CN107975375A - 一种城市隧道微型钢管桩加固软弱地基施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于城市隧道暗挖施工技术领域，具体涉及到一种城市隧道微型钢管桩加固软弱地基施工方法，采用微型钢管桩工艺，采用潜孔钻机钻孔至基岩的一定深度，然后孔内放置无缝钢花管至桩孔底部，在钢花管底部设置端承钢板，管内填充碎石，在钢花管顶部设置注浆口和止浆措施，再在钢花管顶部采用压力灌注水泥浆，使水泥浆充盈于桩孔内，形成钢管碎石水泥浆桩体，形成钢管复合地基，有效提高了软弱地基承载力。
Description
一种城市隧道微型钢管桩加固软弱地基施工方法。
技术领域
本发明属于城市隧道暗挖施工技术领域，具体涉及到一种城市隧道微型钢管桩加固软弱地基施工方法。
背景技术
城市隧道施工主要采取暗挖掘进地道形式施工，有些工程周边地质条件复杂，施工区或傍山体，或临河道，裂隙土夹石在较小的空间频繁出现，土质段多为粘土、杂填土和湿陷性黄土。按照规定，设计仰拱底地基承载力应不小于300Kpa，而上述的土质段原状土实测最大承载力为150 Kpa左右，无法满足设计要求，需进行加固处理。因受到隧道施工空间及循环时间的影响，常规加固工艺无法满足施工要求。
发明内容
本发明为解决现有技术的不足，提供一种城市隧道微型钢管桩加固软弱地基施工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种城市隧道微型钢管桩加固软弱地基施工方法，包括如下步骤：
（1）仰拱开挖：土质隧道仰拱底开挖严格控制施工步距、开挖榀数，仰拱底预留30cm人工清底，并按照设计断面线型找平；
（2）注浆钢花管制作：采用Φ108mm，壁厚10mm的无缝钢管，钢管出厂长度6-8m，相邻钢管接口处焊接在一起，焊接后的钢管总长根据地勘报告和测量数据确定；钢管管壁钻注浆眼制作为钢花管，注浆眼呈螺旋式布置，同一截面上只有一个注浆眼，注浆眼沿轴线间距为50cm，注浆眼直径6-10mm，加工完成的钢花管采用胶带封注浆眼；钢花管底部加设焊接钢板，焊接钢板直径大于钢花管直径小于钻孔直径；
（3）测量放线：根据设计要求的间距、排距及标高准确定位桩孔位置，做好标记，钢管桩间距与仰拱钢架间距相符，钢管桩呈梅花形布置，钢管桩施工完成，施工仰拱钢架时，仰拱钢架与钢管桩进行焊接，形成一整体；
（4）钻孔：钻机安装完毕，根据测量放样孔位，确保钻孔孔位纵横误差不得超过±50mm；采用空压机供风，无水干成孔保证钻杆导正器完好，使用的钎头直径不得小于设计孔径；空压机启动后，开启潜孔钻机，调整好潜孔钻机的角度方可开钻，开钻后孔深进入下卧中风化岩石层0.5-1.0m，孔间距误差≤10mm；
（5）安装钢花管：利用钻机吊起步骤（2）中已加工成型的钢花管入孔，吊装时钢花管要匀速下放，避免损坏封眼胶带；
（6）安装注浆管、管内填碎石：注浆管采用高压缠丝橡胶压浆管，注浆管的抗压大于3MPa，注浆管压浆接头保持密闭，不漏浆、泄浆，端头与钢花管焊接牢固，不脱落；注浆管安装完成后在管内填充碎石，减少水泥用量的同时增加承载力；
（7）拌制水泥浆：压力灌浆材料为早强型复合硅酸盐水泥，采用制浆机进行浆液制备，浆液水灰比为0.6-0.8：1；
