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旋喷注浆法加困地基施工机具简单、噪音及振动小、施工速度快、成本低,且工艺易于掌握,经对复合地基的沉降观测表明,这种方法加固地段沉降量较砂桩、袋装砂井、插塑板、碎石桩等加固段小得多,这也说明旋喷注浆法加固地基效果是良好的如果在旋喷桩中插入粗钢筋或型钢,用以实施较大深度的土质基坑、水下基坑的围护,这将使此方法得到更广泛的应用。
高压旋喷桩的分类及加固机理
高压旋喷是高压喷射注浆法的一种,是将带有特殊喷嘴的注浆管插入设计的土层深度,然后将水泥浆以高压流的形式从喷嘴射出,冲击切削土体。土体在高压喷射流的强大动力等作用下,发生强度破坏,土颗粒从土层中剥落下来,与水泥浆搅拌形成混合浆液。一部分细颗粒随混合浆液冒出地面,其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下,按一定的浆土比例和质量大小,有规划地重新排列。这样从下向上不断地喷射注浆,混合浆液凝固后,在土层中形成具有一定强度的固结体,并且固结体呈圆柱体。
高压旋喷桩的基本工艺类型有:单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种方法。使用较多的是单管法和二重管法。
单管法是利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴,置入土层预定深度后,用高压泥浆泵等装置,以20KPa左右的压力,吧水泥浆从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体,使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合,经过一定时间凝固,便在土中形成一定的固结体。(单管法成桩直径较小,一般为0.3-0.8m)
二重管法是使用双通道的二重注浆管。当二重注浆管钻进到土层的预定深度后,通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴,同时喷射出高压浆和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20KPa左右的浆液,从内喷嘴中高速喷出。在高压浆液和它外环气流的共同作用下,破坏土体的能量显着增大, 后在土中形成较大的固结体。(二重管法成桩直径为1.0m左右)
三重管法:分别输送水泥浆液和空气及高压水。在以高压泵等高压发生装置产生20MP左右的高压水喷射流周围,环绕一股0.7MPa左右的圆筒状气流,进行高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体,形成较大的空隙,再另由泥浆泵注入压力2-5MPa的浆液填充,当喷嘴作旋转和提升运动时,便在土中凝固为直径较大的圆柱状固结体。(三重管法成桩直径较大,一般在1-2m,但桩身强度低,一般在0.9-1.2MPa)
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