高压旋喷桩在深基坑地基处理中的应用研究
摘要
关键词
深基坑地基处理;高压旋喷桩;施工技术
正文
深基坑地基处理是施工的一个重要内容,它直接影响着整个工程能否顺利地完成。由于在进行深基坑开挖时,对周围土层有很大的破坏作用,因此必须要做好地基处理工作,保证其具有足够的强度和稳定性。根据现场实际情况,选择合理的施工工艺并制定相应的技术措施是提高深基础质量、缩短工期和降低成本的主要途径之一。在深基坑地基处理过程当中,土壤加固技术起着非常关键的作用。通过采用各种有效方法如人工夯实、化学改良等来增强土与桩间的密实度以及改善土体的渗透性,以达到增加地基承载力,防止沉陷或稳定边坡及保护建筑物等目的。钢筋混凝土桩作为地基加固的一种手段应用于许多大型建筑工程中。但是,钢筋混凝土桩的缺点也比较明显,例如:造价昂贵;不符合现行规范要求;受季节气候变化影响大等问题,严重制约了我国建筑事业的发展。为了解决这些问题,高压旋喷桩是目前应用比较广泛的一种加固方式,可以满足不同类型岩土体的承载力要求,同时还能降低工程造价和加快施工进度,所以得到越来越多的研究人员和施工单位的重视。
1.高压旋喷桩的介绍
高压旋喷桩是一种在地下施工的新型复合地基处理技术,其工作原理就是将带有特殊喷嘴的注浆管插入设计土层深度,然后将配置好的水泥浆液以高压流的形式从喷嘴射出,冲击切削土体,在此过程中土体颗粒与水泥浆液搅拌混合,最终形成新的固结体[]。该设备适用于建(构)筑物及构筑物基础与上部结构间形成稳定连接;也适用于各种建筑物对桩基承载力要求较高以及受地质条件影响较大的地区使用。与此同时,根据喷射方法的不同,喷射注浆可以分为单管法、二重管法以及三重管法。单管法为单层喷射管,仅喷射水泥浆即可达到加固目的;二重管法又称之为浆液气体喷射法,即利用高压空气作为动力进行灌注,冲击破坏土体从而提高承载能力,并通过压力作用使桩体密实化;三重管法则是一种以浆液、水、气喷射法综合运用的工艺,在以高压泵等高压发生装置产生高压水流的周围围绕一股圆筒状气流旋转,同时依靠高速射流向四周喷射水泥浆来增强整体强度与稳定性。此外,高压旋喷桩的施工速度很快,无需大型机械配合就可完成整个施工工艺过程,其强大的喷射能力可以将泥浆均匀喷射在地壳表面,从而形成坚固且厚实的桩体并产生良好的固结效应。
2.高压旋喷桩在深基坑地基处理中的应用
高压旋喷桩在深基坑地基处理中有着广泛的应用。首先,其可以用来加固地基。在深基坑挖掘过程当中,由于土层内压力较大,造成土体变形过大,从而导致开挖后出现塌陷等问题。因此为了保证施工安全,需要对地层进行合理设计和控制,采用高压旋喷桩可以有效改善地基承载力不足的问题,减少裂缝、坍塌等安全事故的发生。此外,高压旋喷桩还可以减小地基沉降,提高地面建筑物的稳定性。深基坑的挖掘往往采用去除土层的方式,这种方式会带来很多不利影响。例如:当土壤和地表之间存在不平整时,就容易产生大量的地下水流入地下,形成地下水位上升;如果挖土深度超过了工程范围,则将可能引起地基沉降现象。所以在深基坑开挖过程中,采用高压旋喷桩的方式在地下形成静压桩的土工体,能够降低基础下沉量,防止地面沉降或局部地隆起的情况[]。其次,高压旋喷桩还可以用来隔离地下水入侵以及保护邻近建筑物。在深基坑挖掘过程当中,地下水位高或者是淤泥质土地区,常常有大量地下水进入地下并不断向周围渗透,这样不仅增加了周围环境的污染,而且也威胁到人们的生命安全。因此,需要采取一种措施来确保工程施工的安全性,即通过使用高压旋喷桩来阻隔地下水侵入。高压旋喷桩可以通过形成一个类似的静压桩的土工体分离结构,使地下水无法渗入土底并且隔绝空气与泥土接触,以达到阻止地表水渗入的目的。再次,高压旋喷具有良好的防冲刷作用。随着地质条件越来越复杂,尤其是一些特殊地段,如软土区、软岩区及软土地基等等,都需要采取一定程度上的防冲方法,这使得高压旋喷桩技术得到广泛应用。
3.高压旋喷桩的施工方法
高压旋喷桩的施工方法较为简便,其施工步骤为:选取适当的设备以及材料,包括高压泵、喷射嘴、水泥、骨料等等[]。对于土壤方面,需要进行清理处理,将淤泥全部清除干净之后才能够进入到施工阶段。在开展喷射过程中,要选择合适的喷射压力和喷射角度,根据不同的地层情况来控制喷射速度及力度。在地基深度的位置上进行钻孔作业时,可以通过改变钻头直径或孔径来调整喷射强度,以满足所需高度。喷射嘴插入钻孔后,应注意保持孔壁稳定并防止发生倾斜,还应该及时对地面进行清扫工作,保证其表面不存在明显裂痕等缺陷。同时,高压泵将水泥浆输送到喷射嘴中,通过旋转喷口使之均匀地喷洒下去,直至形成坚实的桩体为止。在完成上述工作后,就需要进行漫长的固化工作,相关工作人员在固化期间必须严格按照规定操作流程进行,直到混凝土凝固成型后方能进行孔口覆盖作业。在固化结束以后,想要使得高压旋喷桩更具有质量的话,那么就应当做好养护工作,并且做好必要的防冻措施,这样才能有效避免后期出现冻害问题。对于高压旋喷桩来说,为了确保它在使用过程当中不会受到损伤,就应当采取一定程度的保护措施,例如采用防腐蚀涂料或者是加入一些化学药剂之类的方式来提高加固效果,从而延长了高压旋喷桩使用寿命的时间。另外,相关工作人员也要加强管理,避免由于人为原因造成损坏的现象发生,对于可能会出现的危险因素加以防范,以便于更好地保障高压旋喷施工效率以及工程质量。
4.结语
总之,由于高压旋喷技术具有施工速度快、质量稳定可靠、工期短等优点,其在深基坑地基加固处理工程中有很好的应用前景。在深基坑地基加固中采用高压旋喷桩需要进行严格的施工工艺和相关设备的选择,并且还要保证能够满足设计要求的承载力、抗拔能力及变形性能,确保开挖后沉降量小、稳定性高,从而为以后进一步施工提供良好的条件。
参考文献
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