（8）注浆：采用压浆泵进行压浆，开始用清水或稀浆走孔，压浆结束时用浓浆封孔，将灌浆压力控制在0.2-0.5MPa之间，出现压力急剧上升或注浆管剧烈抖动立即停止压浆，并迅速打开回浆阀门，避免漏浆、爆管，浆液扩散有效范围为0.6-1.2m，地面出现浆液后停止注浆。
作为优选方案：
在步骤（6）中，碎石的粒径在10-30mm之间。
在步骤（7）中，早强型复合硅酸盐水泥的强度等级为42.5MPa。
本发明的有益效果为：
一、施工占用空间小，特别适用于空间有限的小断面土质隧道地基加固；
二、施工设备简单，施工工艺操作简单，桩长容易调节，设计灵活性大；
三、注浆钢花管相比于传统的石灰桩、碎石桩、换填等工艺，承载力提升快且承载力高，大大缩短了施工时间，提高了效率；
四、加固效果显著，可有效提高地基承载力；
五、相比碎石桩节省碎石、黄砂等不可再生资源，节材环保。
附图说明
图1为本发明微型钢管桩加固隧道软弱地基工艺原理图。
图2为本发明微型钢管桩加固隧道软弱地基平面布置图。
图中，1钢管桩，2仰拱钢架，3碎石，4钢板。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
一种城市隧道微型钢管桩加固软弱地基施工方法，包括如下步骤：
（1）仰拱开挖
土质隧道仰拱底开挖严格控制施工步距、开挖榀数，机械开挖时，设专人指挥，为防止机械挠动仰拱底原状土，仰拱底预留30cm人工清底并按照设计断面线型找平。
（2）注浆钢花管制作
①钢管规格：采用Φ108mm，壁厚10mm的无缝钢管，Φ为直径，钢管出厂长度6-8m。相邻钢管接口处采用焊接形式连接在一起，钢管总长根据地勘报告和测量数据确定；
②钢管管壁钻注浆眼制作钢花管：由于钢花管在土中要承受抗剪作用，为了减少注浆眼对钢花管的损害，注浆眼呈螺旋式布置，同一截面上只有一个注浆眼，注浆眼沿轴线间距为50cm，孔眼直径Φ6-10mm，加工完成的钢花管采用胶带封眼；
③钢花管底部加设焊接钢板4，焊接钢板4直径大于钢花管直径小于钻孔直径，加设钢板4后可有效提升钢管桩1承载力，如附图1所示。
（3）测量放线
根据设计要求的间距、排距及标高准确定位桩孔位置，做好标记，钢管桩1间距与仰拱钢架2间距相符，钢管桩1呈梅花形布置，钢管桩1施工完成，施工仰拱钢架2时，仰拱钢架2与钢管桩1进行焊接，形成一整体，提高整体承载力，如附图1和附图2所示，附图1中的上下箭头表示浆液走向。
（4）钻孔
钻机安装完毕，根据测量放样孔位，确保钻孔孔位纵横误差不得超过±50mm；采用空压机供风，无水干成孔保证钻杆导正器完好，使用的钎头直径不得小于设计孔径；空压机启动后，开启潜孔钻机，根据地形及地质情况，调整好潜孔钻机的角度方可开钻，开钻后孔深进入下卧中风化岩石层0.5-1.0m。避免二次对位钻进，满足引孔要求。
钻孔钻好后，及时组织验孔，对孔深、孔径、垂直度进行检验，各项指标符合设计要求，孔间距误差≤10mm。
（5）安装钢花管
利用钻机吊起步骤（2）中已加工成型的钢花管入孔，吊装时钢花管要匀速下放，避免损坏封眼胶带；
（6）安装注浆管、管内填碎石3
注浆管采用高压缠丝橡胶压浆管，注浆管的抗压大于3MPa，注浆管压浆接头保持密闭，不漏浆、泄浆，端头与钢花管焊接牢固，不脱落；注浆管安装完成后在管内填充粒径10-30mm的碎石3，减少水泥用量的同时增加承载力。
（7）拌制水泥浆
压力灌浆材料为强度等级为42.5MPa的早强型复合硅酸盐水泥，采用制浆机进行浆液制备，浆液水灰比为0.6-0.8：1，浆液应搅拌均匀，随搅随用，须在浆液达到初凝前用完。
