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摘要:随着我国社会主义市场经济的高速运转,各行业领域发展态势迅猛,人民物质生活日益丰富,带动了我国人口数量与人口密度的逐年激增,我国建筑行业的未来市场前景日益光明。旋喷桩技术因其施工效率高、建材消耗少、产生噪音小等特点,受到了建筑行业的普遍青睐。因此文章就旋喷桩施工技术在建筑基坑工程中的应用进行略述。
关键词:旋喷桩施工;基坑工程;应用
达到确保基坑能保持在稳定的状态。在对基坑地下水位进行控制时,主要采取的措施有降水、止水和集水井排水等。我国地域辽阔,南北方地下水位差别较大,如北方地区地下水位较深,因此可采取降水的方法进行控制;南方地区地下水位较浅,因此可采取止水的方法进行控制。采取降水的方法可造成地下水资源浪费,同时也会影响降水附近建筑物或构筑物等发生不均匀沉降的现象。为避免上述问题,我国北方地区也已经逐步推广止水的方法进行地下水位控制。在止水施工中应用范围较为广泛的是止水帷幕的施工。在止水帷幕中,高压旋喷桩止水帷幕可应用于各类地基土中,应用范围最广,施工成本较低,施工效果较好。
一、高压旋喷桩施工的加固机理
(1)浆液冲切破坏土体。运用高压泵,其可将浆液在较大的压力作用下,从喷嘴中喷出,具备强大动能的浆液作用于土体,且集中在某一区域,当冲切能力大于土体的承受能力,则会对土体进行破坏。而且浆液充满孔内空间后,会进入到土体的裂缝中。(2)浆液与土粒的拌和。钻头和浆液冲切的双重作用,会使得土体被冲切成诸多小颗粒,在冲击作用和钻机搅拌作用,二者之间会发生充分拌和,且随着钻头与喷头的移动,会生成柱状体。(3)搅拌桩的硬化。其主要原料为水泥,当水泥与土粒混合后,则会发生硬化反应,从而生成的搅拌桩,具有较高的硬度。其中主要反应有水解、水化反应、硬凝反应、团粒化作用和离子交换作用等。
二、高压旋喷桩施工技术适用范围研究
(1)多种土质加固。结合高压旋喷桩施工技术特点,可以得到其能够对多种地基达到良好的加固效果,砂类土、粘性土、湿陷性黄土等,可取得较为理想的加固效果。但是,不可否认的是,其在处理富含得大量纤维的腐殖土和粗颗粒土的效果不够理想。(2)可用于建筑的地下连续墙、地基加固和防渗、隧道加固等的施工中,且加固效果显著。(3)场地狭窄情况。对于场地相对狭窄,且空间高度较低,这种情况均能够完成加固,加固期间不会对工程的日常功能造成干扰,作用明显。
三、高压旋喷桩具体施工注意事项
(1)钻机就位。在测量放样完成后,将钻机放置在钻孔位置,确保钻头能够直指孔的中心,纵横偏差需≤50mm,垂直偏差<1%。放置完成后,则展开对钻机的固定工作,避免钻进过程中,发生钻机活动的情况。(2)钻孔。钻孔前需展开试喷,确保喷嘴的功能,在对地面的进行预处理,确保钻杆能够快速进入到土体。钻进过程中,需严格控制给进速度、压力等参数,避免钻进过程中,发生偏移。另外,详细记录钻进的时间、土层硬度等参数。钻孔完成后,则展开钻孔的质量检测工作,确保成孔合格。(3)浆液的拌制。为保障注浆效果,需在钻头距离设计孔深3~5m时展开,浆液水灰比控制在1:1,并分别加入3%与5%的速凝剂、减水剂。水泥浆液在搅拌机内搅拌3~5min后停止搅拌。为避免离析,则展开二次搅拌,还需对浆液的流动性和粘稠度进行检测与控制。(4)喷射注浆作业。按照设计的参数,进行下注浆管。下注浆管之前,需进行注浆管的常规检查工作,确保其功能。当注浆管到达目标区域后,则展开注浆作业。先试喷,合格后,展开喷射作业。喷射过程中,需注意提升速度、选旋摆速度、方向等,做好记录,包括对强度、桩长、桩径和完整性检测等参数,如果出现异常情况,需要及时展开处理,避免高压旋喷桩的质量问题。(5)器具冲洗与移动。当一个钻孔完成后,则需对注浆管等设备进行清洗,避免残留物的存在。通常是选择清水冲洗的方式。清洗完成后,则按照上一钻孔施工的基本情况,进行钻机等设备移动工作,移动过程中,需要避免发生碰撞的情况。
