CN102635112A - 一种控制性压密注浆桩施工工艺 - Google Patents

Abstract

一种控制性压密注浆桩施工工艺，其步骤包括：第一步成孔，第二步下入注浆管，第三步连接注浆设备与注浆管路，第四步将低塌落度的土水泥细石砂浆间歇式泵送到注浆管中，根据每根注浆管设定的注入量，计算相应的提升管道速度，自下而上均匀地进行提升，第五步完成一根注入管，暂停泵送，拆下一根注浆管，然后再重复第三、四、五步，直至一根桩结束，再进行进行下一根桩施工。本发明的方法是依靠自下而上提升注浆管，定量注浆，压密土体，减少原地基孔隙率和在地层竖直方向上形成Φ400～1200mm、较均匀近圆柱形的高强结构体，进而形成具有较高承载力的复合地基。

Description

一种控制性压密注浆桩施工工艺

技术领域

本发明涉及的是一种地基注浆施工工艺，具体为一种控制性压密注浆桩施工工艺。 

背景技术

为克服软土地基可能出现的不均匀沉降、失稳等问题，须对软土地基进行处理以增大地基土的抗剪强度，改善地基土的压缩特性，提高地基承载力，改善地基土的变形特性和渗透性，达到满足工程建设的需求。 

目前主要以下几类处理方法：排水固结法、置换及拌入法、压密压实法、加筋法、冷热处理法、注浆桩法及打入桩法等。在施工过程中，常采用一种或几种方法相结合对软土地基进行预处理或后加固处理。采用上述常用处理方法能够对软土地基进行有效的施工前处理或既有地基建筑物加固处理，不过，当软土地基要求被处理后地基土体的孔隙率减少，沉降变形变小；又需要形成一定直径，且具有一定承载力的桩，以提高地基整体的承载力时，通常需要采用上述方法中的几种相结合才能进行；同时采用上述地基处理方法在水平、斜角等方向上，无法施工，因此，在某种特定工程中的地基处理时，上述施工方法往往存在一定的局限性，很难达到理想的处理效果。同时在许多的水利工程加固中，由于场地狭小、施工不便利等，采用上述的地基加固处理方法，设备机械易受限，难以进行操作施工，需要新的施工处理工艺。 

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种控制性压密注浆桩施工工艺，以解决上述背景技术中的缺点。 

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 

一种控制性压密注浆桩施工方法，包括以下步骤：

第一步：成孔，采用钻机清水或泥浆护壁钻进，钻取直径75-130mm的孔，至设定深度；

第二步：下入注浆管，将注浆管一根根接上，下入到钻机所成孔内，注浆管高出孔口1～1.5米，并安放好拔管机；

第三步：连接管路，将注浆设备、泵送管路、注浆管、注浆压力表、流量计等连接好，必要时安装地面抬动观测仪；同时将水泥、土、砂、细石先干拌均匀，再加入定量的水拌合均匀，最后将溶解好外加剂的水加入，拌制均匀，形成低塌落度的土水泥细石砂浆注浆材料；

第四步：将低塌落度的土水泥细石砂浆输送到泵送设备的料斗中，根据每根注浆管设定的注入量、泵送频次、单次泵送量，确定相应的提升管道速度，开启压密注浆机械，间歇式地定量泵送浆体，自下而上均匀地进行提升注浆管；

第五步：当提升达到一根注浆管的长度时，暂停泵送，拆下一根注浆管，然后再重复第三、四、五步，直至一根桩结束，再进行下一根桩施工。

本发明中，所述低塌落度注浆材料主要是水泥、土、细石、砂、水、外加剂组成，其重量配比为水泥:土:细石:砂:水:外加剂=100:5～50:50～400:50～300:40～80:0.2～2.5，注浆材料结石体28天抗压强度在3～35MPa之间。 

本发明中，所述控制结束标准是注入达到设定成桩直径所需的注浆量或者达到地基抬动控制值时结束注浆。 

本发明中，所述提升速度是根据泵送频次、单次泵送量及以每根注浆管所需的注浆量计算而来，以均匀速度提升注浆管。 

本发明中，所述低塌落度水泥细石砂浆，塌落度控制在1～10cm之间。 

本发明中，所述间歇式的注浆，是指注浆压力以脉冲方式施加，脉冲间歇时间在2～30s之间。 

本发明中，所述压密注浆压力在1～4.5MPa范围。 

本发明中，所述水泥可以为通用硅酸盐水泥中的一种或几种组合；土可以为膨润土、泥粉、粉质粘土、粘土中的一种或几种组合；细石为过筛孔径15mm的细碎石；外加剂可以为所常用减水剂、泵送剂、缓凝剂的一种或几种组合，可以为但不限于木质磺酸素系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、萘系减水剂、硼酸盐、磷酸盐、柠檬酸、酒石酸、十二烷基磺酸钠、葡萄糖酸钠。 

本发明的技术原理为：采用钻机先引孔，使成孔的深度大大增加，目前试验最深的可以达40m以上。采用拔管机拔管，增大了起拔力，使工艺更加流畅。采用定量控制注浆，使形成的桩的直径容易控制。采用间歇式脉冲灌浆，消散软土中孔隙水压力，降低灌浆实用压力。由于在注浆材料中加入细石，注浆材料自身能够产生骨架效应，使其塌落度控制在1～10cm之间，仍能够有效地达到自阻封孔和压密土体的效果；同时提高了结石体的强度，使注浆材料结石体28天抗压强度可达到3～35MPa；在注浆浆材中添加了细石，使成桩形状便于控制。在注浆浆材中添加了级配较好的砂、细石、土，使注浆压力降低，通常在1～2MPa之间，机械设备损耗减少。在注浆浆材中加入了高效减水剂，能减少水的添加量，提高浆材结石体的密度和强度，抗压强度最大可以达到35MPa，强度大大提高；加入了缓凝剂，减慢了水泥的水化，使注浆浆材的塌落度损失3cm的时间可达几个小时，增加了可操作时间。 

