高壓旋噴樁施工技術(shù)參數(shù)的確定

1、-機械施工高壓旅噴樁施工技術(shù)參教的確定崔東林（中國建筑五局丑公司長沙）-221994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. -221994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. i工程地質(zhì)概況上海日立電線有限公司（國外獨資企 業(yè)）在松江工業(yè)開發(fā)區(qū)內(nèi)興建電線生產(chǎn)廠房、 廠房基礎由中建五局五公司樁基分公司分 包J、【號廠房樁徑0800,01000.01200. 辺1

2、500. 01800mm五種，根數(shù)分別為62、 56, 15. 15* 13* 總計 161 根口 -4m 以下為 旋噴樁*樁長26"36mt 0 4m為人丁挖 孔鋼筋硫樁"要求08OOnim. 0 1000 - 1500mmn, 01800mm旋噴樁體強度分別為 3*6. 26 18MP叭建設場地為一平坦填土區(qū)，區(qū)內(nèi)標高低 于路面，場內(nèi)地層從上壟下為人1：填土、X 色粘土和粉質(zhì)粘土，設計旋噴固結(jié)體樁端進 入粉質(zhì)粘土層*飽和可塑。區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條. 件局部原為池塘，填土后整平。地下水位 -0. 6m,地層富含孔隙忒*地FJC對碇無腐 蝕性.2高壓旋噴原理高壓旋噴樁是利用小型鉆

3、機在土怵中鉆 成直徑130mm的孔到預定地層后，下入帶 噴咀的注漿管至設計深度.通過水平旋轉(zhuǎn)的 噴管噴出高壓水、高壓空氣*將周圍土體破 壞形成泥漿.同時旋轉(zhuǎn)管噴出高壓水泥漿與 泥漿均勻混合，凝固看形成預定形狀的膠結(jié) 體，這種膠結(jié)體的強度遠遠大于周團土體的 強度.達到或超過設計要求的強度.成為樁 休或墻體。上海日立廠房基礎旋噴樁采用了 單管和三重管兩種旋噴工藝.單管旋噴使用窩液分噴丁藝，即采用單 層漿管下到預定地層深度.首先用高壓水旋 轉(zhuǎn)沖擊破壞周圍土體，使之形成克徑為0 800. 01000 . 01200mm,由泥漿充填其連 貫長度的孔洞.再壓入水泥漿從低向頂旋噴 壓岀部分泥漿，使孔內(nèi)剩余泥

4、漿與水泥漿混 合，凝固后成為固結(jié)水泥土膠結(jié)f本.三重管旋噴是用三層管將高壓水（內(nèi) 層人壓縮空氣（中層人水泥漿（外層）按 不同的壓力、流量、旋轉(zhuǎn)速度、提升速度同 時沖擊破壞土體，使之形成直徑01500. 0 1800mm具有連貫長度的水泥土膠結(jié)休.其 中部分土體排出孔外.3旋噴樁各種技術(shù)參數(shù)的選擇確定高壓旋噴成樁主要靠現(xiàn)場施工時按不同 的地質(zhì)條件J 土層特征、旋噴樁設計婆求，正 確選擇旋噴技術(shù)參數(shù)，3. 1水走比及添加劑的確定該工程設計水泥漿的水灰比為1 ； 1。通 過試驗選擇三乙殍盪:做艮強劑，加入量為水 泥量的0.3%,另以的粉煤灰代 譽同等量的水泥。按水泥：粉煤灰：7（0三 乙醇氨=6 7

5、5 ；25 ； L 0 * 0, 003的比例 配制*與鉆孔取出的亞粘七、淤泥兩種土樣 按0胡的充填率做兩組試塊，羽天試壓結(jié) 果；亞粘土取土深度一32m.抗壓強度4, 6MPa ；淤泥取土深度一 lgrm 抗壓強度 3.8MPa；均達設計要求。旋噴水泥漿土膠結(jié) 庫固結(jié)回縮率試驗:按水渥漿參入率0. 75做 3組9塊試驗.每塊規(guī)格15X15X15 （cm）, 固結(jié)后平均高度為14cm,回縮率為1/15. 32進喈機具的我術(shù)奏數(shù)工程所使用的艇噴機貝-及其參數(shù)如表E 33單菅誕噴就術(shù)棗數(shù)選擇確定機具因定眷數(shù) 輸水泵流量了517 min,輸漿泵壓l-5MPa?輸漿泵流 120L/ num因此再選擇變動

