單管高壓噴射灌漿方法

2022-09-24 04:30:04 字數 5022 閱讀 8920

摘要:本文主要根據大盈江河流治理工程的概況,提出了單管高壓噴射灌漿方法,並對施工工藝、技術要求及各項引數指標的選用、檢驗情況及施工中存在的問題及改進措施進行了分析。最後談了自己的幾點體會。

關鍵詞:單管高壓噴射灌漿;施工工藝;引數指標;檢驗試驗

一工程概況

大盈江,在梁河縣境內長26公里,有28條文流匯入,匯入徑流面積562.8平方公里。大盈梁河壩區段長16.8公里,平均比降為3.2%o,共有19條大小支流匯入,這些支流泥石流發育,且多為稀性泥石流,一遇暴雨,造成洪災,嚴重威脅著梁河壩區沿江兩岸農田及城鎮居民生命財產安全。

以往本地傳統的河流治理方法中,對堤岸防護治理的方法是用中8的鋼筋將30~50kz的石塊串成一束,俗稱串石,沿堤岸放入水中,保堤岸不受洪災的沖刷,以達到防洪護堤的作用,多年來,對大盈江河流治理起到了一定的作用,這種方優點是簡單易行,且所用材料可以就地取用,但是,在多年的實踐中,這種方法應用在受江水沖蝕淘刷嚴重的地段,每年洪災過後,均會有不同程度的毀壞,堤岸被衝之變形,需要在枯季時進行串石的加固,使堤岸的穩定和安全受到很大影響,對此,為了更好地穩固堤岸,提高河道的防洪能力,由德巨集州水利水電勘察設計院提出用單管高壓噴射灌漿方法對大盈江堤岸基礎進行處理。

堤岸防護工程是整個梁河縣大盈江河流治理工程中的重要部分,主要是針對堤岸受江水沖蝕淘刷極嚴重的地段,單管高壓噴射灌漿設計由德巨集州水利水電勘察設計院提出,但由於單管高壓噴射灌漿方法在河流治工程中應用較少,多用於房屋建築地基,港口碼頭護岸,機場滄道,礦山巷道及豎井工程,交通橋梁涵洞基礎等。所以,在正式實施前,首先在擬定治理工程範圍內選定一場地作試驗,試驗的目的是通過試驗明確單管噴射灌漿方法在梁河縣大盈江河流治理堤防護岸基礎加固處理的可行性和適宜性。該方法的優點是:

①適用範圍較廣;②施工簡便;③固結體形狀可以控制;④既可以垂直噴射亦可以傾斜和水平噴射;⑤有較好的耐久性;⑥料源廣•闊,**低廉;⑦漿液集中,流失量較少;⑧裝置簡單,管理方便;⑨安全生產;⑩無公害。(單管旋噴法施工工藝流程見圖一)

(a)鑽機就位鑽孔;(b)鑽孔至設計標高;(c)旋噴開始;

(d)邊旋噴邊提公升;(e)旋噴結束成性;

1一鑽孔機械;2一超高壓脈衝幫浦;3一高壓膠管

本次試驗的任務是:

1、按850mm、750mm的不同孔距布設旋噴孔,形成圍井以確定其成孔直徑能否滿足不低於900mm的基本要求.

2、通過試驗驗證900mm孔間距的合同性。同時選定合理的噴射壓力、流量、提公升速度、噴嘴大小、轉速、水泥耗量、水灰比等施工引數。使成樁凝結體的各項指標達到設計要求。

3、通過成樁扣在樁身豎向施工檢查孔取芯,以檢查樁身的完整性、連續性。並對不同層位的高壓旋噴凝結體進行抗壓、抗剪、抗折、彈模、泊松比等室內試驗。要求單軸抗壓強度不低於11.

0mpa;抗剪斷強度(門不低於0.63。

4、圍井形成後應滿足開挖要求,使樁體成牆效果直觀明了,其樁與樁之間搭接厚度不小於400mm。

5、通過試驗,確定成樁水泥型別的選擇。

試驗的具體要求:

1、分別按850mm、750mm高壓噴射樁間距進行兩個圍井布設,編號為1#、2#圍井,每個圍井邊樁16棵、封底樁間距800mm。(見圖

二、三).

2、本次高壓噴射試驗以成柱效果為主,要求成樁直徑不低於900mm.