四、工程实例分析
(一)工程概况
某地拟建商业酒店,酒店为地下1层,地上8层建筑,结构形式为框架结构,基础为筏板基础,地下水位为2.5-6m,该楼基础埋深为7.7m。开挖基坑时,开挖面积为62600m2,根据地质勘察报告得知该场地地基土体第一层为人工杂填土,第二~六层为粉质粘土,粉砂、粗砂、砾砂和卵砾石。该场地西北侧100m左右存在一条天然河流,且场地周围50m范围内存在既有建筑和相应的市政管道。
(二)施工方案比选
根据该场地周围的情况和地下水位情况,为避免开挖基坑对周围建筑物和其他相应的市政管道造成影响,需在开挖基坑前设置止水帷幕。施工前,拟选择的施工方法主要有钻孔灌注桩和高压旋喷桩两种方法,但根据两种方法的特点和造价及优缺点,最终选择高压旋喷桩作为最终施工方法。选用高压旋喷桩作为止水帷幕,具有施工噪音小、施工造价低、施工振动小、对周围建筑影响小、施工效果好等优点。
(三)设计方案
高压旋喷桩止水帷幕分为全围式止水帷幕和半围式止水帷幕,全围式止水帷幕具有止水效果好,造价高,工程量大等特点;半围式止水帷幕具有造价低,工程量小等特点。本工程考虑到施工工期的要求,拟采用半围式止水帷幕。采用半围式止水帷幕时,在该场地南北两侧设置高压旋喷桩止水帷幕,通过止水帷幕,将南北侧地下水阻挡流至东西两侧的深井点,通过对井点的排水,达到降低水位和地下水流速,最终降低基坑开挖对周围建筑物的影响。
(四)注浆施工方案
在进行注浆施工时主要分为钻机就位施工、钻孔施工、插管施工、喷射施工、冲洗施工、移动机具施工等操作。(1)钻机就位施工。钻机就位施工主要是将钻机安装于指定位置上,保持钻头倾斜角度为15°。(2)钻孔施工。钻孔施工时应将成孔位置与设计位置保持50mm的偏差范围内。(3)插管施工。插管施工时应将注浆管插入土体内指定深度。插管施工时为避免注浆管被地基内泥浆堵塞,应边注水边插管,注水的压力应小于1MPa。(4)喷射施工。待注浆管插入土体的设计深度后进行由下而上的注浆施工,施工时严格按照规范要求和设计要求进行施工,现场施工人员做好施工记录。(5)冲洗施工。注浆完成后应立即对注浆管进行冲洗,避免残留水泥浆将注浆管堵塞。(6)移动机具施工。冲洗完成后应将机具移动至下一个位置进行上述重复施工。
(五)施工质量控制
(1)对于桩位的定位轴线,在施工前应经过监理检查之后,做好标记再施工。(2)进行喷射作业之前,仔细检查高压设备的压力和管路的排放量是否满足设计要求,管道内不得有杂物堵塞管孔。(3)需要拆除注浆管时,必须先停止旋转和送浆,之后停下机器。拆除完成之后,想要继续注浆,必须保证和前段搭接长度在0.5m以上,防止脱节。
综上所述,旋喷桩施工技术在建筑行业的基坑施工领域已取得了一定的成效,有助于项目整体质量的稳步提升。但值得注意的是,此项技术仍处于发展阶段,在国内的应用水平仍有待提升,应引起建筑行业专家学的高度重视。在提升施工质量,有效降低施工成本的同时,最大限度缩短工程进度,以达优化施工效果的最终目的。
参考文献:
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[3]董学志.分析高压旋喷桩施工技术及其应用[J].低碳世界,2016(14):175-176.