6、參數(shù)與之配合建筑機械化1906 No/fi名稱芒號轉(zhuǎn)速 <r nJni提枕度cTH!，n：iin)泵戢L/min泵壓 (MPa)鉆機 詫噴機 i高壓泵空壓肌SX-SOSH-30SBXBW250BWI201.87 型10S480»235lUHi.356609.16>257572 42546?-25C1201. 87m1: min0-3fi31.50.7高壓膠皆 三賣管 甫層曽沖層鋼絲耐壓4UMPa二個陸壓水、壓編空弋町唄、一牛水泥漿噴叩 一亍瞬咀表I缶玄2璇噴轉(zhuǎn)速 根據(jù)國內(nèi)外試驗資料表 明.單管旋噴轉(zhuǎn)速一般毎轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)提升0. 5 L 25TBE范圍為宜。這樣在距噴咀0+ 25

7、m 土 體枉意點大都受到56次噴射流的沖擊。參 考對提升速度的確定，我們選定01200. 0 1000mm 樁為 18r/niin* 0800mm 樁為 35r/ min,做為試噴的參數(shù)口3. M3提升速度 對成樁直徑、固結(jié)體質(zhì)量 的影響很大，而且都是根據(jù)不同的地質(zhì)條件 參考國內(nèi)的試驗數(shù)據(jù)選拯試噴參數(shù)。目前采 用的旋噴轉(zhuǎn)速和提升速度見表趴根據(jù)松江 地區(qū)地質(zhì)基本都是軟土的情況可選擇0 SOOmm樁的提升速度為23cm/min, 0 1200mm. 01000mm 粧為 16cm/niin 作為試 噴參數(shù)。表2注唸管類型單管三礙管-201030提升速度cm/mini202510-20179334疑

8、噴泵壓 該廠房場地地質(zhì)條件簡 單，很據(jù)地質(zhì)報告按土體的密實性、耐沖刷 性、抗壓強度可將其歸黃兩類類為填土、 粘土類、粉土類;二類為淤泥質(zhì)粘土、淤泥。 參考國內(nèi)已茯各類土層的高壓泵壓使用參 數(shù)*選擇如表九醫(yī)3設計樁從(mm)8Q0l (too1200一類丄(MPa)zo25 "27<MPn)1822253-3*5噫咀4籾、簾咀皇涇 在旋噴泵壓、屢筑機械化199i5 No. 6泵St確定的條件下.噴咀數(shù)目的選 擇主要是考慮滿足泵壓的要求柯旋 噴時的穩(wěn)定性為此選擇商個互成 的啃咀舁吏旋啃體成形均勻。噴 咀出口內(nèi)徑根據(jù)下式求出：d,-. = 0. 69 Jqj 5耐-/pTp)式中d,

9、.噴咀出口內(nèi)艷 Q噴射泵蚩75L/min 噴咀個數(shù)2M流量系數(shù)圓錐形噴咀 嚴95屮-流速系數(shù)良好的圓錐 形噴咀yaA 97P噴咀入口壓力1825MPa P液體密度通過計算.噴咀出口內(nèi)栓為2-09- 2- 03mm.故080001OOO. 012OOmm3 種 樁的噴咀出口內(nèi)徑選定柱N02lmm之 間*水泥漿噴咀出口內(nèi)徑選擇標準噴咀*內(nèi) gl0mmB3 3-6噴水泥漿提升速度與轉(zhuǎn)速 提升速 度按下式計算：V=Q/ (jtR2K)式中V提升速度m/mmQ旋噴輸漿流員0* 12rna/minR-旋噴樁設計半徑0.5.0. 6mK設計充填率6 75經(jīng)計算、0800mm. 0 000mm. 01200m

