一种在动水砂层中的旋喷桩成桩方法
阅读说明：本技术 一种在动水砂层中的旋喷桩成桩方法 (Rotary jet grouting pile forming method in dynamic water sand layer ) 是由 古伟斌 王冬英 蔡强 李世添 蔺青涛 于 2021-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种在动水砂层中的旋喷桩成桩方法,包括S1、采用地质钻机进行钻孔；S2、采用粘土泥粉并掺入高效高发膨润土向钻孔内进行第一次旋喷喷射；S3、采用水泥浆和水玻璃同时向钻孔内进行第二次旋喷喷射；第二次旋喷喷射的压力比第一次旋喷的压力小,第二次旋喷喷射的提升速度比第一次旋喷的提升速度大。本发明釆用在动水砂层中二次旋喷喷射；在同一钻孔内采用二次旋喷喷射,第一次旋喷喷射的粘土粉和膨润土浆来先稳定砂层和填充砂层的砂粒之间的空隙,把砂层改变成砂土混合体；在第二次喷射的水泥浆中添加高效减水剂,可防止第二次旋喷喷射的水泥浆在还没有凝固前被地下水稀释或冲走、带走,提高了成桩的成功率,保证旋喷桩的质量。(The invention discloses a method for forming a rotary jet grouting pile in a flowing water sand layer, which comprises the following steps of S1, drilling by a geological drilling machine; s2, carrying out primary rotary spraying on the clay mud powder and the high-efficiency high-foaming bentonite mixed into the drilled hole; s3, simultaneously carrying out secondary rotary spraying on the cement slurry and the water glass in the drilled hole; the pressure of the second rotary spraying is smaller than that of the first rotary spraying, and the lifting speed of the second rotary spraying is larger than that of the first rotary spraying. The invention adopts secondary rotary spraying in a flowing water sand layer; adopting secondary rotary spraying in the same drill hole, stabilizing gaps between sand layers and sand grains filling the sand layers by clay powder and bentonite slurry sprayed in the primary rotary spraying, and changing the sand layers into sand-soil mixtures; the high-efficiency water reducing agent is added into the cement paste sprayed for the second time, so that the cement paste sprayed for the second time by rotary spraying can be prevented from being diluted or washed away and taken away by underground water before solidification, the success rate of pile forming is improved, and the quality of the rotary spraying pile is ensured.)
技术领域
本发明涉及一种旋喷桩成桩方法，尤其是指一种在动水砂层中的旋喷桩成桩方法。
背景技术
