阅读说明：本技术 三重管三高压旋喷桩施工方法 (Triple-pipe three-high-pressure jet grouting pile construction method ) 是由 赵建军 于 2018-06-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种三重管三高压旋喷桩施工方法,属于建筑工程领域,包括以下步骤：第一步、测量放线定位：根据设计的施工图测量并放出施工轴线；第二步、引钻钻机就位：将钻机安置在设计桩位上,使钻机的钻头对准桩位中心；第三步、钻进护壁成孔：钻机钻进成孔,并利用泥浆护壁,直至孔深达设计标高；第四步、注浆旋喷管的底端分别开设有出浆口、出水口以及出气口,出气口喷出的风的压力值处于1.6～2.2MPa之间,出水口位于出浆口以及出气口的上方,在喷射注浆管进行注浆的同时,旋喷注浆管上的出水口对钻孔进行水洗扩孔；第五步、冲洗；第六步、移动机具。本发明其具使注浆管与孔壁间留有较大间隙,便于孔内压力释放；降低高压水压力。(The invention relates to a construction method of a triple-pipe three-high-pressure jet grouting pile, which belongs to the field of constructional engineering and comprises the following steps: firstly, measuring and setting-out positioning: measuring and releasing a construction axis according to a designed construction drawing; secondly, guiding the drill rig to be in place: arranging a drilling machine on the designed pile position, and aligning a drill bit of the drilling machine to the center of the pile position; thirdly, drilling a protecting wall to form holes: drilling by a drilling machine to form a hole, and protecting the wall by using slurry until the depth of the hole reaches the designed elevation; fourthly, a grout outlet, a water outlet and a gas outlet are respectively formed in the bottom end of the grouting rotary spraying pipe, the pressure value of wind sprayed out of the gas outlet is between 1.6 and 2.2MPa, the water outlet is located above the grout outlet and the gas outlet, and when grouting is carried out on the grouting pipe, the water outlet in the grouting rotary spraying pipe is used for washing and reaming the drilled hole; fifthly, washing; and sixthly, moving the machine tool. The invention can leave a larger gap between the grouting pipe and the hole wall, thereby facilitating the pressure release in the hole; the high pressure water pressure is reduced.)

三重管三高压旋喷桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，特别涉及一种三重管三高压旋喷桩施工方法。

背景技术

高压旋喷桩属于高压喷射注浆法范畴。在静压注浆的基础上，采用高压水射流切割技术而发展起来的。双高压旋喷工法利用超高压喷射流体运动的能量，将地基结构破坏，并借助于被扰动的土颗粒与硬化材料混合搅拌，形成大直径的加固体。该技术应用广泛，具有施工方便，工艺简单，地基加固见效快，耐久性好，施工工期短等优点，且料源广阔，价格低廉，噪声小，无污染，无公害，无生产安全。

随着地下工程向纵深方向发展，超深地下工程越来越多，工程需求也呈现出多样化的趋势。常规高压旋喷桩由于其存在工效低、成桩直径小、挤土效应大等一系列缺陷，已难以满足超深地下工程的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三重管三高压旋喷桩施工方法，其具有增大成桩直径，从而满足在超深地下工程中旋喷桩直径要求的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种三重管三高压旋喷桩施工方法. 其特征在于：包括以下步骤：

第一步、测量放线定位：根据设计的施工图测量并放出施工轴线；

第二步、引钻钻机就位：将钻机安置在设计桩位上，使钻机的钻头对准桩位中心；同时对钻机进行水平调整，使钻机的钻杆轴线垂直对准钻孔的中心位置；

第三步、钻进护壁成孔：钻机钻进成孔，并利用泥浆护壁，直至孔深达孔深设计标高，孔直径相较喷射注浆管外径大；

第四步、插管旋喷作业：注浆旋喷管的底端分别开设有出浆口、出水口以及出气口，其中出浆口以及出气口位于同一水平面上，出水口位于出浆口以及出气口的上方，将喷射注浆管***预定深度，启动空压机、待空压机运转正常后启动高压水泵，向孔内输送风与水，风的压力值处于1.6～2.2MPa，启动高压泥浆泵进行注浆，待水泥浆流出出浆口，提升喷射注浆管，自下向上喷射注浆；在喷射注浆管进行注浆的同时，旋喷注浆管上的出水口对钻孔进行水洗扩孔，从而使钻孔的孔径扩大，使喷射注浆管与孔壁间留有间距；

