软土地基处理方式中,水泥搅拌桩与高压旋喷桩之间的区别:
1.水泥搅拌桩
水泥搅拌桩是指软基处理的一种有效形式,是一种将水泥作为固化剂的主剂,利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌,使水泥与土发生一系列物理化学反应,使软土硬结而提高地基强度。水泥搅拌桩按主要使用的施工做法分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。
目前常用的三轴水泥土搅拌桩直径包含500mm、550mm、600mm、650mm、850mm 、900mm、1000mm等,每种直径对应相应的水泥土搅拌桩施工设备。
水泥土标准养护龄期为90d,基坑工程一般不可能等到90d养护期后再开挖,故设计时以龄期28d的无侧限抗压强度为标准。一些试验资料表明,一般情况下,水泥土强度随龄期的增长规律为,7d的强度可达标准强度的30%~50%,30d的强度可达标准强度的60%~75%,90d的强度为180d强度的80%左右,180d以后水泥土强度仍在增长。水泥强度等级也影响水泥土强度,一般水泥强度等级提高10后,水泥土的标准强度可提高20%~30%。
目前工程上广为采用的水泥土搅拌桩主要分为双轴和三轴两种,双轴水泥土搅拌桩相对于三轴水泥土搅拌桩具有以下缺点:
1) 双轴水泥土搅拌桩成桩质量和均匀性较差,成桩的垂直精度也较难保证;
2) 施工中很难保持相邻桩之间的完全搭接,尤其是在搅拌桩施工深度较深的情况;
3) 施工过程中一旦遇到障碍物,钻杆易发生弯曲,影响搅拌桩的截水效果;
4) 在硬质粉土或砂性土中搅拌较困难,成桩质量较差。
2.高压旋喷桩
高压喷射注浆法,是用相当高的压力,将压缩空气、水和水泥浆液,经沉人土层中的特制喷射管送到旋喷头,并从旋喷头侧面的喷嘴以很高的速度喷射出来,喷出的浆液形成一股能量高度集中的液流,直接冲击破坏土体,使土颗粒在冲击力、离心力和重力的共同作用下与浆液搅拌混合,经过一定时间,便凝固成强度很高、渗透性较低的加固土体。
加固土体的形状因射浆方式不同而异,可以是柱状的旋喷桩,也可以是块状或板状的旋喷墙。
从喷嘴中喷出的浆液虽具有巨大的能量,但在土体和水中喷射时,喷射流的压力衰减很快,因此破坏土的射程较短,即形成旋喷桩的直径较小。而当液流在空气中喷射时,因阻力较小,达到的有效射程就很大。
单管法是浆液从单根管侧面的管嘴喷出,冲击破坏土体,同时借助喷嘴的旋转和提升运动,使浆液与从土体上崩落下来的土块搅拌混合。由于浆液直接在土和水中喷射,所以形成旋喷桩的直径较小,一般为0.5~0.8m。
二管法是在喷射管内装有两根小管分别输浆和输气(二重管则是输浆管和输气管同圆心套叠)。管底有一双重喷嘴,内喷嘴喷射出高压浆液,外喷嘴则喷射压缩空气,因此在高压液流外围绕着一圈气流。在其共同作用下,破坏土体的能量显著增加,形成旋喷桩的直径也明显增加,为1~2m。
三管法是在喷射管内装有三根小管,分别输送水、气和浆液(三重管法是以三根互不相通的钢管,按直径大小在同一轴线上同心套叠在一起)。输水管水流压力约20MPa,输气管压力为 0.7MPa,输浆管压力为2.0~3.0MPa。喷射管的下端有喷头,经喷头,高压水和气从横向的管口喷出,浆液则从喷头的下端喷出。施工中边喷射,边旋转,边提升。被高压水和压缩空气所切削的地基土与水泥浆相混合,形成水泥、土和水的混合体,固成旋喷桩,直径可大于二重管法所形成的旋喷桩。
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