3、試驗後,成樁之間搭接厚度不小於400mm。

梁河縣大盈洪高壓旋噴試驗2#圍井旋噴樁(孔)平面布置圖(單位mm)

本次工程位於梁河縣大盈江上河西大橋下游右岸沙溝凹地段,有便道與縣城梁河縣相通,交通便利,施工隊於2023年11月1日進場,至2023年12月3日完成全部試驗工作.完成高壓噴射圍井2個,高壓噴射樁的65棵,進尺322.5m,耗水泥80t,檢查取芯進尺28m,取不同層位的高噴凝結體7組,送省水電設計研究院進行室內強度試驗.

二單管高壓噴射灌漿方法簡介

所謂單管高壓噴射灌漿方法,就是利用鑽機把帶有噴嘴的注漿管鑽至土層的預定位置後,用高壓設名,使漿液成為高壓漿液流從噴嘴中噴射出出來,衝擊破壞土體。當能量大,速度快和呈脈動狀的噴射流的動壓超過土體結構強度時,土粒使從土體剝落下來,一部分細小的土粒隨著漿液旰出地表,其餘土粒在噴射流的衝擊力、離心力和重力等作用下,與漿液攪拌攪合,瘩按一定的漿土比便和質量大小有規律的重新排列。漿液凝固後,便在土中形成乙個固結體。

該方法對地基的加固作用有:

1、高壓噴射流切割破壞土體作用

噴射動壓以、脈衝形式衝擊土體,經水流的衝擊力,空穴現象、水楔效應、擠壓力、氣流攪動等破壞作用,使土體結構破壞出現空間。

2、混合攪拌作用

鑽桿在旋轉和提公升的過程中,在射流後面形成空隙,在噴射壓力作用下,迫使土粒與噴嘴移動,與漿液攪拌混合後形成固結體。

3、置換作用

高壓射流在切割土體的同時,把一部分切割下的土體排出灌漿孔,土粒排出後所剩下的體積由灌入的水泥補充進去.

4、充填滲透固結作用

高壓漿液充填沖開的和原有土體空隙,析水固結,還可滲入一定厚度的砂層而形成固結體。如在大礫石中,噴射流因礫石的體大量重,不能將其切割和使其重新排列,噴射流只能通過空隙,使空隙被漿液充填.又由於噴射壓力可使漿液向四周擠壓,其加固的機理類似滲透灌漿.

5、壓密作用

高壓噴射流在切割破壞土體的過程中,在破壞帶邊緣政治家剩餘壓力,這種壓力對土層可產生一定的壓密作用,使高噴樁邊緣部分的抗壓強度高於中心部分。

三施工工藝、技術要求及各項引數指標的選用

(一)施工工藝

根據試驗目的、任務、結合場地的實際情況,單樁成樁採用如下工藝進行施工:

施工選用裝置:ht—150b旋噴鑽機二台、bwt30/so高壓注漿幫浦一台套,1. 0m3製漿機一套。

材料選用德巨集州盈江縣.芒桑水泥廠生產的32.5mpa普通矽酸鹽水泥,水泥進場時,對水泥效能進行了試驗,保證使用材料的合格。

(二)技術要求

1、旋噴前要檢查高壓裝置和管路系統,注漿管及噴內不得有任何雜物。注漿要接頭的密封圈必須良好。

2、旋噴机移至孔位時,孔位偏差不得大於50mm,保證天車、立軸和孔位三點一線,並在施工中,隨時對孔位、立軸、鑽機水平進行校正,以保證鑽孔垂直度,使成孔後的偏斜率不大於1.5%.

3、一般鑽孔、成孔與插管兩道工序合二為一,即鑽孔完畢,插管作業即完成。若遇較大塊石及卵石時,採用鑽機帶鑽具下套管成孔後。再換上噴頭及噴射管插入預定孔深,並起拔套管,插管過程中為防止泥砂堵塞噴嘴,採用邊鑽邊插管的方法。

4、選用攪拌機的效能和攪拌能力保證漿液拌製均勻,與漿液型別和需漿量相適應。水泥漿自製備至用完不能超過1r。

5、儲漿桶滿足連續供給高噴幫浦漿液的需要,灌漿過程中,嚴格進行二級漿液過濾,防止噴嘴在噴射作業堵塞。

6、噴射灌漿完畢後,將注漿—管提至地面,對整個注漿系統進行清洗.並用清水在地面噴射,以便把幫浦體、管內的漿液全面排出,清洗壓力為10mpa.

7、移動鑽機至新的孔位上,並人工回填因漿液析水後而在頂部出現的凹陷,深度一般為0.15~4.25m。

8、噴射過程中,值班記錄人員,要進行詳細的鑽孔引數,噴射作業引數的記錄。

(三)各項引數指標的選用

按照試驗要求,根據梁河縣大盈江的實際情況及擬定工程區的地層,結合以往護岸高壓噴射灌漿的經驗,試驗時按以下引數進行搭配實施:

1、幫浦壓:25-30mpa;.

