單管旋噴注漿法的施工控制
發布時間：2010-01-14 共1頁
摘要：單管旋噴注漿法是進行地基處理的一種有效形式。本文介紹了單管旋噴注漿法的定義，以及在設備選型、試樁、施工準備、施工工藝流程、設計參數及要求、質量檢驗等環節的施工控制。
關鍵字：高壓噴射注漿法 單管旋噴注漿法 施工控制
一、前言
高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。根據注漿設備和注漿管的不同，可分為：單管法、雙管法和三管法；根據噴射方式的不同，可分為：旋噴、定噴和擺噴；加固形狀可分為：圓柱狀、壁狀、條狀和塊狀。其中單管旋噴注漿法是高壓噴射注漿法的主要類型之一，在實際工程中應用廣泛，這里側重介紹。
單管旋噴注漿法是利用鉆機等設備，把安裝在注漿管（單管）底部側面的特殊噴咀，置入巖土層預定深度后，使用高壓注漿泵，以20MPa以上的壓力，把漿液（水泥漿）從噴咀中噴射出去切割破壞土體，同時借助注漿管的旋轉和提升運動，使漿液與切割下來的土體攪拌混合，經過一定時間凝固后，在土層中形成圓柱狀的水泥土固結體，又稱為單管旋噴樁。
如何有效地控制單管旋噴法的成樁質量，確保地基處理的效果是我們在工程實踐中不斷探索的一個課題。
二、設備選型
單管旋噴注漿法使用的主要設備是高壓注漿泵、旋噴鉆機、注漿管（底部帶噴咀）、輸漿管等。
1、高壓注漿泵是關鍵的設備，通過它的高壓才能使漿液切割土體，達到要求的噴射范圍，形成一定直徑的樁體。目前國內多采用天津市聚能高壓泵廠、沃特泵業有限公司、通潔高壓泵制造有限公司生產的專用旋噴高壓注漿泵，型號有XPB—90、GZB—40A、GPB—90等。
2、旋噴鉆機主要作用是把注漿管（底部帶噴咀）送到設計深度，滿足設計要求的提升和旋轉注漿管。目前國內多采用江蘇無錫探礦機械總廠、重慶探礦機械廠等生產的鉆機，經過一定的改進而成，型號有XP—30、G—2A、MGJ—50等。
3、輸漿管為內徑Φ21的橡膠鋼絲軟管或內徑Φ21的鋼管，能夠承受45MPa以上的壓力。它的主要作用是連接高壓泵與旋噴鉆機，輸送漿液。
4、注漿管一般使用Φ42或Φ50鉆桿，底部帶有特制的噴咀，噴咀直徑為一般為2.0mm—3.0mm，實際多采用2.3mm—2.5mm。
三、施工控制
1、試樁及施工參數的確定
施工前應當根據設計資料，結合工程實際情況進行現場試驗或試驗性施工，即試樁。只有通過試樁，才能檢驗施工設備是否滿足設計要求，才能確定施工參數及施工工藝。
在試樁時注意以下幾個方面：
（1）成孔時判斷處理區地層情況是否與設計資料一致；
（2）初定幾組不同的施工參數，進行三根以上的試樁；
（3）當涂層中含有較多的粒徑塊石、量植物根莖或有較高含量的有機質時，以及地下水流速過等，必須通過試樁確定其適用性；
試樁完成經過一定時間（七天以上）后，可以開挖一定深度進行樁體外觀檢查，測量樁徑，同時在樁體上取芯，進行無側限抗壓試驗，獲取抗壓強度值。從實測樁徑、抗壓強度值中選取滿足設計要求的一組施工參數，包括注漿壓力、提升、旋轉速度、漿液水灰比等。
2、施工工藝方面的控制
（1）鉆機就位、成孔：鉆機就位應準確，偏差不于50mm；成孔時保持成孔的垂直度，不于1.5%；成孔深度必須滿足設計要求。
（2）漿液配制攪拌：為了保證漿液的濃度，應當采用二次攪拌配制漿液，即在第一只攪拌桶中按確定的水灰比配制并攪拌水泥漿液。攪拌3-5分鐘后放入第二只攪拌桶中待用。禁止采用一只攪拌桶，一邊配漿一邊抽漿，否則難以控制漿液水灰比。在實際施工時，還可以使用比重計隨時測量漿液比重。如水灰比1:1的水泥漿液比重為1.49；水灰比0.75:1的水泥漿液比重為1.62；水灰比1.5:1的水泥漿液比重為1.37。
（3）下注漿管、噴射注漿：注漿管必須下到成孔深度（即設計深度），噴射注漿時注漿壓力、提升速度、旋轉速度、漿液水灰比必須按照經過試樁后確定的施工參數值，由下而上地進行。噴射管分段提升的搭接長度不得小于100mm。
（4）沖洗注漿管路、移置到下一孔位。
3、注漿材料及注漿量的控制