10、m 直徑旋噴樁提升速度分別為2氛18. 15cm/ 帳據(jù)徒噴機固定參數(shù)，可選定下列參 數(shù)、見表表4(mm)探升速度 (cm/min)旄轉(zhuǎn)速度 (r'"nin)戴流 (L/nun)來壓 (MPa?80023351201.510001618J 201.512001618 21 3-4三重管直噴拳數(shù)的選樣三重管旋噴主要用于01500mm. 0 iSOOmm兩種大樁徑的施丁.需要確定以b 5個技術(shù)參數(shù)。3. 4- 1旋噴機具固定參敎三重管旋噴陽 用機具除增加空壓機外柴余機具與單管旋 噴相同召因此先確定機具部分固有參數(shù)：輸 水泵流量75L/min；輸漿泵流量120L/mini 輸漿泵壓

11、1 -5MPat然后再確定其余參數(shù)燈 之配合召3* 4*2提升速度和轅速由于釆用的高圧 水泵流量是常數(shù).泵壓則可調(diào)螫，所以在提 升速度可以滿足成樁直徑、而且成樁泵壓要 求小于35MPa的前提下可以按照成樁直忙 內(nèi)合格的水泥漿摻入雖確定提升速度.故f； 確定泥漿泵流量后按前式計算泵流量存 0. 12m7niiti時，直徑為1500mm的旋噴肛 結(jié)體的旋噴提升速度是9cm/niin,取加孫 min；泵流量在（X 187m3/nun時,直徑為* 1800mm的旋噴提升速度是9* Scm/min t - 于設計要求01800樁體強度較低.所以也取 9cm/min：并將與之配合的轉(zhuǎn)速定為llr min0

12、3- 4-3淀噴泵壓 是影響成樁直徑的關鍵. 根據(jù)地質(zhì)情況參哮已有試驗資料選擇表5所 列泵壓作為試噴參數(shù).說計直-類上WMP詁1500272J 80032293+ 4 4噴咀數(shù)目與出口內(nèi)徑考慮旋噴的 穩(wěn)定性及高壓泵的涼量限制.確定用兩個互 成迢的噴咀口噴咀岀口內(nèi)徑按公式計算、 分別取旋噴直徑01500. 1800mm已確定的 試噴最大壓力進行計算，得岀噴咀出口內(nèi)h 為* d辺=2- 1 min皿疲=2* 2mm e故選用岀為 口內(nèi)徑2* 0/2* 2mm 3形噴咀。水泥漿噴 咀出口內(nèi)徑取標準噴咀，內(nèi)徑10mmD3- 4.5空壓機參敎 目前國內(nèi)所用三重管 的資料表明* 般空氣流呈為12m3/mi

13、n, 壓力67MP仏 為了施工方便、設備移動省 力選用流量1STmVmin.壓力0. 7MPa的 空壓機.空氣出口間隙2rrnn°3- 5現(xiàn)場檢驗由于大部分旋噴參數(shù)都是根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì) 荼件、設計要求并參考以往的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確 定的,是否合適必須通過現(xiàn)場實驗來驗證。為 r最終確宦正確的、符合現(xiàn)場地質(zhì)條件的錠 噴參數(shù)、我1按選定的試噴參數(shù)進行了現(xiàn)場 試噴試驗。由于試噴辰必須開挖檢驗，所以 只能以4m以上的碾壓埴土（粘土）、亞粘土; 粉土即現(xiàn)場的類土作試驗°淤泥等地層是 抗壓強度較低的二類土.只要一類土能達到 設汁要求,二類土也能保證達到設計要求。試 噴后經(jīng)開挖驗證發(fā)現(xiàn)樁徑偏大因此在實際 施工時修定了高壓泵壓力參數(shù)。復合樁旋噴固結(jié)體施工完成后其中三 重管旋噴樁直徑全部達到段計要求，單層管 部分有10%左右的旋噴樁直徑小于設計樁 經(jīng)5080巾血"經(jīng)對0800mm旋噴樁抽芯檢 査、下部直徑也符合要求。抽芯取樣及對部 分旋噴樁樁頭取樣試驗，01000mm旋噴樁 平均抗壓強度為7-98MPa. 01200mm樁為5. 6MPa t 01500mm 樁為 4又經(jīng)上晦崖筑研究院對隨機抽樣的三眼旋噴膠結(jié)f本 樁進行靜載試驗有兩根樁因支架不穩(wěn)加載 到30：的時候就不能加載了，但未岀現(xiàn)超沉 降和拐點：另一根樁在32t時岀現(xiàn)拐點，對旋 噴樁頭檢査發(fā)