CN112299796B

CN112299796B - 一种围护结构用墙桩桩间注浆材料及其施工方法

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Publication number: CN112299796B
Application number: CN202011378031.2A
Authority: CN
Inventors: 张日红; 明维; 张芳芳; 陈克伟; 曹伟伟
Original assignee: Ningbo Zcone High Tech Co ltd
Current assignee: Ningbo Zcone High Tech Co ltd
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2040-12-01
Also published as: CN112299796A

Abstract

本发明公开了一种围护结构用墙桩桩间注浆材料，该注浆材料按重量份数计包括如下组分：水泥1份、细骨料1.0～1.8份、水0.15～0.6份、减水剂0.01～0.04份、抗水分散剂0.01～0.06份、膨胀剂0.06～0.09份和早强剂0.001～0.003份。围护结构用墙桩桩间注浆材料的施工方法主要包括墙桩沉桩、膜袋制作、材料搅拌、注浆和浆体凝结固化。本发明的注浆材料固结强度高、抗剪性能好、止水效果优，其施工方法简单高效，能保证桩间连接节点的施工质量。

Description

一种围护结构用墙桩桩间注浆材料及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别是一种围护结构用墙桩桩间注浆材料及其施工方法。

背景技术

采用预制墙桩进行基坑支护是一项新技术，可解决现浇连续墙施工占用空间大，施工质量不可控，泥浆污染等问题。基坑支护用墙桩两相邻桩的凹槽相对，在凹槽中采用注浆，实现止水和桩间连接作用。城市的建设发展，带动了地下空间的发展，产生了大量深基坑工程，对基坑支护的止水效果及基坑的稳定性提出更高要求，另外城市基坑工程通常处于房屋和生命线工程的密集地区，基坑围护除了满足强度要求外，变形控制尤为重要，桩间注浆连接作为墙桩止水和变形控制的关键节点，决定了墙桩的止水效果及基坑的稳定性。为满足基坑围护的止水和变形要求，桩间注浆材料需要具有一定的韧性，并且考虑到桩间凹槽注浆前，需采用高压水冲洗，桩间凹槽内为水环境，注浆材料需要具有一定的抗水分散性或采取一定的施工方法避免注浆材料与水直接接触，但目前墙桩桩间注浆材料及施工方法缺少研究，多采用强度不少于M15、遇水易分散的水泥砂浆进行水中注浆，桩间连接节点的施工质量难以保证。目前围护结构用的墙柱桩间高韧性、抗分散注浆材料及施工方法至今还没有被披露。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供一种施工简单、固结强度高、抗剪性能好、止水效果优的围护结构用墙桩桩间注浆材料及其施工方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种围护结构用墙桩桩间注浆材料，该注浆材料按重量份数计包括如下组分：水泥1份、细骨料1.0～1.8份、水0.15～0.6份、减水剂0.01～0.04份、抗水分散剂0.01～0.06份、膨胀剂0.06～0.09份和早强剂0.001～0.003份。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的注浆材料中添加有用于提高注浆材料固化后抗剪性能的纤维增强材料，纤维增强材料的添加量为注浆体积的1%～5%。

上述的水泥为强度不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

上述的细骨料为河砂、机制砂或石英砂中的一种；该细骨料的细度模数为2.2～3.5。

上述的纤维增强材料为钢纤维或高强高弹模的高分子纤维；该纤维增强材料的长度为3～12毫米，直径为0.15～0.6毫米，长径比为20～80：1。

上述的抗水分散剂为可再分散乳胶粉。

本发明还提供了一种围护结构用墙桩桩间注浆材料的施工方法，该方法包括以下步骤：

1)、采用桩机将墙桩依次排列地沉桩到开挖好的基坑中，并使两相邻墙桩的止水槽相对应形成用于浇注注浆材料的止水槽孔；

2)、制作用于避免止水槽孔中的水与注浆材料混合，并能增强注浆材料固结体密实度的膜袋；

3)、按上述的组分配比，将各组分的材料投入到搅拌设备中搅拌180S～300S，得到注浆材料浆体；

4)、将制作好的膜袋置于两相邻墙桩间的止水槽孔的孔口，通过注浆管道将搅拌好的浆体注入到膜袋中，使浆体在膜袋中依靠自重和注浆压力注入到止水槽孔内，直至设计所需的注浆深度；

5)、浆体注入完成后，静置，待浆体凝结固化后达到使两相邻墙桩连接和止水的效果。

上述的透水膜板布或者排水板膜由内层的滤层和外层的面层组成；滤层具有能透过水和空气并阻止水泥颗粒通过的微小孔；面层与止水槽孔的孔壁相接触，该面层具有保水透气性能，避免止水槽内的水进入膜袋内。

