CN112195924A - 一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法 - Google Patents

一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法 Download PDF

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陈刚
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Abstract

本申请涉及一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，主要包括以下步骤：基底平整及取样检测；在基底上靠近深基坑侧墙的位置设置多排钢管，并在钢管中填充泄压填充料；根据检测结果配置相应的注浆材料；钻孔注浆；冒浆处理；拔管。本申请用于对淤泥质粉质黏土层深基坑基底进行加固处理，其能降低深基坑基底注浆过程中产生的隆起，改善基底的加固效果，提高后续施工的安全性，减少深基坑基底加固过程中对深基坑的整体结构产生的冲击与损坏。

Description

一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法
技术领域
本申请涉及深基坑工程的技术领域，尤其是涉及一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法。
背景技术
目前，在深基坑工程为深度超过五米或深度虽未超过五米，但地质条件和周围环境机地下管线特别复杂的工程，深基坑基底的加固是深基坑工程中十分重要的施工环境，尤其是原地面下为淤泥质粉质黏土层，该土层一般为流塑状，强度低、压缩性高、抗剪强度低，还具有触变性，作为建筑物地基易产生不均匀的沉降。而深基坑基底坐落在淤泥质粉质黏土层上，承载力不足，淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固一般采用高压喷射注浆施工工艺，该工艺主要是指利用利用液压或气压将凝固浆液压入地层中，浆液将土颗粒之间的水分或空气完全填充，经过一段时间后，浆液能够将原有的土颗粒胶结为整体，提升土基稳定性，避免出现工后沉降现象。
针对上述中的相关技术，发明人认为深基坑基底易出行较大的隆起、且实施注浆的过程中，对深基坑的侧壁支护结构会产生一定的冲击与损坏，这样容易增加后续的施工过程中的危险性。
发明内容
为了降低深基坑基底注浆过程中产生的隆起，改善基底的加固效果，提高后续施工的安全性，减少深基坑基底加固过程中对深基坑的整体结构产生的冲击与损坏，本申请提供了一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法。
本申请提供的一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法采用如下的技术方案：
一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，包括如下步骤：
对基底进行平整及取样检测，在平整的基底上钻孔取样，对取来的样品进行检测；
在基底上靠近深基坑侧墙的位置设置多排钢管，每两根相邻的钢管间隔设置，且钢管的侧壁上设有泄压通孔，钢管内填充有泄压填充料；
根据检测结果配置相应的注浆材料；
钻孔注浆，在平整的基底上放样并用高压喷射注浆装置和钻机间隔钻孔注浆，多次钻孔注浆时，采用间隔桩位施工；
冒浆处理，注浆过程中观察冒浆量，若冒浆量超过百分之十八，可采取减少冒浆的措施，减少冒浆量的措施为提高喷射压力或加快旋转速度，若不冒浆，可采取不冒浆的处理措施，在浆液中加入速凝剂或在地层空隙加大注浆量；
拔管，注浆结束后，迅速拔出高压喷射注浆装置，并用清水进行清理，使高压喷射注浆装置中无残留注浆材料，待高压喷射注浆装置全部提出基底上表面后，先关闭钻机，再将钻机进行移动。
