#高压旋喷桩施工工艺及要点讲解,超全!#

高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后,以高压设备使浆液或水、(空气)成为20~40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲切、扰动、破坏土体,同时钻杆以一定速度逐渐提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个圆柱状固结体(即旋喷桩),以达到加固地基或止水防渗的目的。

根据喷射方法的不同,喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法。

1单管法:单层喷射管,仅喷射水泥浆。

2二重管法:又称浆液气体喷射法,是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质喷射流横向喷射出,冲击破坏土体。在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下,破坏土体的能量显著增大,最后在土中形成较大的固结体。

3三重管法:是一种浆液、水、气喷射法,使用分别输送水、气、浆液三种介质的三重注浆管,在以高压泵等高压发生装置产生高压水流的周围环绕一股圆筒状气流,进行高压水流喷射流和气流同轴喷射冲切土体,形成较大的空隙,再由泥浆泵将水泥浆以较低压力注入到被切割、破碎的地基中,喷嘴作旋转和提升运动,使水泥浆与土混合,在土中凝固,形成较大的固结体,其加固体直径可达2m。

喷射注浆法的加固半径和许多因素有关,其中包括喷射压力P、提升速度S、被加固土的抗剪强度τ、喷咀直径d和浆液稠度B。加固范围与喷射压力P、喷咀直径d成正比,与提升速度S、土的抗剪强度τ和浆液稠度B成反比。加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关。
单管、二重管、三重管旋喷桩机注浆施工示意参见下图

成桩机理

高压喷射注浆的成桩机理包括以下五种作用:
(1)高压喷射流切割破坏土体作用。喷射流动压以脉冲形式冲击破坏土体,使土体出现空穴,土体裂隙扩张。
(2)混合搅拌作用。钻杆在旋转提升过程中,在射流后部形成空隙,在喷射压力下,迫使土粒向着与喷咀移动方向相反的方向(即阻力小的方向)移动位置,与浆液搅拌混合形成新的结构。
(3)升扬置换作用(三重管法)。高速水射流切割土体的同时,由于通入压缩气体而把一部分切下的土粒排出地上,土粒排出后所留空隙由水泥浆液补充。
(4)充填、渗透固结作用。高压水泥浆迅速充填冲开的沟槽和土粒的空隙,析水固结,还可渗入砂层一定厚度而形成固结体。
(5)压密作用。高压喷射流在切割破碎土层过程中,在破碎部位边缘还有剩余压力,并对土层可产生一定压密作用,使旋喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。

操作要点

1.施工前准备工作
(1)在设计文件提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探,进一步了解各施工工点地基土的性质、埋藏条件。
(2)准备充足的水泥加固料和水。水泥的品种、规格、出厂时间经试验室检验符合国家规范及设计要求,并有质量合格证。严禁使用过期、受潮、结板、变质的加固料。一般水泥为425号普通硅酸盐水泥。水要干净,酸碱度适中,pH值在5~10之间。
(3)根据补充勘探资料,在选择的试验工点加固范围内的各代表性地层用薄壁取土器采取必需数量的原状土送试验室,对取得的土样在进行试验之前应妥善保存,使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。
(4)室内配合比试验。根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况,按不同含水量设计并调整几种配合比,通过在室内将现场采取的土样进行风(烘)干、碾碎,过2~5mm筛的粉状土样,按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验,确定施工喷浆量、水灰比。一般水灰比可取1.0~1.5。为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度,可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。若试验之前土样的含水量发生了变化,应调整为天然含水量。
(5)试桩试验。根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩,并根据试桩结果,调整加固料的喷浆量,确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。
(6)推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表0.3m厚的种植土,杂物,并将原地面按设计要求整平,填出路拱。根据施工现场实际情况,施作临时排、截水设施,并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。
(7)按设计要求完成施工放样,用木桩定出桩位,用白石灰作出明显标识。