上述的注浆深度大于基坑的开挖深度。

与现有技术相比，本发明的注浆材料的组分有水泥、细骨料、水、减水剂、抗水分散剂、膨胀剂和早强剂构成，并且注浆材料中添加有用于提高注浆材料固化体抗剪性能的纤维增强材料，注浆材料中的膨胀剂可以防止注浆材料固结后收缩，抗水分散剂能提高注浆材料的水下抗分散性。本发明的注浆材料的施工方法主要包括墙桩沉桩、膜袋制作、材料搅拌、注浆和浆体凝结固化。

本发明的注浆材料固结强度高、抗剪性能好、止水效果优，其施工方法简单高效，能保证桩间连接节点的施工质量。

附图说明

图1是本发明注浆施工示意图；

图2是本发明一种墙桩结构的连接示意图；

图3是本发明另一种墙桩结构的连接示意图；

图4是止水材料注入止水槽孔后的剖视结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1至4是本发明的施工及墙桩的示意图。

其中的附图标记为：开挖深度h、注浆深度H、土体T、注浆材料1、膜袋3、墙桩2、止水槽21、止水凸柱22、滤层31、面层32。

目前，在城市建设发展中产生了大量的深基坑工程，因此对于基坑支护的止水效果及基坑的稳定性也提出更高要求。为了满足基坑维护的止水和变形要求，通常桩间的注浆材料需要具有一定的韧性，并且固结强度高、抗剪性能好。为此本发明提供了一种围护结构用墙桩桩间注浆材料，该注浆材料1按重量份数计包括如下组分：水泥1份、细骨料1.0～1.8份、水0.15～0.6份、减水剂0.01～0.04份、抗水分散剂0.01～0.06份、膨胀剂0.06～0.09份和早强剂0.001～0.003份。

实施例中，为了更好提高注浆材料固化后的抗剪性能，防止注浆处成为围护结构中易受破坏的薄弱环节，本发明还在注浆材料1中添加有纤维增强材料，所说的纤维增强材料为钢纤维或高强高弹性的高分子纤维，纤维增强材料的添加量为注浆体积的1%～5%，长度为3～12毫米，直径为0.15～0.6毫米，长径比为20～80：1。

实施例中，水泥为强度不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

本发明所说的细骨料为河砂、机制砂或石英砂中的一种或多种；所述细骨料的细度模数为2.2～3.5。

实施例中，本发明的抗水分散剂为可再分散乳胶粉。

本发明所说的墙桩2为一种预制空心方桩，该预制空心方桩有两种，一种为墙桩2的两个对应面上均成型有两道沿墙桩2的整个长度延伸的止水槽21。例如图2，图2为两个该种墙桩2的俯视图，由图2可以看出，两个相邻的墙桩2的止水槽21相配合可以组成两个止水槽孔。图3是两个另一种墙桩2的俯视图，由图3中可以看出，墙桩2的一个桩侧面加工有两道止水槽21，墙桩2的另一个桩侧面则加工有一道止水槽21和一道止水凸柱22，这样两相邻的桩对接时，位于后面的桩的止水凸柱22能定位卡入到前桩的止水槽21中，位于后面的桩的止水槽21与前桩的止水槽21可以组成一个止水槽孔。

1)、采用桩机将墙桩2依次排列地沉桩到开挖好的基坑中，并使两相邻墙桩2的止水槽21相对应形成用于浇注注浆材料1的止水槽孔；

2)、制作用于避免止水槽孔中的水与注浆材料1混合，并能增强注浆材料1固结体密实度的膜袋3；

4)、将制作好的膜袋3置于两相邻墙桩2间的止水槽孔的孔口，通过注浆管道将搅拌好的浆体注入到膜袋3中，使浆体在膜袋3中依靠自重和注浆压力注入到止水槽孔内，直至设计所需的注浆深度H；

5)、浆体注入完成后，静置，待浆体凝结固化后达到使两相邻墙桩2连接和止水的效果。

上述的膜袋3由透水膜板布或者排水板膜制成。

上述的透水膜板布或者排水板膜由内层的滤层31和外层的面层32组成；滤层31具有能透过水和空气并阻止水泥颗粒通过的微小孔；面层32与止水槽孔的孔壁接触，该面层32具有保水透气性能，避免止水槽21内的水进入膜袋3内。

上述的注浆深度H大于基坑的开挖深度h。

图4是本发明止水材料注入止水槽孔后的剖视结构图。如图可以看出，开挖的基坑的开挖深度为h，墙桩2沉桩后桩底端进入土体T内，墙桩2的桩帽的顶面与地平面相齐平，注浆深度H比开挖深度h要深。

图1是本发明注浆施工示意图；由图1可以看出，止水槽孔中的水在注浆时，由于膜袋3的面层32具有保水透气性能，能够避免止水槽孔中的水与膜袋3的浆体混合，止水槽孔中的水只能在沉桩时被挤压出止水槽孔，从而能够保证浆体固化后的质量。浆体中气泡及部分游离水则会通过膜袋3的滤层31进入到滤层31和面层32之间排出，既能保护排水的顺利性，又能提高浆体的固结密实度。