有益效果

本发明能形成较高承载力的桩，又能压密桩间土形成一种具有较高承载力复合地基的施工方法，同时本施工工艺也可以应用于场地狭小、施工不便利的洞室内施工或水上施工等。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。 

实施例1

工程地质条件：0～-2米为填土层，-2～-5m全风泥质粉砂岩，可塑状粘土，中夹石块，-5～-20m为强见泥质粉砂岩，以石夹土为主，采用双缸吸料排料泵送设备、自动配料机、强制搅拌机、拔管机、普通地质钻机等设备，低塌落度注浆材料重量配比为水泥:土:细石:砂:水:木质素磺酸钙:酒石酸=100:20:300:200:60:0.5:0.2，采用地质钻机泥浆护壁钻进成孔，开孔Φ110mm，终孔Φ91mm，至-20m深度；将注浆管一根根接上，下入到孔底处，孔口注浆管高出1米多，并安放拔管机；连接管路，将注浆设备、泵送管路、注浆管、注浆压力表、流量计等连接好；采用自动上料机将水泥、土、砂、细石上料到强制搅拌机料桶中，先强制干拌均匀；再配比的量水，拌合均匀；最后将木质素磺酸钙、酒石酸溶解在水中加入，强制拌制均匀，形成低塌落度的土水泥细石砂浆注浆材料，并测试塌落度。塌落度为40mm，一个小时后塌落度损失20mm，7天抗压强度为12MPa，28天抗压强度为18MPa。将低塌落度的土水泥细石砂浆输送到泵送双缸吸料排料泵送设备的料斗中。按照成桩直径700mm控制。一根管的注浆量为360L左右，泵的单次泵送量15L/次，脉冲泵送时间间歇为6s，即可计算得泵送流量为150L/min，一根管的泵送时间约为2.4min。在启动泵送设备后，间歇式地脉冲泵送浆体，按根管/ 2.4min的速度，自下而上均匀地提升注浆管道，完成一根注入管后，暂停泵送，拆下一根注浆管，然后再重复第三、四、五步，直至一根桩结束，注入浆量约7000L，然后进行下一根桩施工。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (8)

1.一种控制性压密注浆桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：成孔，

采用回转钻机清水或泥浆护壁钻进，钻取直径75-130mm的孔，至设定深度；

第二步：下入注浆管，将注浆管一根根接上，下入到钻机所成孔内，注浆管高出孔口1～1.5m，并安放好拔管机；

第三步：连接管路，将注浆设备、泵送管路、注浆管、注浆压力表、流量计等连接好；必要时安装地面抬动观测仪，同时将水泥、土、砂、细石先干拌均匀，再加入定量的水拌合均匀，最后将溶解好外加剂的水加入，拌制均匀，形成低塌落度的土水泥细石砂浆注浆材料；

第四步：将低塌落度的土水泥细石砂浆输送到泵送设备的料斗中，根据每根注浆管设定的注入量、泵送频次、单次泵送量，确定相应的提升管道速度，开启压密注浆机械，间歇式地泵送浆体，自下而上均匀地进行提升注浆管；

第五步：当达到一根注浆管的长度时，暂停泵送，拆下一根注浆管，然后再重复第三、四、五步，直至一根桩结束，再进行下一根桩施工。

2.根据权利要求1所述的一种控制性压密注浆桩施工方法，其特征在于，所述低塌落度注浆材料主要是水泥、土、细石、砂、水、外加剂组成，其重量配比为水泥:土:细石:砂:水:外加剂=100:5～50:50～400:50～300:40～80:0.2～2.5，注浆材料结石体28天抗压强度在3～35MPa之间。

3.根据权利要求1所述的一种控制性压密注浆桩施工方法，其特征在于，所述控制结束标准是注入达到设定成桩直径所需的注浆量或者达到地基抬动控制值时结束注浆。

4.根据权利要求1所述的一种控制性压密注浆桩施工方法，其特征在于，所述提升速度是根据泵送频次、单次泵送量及以每根注浆管所需的注浆量计算而来，以均匀速度提升注浆管。

5.根据权利要求1所述的一种控制性压密注浆桩施工方法，其特征在于，所述低塌落度土水泥细石砂浆其塌落度控制在1～10cm之间。

6.根据权利要求1所述的一种控制性压密注浆桩施工方法，其特征在于，所述中间歇式的注浆，是指注浆压力脉冲方式施加，脉冲间歇时间在2～30s之间。

7.根据权利要求1所述的一种控制性压密注浆桩施工方法，其特征在于，所述压密注浆压力在1～4.5MPa范围。

8.根据权利要求1所述的一种控制性压密注浆桩施工方法，其特征在于，所述水泥可以为通用硅酸盐水泥中的一种或几种组合；土可以为膨润土、泥粉、粉质粘土、粘土中的一种或几种组合；细石为过筛孔径15mm的细碎石；外加剂可以为所常用减水剂、泵送剂、缓凝剂的一种或几种组合，可以为但不限于木质磺酸素系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、萘系减水剂、硼酸盐、磷酸盐、柠檬酸、酒石酸、十二烷基磺酸钠、葡萄糖酸钠。