旋喷浆液在土中的硬化机理
高压喷射所采用的硬化剂主要是水泥,并在其中增添防治沉淀或加速凝固的外加剂。旋喷固结体是一种特殊的水泥——土骨架结构,水泥土的水反应要比纯水泥浆复杂的多。
由水泥的各种成分所生成的胶质膜逐渐发展连接成胶质体,即表现为水泥的初凝状态,随着水化过程的不断发展,凝胶体吸收水分并不断扩大,产生结晶体。结晶体与胶质体相互包围渗透,并达到一种稳定状态,这就是硬化的开始。水泥的水化过程是一个长久的过程,水化作用不断的深入到水泥的微粒中,直到水分完全被吸收,胶质体凝固结晶充满为止。在这个过程中,固结体的强度将不断提高。
旋喷桩机工作步骤
1.高压旋喷由于高压空气和高压水切割、置换,将会产生大量的水泥土浆,应就地设置泥浆沉淀地。
2.布置好高压泵,泥浆泵搅拌机,制浆材料堆场和水、电、输浆管路等,并进行机具设备的检修和调试。
3.布孔放样
根据设计图纸和说明书进行孔位放样,采用跳孔喷浆的方法。
4.钻孔将钻机就位
钻头准确定位居中,钻孔位置与设计位置偏差小于10cm。钻架矫正摆平,钻杆垂直,倾斜度小于等于1.5%,开始钻孔,钻孔过程中要经常注意钻杆偏斜情况,及时矫正。钻孔孔口采用套管保护。
5.制备浆液
利用搅拌机,将水与42.5普通硅酸盐水泥按1:1的水灰比充分搅拌均匀,制备水泥浆液,随时拌制随时喷注。
6.插管喷浆
旋喷机具就位,校正机架水平度和喷主管的垂直度,灌注管插入高喷孔前采用中等压力试喷,以检查喷射和灌浆系统是否畅通,然后用卷扬机将灌注管插入钻孔设计深度,开始喷射灌浆作业,按成桩实验确定提升速度,和旋转速度,边提升喷灌管边旋转,待喷管达到设计长度范围内停止喷浆,将灌注管提出孔口,在钻孔内进行静压灌浆,防止固结体形成凹形。
7.移动机架和冲洗管路
灌注完毕,移动机架,冲洗管路器具,开始下一个孔的施工。
旋喷注浆法的可靠性
高压喷射注浆用高达20~40MPa压力,其冲击破坏土体的能量十分巨人,对粘性上和砂土都能冲切破坏。凡是高压水射流能冲动土粒的土,都能进行高压喷射注浆加固,只要按照正确的顺序施工、使用优质水泥等注浆材料和采用恰当喷射技术参数以及合理的设计,即可获得优良的加固地基和防渗帷幕墙。
固结体的可靠性高。高压喷射注浆是以高压喷射流强力破坏土体,有效破坏的距离较大,待水泥浆与土粒硬化后,即形成一个固结体。
固结体的直径(长度)受土层影响外表呈凸凹不规则状,硬土的固结直径(长度)要小一些,高压喷射注浆的整体性、均匀性都要高于一般的静压灌浆。此外,固结体在良好的(对混凝土无侵蚀)环境中,强度不断增加,强度增加率延续至10年以上。经实测10年可增加1.5倍乃至更高。
因此,只要在对混凝土无侵蚀的地下水和不受冻(即冻结温度不低于负200C)的条件下,固结体的质量可靠,可作为永久性地基和防渗帷幕。
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