在建筑、交通和水利工程中，需要建造地下室或开挖沟槽修筑地基；这时就需要进行基坑支护和止水帷幕。深基坑的支护桩通常釆用灌注桩，止水帷幕通常是在灌注桩的外围采用Ф600搅拌桩、大直径搅拌桩及三轴搅拌桩作止水，或再增加支护灌注桩间用2根单管或双管旋喷作桩间旋喷桩止水。在经过该施后利用搅拌桩或旋喷桩所搅拌成的水泥土桩的抗渗防渗性而起挡、截地下水的作用。
当在临江、河及临湖，或在沿海地区等水文地质复杂的地区作止水帷幕，遇到富含水的深厚砂层或卵石层同时地下水的压力作用下，或地下水随潮汐而涨、落流动时，搅拌桩或旋喷桩所成的水泥土所添加的水泥浆还没有凝固就会被动水冲、带走，从而造成搅拌或旋喷桩无法成桩而造成止水帷幕达不到止水及拦截地下水的功能，进而导致基坑的渗漏水，造成工程的严重质量事故。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种成桩成功率高、质量稳定和可靠的在动水砂层中的旋喷桩成桩方法。本方法釆用二次旋喷喷射；第一次旋喷先喷射粘土粉和膨润土浆，第二次旋喷釆用喷射水泥浆，且第一次旋喷喷射比第二次的压力要大和提升速度慢；其中，第一次旋喷喷射的粘土粉和膨润土浆来先稳定砂层和填充砂层的砂粒之间的空隙，把砂层改变成砂土混合体；在第二次喷射的水泥浆中添加外加剂，可防止第二次旋喷喷射的水泥浆在还没有凝固前被地下水稀释或冲走、带走，提高了成桩的成功率，保证旋喷桩的质量。
本发明的目的可采用以下技术方案来达到：
一种在动水砂层中的旋喷桩成桩方法，包括以下步骤：
S1、确定钻孔的位置后，采用地质钻机在相应位置上进行钻孔；
S2、采用粘土泥粉并掺入高效高发膨润土向钻孔内进行第一次旋喷喷射而来稳定砂层和填充砂层的砂粒之间的空隙，把砂层改变成砂土混合体；
S3、采用水泥浆和水玻璃同时向钻孔内进行第二次旋喷喷射；所述第二次旋喷喷射的压力比第一次旋喷的压力小，第二次旋喷喷射的提升速度比第一次旋喷的提升速度大。
进一步地，所述第一次旋喷喷射的压力为25-28MPa、提升速度为10cm/分钟；第二次旋喷喷射的压力为22-25MPa、提升速度为12cm/分钟。
进一步地，所述步骤S1的具体内容为：
采用GPS仪器按孔位布置图进行孔位放样，所有桩孔开孔孔位与设计孔位的偏差不得大于20mm；然后按三序施工放桩孔点位，分块段施工先进行一序孔的钻孔施工，上序孔与下序孔之间的钻孔间隔48小时。
进一步地，所述第一次旋喷喷射和第二次旋喷喷射均按三序孔分三次跳孔施工，下一序与上一序施工间隔为48小时。
进一步地，所述第一次旋喷喷射和第二次旋喷喷射旋喷转速12-15r/分钟。
进一步地，所述第一次旋喷喷射的喷射量为250～300Kg/米，所述高效高发膨润土的掺入比例为5％。
进一步地，所述水泥浆中混合有高效减水剂。
进一步地，所述水泥浆的水和水泥的比例为：0.8～1:1，水泥浆中添加有高效减水剂，所述水、水泥、高效减水剂和水玻璃的比例为：0.8～1：1：0.005：0.005。
进一步地，所述水泥采用P042.5R硅酸盐水泥。
进一步地，所述钻孔伸入不透水层的深度不小于1米。
进一步地，所述钻杆的前端设有钻头。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明釆用在动水砂层中二次旋喷喷射的方法；通过在同一钻孔内采用二次旋喷喷射：第一次旋喷先喷射粘土粉和膨润土浆，第二次旋喷釆用喷射水泥浆，且第一次旋喷喷射比第二次的压力要大和提升速度慢；其中，第一次旋喷喷射的粘土粉和膨润土浆来先稳定砂层和填充砂层的砂粒之间的空隙，把砂层改变成砂土混合体；在第二次喷射的水泥浆中添加高效减水剂，可防止第二次旋喷喷射的水泥浆在还没有凝固前被地下水稀释或冲走、带走，提高了成桩的成功率，保证旋喷桩的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明在动水砂层中的旋喷桩成桩方法的施工流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
参见图1，本实施例涉及一种在动水砂层中的旋喷桩成桩方法，包括以下步骤：
施工准备和技术交底：在施工前，应完成施工所需的一临建、水电、设备、管路等的铺设工作。在施工过程中，需注意以下技术要求：基坑已开挖后的使用旋喷桩宜用单管旋喷，基坑没有开挖时的旋喷桩可釆用双管旋喷，其空气压力为0.7MPa，因为当使用压缩空气时会使得已开挖的基坑到处窜浆、冒浆等，其不利因素会影响基坑安全，因此已开挖的基坑应使用单管旋喷桩；确保每一位作业员工、工人掌握二次旋喷施工的每次旋喷桩相关参数及质量控制要点。