（1）注漿材料主要為水泥漿液，強度等級為32.5及以上的普通硅酸鹽水泥，可以根據設計要求加入適量的外加劑（如早強劑CaCl2、速凝劑水玻璃等）。
（2）注漿量必須滿足設計要求，與設計樁徑、樁長、樁體抗壓強度等有關，可以通過以下兩個公式計算，取二者之較值作為旋噴漿液用量。
按旋噴固結體的體積需要量計算：Q=3.14×D2×H×（1+B）/4(公式一)
其中：Q—旋噴漿液用量（m3）； D—樁體直徑（m）；
H—樁長（m）；B—損失系數，可選用0.1—0.3。
按旋噴工藝參數要求計算：Q=（H/V）×q×（1+B）(公式二)
其中：Q—旋噴漿液用量（m3）；q—高壓注漿泵的排漿量（L/min）；
H—樁長（m）；B—損失系數，可選用0.1—0.3；
V—注漿管提升速度(m/min)。
根據旋噴漿液用量、漿液水灰比可以計算出樁體每米所需水泥用量。
4、施工記錄
施工記錄主要內容為：工程名稱、樁編號、施工日期、注漿時間、注漿長度（深度）、施工注漿各項參數等，應當如實記錄。一般采用《鐵路橋涵施工規范》（TB10203-2002）附錄J<旋噴樁施工記錄表>，該表較全面地反映了旋噴注漿的情況。也可以在此記錄表的基礎上，依據設計要求做出適當調整。
5、旋噴注漿異常情況的控制
在高壓噴射注漿施工過程中，有一定數量的土粒，隨著一部分漿液沿著孔壁或注漿管管壁冒出地面，根據經驗，冒漿（主要含土粒、漿液）量小于注漿量20%為正常現象，超過20%或不冒漿時，應及時查明原因并采取相應的措施。
6、當處理既有建筑地基時的控制
應當采用速凝漿液、跳孔注漿或對稱注漿、冒漿回灌等措施；必須對既有建筑進行變形監測，并根據監測結果，調整施工順序。
7、質量檢驗方面的控制
旋噴樁的質量檢驗目前主要依據《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202—2002）、《鐵路路基工程施工質量驗收標準》（TB10414—2003J285—2004），從以下兩個方面檢驗：
（1）、主控項目：水泥及外加劑質量、水泥用量、樁體強度或完整性、復合地基承載力。
（2）、一般項目：鉆孔位置、鉆孔垂直度、孔深、注漿壓力、樁體搭接、樁體直徑、樁身中心允許偏差。
關鍵字：高壓噴射注漿法 單管旋噴注漿法 施工控制
一、前言
高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。根據注漿設備和注漿管的不同，可分為：單管法、雙管法和三管法；根據噴射方式的不同，可分為：旋噴、定噴和擺噴；加固形狀可分為：圓柱狀、壁狀、條狀和塊狀。其中單管旋噴注漿法是高壓噴射注漿法的主要類型之一，在實際工程中應用廣泛，這里側重介紹。
單管旋噴注漿法是利用鉆機等設備，把安裝在注漿管（單管）底部側面的特殊噴咀，置入巖土層預定深度后，使用高壓注漿泵，以20MPa以上的壓力，把漿液（水泥漿）從噴咀中噴射出去切割破壞土體，同時借助注漿管的旋轉和提升運動，使漿液與切割下來的土體攪拌混合，經過一定時間凝固后，在土層中形成圓柱狀的水泥土固結體，又稱為單管旋噴樁。
如何有效地控制單管旋噴法的成樁質量，確保地基處理的效果是我們在工程實踐中不斷探索的一個課題。
二、設備選型
單管旋噴注漿法使用的主要設備是高壓注漿泵、旋噴鉆機、注漿管（底部帶噴咀）、輸漿管等。
1、高壓注漿泵是關鍵的設備，通過它的高壓才能使漿液切割土體，達到要求的噴射范圍，形成一定直徑的樁體。目前國內多采用天津市聚能高壓泵廠、沃特泵業有限公司、通潔高壓泵制造有限公司生產的專用旋噴高壓注漿泵，型號有XPB—90、GZB—40A、GPB—90等。
2、旋噴鉆機主要作用是把注漿管（底部帶噴咀）送到設計深度，滿足設計要求的提升和旋轉注漿管。目前國內多采用江蘇無錫探礦機械總廠、重慶探礦機械廠等生產的鉆機，經過一定的改進而成，型號有XP—30、G—2A、MGJ—50等。
3、輸漿管為內徑Φ21的橡膠鋼絲軟管或內徑Φ21的鋼管，能夠承受45MPa以上的壓力。它的主要作用是連接高壓泵與旋噴鉆機，輸送漿液。
4、注漿管一般使用Φ42或Φ50鉆桿，底部帶有特制的噴咀，噴咀直徑為一般為2.0mm—3.0mm，實際多采用2.3mm—2.5mm。
