高压旋喷注浆工艺标准规章.doc

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编号:2569149    类型:共享资源    大小:206.77KB    格式:DOC    上传时间:2020-04-20
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高压 旋喷注浆 工艺 标准 规章
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!- 1 高压旋喷注浆施工工艺标准 1 适用范围 本标准适用于高层建筑地基加固,以提高地基承载力;以及用于既有建筑物的纠偏和沉降治理。在临时工程中,也可用于防止土体滑动,增加边坡的稳定性。在基坑开挖中起隔水帷幕的作用,防止基坑隆起、流砂、渗漏。按工程用途,其适用范围可分为五类工程,见表1。 高压旋喷法适用工程种类 表1 工程类别 用 途 (一)增加地基强度 1.提高地基承载力 2.减少土体压缩变形 (二)挡土围堰及地下工程建设 1.保护邻近建(构)筑物 2.地下工程洞室围岩的加固建设 3.边坡加固及支护 4.防止基坑底部隆起 (三)地层改良 1.防止土体坍塌滑坡 2.防治砂土液化,涌砂冒水 (四)降低土的含水量 1.整治路基翻浆冒泥 2.防治地基冻胀 (五)防渗隔水帷幕 1.河堤、水库坝基防渗墙 2.矿山井巷防渗帷幕 3.基坑、地下洞室隔水帷幕 4.防止桥渡、河堤及水工建筑物基础的冲刷 高压旋喷注浆法能在土中形成圆柱状固结体,是在普通化学注浆法的基础上发展起来的加固土体的一种新方法。旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任意一种方法。单管法:旋喷高压水泥浆液一种介质,使用φ50mm或φ42mm的地质钻杆为注浆管,以20MPa压力从喷嘴中喷出,直接冲击切割土体。双管法:旋喷高压水泥浆液和压缩空气二种介质,使用双通道气液同轴喷嘴结构的二重管,以20MPa高压喷射流外环绕一圈0.7 MPa空气喷射流喷,共同作用冲击切割土体;三管法:旋喷高压水流、压缩空气及水泥浆液三种介质,施工预先用钻机钻成直径为φ150~φ219的孔,然后将三重旋喷管插入孔中旋喷,三根管子互不相通,分别输送水、空气和浆液。 在均质土中,旋喷的圆柱体比较均匀。在非均质或有裂隙土中,旋喷的圆柱体则不均称;由于喷射流脉动和提升速度不均匀,固结体的外表很粗糙。在深度大的土中,如果不采取其它的措施,旋喷圆柱固结体可能出现上粗下细似胡萝卜的形状。 高压旋喷注浆技术,主要适用于松散软弱土层,如第四纪的冲(洪)积层、残积层,砂类土、粘性土、粉土、黄土、人工填土及淤泥、淤泥质土等。 当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根茎或有过多的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用程度。 但对于地下水流速过大,浆液无法在注浆管周围凝固的情况,对无填充物的岩熔地段,永冻土以及对水泥有严重腐蚀的地基,均不宜采用高压喷射注浆法。 2 施工准备 2.1材料 2.1.1喷射注浆材料及配方 注浆材料以水泥为主要材料,并可加入不同外加剂和掺合剂,使其具有速凝早强、抗冻等性能。水泥类浆液的类型较多,随地质条件及用途不同,浆液材料有所差异。 2.1.1.1普通型,适用于无特殊要求的一般工程。一般采用强度等级32.5以上的普通水泥,不加添加剂,水灰比为0.8~1.5,常用1.0。 2.1.1.2速凝早强型,适用于地下水丰富或早期承重的工程。常用的早强剂有氯化钙、水玻璃及三乙醇胺等。 2.1.1.3高强型,适用于固结体的平均强度在20MPa以上的工程,选用高强度水泥(不低于强度等级42.5);在强度等级32.5普通水泥中添加高效能的扩散剂(如NNO、三乙醇胺、亚硝酸钠、硅酸钠等)和无机盐。 2.1.1.4填充剂型,适用于早期强度要求不高的工程,以降低工程造价。常用的填充剂为粉煤灰、矿渣等。 2.1.1.5抗冻型,适用于防止土体冻胀的工程。常用的添加剂有:沸石粉,NNO,三乙醇胺和亚硝酸钠。注意不宜用火山灰水泥,最好用普通水泥,也可用高标号矿渣水泥。 2.1.16抗渗型,适用于堵水防渗工程。常用2%~4%水玻璃作添加剂。水玻璃的模数要求为2.4~3.4,浓度要求为30~45波美度。注意应用普通水泥,不宜用矿渣水泥,如无抗冻要求也可使用火山灰水泥。 2.1.1.7改善型,适用于某些有特殊要求的工程。如水坝的防渗墙,可在喷射浆液中加入10~50%的膨润土,使固结体有一定可塑性并有较好防渗性。 2.1.1.8抗蚀型,适用于地下水中有大量硫酸盐的工程,采用抗硫酸盐水泥和矿渣大坝水泥。 2.1.2浆液量计算 浆液量常用下列两种方法的计算结果,选用其大值。 体积法: Q=π/4[Ds2K1L1(1+β)+Dk2K2L2] 式中: Q—需用总浆量(m3); K1——填充率,与注浆管类型,加固直径、土质等有关,变化范围为0.6~1.3,一般取0.75~0.9; K2——未旋喷部分土的填充率;一般取0.5~0.75; β——损失系数,一般取0.1~0.2; Ds——旋喷体直径(m); Dk——注浆管直径(m); L1——旋喷体长度(m); L2——未旋喷体长度(m)。 