通过采用上述技术方案，先将深基坑基底表面上的垃圾和杂物进行清理并对基底表面进行平整压实，然后进行取样检测，主要检测淤泥质粉质黏土层中影响注浆的参数如土层的渗水率、材质或厚度等参数，检测后根据相应的数值选择注浆材料的配比并配置注浆液，然后再用高压喷射注浆装置和钻机在基底上间隔钻孔注浆，每两次连续注浆之间的要间隔桩位施工，这样能避免相邻桩孔内的应力叠加而使基底出现较大的变形和隆起。并在注浆过程中产生冒浆量进行观察，并采取相应的处理冒浆措施，减少发生漏浆或导致基底凹凸不平的情况。钢管和泄压填充料能阻挡高压浆液直接冲击深基坑的两侧和底部，这样能保护整个深基坑的结构。
可选的，在所述基底进行平整及取样检测的步骤中，取样检测的次数至少为三次。
通过采用上述技术方案，取样次数至少三次，能使检测人员了解深基坑基底各位置的淤泥质粉质黏土层的土质相关参数，以便在不同位置配置不同配比的注浆材料以达到最佳的注浆加固效果。
可选的，每两根相邻所述钢管之间的距离为0.5米至1米之间，每两根相邻的钢管的外壁之间的距离为40毫米至60毫米之间，泄压通孔的孔径为15毫米至25毫米之间。
通过采用上述技术方案，钻孔注浆时，由于一部分超孔隙水压力通过钢管上的泄压通孔得以消散，进一步减小了对深基坑基底的冲击作用。钢管直径设置在0.5米至1米之间，与之对应的钢管外壁之间的间距为40毫米到60毫米，这样能避免每根钢管之间因泄压时产生的冲击力相互作用，以节省成本的同时提高每根钢管的利用率。
可选的，所述钻孔注浆步骤中，每两次连续的钻孔注浆过程间隔4个桩位施工。
通过采用上述技术方案，钻孔注浆时，间隔四个桩位施工，这样即能减小相邻桩位钻孔注浆时产生的应力叠加效应，从而减小形变量，又能使多个桩位的钻孔注浆作业同时进行，提高施工效率。
可选的，所述高压喷射注浆装置的设置步骤包括在地面上安装或挖设注浆液池、在注浆液池旁的地面上安装高压注浆泵并通过水管将注浆液池与高压注浆泵连通、在高压注浆泵排液端连接输浆管并将输浆管的排液端与钻机的钻杆连通。
通过采用上述技术方案，在注浆液池中进行注浆材料的配置，随用随配，注浆液池中的注浆材料在高压注浆泵的作用下被抽离，并经由输浆管送至钻机，钻机的连杆上的喷头进行高压喷射，完成注浆过程。
可选的，在注浆液池中安装搅拌机，所述钻孔注浆步骤中，注浆材料经搅拌均匀后再进行钻孔注浆施工，若出现注浆暂停工况，再次进行注浆时随用随搅拌。
通过采用上述技术方案，当施工过程中因特殊工况如钻进受阻时，需要停止注浆一段时间，搅拌后能减少注浆材料发生的离析现象使注浆效果变差。需要使用时，施工人员只需启动搅拌机，即可随用随搅拌，以使深基坑基底的注浆加固效果更好。
可选的，所述高压注浆泵的注浆压力为25MPa至35MPa之间。
通过采用上述技术方案，高压注浆泵产生的注浆压力不宜过大，降低高压浆液使黏土层的土壤被冲垮的可能性，导致整个基底的结构被损坏。相应的，注浆压力也不能过小，这样还能改善因注浆压力不足而使浆液的注浆面积过小而导致注浆加固效果差的情况。
可选的，所述钻孔注浆步骤中，钻孔注浆采用单管施工。
通过采用上述技术方案，单管施工相比于双管或多管施工能减小气压力的影响，从而使注浆效果加固更好。
可选的，所述钻孔注浆的注浆形式采用旋转喷射注浆的形式。
通过采用上述技术方案，旋转喷射注浆的形式能形成旋转桩以加固深基坑基底，改善淤泥质粉质黏土层的抗剪强度，改善基底的变形性能，使其再上部结构载荷的作用下，不至于破坏或产生过大的形变。
可选的，所述注浆材料的浆液比重在0.75至0.95之间。
通过采用上述技术方案，给出了对于不同种类的淤泥质粉质黏土层常用的注浆材料的浆液比重，根据取样检测结果选择合适的注浆材料使注浆加固效果更佳。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请对淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理时，使用钢管和填充在钢管中的泄压填充料阻挡高压浆液直接冲击深基坑的两侧和底部以保护深基坑的整体结构，而先取样检测再钻孔注浆能根据不同的淤泥质粉质黏土层用不同配比的注浆材料进行注浆，使注浆效果更好，减小注浆时产生的基底隆起；
2.钻孔注浆时，由于一部分超孔隙水压力通过钢管上的泄压通孔得以消散，进一步减小了对深基坑基底的冲击作用，钢管间距的大小能避免每根钢管之间因泄压时产生的冲击力相互作用，在节省成本的同时还能提高每根钢管的利用率；
3.需要停止注浆一段时间，搅拌后能减少注浆材料发生离析现象使注浆效果变差。需要使用时，施工人员只需启动搅拌机，即可随用随搅拌，以使深基坑基底的注浆加固效果更好。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种流程示意框图。