三、施工控制
1、試樁及施工參數的確定
施工前應當根據設計資料，結合工程實際情況進行現場試驗或試驗性施工，即試樁。只有通過試樁，才能檢驗施工設備是否滿足設計要求，才能確定施工參數及施工工藝。
在試樁時注意以下幾個方面：
（1）成孔時判斷處理區地層情況是否與設計資料一致；
（2）初定幾組不同的施工參數，進行三根以上的試樁；
（3）當涂層中含有較多的粒徑塊石、量植物根莖或有較高含量的有機質時，以及地下水流速過等，必須通過試樁確定其適用性；
試樁完成經過一定時間（七天以上）后，可以開挖一定深度進行樁體外觀檢查，測量樁徑，同時在樁體上取芯，進行無側限抗壓試驗，獲取抗壓強度值。從實測樁徑、抗壓強度值中選取滿足設計要求的一組施工參數，包括注漿壓力、提升、旋轉速度、漿液水灰比等。
2、施工工藝方面的控制
（1）鉆機就位、成孔：鉆機就位應準確，偏差不于50mm；成孔時保持成孔的垂直度，不于1.5%；成孔深度必須滿足設計要求。
（2）漿液配制攪拌：為了保證漿液的濃度，應當采用二次攪拌配制漿液，即在第一只攪拌桶中按確定的水灰比配制并攪拌水泥漿液。攪拌3-5分鐘后放入第二只攪拌桶中待用。禁止采用一只攪拌桶，一邊配漿一邊抽漿，否則難以控制漿液水灰比。在實際施工時，還可以使用比重計隨時測量漿液比重。如水灰比1:1的水泥漿液比重為1.49；水灰比0.75:1的水泥漿液比重為1.62；水灰比1.5:1的水泥漿液比重為1.37。
（3）下注漿管、噴射注漿：注漿管必須下到成孔深度（即設計深度），噴射注漿時注漿壓力、提升速度、旋轉速度、漿液水灰比必須按照經過試樁后確定的施工參數值，由下而上地進行。噴射管分段提升的搭接長度不得小于100mm。
（4）沖洗注漿管路、移置到下一孔位。
3、注漿材料及注漿量的控制
（1）注漿材料主要為水泥漿液，強度等級為32.5及以上的普通硅酸鹽水泥，可以根據設計要求加入適量的外加劑（如早強劑CaCl2、速凝劑水玻璃等）。
（2）注漿量必須滿足設計要求，與設計樁徑、樁長、樁體抗壓強度等有關，可以通過以下兩個公式計算，取二者之較值作為旋噴漿液用量。
按旋噴固結體的體積需要量計算：Q=3.14×D2×H×（1+B）/4(公式一)
其中：Q—旋噴漿液用量（m3）； D—樁體直徑（m）；
H—樁長（m）；B—損失系數，可選用0.1—0.3。
按旋噴工藝參數要求計算：Q=（H/V）×q×（1+B）(公式二)
其中：Q—旋噴漿液用量（m3）；q—高壓注漿泵的排漿量（L/min）；
H—樁長（m）；B—損失系數，可選用0.1—0.3；
V—注漿管提升速度(m/min)。
根據旋噴漿液用量、漿液水灰比可以計算出樁體每米所需水泥用量。
4、施工記錄
施工記錄主要內容為：工程名稱、樁編號、施工日期、注漿時間、注漿長度（深度）、施工注漿各項參數等，應當如實記錄。一般采用《鐵路橋涵施工規范》（TB10203-2002）附錄J<旋噴樁施工記錄表>，該表較全面地反映了旋噴注漿的情況。也可以在此記錄表的基礎上，依據設計要求做出適當調整。
5、旋噴注漿異常情況的控制
在高壓噴射注漿施工過程中，有一定數量的土粒，隨著一部分漿液沿著孔壁或注漿管管壁冒出地面，根據經驗，冒漿（主要含土粒、漿液）量小于注漿量20%為正常現象，超過20%或不冒漿時，應及時查明原因并采取相應的措施。
6、當處理既有建筑地基時的控制
應當采用速凝漿液、跳孔注漿或對稱注漿、冒漿回灌等措施；必須對既有建筑進行變形監測，并根據監測結果，調整施工順序。
7、質量檢驗方面的控制
旋噴樁的質量檢驗目前主要依據《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202—2002）、《鐵路路基工程施工質量驗收標準》（TB10414—2003J285—2004），從以下兩個方面檢驗：
（1）、主控項目：水泥及外加劑質量、水泥用量、樁體強度或完整性、復合地基承載力。
（2）、一般項目：鉆孔位置、鉆孔垂直度、孔深、注漿壓力、樁體搭接、樁體直徑、樁身中心允許偏差。