第五步、冲洗：将喷射注浆管以及机具设备清水冲洗干净；

第六步、移动机具：将冲洗完毕的喷射注浆管以及机具设备移送至下一孔位，对下一孔位进行喷浆。

通过采用上述技术方案，通过在插管旋喷作业的时候增加高压气，使高压气推动水泥浆，使水泥浆向钻孔的内壁方向推动，从而使水泥浆伸入到钻孔的内壁的深度加深，使最终形成的旋喷桩的直径增大，满足超深工程中对于旋喷桩直径的需求。

本发明进一步设置为：第二步中的钻进护壁成孔中，成型的孔的孔口处直径大小不超过喷射注浆管管外径尺寸10cm，孔的底端口径大于喷射注浆管外径2cm。

通过采用上述技术方案，使喷射注浆管与孔壁间留有较大间隙，便于孔内压力释放，降低高压水压力，加大浆液水灰比，加快注浆管提升速度。

本发明进一步设置为：第四步中的插管旋喷作业采取间隔2～3孔的跳孔施工方式。

通过采用上述技术方案，使旋喷桩施工过程中产生的压力能够从周围桩孔处释放出来，从而减少对附近构筑物的影响。

本发明进一步设置为：第四步中插管旋喷作业在进行深层旋喷时，先喷浆后旋转和提升，在桩端有坐喷时间。

通过采用上述技术方案，通过设置坐喷时间，以保证桩端质量。

本发明进一步设置为：第四步中插管旋喷作业在旋喷时做好压力、流量和冒浆等各项参数的测量工作，并按要求逐项记录。

通过采用上述技术方案，方便施工人员对插管旋喷作业进行监控，从而确保施工能够正常进行，遇到异常能够第一时间发现并及时采取措施解决。

本发明进一步设置为：第四步中插管旋喷作业在旋喷前提前对附近地面、地下管线进行标高，在旋喷的过程中对标高进行检测，当标高的变化值上下变化大于10mm时，应暂停施工，根据实际情况调整压力参数后，再行施工。

通过采用上述技术方案，通过设置标高，从而可以反映施工过程中对周围的建筑结构的影响，避免施工过程中对周围建筑造成大的损伤。

本发明进一步设置为：第四步中插管旋喷作业在遇到冒浆量超过20%或不冒浆的情况下，如果是土层空隙较大，在浆液中参合适量的速凝剂；冒浆量过大时，提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升和旋转速度，调整注浆量。

通过采用上述技术方案，通过添加速凝剂，从而缩短水泥浆的固结时间。

本发明进一步设置为：第四步中插管旋喷作业完成后，如遇到固结体顶部下凹，在旋喷桩施工完毕后，将固结体顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填补或直接在旋喷孔中再次注入浆液；或在旋喷完毕后在固结体的顶部0.5～1m围内再钻进0.5～1m，在原位提杆再注浆复喷一次。

通过采用上述技术方案，对固结体顶部出现的下凹进行修补，从而确保固结体结构的强度。

本发明进一步设置为：第四步中插管旋喷作业中，水泥浆在喷射之前采用筛网进行过滤，筛网的过滤网孔小于喷头上喷嘴直径的一半。

通过采用上述技术方案，通过对水泥浆提前进行过滤，从而避免水泥浆内存有较大颗粒，从而将喷头上的喷嘴堵住。

本发明进一步设置为：第四步中的插管旋喷作业遇到注浆压力骤然上升应停机检查，首先卸压；如喷嘴堵塞，将钻杆提升，用铜针疏通；其他堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。

通过采用上述技术方案，当喷嘴堵塞的时候，通过铜针对喷嘴进行疏通，从而确保喷嘴将水泥浆喷出，当喷射注浆管之间发生堵塞时，松开接头进行疏通，从而确保施工的正常进行。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过高压气推动水泥浆，使水泥浆相钻孔的内壁方向推动，从而使水泥浆伸入到钻孔的内壁的深度加深，使最终形成的旋喷桩的直径增大，满足超深工程中对于旋喷桩直径的需求