喷量法: Q=L1q(1+β)/V L1——旋喷体长度(m); q ——单位时间喷浆量(m3/min); β——损失系数,一般取0.1~0.2; V——喷嘴上升速度(m/min)。 2.2机具设备 2.2.1设备 见“高压旋喷注浆需用设备表”表2.2.1 高压旋喷注浆需用设备表 表2.2.1 序号 设备名称 规 格 主要性能 用 途 1 钻机 XJ-100,SH-30 76型震动钻等 依工程条件而不同 旋喷钻孔 2 高压水泵 3XB, 3W-6B 3W-7B, 3D2等 泵量60~250L/min 泵压20~50MPa 三重管法 高压水射流 3 泥浆泵 BW-150,BW-250, 泵量80~150L/min 泵压5~7MPa 三重管法 泥浆注入 SNS-H300型水泥车, ZJB型高压泵, Y型液压泵 泵量150L/min 泵压20~30MPa 单管、二重管法,泥浆注入 4 空压机 YV-3/8,ZWY-6/7 BH6/7,LGY20-10/7等 风量1~3m3/min 风压0.6~0.8MPa 二重管、三管重法空气射流 5 浆液搅拌机 容量0.8~2m3 制浆 2.2.2专用器具 2.2.2.1单管法 (1)喷管导流器安装在钻杆的顶部,其作用是把静止的高压胶管和旋转的钻杆喷头连接起来,并把高压浆液从胶管送给钻杆、喷头。其技术指标见下表2.2.2.1-(1)。 导流器的技术指标 表2.2.2.1-(1) 最高转数 (r/min) 最大工作压力 (MPa) 最大起重能力 (KN) 允许通 过介质 允许震动 冲击力(kW) 150 30.0 20.0 水、水泥浆 20.0 (2)喷管及喷头 a喷管:可用φ50mm或φ42mm的地质钻杆。 b喷头:形状有圆锥形和平头型,前者适用于地层为透镜体或个别卵石层,后者适用于粘性土或砂性土地层。 c喷嘴:喷头一侧或两侧装1~2个喷嘴,直径1.6~3.5mm,多用硬质合金钢制成。 2.2.2.2二重管法: (1)二重钻杆:由不同直径的同轴钢管套在一起组成。 (2)二重管导流器。 (3)喷头:形状有圆锥形和平头型,空气间隙为1~2mm,喷头一侧或两侧装1~2个喷嘴,直径2~3mm。 2.2.2.3三管喷射系统 (1)三重注浆管总成:包括三重钻杆、三重管导流器和三重管喷头、喷嘴。 (2)三重钻杆:由三根不同直径的同心钢管套在一起组成。 (3)三重管导流器。 (4)三重喷头:形状有圆锥形和平头型,分单向喷头和双向喷头。 (5)喷嘴:喷头一侧或两侧装1~2个喷嘴,高压水喷嘴直径2~3mm,空气间隙为1~2mm,高压浆液喷嘴直径10 mm(2个喷嘴)或14mm(1个喷嘴)。 2.2.2.4其它器具 (1)高压胶管(输送喷射浆液)一般采用钢丝缠绕液压胶管,或铠装橡胶管。其工作压力不低于喷射泵压。 (2)压气胶管(输送压缩空气)用3~8层帆布缠裹浸胶制成,工作压力1.0MPa以上,内径φ16~φ32mm。 (3)电磁式液体流量计。 (4)玻璃转子风量流量计,如LZB-50型,最大流量3m3/min。 2.3作业条件 2.3.1施工范围内的地表、地下和空中障碍物应清理或改移完毕,对不能改移的障碍物必须进行标识,并有保护措施。 2.3.2做好“三通一平”工作,做到水通、电通、道路畅通,对施工场区进行清理平整,对不利于施工机械行走的松软地面进行碾压或夯实处理,以保证各种设备行走的安全和稳定。 2.3.3雨季施工时,应做好排水沟和集水坑,及时将桩孔周围的积水排走,确保雨后场地内无积水。进入现场的设备和材料避免堆放在低洼处,露天存放的要垫高加塑料布盖好。 2.3.4冬季施工时,水泥浆的使用要集中,施工场地内不得到处存集,并对泥浆、水泥浆及贮浆设施进行有效保温,防止浆液冻结。 2.3.5施工前应对机械设备进行调试,确保各设备均处于正常状态。 2.4技术准备 2.4.1当高压旋喷注浆技术用于地基处理时,应按复合地基设计,设计计算按《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)进行;用于桩基础时,设计参照《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)进行;用于挡土结构时,设计可参照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)、《建筑基坑工程技术规范》(YB 9258-97)进行;用于深基坑底部抗隆起、管涌加固时,应满足抗隆起或抗管涌的安全要求;用于防渗隔水帷幕时,应参照有关相应规范进行设计。 高压旋喷注浆设计参数可根据表2.4.1-1、表2.4.1-2进行数据估计,最终参数根据现场试验确定。 高压旋喷注浆固结体参数表 表2.4.1-1 方法 土质情况 单管 二重管 三重管 有 效 直 径 m 粘性土 0
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