（8）注浆
采用压浆泵进行压浆，开始用清水或稀浆走孔，压浆结束时用浓浆封孔，将灌浆压力控制在0.2-0.5MPa之间，出现压力急剧上升或注浆管剧烈抖动应立即停止压浆，并迅速打开回浆阀门，避免漏浆、爆管。根据现场地质情况,在一定注浆压力下，其浆液扩散有效范围为0.6-1.2m。地面出现浆液后停止注浆。
本实施例采用微型钢管桩工艺，采用潜孔钻机钻孔至基岩的一定深度，然后孔内放置无缝钢花管至桩孔底部，在钢花管底部设置钢板4，管内填充碎石3，在钢花管顶部设置注浆口和止浆措施，再在钢花管顶部采用压力灌注水泥浆，使水泥浆充盈于桩孔内，形成钢管碎石水泥浆桩体，形成钢管复合地基，有效提高了软弱地基承载力。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种城市隧道微型钢管桩加固软弱地基施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）仰拱开挖：土质隧道仰拱底开挖严格控制施工步距、开挖榀数，仰拱底预留30cm人工清底，并按照设计断面线型找平；
（2）注浆钢花管制作：采用Φ108mm，壁厚10mm的无缝钢管，钢管出厂长度6-8m，相邻钢管接口处焊接在一起，焊接后的钢管总长根据地勘报告和测量数据确定；钢管管壁钻注浆眼制作为钢花管，注浆眼呈螺旋式布置，同一截面上只有一个注浆眼，注浆眼沿轴线间距为50cm，注浆眼直径6-10mm，加工完成的钢花管采用胶带封注浆眼；钢花管底部加设焊接钢板，焊接钢板直径大于钢花管直径小于钻孔直径；
（3）测量放线：根据设计要求的间距、排距及标高准确定位桩孔位置，做好标记，钢管桩间距与仰拱钢架间距相符，钢管桩呈梅花形布置，钢管桩施工完成，施工仰拱钢架时，仰拱钢架与钢管桩进行焊接，形成一整体；
（4）钻孔：钻机安装完毕，根据测量放样孔位，确保钻孔孔位纵横误差不得超过±50mm；采用空压机供风，无水干成孔保证钻杆导正器完好，使用的钎头直径不得小于设计孔径；空压机启动后，开启潜孔钻机，调整好潜孔钻机的角度方可开钻，开钻后孔深进入下卧中风化岩石层0.5-1.0m，孔间距误差≤10mm；
（5）安装钢花管：利用钻机吊起步骤（2）中已加工成型的钢花管入孔，吊装时钢花管要匀速下放，避免损坏封眼胶带；
（6）安装注浆管、管内填碎石：注浆管采用高压缠丝橡胶压浆管，注浆管的抗压大于3MPa，注浆管压浆接头保持密闭，不漏浆、泄浆，端头与钢花管焊接牢固，不脱落；注浆管安装完成后在管内填充碎石，减少水泥用量的同时增加承载力；
（7）拌制水泥浆：压力灌浆材料为早强型复合硅酸盐水泥，采用制浆机进行浆液制备，浆液水灰比为0.6-0.8：1；
（8）注浆：采用压浆泵进行压浆，开始用清水或稀浆走孔，压浆结束时用浓浆封孔，将灌浆压力控制在0.2-0.5MPa之间，出现压力急剧上升或注浆管剧烈抖动立即停止压浆，并迅速打开回浆阀门，避免漏浆、爆管，浆液扩散有效范围为0.6-1.2m，地面出现浆液后停止注浆。
2.根据权利要求1所述的城市隧道微型钢管桩加固软弱地基施工方法，其特征在于：在步骤（6）中，碎石的粒径在10-30mm之间。
3.根据权利要求1所述的城市隧道微型钢管桩加固软弱地基施工方法，其特征在于：在步骤（7）中，早强型复合硅酸盐水泥的强度等级为42.5MPa。
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