2、过采取泥浆护壁，泥浆对槽壁的静压力和泥浆在槽壁上形成的泥皮，可以有效地防止槽、孔壁坍塌；

3、通过水洗扩孔对孔的直径进行增大，是孔壁与喷射注浆管之间留有更大的间距，便于孔内压力释放，从而减小挤土效应；

4、通过对喷射注浆管以及机具设备进行冲洗，避免移至下一孔位的机具设备以及喷射注浆管被水泥浆进行堵塞；

5、通过跳孔施工，使旋喷桩施工过程中产生的压力能够从周围桩孔处释放出来，从而减少对附近构筑物的影响；

6、通过设置标高，从而可以反映施工过程中对周围的建筑结构的影响，避免施工过程中对周围建筑造成大的损伤；

7、通过对水泥浆提前进行过滤，从而避免水泥浆内存有较大颗粒，从而将喷头上的喷嘴堵住。

附图说明

图1是本发明实施例的三重管三高压旋喷桩原理示意图；

图2是本发明实施例的三重管三高压旋喷桩施工工艺流程图。

图中，1、钻机；2、三重管三高压旋喷台车；3、泥浆泵；4、空压机；5、灰浆搅拌机；6、喷射注浆管；61、出浆口；62、出水口；63、出气口；7、高压水泵；8、水箱；9、水泥仓；10、浆桶；11、气量计；12、固结体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例，一种三重管三高压旋喷桩施工方法，具体描述如下所述。

如图1所示，本方法所涉及的主要设备包括型号为300形的钻机1，型号为PH-5A的三重管三高压旋喷台车2、高压泥浆泵3、空压机4、灰浆搅拌机5、喷射注浆管6、高压水泵7、水箱8、水泥仓9、浆桶10以及气量计11.其中水箱8和水泥仓9以及灰浆搅拌机5相连通，从而用于制备水泥浆。灰浆搅拌机5内制备好的灰浆送入到浆桶10内进行存放备用。在旋喷的时候，通过高压泥浆泵3泵送入三重管三高压旋喷台车2中，经由多节喷射注浆管6注入钻孔中从而形成固结体12。

空压机4与三重管三高压旋喷台车2通过管道相连通，在空压机4与三重管三高压旋喷台车2之间的管道上，设置有气量计11用于检测气压。高压水泵7通过高压水管与三重管三高压旋喷台车2相连通。

如图1、图2所示，该方法包括如下步骤：

第一步、测量放线定位：根据设计的施工图测量并放出施工轴线，其中轴线允许的偏差为10mm。

第二步、引钻钻机就位：利用300型钻机1钻孔至设计深度。将钻机1安置在设计桩位上，使钻机1的钻头对准桩位中心，同时对钻机1进行水平的调整，使钻机1的钻杆轴线垂直对准钻孔的中心位置。其中钻机1的钻杆的中轴线对准孔位的允许偏差不超过5cm。钻机1就位机座应保证平整、稳固，立柱与孔位对正，确保成孔质量、成孔深度。

钻孔口径:孔口处直径大小不超过喷射注浆管6管外径尺寸10cm，孔的底端口径大于喷射注浆管6外径2cm。

第三步、钻进护壁成孔：钻机1钻进成孔，并利用泥浆护壁，直至孔深达设计标高；钻出的孔的孔口处的直径相较于喷射注浆管6的外径大，钻孔深度大于设计开喷深度0.5m～1.0m；终孔的斜率不大于0.5%。

第四步、插管旋喷作业：在进行插管旋喷作业之前先完成该桩周围的钻孔，一边在进行插管旋喷作业的过程中产生的压力能够从从后诸位的钻孔处释放出来，从而减少对附件构筑物的影响。在进行插管旋喷作业时采取间隔2～3孔的跳孔施工方式。

