CN101942831A - 一种爆扩旋喷桩方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种爆扩旋喷桩方法，包括以下步骤：钻孔，利用小孔径药孔钻机快速垂直钻孔；爆扩孔，利用竹片式装药器或制式装药器固定炸药和导爆索，并将炸药直列安装于所述护孔管内，在露出护孔管口的导爆索上安装雷管，最后引爆雷管；采用双重管高压注浆，通过专用旋喷钻机钻杆端头的特制喷嘴，把水泥浆液以高速水平喷入土体，同时钻杆按照技术规程速度旋转和缓慢提升，使土体与水泥浆液充分搅拌，混合固结成设计强度的圆柱体，即旋喷桩。本发明的有益效果：作业速度快、作业量小、所产生的振动相对小，施工方法易掌握，便于推广。

Description

一种爆扩旋喷桩方法

技术领域

本发明涉及一种爆扩旋喷桩技术方法。

背景技术

旋喷桩是普遍应用于承载基础、基坑支护和阻水帷幕等工程的桩类型之一，旋喷桩兴起于二十世纪七十年代的高压喷射注浆法，八十年代在全国得到全面发展和应用。实践证明此法对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果。旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压装置使浆液获得巨大能量后，从注浆管的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使土介质强度和密度提高。施工中一般分为两个工作流程，即先钻后喷，先钻孔，然后喷射提升搅拌，保证每米桩浆液的含量和质量。

然而，利用常规技术在层状不均匀的松散砂砾土中构筑旋喷桩，往往会遇到成孔困难、浆液流失、成本高、施工周期长等问题，限制了旋喷桩和高压注浆等工法的应用。由于松散砂砾土层属于刚性介质（砂砾）与塑性介质（粘土或孔隙）的混合体，一般透水。孔隙率达25%，可压缩性较差。在这种介质中实施大孔径钻进构筑灌注桩或搅拌桩都会遇到大孔径钻孔困难和护壁困难的问题，成本过高；由于上述原因，在松散砂砾土层构筑灌注桩、搅拌桩或旋喷桩等工法普遍存在上述技术难点。爆扩旋喷桩技术方法就是针对松散砂砾土介质有效构筑喷桩的新型工法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服现有技术在层状不均匀的松散砂砾土中构筑灌注桩、搅拌桩或旋喷桩，往往会遇到成孔困难、浆液流失、成本高、施工周期长的不足。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种爆扩旋喷桩方法，包括以下步骤：

1）钻孔：利用小孔径药孔钻机快速垂直钻孔，然后在钻孔内安装护孔管，以防止孔壁坍塌和孔内淤积，并挖孔口保护平底坑以防止爆扩时孔口坍塌；

2）爆扩孔：利用径药孔钻机快速垂直钻孔，在钻孔内安装护孔管，然后利用竹片式装药器或制式装药器固定炸药和导爆索，并将炸药直列安装于所述护孔管内，在露出护孔管口的导爆索上安装雷管，最后引爆雷管，爆炸结果使得塑性层状介质被压缩挤密成井筒，同时砂砾层介质被粉碎、松散化和液化；

3）回填：用粉细沙人工将爆扩所形成的压缩空腔填满；

4）旋喷注浆：采用双重管高压注浆，通过专用旋喷桩钻机钻杆端头的喷嘴，把水泥浆液水平喷入土体，同时钻杆按照技术规程速度旋转和缓慢提升，使土体与水泥浆液充分搅拌，混合固结成具有设计强度的圆柱体，即旋喷桩。

所述钻孔直径小于等于80mm，钻孔深度小于30m。

所述护孔管为PVC护孔管，其外径小于80mm。

所述井筒宽度为300mm-500mm。

本发明的有益效果：用粉细沙人工回填空腔，把自然密实或半固结性的层状不均匀介质改造成相对均匀和松散的柱状“细颗粒介质”，可大幅度降低旋喷注浆的压力，为高压旋喷射流的“切割-搅拌”和“水楔”效应创造了条件，提高旋喷状的施工质量和可控制程度；爆扩形成的筒状爆扩压缩挤密带-井筒，属于孔隙“压缩消失”带，渗透率大幅度降低，起到“护筒”作用，从而减少了高压喷射注浆施工过程的浆液漏失，为旋喷桩施工降低成本提高施工效率创造了条件；作业速度快、漏浆量小、所产生的振动相对小，施工方法易掌握，便于推广。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本实施例所述的一种爆扩旋喷桩方法，包括以下步骤：