2.施工工艺
(1)钻机定位。移动旋喷桩机到指定桩位,将钻头对准孔位中心,同时整平钻机,放置平稳、水平,钻杆的垂直度偏差不大于1%~1.5%。就位后,首先进行低压(0.5MPa)射水试验,用以检查喷嘴是否畅通,压力是否正常。
(2)制备水泥浆。桩机移位时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中,再将水泥和外掺剂倒入,开动搅拌机搅拌10~20分钟,而后拧开搅拌桶底部阀门,放入第一道筛网(孔径为0.8mm),过滤后流入浆液池,然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网(孔径为0.8mm),第二次过滤后流入浆液桶中,待压浆时备用。
(3)钻孔(三重管法)。当采用地质钻机钻孔时,钻头在预定桩位钻孔至设计标高(预钻孔孔径为15cm)。
(4)插管(单重管法、二重管法)。当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时,钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时,可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为:启动钻机,同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液,使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉;直到桩底设计标高,观察工作电流不应大于额定值。三重管法钻机钻孔后,拔出钻杆,再插入旋喷管。在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可用较小压力(0.5~1.0MPa)边下管边射水。
(5)提升喷浆管、搅拌。喷浆管下沉到达设计深度后,停止钻进,旋转不停,高压泥浆泵压力增到施工设计值(20~40MPa),坐底喷浆30s后,边喷浆,边旋转,同时严格按照设计和
试桩确定的提升速度提升钻杆。若为二重管法或三重管法施工,在达到设计深度后,接通高压水管、空压管,开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转,并用仪表控制压力、流量和风量,分别达到预定数值时开始提升,继续旋喷和提升,直至达到预期的加固高度后停止。
(6)桩头部分处理。当旋喷管提升接近桩顶时,应从桩顶以下1.0m开始,慢速提升旋喷,旋喷数秒,再向上慢速提升0.5m,直至桩顶停浆面。
(7)若遇砾石地层,为保证桩径,可重复喷浆、搅拌:按上述4~6步骤重复喷浆、搅拌,直至喷浆管提升至停浆面,关闭高压泥浆泵(清水泵、空压机),停止水泥浆(水、风)的输送,将旋喷浆管旋转提升出地面,关闭钻机。
(8)清洗。向浆液罐中注入适量清水,开启高压泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
(9)移位。移动桩机进行下一根桩的施工。
(10)补浆。喷射注浆作业完成后,由于浆液的析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固结体顶部出现凹穴,要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。

3.推荐的主要施工技术参数
(1)单重管法。浆液压力20~40MPa,浆液比重1.30~1.49,旋喷速度20rmin,提升速度0.2~0.25m/min,喷嘴直径2~3mm,浆液流量80~100L/min(视桩径流量可加大)。
(2)二重管。法浆液压力20~40MPa,压缩空气压力0.7~0.8MPa。
(3)三重管。法浆液压力0.2~0.8MPa,浆液比重1.60~1.80,压缩空气压力0.5~0.8MPa,高压水压力30~50MPa。

4.质量控制要点
(1)正式开工前应认真作好试桩工作,确定合理的施工技术参数和浆液配比。
(2)旋喷过程中,冒浆量小于注浆量的20%为正常现象,若超过20%或完全不冒浆时,应查明原因,调整旋喷参数或改变喷嘴直径。
(3)钻杆旋转和提升必须连续不中断,拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10~20cm的搭接长度,避免出现断桩。
(4)在旋喷过程中,如因机械出现故障中断旋喷,应重新钻至桩底设计标高后,重新旋喷。
(5)制作浆液时,水灰比要按设计严格控制,不得随意改变。在旋喷过程中,应防止泥浆沉淀,浓度降低。不得使用受潮或过期的水泥。浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时,应有筛网进行过滤,过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。
(6)在旋喷过程中,若遇到孤石或大漂石,桩可适当移动位置(根据受力情况,必要时可加桩),避免畸形桩或断桩。