S1、确定钻孔的位置后，采用地质钻机在相应位置上进行钻孔；采用GPS仪器按孔位布置图进行孔位放样，所有桩孔开孔孔位与设计孔位的偏差不得大于20mm；然后按三序施工放桩孔点位，分块段施工先进行一序孔的钻孔施工，上序孔与下序孔之间的钻孔间隔48小时。钻机按指定孔位就位，开孔前对钻机角度进行校核；对准孔位后，钻机应固定牢固，不得随意挪动；采用地质钻机成孔，钻孔孔径φ90mm，钻孔伸入不透水层的深度不小于1米，钻孔深度比设计桩长至少深10cm，钻孔垂直度偏差不得大于1％。
旋喷桩机按桩孔位就位，将喷杆钻头对准孔位中心，同时调平旋喷钻机，放置平稳，采用水平尺校准桩机和钻杆，使桩机水平，钻杆的垂直度偏差不大于1％，导向架钻杆应与地面垂直。
在钻进过程中边钻边喷水，水压不超过0.8Mpa(一般0.5～0.8MPa)，当每节钻杆钻至深度后换接杆再钻，至达到钻孔深度。
S2、采用粘土泥粉并掺入高效高发膨润土向钻孔内进行第一次旋喷喷射而来稳定砂层和填充砂层的砂粒之间的空隙，把砂层改变成砂土混合体；第一次旋喷喷射泥浆：第一次旋喷喷射的喷射量为250～300Kg/米，所述高效高发膨润土的掺入比例为5％。
S3、采用水泥浆和水玻璃同时向钻孔内进行第二次旋喷喷射；所述第二次旋喷喷射的压力比第一次旋喷的压力小，第二次旋喷喷射的提升速度比第一次旋喷的提升速度大。所述第一次旋喷喷射和第二次旋喷喷射均按三序孔分三次跳孔施工，下一序与上一序施工间隔为48小时。第二次旋喷喷射水泥浆：所述水泥浆中混合有高效减水剂。所述水泥采用P042.5R硅酸盐水泥。水泥浆的水和水泥的比例为：0.8～1:1，水泥浆中添加有高效减水剂，所述水、水泥、高效减水剂和水玻璃的比例为：0.8～1：1：0.005：0.005。
在旋喷注浆喷射前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求；各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液；旋喷喷嘴为1个，喷嘴大小为Ф2.6mm；旋喷釆用二次旋喷喷射成桩，第一次旋喷的喷射压力比第二次要大，第一次旋喷时的提升速度要比第二次慢；第一次旋喷喷射作业完成后接着利用旋喷机的自钻功能，把旋喷钻杆到底后马上进行第二次旋喷喷射。第一次旋喷喷射的压力为25-28MPa、提升速度为10cm/分钟；第二次旋喷喷射的压力为22-25MPa、提升速度为12cm/分钟。第一次旋喷喷射和第二次旋喷喷射旋喷转速12-15r/分钟。
S4、按照预定参数边旋喷边提升钻杆边冒浆，直到喷至桩顶，当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷到顶时向下0.5m再慢速提升，直至桩顶，以保证桩顶浆面效果。
S5、旋喷喷射的第二次旋喷桩施工完成后，把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞；开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至干净，并将在喷浆管钻头上的粘附土清洗干净，再通过高压泵用清水冲洗高压喷嘴，然后，移机进入下一桩孔点。
S6、质量检查：施工完成后通过钻孔抽芯及基坑开挖进行质量检查。抽芯检测其芯样在砂层固结完整连续性，28天的芯样强度≥1MPa，开挖后基坑侧壁无明显漏水即满足要求。
S7、试桩：在正式施工前，应先行做3根二次旋喷桩施工试验，检验其成桩的效果。7天后进行钻孔抽芯检测，主要检测在砂层中的成桩情况、固结体强度和完整连续性，试桩成功后可以全面施工。
在动水砂层中的旋喷成桩方法，同一孔内釆用二次旋喷喷射的方法，第一次旋喷先喷射粘土粉和膨润土浆，第二次旋喷釆用喷射水泥浆，且第一次旋喷喷射比第二次的压力要大和提升速度要慢，用第一次旋喷喷射的粘土粉和膨润土浆来先稳定砂层和填充砂层的砂粒之间的空隙，把砂层改变成砂土混合体，再在第二次喷射的水泥浆中添加外加剂，以此可防止第二次旋喷喷射的水泥浆在还没有凝固前被地下水稀释或冲走、带走，造成旋喷桩不成桩，保证及提高旋喷桩的质量。
本发明釆用在动水砂层中二次旋喷喷射的方法；通过在同一钻孔内采用二次旋喷喷射：第一次旋喷先喷射粘土粉和膨润土浆，第二次旋喷釆用喷射水泥浆，且第一次旋喷喷射比第二次的压力要大和提升速度慢；其中，第一次旋喷喷射的粘土粉和膨润土浆来先稳定砂层和填充砂层的砂粒之间的空隙，把砂层改变成砂土混合体；在第二次喷射的水泥浆中添加外加剂(高效减水剂)，可防止第二次旋喷喷射的水泥浆在还没有凝固前被地下水稀释或冲走、带走，提高了成桩的成功率，保证旋喷桩的质量。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
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