图2是本申请实施例中在深基坑基底上埋设钢管后的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，参照图1和图2，一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法主要包括如下步骤：
S101，基底平整及取样检测。
该步骤是根据施工图纸和深基坑的基底面积大小，先用人工和自卸车以及夯土机卸将基底表面上的残留垃圾清理并夯平，然后可采用钻孔深度为20米的浅岩石土层取样机在基底上进行钻孔取样，再对黏土层样品进行检测，得出土层间隙、渗水率和水土比重等参数并进行统计。
为使施工人员对淤泥质粉质黏土层的地面的各位置的土层相关参数了解和提高所需采集数据的准确性，并采用不同配比的注浆材料，在基底进行平整及取样检测时，取样检测的次数至少为三次。
S102,在基底上靠近深基坑侧墙的位置设置多排钢管，并在钢管中填充泄压填充料。
该步骤中，需先在基底上钻孔，再在孔中下钢管，并向钢管中填充泄压填充料，泄压填充料可采用中砂，中砂粒径在0.5毫米至0.25毫米之间，此步骤中所用的钢管每两根之间采用间隔设置，且钢管的侧壁上间隔开设了泄压通孔。
S103，根据检测结果配置相应的注浆材料。
该步骤可与S102同步进行以加快施工速度，注浆材料一般可采用水泥浆并加入适量的速凝剂。
S104，钻孔注浆。
该步骤首先需要在平整的基底上放样，并用高压喷射注浆装置和钻机采用间隔钻孔注浆的方式进行钻孔注浆，多次钻孔注浆时可采用间隔桩位施工。水泥浆液在高压作用下从钻机的喷嘴喷射而出对黏土层冲击并破坏土体，部分细小的土料随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力，离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基，从而提高地基承载力，减少地基的变形，以达到地基加固的目的。
S105，冒浆处理。
该步骤的作用是减少不正常冒浆的情况发生如冒浆量超过百分之18或不冒浆，用于保证注浆加固效果。冒浆量过大的原因是有效注浆喷射范围与注浆量不相适应，一般是注浆量大大超出注浆固结所需浆量所致。
该步骤中，当冒浆量超过百分之十八时，可采用提高注浆压力或加快钻机旋转速度，处理后对冒出地面的浆液不再利用。当不冒浆时，可采用在浆液中继续加入适量的速凝剂，一般掺用量为水泥用量的百分之二到百分之三之间。当然，不冒浆时也可采用在地层空隙地段增大注浆量，使浆液填满空隙后再继续正常压力注浆。
S106,拔管。
S104和S105步骤结束后，迅速拔出高压喷射装置并用清水清理，作用是使高压喷射注浆装置中无残留注浆材料，避免对下一次钻孔注浆产生影响。待高压喷射注浆装置全部提出脱离基底上表面后，需先关闭钻机再将钻机进行移动。
在步骤S101中，为使施工人员对淤泥质粉质黏土层的地面的各位置的土层相关参数了解和提高所需采集数据的准确性，并采用不同配比的注浆材料，在基底进行平整及取样检测时，取样检测的次数至少为三次。
进一步的，在步骤S102中埋设钢管时，每两根相邻所述钢管之间的距离为0.5米至1米之间，每两根相邻的钢管的外壁之间的距离为40毫米至60毫米之间，且泄压通孔的孔径为15毫米至25毫米之间。这样既能节省施工成本又能使得钢管起到的泄压效果更好。因为钢管之间的间距越小，则所需钢管的数量越多，施工成本也就越高，相应的钢管的外壁之间的距离越小，相邻的钢管之间泄压孔中流出的中砂料也会产生相互作用力影响水和中砂的流动，进而影响泄压效果。
在步骤S103中，配置注浆材料的浆液比重时，可在0.75至0.95之间选择。
在步骤S104中，为减小相邻桩位钻孔注浆时产生的应力叠加效应，从而减小形变量，又能使多个桩位的钻孔注浆作业同时进行，提高施工效率，每两次连续的注浆过程中应间隔四个桩位施工。
另外，在步骤104中先需在地面上安装或挖设注浆液池，可就地取材提高资源利用率，然后在注浆液池旁的地面上安装高压注浆泵并通过水管将注浆液池与高压注浆泵连通，在高压注浆泵排液端连接输浆管并将输浆管的排液端与钻机的钻杆连通。在一些可能实施方式中，高压注浆泵可采用型号为XP30、G2A或MGJ50的旋喷钻机。