5.质量通病的处理
(1)不冒浆或冒浆量少。
通常原因是加固土层粒径过大,孔隙较多,可采取以下措施:
1)加大浆液浓度,可以从1.1加大到1.3左右继续喷射。
2)灌注粘土浆或加细砂、中砂,待孔隙填满后再继续正常喷射。
3)在浆液中掺加骨料。
4)加泥球封闭后继续正常喷射。
5)灌注水泥砂浆后,再将孔内水泥浆置换成粘土浆,待孔隙填满后继续正常喷射。
(2)冒浆量过大。
通常是有效喷射范围与喷浆量不适应有关,可采取以下措施:
1)提高喷射压力。
2)适当缩小喷嘴直径。
3)适当加快提升速度。由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的混合体,目前对冒浆中的水泥的分离回收尚无适宜方法,在施工中多采用过滤、沉淀、回收调整浓度后再利用。
(3)凹穴处理。
1)在喷射灌浆完毕时,即连续或间断地向喷射孔内静压灌注浆液,直至孔内混合液凝固不在下沉。
2)在喷射灌浆完成后,向凝固体与其上部结构之间的空隙进行第二次静压灌浆,浆液的配比应为不收缩且具有膨胀性的材料,如采用水泥∶水∶铝粉的配比为9.8∶6.9∶0.3的浆液。

安全措施

(1)高压泥浆泵、空压机、高压清水泵必须指定专人操作,压力表应定期检修检定,以保证正常工作。
(2)钻机操作人员应具有熟练操作技能。
(3)施工前应检查高压设备和管路系统,其压力和流量(风量)需满足设计要求,应检查管道的耐久性以及管道连接是否可靠,泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物,各类密封圈必须良好,无渗漏现象,否则接头断开、软管破裂,将会导致浆液、高压水流飞散、软管甩出等安全事故。安全阀中的安全销要进行试压检验(试压检验到当地压力容器检验所检验),必须确保在达到规定压力时能断销卸压,绝不能轻易安装未经试压检验的自制安全销。
(4)喷射浆自喷嘴喷出时,具有很高的能量,因此人体与喷嘴之间的距离不应小于60cm。
(5)喷射注浆的浆液目前一般以水泥浆为主,但有时也加入其他化学填加剂,一般说浆液硬化后对人畜均无害,但硬化前的液体进到眼睛里时,必须立即进行充分清洗,并及时到医院治疗。
(6)吊、放喷射管路时,严禁管下站人。不得将电缆浸泡在水和泥浆中,防止漏电伤人。

环境保护

(1)水泥、石灰细颗粒散体材料,应遮盖存放;运输时必须必须封闭覆盖,不得沿途撒落。
(2)制定洒水防尘措施,指定专人负责现场洒水降尘。
(3)采取有效降噪措施。
(4)不得随意排放废弃的加固料。

本篇(楞严经 品三)重点(三):世尊教导,从“眼”、“眼见”、到“眼识”,这三者与因缘、自然无关。眼睛是器官,任何外相都是无差别的通过“眼”;“眼见”是外相的“成相”,其中也无区别;“眼识”只是“成相”后的“认知”,认知也是独立的。
比如花,花经过“眼”,在“眼见”形成“花相”,到“眼识”知道“花相”。这三个过程都是单纯的“接收”,没有“判断”,没有“因缘”,更不是“自然”。

五蕴、六入、十八界,在引导我们分别“外相”和“本我、真心”。世尊引导我们,凡是外相、就有生灭,凡有生灭、就是无常,但这中间存在有恒常不变的,所以我们要ㄧ一分析,从外相开始,然后是接受外相的感官,透过这二部份可以明白,感官将“外物”形成“外相”,这“外相”是虚的;感官只是感官;但在这感官中有一如如不动的,我们要试着将它显现出来。
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

阿难!云何十八界本如来藏妙真如性?阿难!如汝所明,眼色为缘生于眼识,此识为复因眼所生,以眼为界?因色所生,以色为界?阿难!若因眼生,既无色空无可分别,纵有汝识欲将何用?汝见又非青黄赤白,无所表示从何立界?若因色生,空无色时汝识应灭,云何识知是虚空性?若色变时,汝亦识其色相迁变,汝识不迁,界从何立?从变则变,界相自无;不变则恒。既从色生,应不识知虚空所在。若兼二种眼色共生,合则中离,离则两合,体性杂乱云何成界?是故当知眼色为缘生眼识界,三处都无,则眼与色及色界三,本非因缘、非自然性。

“阿难!又汝所明,耳声为缘生于耳识。此识为复因耳所生,以耳为界?因声所生,以声为界?

