速度12～18cm；旋轉(zhuǎn)速度10～20r/min。

⑵水：壓力20～25Mpa；流量85L/min。

⑶漿液壓力：≥20Mpa；流量>60Lmin。

⑷空氣：壓力0. 5～0. 9Mpa；流量0. 7m³/min。

⑸水灰比：1:1

4．鉆機(jī)就位

鉆機(jī)安放在設(shè)計(jì)的孔位上并應(yīng)保持垂直，施工時(shí)旋噴管的允許傾斜度不得大于1.5%。

5．鉆孔

單管旋噴常使用76型旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆機(jī)，鉆進(jìn)深度可達(dá)30m以上，適用于標(biāo)準(zhǔn)貫入度小于40的砂土和粘性土層，當(dāng)遇到比較堅(jiān)硬的地層時(shí)宜用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔。鉆孔的位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50mm。

6．插管

插管是將噴管插入地層預(yù)定的深度。使用76型振動(dòng)鉆機(jī)鉆孔時(shí)，插管與鉆孔兩道工序合二為一，即鉆孔完成時(shí)插管作業(yè)同時(shí)完成。如使用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔完畢，必須拔出巖芯管并換上旋噴管插入到預(yù)定深度。在插管過(guò)程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可邊射水、邊插管，水壓力一般不超過(guò)1 MPa，若壓力過(guò)高，則易將孔壁射塌。

7．噴射作業(yè)

當(dāng)噴管插入預(yù)定深度后，由上而下進(jìn)行噴射作業(yè)，技術(shù)人員必須時(shí)刻注意檢查漿液初凝時(shí)間、注漿流量、風(fēng)量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求，并隨時(shí)做好記錄，繪制作業(yè)過(guò)程曲線。

當(dāng)漿液初凝時(shí)間超過(guò)20h應(yīng)及時(shí)停止使用該水泥漿液(正常水灰比1: 1，初凝時(shí)間為15h左右)

8．沖洗

噴射施工完畢后，應(yīng)把注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗干凈，管內(nèi)機(jī)內(nèi)不得殘存水泥漿。通常把漿液換成水，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排除。

9．移動(dòng)機(jī)具將鉆機(jī)等機(jī)具設(shè)備移到新孔位上 。

1.樁位偏差<5cm，鉆孔垂自度<1%H。

2.鉆桿要進(jìn)行量測(cè)，并作記錄，經(jīng)常檢查孔深，保證孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比例率拌制水泥漿液，拌制好的水泥漿液超過(guò)2小時(shí)不能使用。

4.旋噴樁施工中，嚴(yán)格控制空壓機(jī)、高壓水泵、送漿泵的壓力和提升噴漿速度。

5.提升過(guò)程中，拆卸鉆桿后，繼續(xù)旋噴施工時(shí)，保持鉆桿有不小于10cm的搭接長(zhǎng)度。

6.經(jīng)常檢查高壓系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、使壓力、流量能夠達(dá)到規(guī)范要求以保證樁徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

單管旋噴注漿法多用于軟弱地層加固。旋噴注漿是在土層中鉆一個(gè)孔徑為50-127mm的鉆孔，漿液經(jīng)鉆桿通過(guò)直徑為1.5-2.5mm的特制噴嘴，噴出高速噴射流，用以切割地基土。并與注漿液攪拌混合，噴嘴邊噴射，邊旋轉(zhuǎn)，邊提升，最后使土體膠結(jié)形成最大直徑可達(dá)2m的柱狀固結(jié)體。以提高地基承載能力。旋噴也可用于構(gòu)筑地下防滲墻。1985年中國(guó)采用旋噴注漿帷幕掘進(jìn)豎井已通過(guò)25m厚的含水砂層 。

1.在旋噴樁施工區(qū)最外圍的一排樁采用1, 5, 9…，間隔跳打的方法進(jìn)行施工，圍內(nèi)部采用不跳樁按次序施工。

2.鉆機(jī)或旋噴機(jī)就位時(shí)機(jī)座要平穩(wěn)，立軸或轉(zhuǎn)盤要與孔位對(duì)正，傾角與設(shè)計(jì)誤差一般不得大于0.5°。

3.噴射注漿前要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)。設(shè)備的壓力和排量必須滿足設(shè)計(jì)要求，管路系統(tǒng)的密封圈必須良好，各通道和噴嘴內(nèi)不得有雜物。

4.噴射注漿作業(yè)后，由于漿液析水作用，一般均有不同程度收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴，所以應(yīng)及時(shí)用水灰比為0.6的水泥漿進(jìn)行補(bǔ)灌，并要預(yù)防其它鉆孔排出的泥上或雜物進(jìn)入。

5.為了加入固結(jié)體尺寸，或?qū)ι顚佑采?，為了避免固結(jié)體尺寸減小，可以采用提高噴射壓力、泵量或降低回轉(zhuǎn)與提升速度等措施，也可以采用復(fù)噴工藝：第一次噴射(初噴)時(shí)，不注水泥漿液，初噴完畢后，將注漿管邊送水邊下降至初噴開(kāi)始的孔深，再抽送水泥漿，自下而上進(jìn)行第一次噴射(復(fù)噴)。