进一步的，为减少注浆材料在钻孔注浆过程中的水泥浆液发生离析沉淀作用并对注浆加固效果造成影响，每次钻孔注浆需将搅拌均匀的注浆材料注浆加固，若出现注浆暂停工况，需要再次注浆时，要做到随用随搅拌，当然在施工过程中如果不考虑电能使用限制的话，可使搅拌机一直在注浆液池中搅拌。
在步骤S104中，高压注浆泵的注浆压力设置为25Mpa至40Mpa之间，一般可采用30Mpa。
此外，为了使注浆效果加固更好，钻孔注浆可采用单管注浆施工，因为单管施工相比于双管或多管施工能减小气压力的影响。
进一步的，钻孔注浆的注浆形式可采用旋转喷射注浆的形式，因为，旋转喷射注浆能在淤泥质粉质黏土层地面下形成旋喷桩，旋喷桩一般为一节一节的圆柱形，旋喷桩能加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变形性能，使其在上部结构荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
对基底进行平整及取样检测，在平整的基底上钻孔取样，对取来的样品进行检测；
在基底上靠近深基坑侧墙的位置设置多排钢管，每两根相邻的钢管间隔设置，且钢管的侧壁上设有泄压通孔，并在钢管内填充有泄压填充料；
根据检测结果配置相应的注浆材料；
钻孔注浆，在平整的基底上放样并用高压喷射注浆装置和钻机间隔钻孔注浆，多次钻孔注浆时，采用间隔桩位施工；
冒浆处理，注浆过程中观察冒浆量，若冒浆量超过百分之十八，可采取减少冒浆的措施，减少冒浆量的措施为提高喷射压力或加快旋转速度，若不冒浆，可采取不冒浆的处理措施，在浆液中加入速凝剂或在地层空隙加大注浆量；
拔管，注浆结束后，迅速拔出高压喷射注浆装置，并用清水进行清理，使高压喷射注浆装置中无残留注浆材料，待高压喷射注浆装置全部提出基底上表面后，先关闭钻机，再将钻机进行移动。
2.根据权利要求1所述的一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，其特征在于：在所述基底进行平整及取样检测的步骤中，取样检测的次数至少为三次。
3.根据权利要求1所述的一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，其特征在于：每两根相邻所述钢管之间的距离为0.5米至1米之间，每两根相邻的钢管的外壁之间的距离为40毫米至60毫米之间，泄压通孔的孔径为15毫米至25毫米之间。
4.根据权利要求1所述的一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，其特征在于：所述钻孔注浆步骤中，每两次连续的钻孔注浆过程间隔4个桩位施工。
5.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，其特征在于：所述高压喷射注浆装置的设置步骤包括在地面上安装或挖设注浆液池、在注浆液池旁的地面上安装高压注浆泵并通过水管将注浆液池与高压注浆泵连通、在高压注浆泵排液端连接输浆管并将输浆管的排液端与钻机的钻杆连通。
6.根据权利要求5所述的一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，其特征在于：在注浆液池中安装搅拌机，所述钻孔注浆步骤中，注浆材料经搅拌均匀后再进行钻孔注浆施工，若出现注浆暂停工况，再次进行注浆时随用随搅拌。
7.根据权利要求5所述的一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，其特征在于：所述高压注浆泵的注浆压力为25MPa至35MPa之间。
8.根据权利要求1所述的一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，其特征在于：所述钻孔注浆步骤中，钻孔注浆采用单管施工。
9.根据权利要求1所述的一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，其特征在于：所述钻孔注浆的注浆形式采用旋转喷射注浆的形式。
10.根据权利要求1所述的一种淤泥质粉质黏土层深基坑基底加固处理方法，其特征在于：所述注浆材料的浆液比重在0.75至0.95之间。
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