注浆旋喷管6的底端分别开设有出浆口61、出水口62以及出气口63，其中出浆口61以及出气口63位于同一水平面上，出水口62位于出浆口61以及出气口63的上方。

在对旋喷桩进行施工时，空载启动空压机4，待空压机4运转正常后启动高压水泵7，同时向孔内送风和水，使风量和泵送压力逐渐升高至规定值。风、水通畅后，开动高压泥浆泵3，待泵量泵压正常后进行注浆。待水泥浆流喷出出浆口61后，提升喷射注浆管6，自下而上喷射注浆。

通过高压水泵7提供高压水，并通过旋喷注浆管6上的喷水喷头喷出高压水对钻孔进行清洗，从而使钻孔的孔径扩大，通过加大钻孔直径，使喷射注浆管6与孔壁间留有较大的间距，便于孔内压力释放。

在进行水泥浆喷浆的时候，63吹出高压气，其中高压气的压力值处于1.6～2.2MPa。通过高压气对处于钻孔内的水以及水泥浆进行推动，使水泥浆向钻孔的侧壁内部方向推动，从而使水泥浆的伸入到钻孔侧壁内部的深度加深，使最终的成桩直径加大。

在进行深层旋喷时，先喷浆后旋转和提升，在桩端有坐喷时间，以保证桩端质量。在喷射注浆中需拆除一段喷射注浆管6时，应停止提升和回转，同时停止送浆，逐渐减少风量和水量，最后停机。拆卸完毕继续喷射注浆时注浆的孔端与前段搭接，防止固结体脱节。

在旋喷时要做好压力、流量和冒浆等各项参数的测量工作，并按要求逐项记录。如冒浆量大于注浆量20%或完全不冒浆时，应查明原因和采取相应措施后，在继续旋喷。

在旋喷前提前对附近地面、地下管线进行标高，在旋喷的过程中对标高进行检测，当标高的变化值上下变化大于10mm时，应暂停施工，根据实际情况调整压力参数后，再行施工。

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，筛网上的过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2。

开始时，先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，在一般情况下，压缩空气可晚送30s。在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射。

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。

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。

喷到桩高后应迅速拔出浆管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。相邻两桩施工间隔时间应不小于48h，间距应不小于4～6m。

每一孔的高压喷射注浆完成后，孔内的水泥浆很快会产生析水沉淀，应及时向孔内充填灌浆，直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。终喷后，充填灌浆是一项非常重要的工作，回灌的好与差将直接影响工程的质量，必须做好充填回灌工作。

将输浆管***孔内浆面以下2m，输入注浆时用的浆液进行充填灌浆。充填灌浆需多次反复进行，回灌标准是:直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。对固结体12有较高强度要求时，严禁使用冒浆和回浆进行充填回灌。对固结体12只有抗渗要求时，可以使用冒浆和回浆进行充填回灌。应记录回灌时间、次数、灌浆量、水泥用量和回灌质量。

质量控制控制措施：

1、在插管旋喷作业时如遇注浆压力骤然上升。应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞，将钻杆提升，用铜针疏通；其他堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。

2、在插管旋喷作业时如遇冒浆或冒浆过大，需查明具体原因进行处理。冒浆量超过20%或不冒浆的情况下，如果是土层空隙较大，在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间；冒浆量过大，提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升和旋转速度，调整注浆量。

3、在插管旋喷作业时如遇固结体12顶部下凹。在旋喷桩施工完毕后，将固结体12顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填补或直接在旋喷孔中再次注入浆液；或在旋喷完毕后在固结体12的顶部0.5～1m围内再钻进0.5～1m，在原位提杆再注浆复喷一次加强。

参数确定：

水泥采用PO42.5级的普通硅酸盐水泥，水泥掺量30%～40%。粉质粘土及粘土层中，水压控制在35Mpa左右，浆压控制在35Mpa左右，气压控制在1.6～2.2Mpa左右，提升速度8cm/min，转速12转/min；水灰比1:1，加固后土体28天无侧限抗压强度qu≥1.0MPa,渗透系数≤1.0*10^-7cm/s。

第五步、冲洗：喷射施工完成后，应把喷射注浆管6等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝结堵塞。管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把泥浆泵3、喷射注浆管6和高压软管内的浆液全部排除。

第六步、移动机具：将冲洗完毕的喷射注浆管6以及机具设备移送至下一孔位，重复上述步骤对下一桩位的钻孔进行喷浆。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。