实施例一

作为进一步的优选，本发明的注浆材料1按重量份数计包括如下组分：水泥1份、细骨料1.4份、水0.5份、减水剂0.012份、抗水分散剂0.015份、膨胀剂0.08份和早强剂0.002份。注浆材料1中还添加有钢纤维或高分子纤维的纤维增强材料，纤维增强材料的添加量为注浆体积的2%，纤维增强材料的长度为3～12毫米，直径为0.15～0.6毫米，长径比为20～80：1。本实施例一中的未述部分与上述的实施例相同，不在重复叙述。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1、本发明采用了由透水膜板布或者排水板膜制成的膜袋，在注浆材料内部压力作用下，注浆材料1中的气泡及部分游离水通迁移至膜袋表面，通过膜袋的滤层排出，达到增强注浆材料固结体密实度，提高固结强度效果；注浆过程中随着注浆材料的注入，将止水槽孔内原有水从膜袋面层外表面与槽壁的空隙排出，同时膜袋避免了止水槽孔内原有水与注浆材料直接接触，排除槽内原有水对注浆材料产生不利影响，确保注浆材料的质量稳定性。

2、本发明采用了膨胀剂，膨胀剂能防止注浆材料固结后收缩，提高注浆材料固化体体积的稳定性，进一步确保注浆材料的固化效果。

3、本发明采用了乳胶粉，乳胶粉能提高注浆材料的水下抗分散性，确保注浆材料的固化体强度。

4、本发明采用了纤维增强材料，纤维增强材料能提高注浆材料固化体抗剪性能，进一步提高围护结构整体性，防止注浆处成为围护结构受破坏的薄弱环节。

5、本发明采用了早强剂，早强剂能提高注浆材料的早期强度，便于冬季施工。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims

1.一种围护结构用墙桩桩间注浆材料的施工方法，其特征是：所述的注浆材料(1)按重量份数计包括如下组分：水泥1份、细骨料1.0～1.8份、水0.15～0.6份、减水剂0.01～0.04份、抗水分散剂0.01～0.06份、膨胀剂0.06～0.09份和早强剂0.001～0.003份；注浆材料(1)中还添加有用于提高注浆材料固化后抗剪性能的纤维增强材料，所述纤维增强材料的添加量为注浆体积的1%～5%；其方法包括以下步骤：

1)、采用桩机将墙桩(2)依次排列地沉桩到开挖好的基坑中，并使两相邻墙桩(2)的止水槽(21)相对应形成用于浇注注浆材料(1)的止水槽孔；

2)、制作用于避免止水槽孔中的水与注浆材料(1)混合，并能增强注浆材料(1)固结体密实度的膜袋(3)；

4)、将制作好的膜袋(3)置于两相邻墙桩(2)间的止水槽孔的孔口，通过注浆管道将搅拌好的浆体注入到膜袋(3)中，使浆体在膜袋(3)中依靠自重和注浆压力注入到止水槽孔内，直至设计所需的注浆深度(H)；

5)、浆体注入完成后，静置，待浆体凝结固化后达到使两相邻墙桩(1)连接和止水的效果。

2.根据权利要求1所述的一种围护结构用墙桩桩间注浆材料，其特征是：所述的水泥为强度不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

3.根据权利要求2所述的一种围护结构用墙桩桩间注浆材料，其特征是：所述的细骨料为河砂、机制砂或石英砂中的一种；该细骨料的细度模数为2.2～3.5。

4.根据权利要求3所述的一种围护结构用墙桩桩间注浆材料，其特征是：所述的纤维增强材料为钢纤维或高强高弹模的高分子纤维；该纤维增强材料的长度为3～12毫米，直径为0.15～0.6毫米，长径比为20～80：1。

5.根据权利要求4所述的一种围护结构用墙桩桩间注浆材料，其特征是：所述的抗水分散剂为可再分散乳胶粉。

6.根据权利要求5所述的一种围护结构用墙桩桩间注浆材料的施工方法，其特征是：所述的膜袋(3)由透水膜板布或者排水板膜制成。

7.根据权利要求6所述的一种围护结构用墙桩桩间注浆材料的施工方法，其特征是：所述的透水膜板布或者排水板膜由内层的滤层(31)和外层的面层(32)组成；所述滤层(31)具有能透过水和空气并阻止水泥颗粒通过的微小孔；所述面层(32)与止水槽孔的孔壁接触，该面层(32)具有保水透气性能，避免止水槽(21)内的水进入膜袋(3)内。

8.根据权利要求7所述的一种围护结构用墙桩桩间注浆材料的施工方法，其特征是：所述的注浆深度(H)大于基坑的开挖深度(h)。