1）钻孔：利用小孔径药孔钻机快速垂直钻孔，然后在钻孔内安装护孔管，以防止孔壁坍塌和孔内淤积，并挖孔口保护平底坑以防止爆扩时孔口坍塌；

2）爆扩孔：利用径药孔钻机快速垂直钻孔，在钻孔内安装护孔管，然后利用竹片式装药器或制式装药器固定炸药和导爆索，并将炸药直列安装于所述护孔管内，在露出护孔管口的导爆索上安装雷管，最后引爆雷管，爆炸结果使得塑性层状介质被压缩挤密成井筒，同时砂砾层介质被粉碎、松散化和液化；

3）回填：用粉细沙人工将爆扩所形成的压缩空腔填满；

4）旋喷注浆：采用双重管高压注浆，通过专用旋喷桩钻机钻杆端头的喷嘴，把水泥浆液水平喷入土体，同时钻杆按照技术规程速度旋转和缓慢提升，使土体与水泥浆液充分搅拌，混合固结成具有设计强度的圆柱体，即旋喷桩。

采用直列装药进行压缩爆破时，其压缩空腔的直径可按下式计算：

式中：D—压缩空腔直径；

      C—直列装药每纵长米的药量（公斤/米）；

      A—土的抗力系数，可按下列试验值选取。

        含水量适中粘土、砂粘土             A=0.7

        含水量较大砂砾土                   A=0.5-0.6

        含水量较小粘土、黄土               A=0.8

      K—与土层厚度、装药长径比、装药方式有关的系数，在不同装药条件下按下列试验值选取。

        土层厚度小于1米   K=3

        土层厚度1.4-4.0米  K=4

        土层厚度大于4米   K=5

在爆破药孔钻成后，需要快速安装护孔管，以防孔壁坍塌和沉淀物对炸药药柱放置造成阻碍。由于地层在纵向上的层状不均匀，采用不耦合直列装药方式，把炸药药柱放置孔内时，需要考虑药量在垂向上可调性。一般爆扩空腔体积和形状主要取决于单位长度装药量和装药结构，还与土介质的力学性质、炸药性能有关。合理的装药量与装药结构能够取得相对均匀的爆扩效果。通过导爆索连接各药柱达到同时起爆的目的，在露出护孔管口的导爆索上安装雷管，最后引爆雷管，爆扩结果使得塑性层状介质被压缩挤密成井筒，同时砂砾层介质被粉碎、松散化和液化。

在爆扩中容易引起孔口破坏或坍塌，可采用预留药室长度以减少空腔轴向运动，也可挖孔口平底坑保护孔口。

Claims (4)

1.一种爆扩旋喷桩方法，其特征在于，其包括以下步骤：

1）钻孔：利用小孔径药孔钻机快速垂直钻孔，然后在钻孔内安装护孔管，以防止孔壁坍塌和孔内淤积，并挖孔口保护平底坑以防止爆扩时孔口坍塌；

2）爆扩孔：利用竹片式装药器或制式装药器固定炸药和导爆索，并将炸药直列安装于所述护孔管内，在露出护孔管口的导爆索上安装雷管，最后引爆雷管，爆炸结果使得塑性层状介质被压缩挤密成井筒，同时砂砾层介质被粉碎、松散化和液化；

3）回填：用粉细沙人工将爆扩所形成的压缩空腔填满；

4）旋喷注浆：采用双重管高压注浆，通过专用旋喷桩钻机钻杆端头的喷嘴，把水泥浆液水平喷入土体，同时钻杆按照技术规程速度旋转和缓慢提升，使土体与水泥浆液充分搅拌，混合固结成具有设计强度的圆柱体，即旋喷桩。

2.根据权利要求1所述的爆扩旋喷桩方法，其特征在于：所述钻孔直径小于等于80mm，钻孔深度小于30m。

3.根据权利要求1或2所述的爆扩旋喷桩方法，其特征在于：所述护孔管为PVC护孔管，其外径小于80mm。

4.根据权利要求1或2所述的爆扩旋喷桩方法，其特征在于：所述爆扩成孔的直径为300mm-500mm。