“阿难!若因耳生,动静二相既不现前,根不成知,必无所知;知尚无成,识何形貌?若取耳闻,无动静故,闻无所成。云何耳形杂色触尘,名为识界,则耳识界复从谁立?若生于声,识因声有,则不关闻,无闻则亡声相所在;识从声生,许声因闻而有声相,闻应闻识不闻非界,闻则同声,识已被闻谁知闻识,若无知者终如草木。不应声闻杂成中界,界无中位,则内外相复从何成?是故当知耳声为缘生耳识界,三处都无,则耳与声及声界三,本非因缘、非自然性。

“阿难!又汝所明,鼻香为缘生于鼻识。此识为复因鼻所生,以鼻为界?因香所生,以香为界?

“阿难!若因鼻生,则汝心中以何为鼻?为取肉形双爪之相?为取嗅知动摇之性?若取肉形,肉质乃身,身知即触,名身非鼻,名触即尘,鼻尚无名云何立界?若取嗅知,又汝心中以何为知?以肉为知,则肉之知元触非鼻;以空为知,空则自知肉应非觉,如是则应虚空是汝,汝身非知,今日阿难应无所在;以香为知,知自属香,何预于汝?若香臭气必生汝鼻,则彼香臭二种流气,不生伊兰及栴檀木,二物不来,汝自嗅鼻为香为臭。臭则非香,香应非臭,若香臭二具能闻者,则汝一人应有两鼻,对我问道有二阿难,谁为汝体?若鼻是一,香臭无二,臭既为香香复成臭,二性不有,界从谁立?若因香生识因香有,如眼有见不能观眼,因香有故应不知香,知则非生,不知非识。香非知有,香界不成;识不知香,因界则非从香建立,既无中间不成内外,彼诸闻性毕竟虚妄。是故当知鼻香为缘生鼻识界,三处都无,则鼻与香及香界三,本非因缘、非自然性。

“阿难!又汝所明,舌味为缘生于舌识。此识为复因舌所生,以舌为界?因味所生,以味为界?

“阿难!若因舌生,则诸世间甘蔗、乌梅、黄连、石盐、细辛、姜桂都无有味。汝自尝舌为甜为苦?若舌性苦,谁来尝舌?舌不自尝,孰为知觉?舌性非苦,味自不生,云何立界?若因味生,识自为味,同于舌根应不自尝,云何识知是味非味?又一切味非一物生,味既多生识应多体,识体若一体必味生。咸淡甘辛和合具生,诸变异相同为一味应无分别,分别既无则不名识,云何复名舌味识界?不应虚空生汝心识。舌味和合,即于是中元无自性,云何界生?是故当知舌味为缘生舌识界,三处都无,则舌与味及舌界三,本非因缘、非自然性。

“阿难!又汝所明,身触为缘生于身识。此识为复因身所生,以身为界?因触所生,以触为界?

“阿难!若因身生必无合离,二觉观缘身何所识。若因触生必无汝身,谁有非身知合离者?阿难!物不触知,身知有触;知身即触,知触即身。即触非身,即身非触,身触二相元无处所,合身即为身自体性,离身即是虚空等相,内外不成中云何立?中不复立内外性空,即汝识生从谁立界?是故当知身触为缘生身识界,三处都无,则身与触及身界三,本非因缘、非自然性。

“阿难!又汝所明,意法为缘生于意识。此识为复因意所生,以意为界?因法所生,以法为界?

“阿难!若因意生,于汝意中必有所思,发明汝意。若无前法,意无所生,离缘无形,识将何用?又汝识心与诸思量,兼了别性,为同为异?同意即意,云何所生?异意不同,应无所识。若无所识,云何意生?若有所识,云何识意?唯同与异,二性无成,界云何立?若因法生,世间诸法不离五尘。汝观色法,及诸声法、香法、味法,及与触法,相状分明以对五根,非意所摄。汝识决定依于法生,汝今谛观法法何状?若离色空、动静、通塞、合离、生灭,越此诸相终无所得。生则色空诸法等生,灭则色空诸法等灭,所因既无,因生有识作何形相?相状不有界云何生?是故当知意法为缘生意识界,三处都无,则意与法及意界三,本非因缘、非自然性。”
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引自楞严经 品三。阿弥陀佛
回向累世冤亲债主,及累世父母

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