6.在噴射注漿過(guò)程中，應(yīng)觀察冒漿的情況，以及時(shí)了解土層情況，噴射注漿的大致效果和噴射參數(shù)是否合理。采用單管或一重管噴射注漿時(shí)，冒漿量小于注漿量20%為正?，F(xiàn)象，超過(guò)20%或完全不冒漿時(shí)，應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施。若系地層中有較大空隙引起的不冒漿，可在漿液中摻加適量速凝劑或增大注漿量，如冒漿過(guò)大，可減少注漿量或加快提升和回轉(zhuǎn)速度，也可縮小噴嘴直徑，提高噴射壓力。

7.對(duì)冒漿應(yīng)妥善處理，及時(shí)清除沉淀的泥渣。在砂層中用單管或二重管注漿旋噴時(shí)，可以利用冒漿進(jìn)行補(bǔ)灌已施工過(guò)的樁孔。但在粘土層、淤泥層旋噴時(shí)，因冒漿中摻入粘上或清水，故不宜利用冒漿回灌

8.在軟弱地層旋噴時(shí)，固結(jié)體強(qiáng)度低?？梢栽谛龂姾笥蒙皾{泵注入M15砂漿來(lái)提高固結(jié)體的強(qiáng)度。

9.在濕陷性地層進(jìn)行高壓噴射注漿成孔時(shí)，如用清水或普通泥漿作沖洗液，會(huì)加劇沉降，此時(shí)宜用空氣洗孔。

10.在砂層尤其是干砂層中旋噴時(shí)，噴頭的外徑不宜大于注漿管，否則易夾鉆。

11.在開(kāi)鉆前根據(jù)管線圖摸清管線位置及走向，遇有不明管線應(yīng)及時(shí)向上級(jí)匯報(bào) 。

根據(jù)噴嘴構(gòu)造，旋噴注漿方法分單管法、二重管法和三重管法三種。

（1）單管法

注漿管為單通道，以漿液為載能介質(zhì)，用鉆桿作注漿管，漿液以20MPa左右的壓力通過(guò)特制噴嘴造成高速噴射漿液流。沖擊破碎土體，并使之與漿液強(qiáng)制攪拌混合、形成直徑達(dá)0.4-1.0m的圓柱狀固結(jié)體。

（2）二重管法

注漿管為雙通道，漿氣同軸噴射，內(nèi)管噴漿，外管噴氣。高壓漿流在周圍空氣噴流幕保護(hù)下。減緩液流的衰減。擴(kuò)大破壞土體范圍。固結(jié)樁體直徑可達(dá)0.6-1.5m。

（3）三重管法

注漿管為三通道、以水為載能介質(zhì)，氣居外，水居中，漿居間，水、漿、氣同軸噴射，射流切割土體范圍更大些，固結(jié)樁體直徑可增大到0.8-2.0m。三重管如只提升，不旋轉(zhuǎn)，則為定向噴射(簡(jiǎn)稱定噴)?？尚纬珊?.2m左右的板墻。漿液以水泥漿為主。二重管常用的工藝參數(shù)為：高壓水30MPa，氣壓0.7MPa，漿壓為1-3MPa，提升速度為5-10cm/min,旋轉(zhuǎn)速度為5-10r/min。

包括高壓噴射流和空氣噴流幕。

(1)高壓噴射流流體通過(guò)高壓發(fā)生裝置攜帶能量，經(jīng)噴嘴噴出具有很大動(dòng)能的液流。其沖擊力與噴射流的平均速度、噴嘴橫斷面積、噴射流的構(gòu)造特征有關(guān)。沿噴流軸方向甲靠近噴嘴出口的噴流核部分壓力保持不變。由于噴流的高速運(yùn)動(dòng)和對(duì)周圍介質(zhì)的卷吸，能量沿射程損失，噴流束逐漸展寬，其動(dòng)壓和速度下降。噴射流的擴(kuò)散規(guī)律與距離、介質(zhì)等因素有關(guān)，利用高壓射流切割土體時(shí)，為盡量減緩壓力的衰減，可增設(shè)空氣噴流幕。

(2)空氣噴流幕以一個(gè)環(huán)形噴嘴在高壓水(漿)噴嘴外圍與軸噴射壓縮空氣所形成的氣幕。它起保護(hù)水射流，減緩其衰減、提高噴射流切碎土體的作用，空氣噴流方向與水射流平行，其速度等于或稍大于水射流的速度 。

主要包括高壓泵和噴嘴。

(1)高壓泵

旋噴注漿的關(guān)鍵設(shè)備?？僧a(chǎn)生20MPa以上的高壓脈動(dòng)液流，以破碎和擾動(dòng)土體。多用活塞式或柱塞往復(fù)式高壓泵。

(2)噴嘴

將高壓能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的裝置。其圓柱狀導(dǎo)流段最佳長(zhǎng)度為噴嘴直徑的4倍。噴嘴內(nèi)表面圓錐角一般取13°-14°，其加工光潔度要高，否則易產(chǎn)生橫向環(huán)流(渦流)，阻礙射流前進(jìn)，增加能量損失，使噴流過(guò)早離散霧化。