2、幫浦量:50~60l/min;

3、噴射轉速:15--,20r/rain;

4、噴嘴直徑:φ2.2mm、φ2.0mm;

5、提公升速度:10—15cm/min;

6、水灰比:1:25:1、1:1;

四、檢驗情況

(一)圍井開挖情況

在圍井形成兩天,凝結體終凝後,對1#、2#圍井進行開挖。結果:兩個圍井旋噴樁均連線成牆,可以正常開挖,進行直觀分析。見開挖效果**1、2.

1#圍井上部卵礫石含量較多(圖五,**1),成樁良好,孔距850mm、750mm均塔接,且搭接厚度均在400mm以上。

2#圍井見圖6**2,成樁良好,孔距850mm、750mm均塔接,且塔接厚度均在400mm以上。

兩個開挖圍井,通過現場鎚擊試,樁體凝結體強度較高,可滿足設計凝結體強度的要求。

(二)試驗過程引數控制與成樁樁的關係比較

各樁噴射引數與開挖情況檢查見表一(4。1、4-2、4-3、4-4)。

表一 1#圍井(表4-l、4-2),凝結體強度高—較高,成樁直徑在950~1050mm之間。

2#圍井(表4-3、4-4),凝結體強度高—較高,成樁直徑在950-1100mm,之間。

(三)檢查孔取芯試驗

圍井開挖結束後,分別在1#圍井取樣三組,2#圍井取樣四組,樣品組號為1-1-1、1-1-12、1-1-8,2-1-3;2-1-9、-2-1-11、2-1-14。取樣過程中採用金鋼石鑽具進行施工,鑽速均勻,岩芯完整,樣品強度直觀較高。鑽孔中返水正常,並在孔內進行注水試驗,水量無消耗,說明旋噴凝結體膠結密實,防滲效果好。

樣品送往省水電設研究院進行室內強度試驗,受切割試樣的限制,卵石層的樣品無法切塊,且強度高於砂層、粗砂層、砂礫層,故對所採樣品進行分類試驗,且樣品以中、低強度試樣為為。即:

砂礫及粗砂樣品:1-1-8、1-1-12、2-1-9、2-1-3

粉細砂樣品:2-1-11 、2-1-14

淤泥質土樣品:1-1-1

其試驗成果強度指標見下表:(表二)

由上表可見,在試驗區的主要地層礫砂、粗砂、粉細砂及卵石層中,主要強度指標均遠大於設計要求值,即單軸抗壓強度大於11.0mpa,抗剪斷強度(f)大於0.63。

五、施工孔間距,各項引數的確定

通過上一章表明,試驗中的兩個圍井,其孔間距850mm、750mm的成樁,之間的搭接均良好,開挖檢查表明,樁之間的搭接厚度均大於400mm,其單樁直徑平均為950~1000mm之間,對設計提出的成樁直徑不低於900mm的要求,完全可以滿足,且由此驗證樁間距為900mm的合理性,建議在生產性高壓噴射灌漿過程中選用樁間距900mm。其強度指標推薦為:單軸抗壓強度不小於11.0mpa,抗剪斷強度(f)不小於0.63。

高噴作業引數確定如下:

1、幫浦壓:26-30mpa;

2、幫浦量:50--60l/min;

3、噴射轉速:15-20r/rain;

4、噴嘴直徑:φ2.2mm;

5、提公升速度:10-15cm/min;

6、水灰比:1:25:1。

材料選用盈江甚芒桑水泥廠生產的32.5mpa普通矽酸鹽水泥,完全可以滿足要求。

六、存在的問題及改進措施

(一)由於高壓噴射灌漿方法用於河流治理工程還很少,施工中,對各種噴射作業引數控制尤為重要,要不斷進行經驗積累。

高壓噴射注漿施工方案

自流排水洞 編制2014年5月14日 複核2014年5月16日 審核2014年6月17日 目錄目錄 1 第一章概述 2 1.1 編制依據 2 1.2 施工簡述 2 1.2 施工裝置 2 第二章施工方法 3 2.1 工藝流程 3 2.2施工工藝引數 4 2.3高壓噴射注漿施工方法 4 第三章質量標準及...

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工程名稱 明太原縣城歷史文化街區東城門 鼓樓 魁星閣重建工程 工程地點 太原市晉源區晉源東街 施工單位 山西誠泰建築工程 編制單位 山西誠泰建築工程 編制人編制日期 年月日 審批負責人 審批日期 年月日 五 施工方法及及工藝 5 1.建築地基處理技術規範 jgj79 2002 2.業主提供的 工程地...

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