CN114182720A - 一种基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法 - Google Patents

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Abstract

为解决复杂地质土体成孔过程中由于出现塌孔、缩径和/或扩孔等不利于桩基施工的情形导致桩质量无法得到保证的技术问题，本发明实施例提供一种基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，包括：根据地勘报告确定成孔位置的复杂地质土体的地质情况；根据所述地质情况确定成孔位置高压旋喷桩施工上下标高；根据旋挖灌注桩的桩径确定若干个高压旋喷桩布置方式以使每个高压旋喷桩的中心均匀排布在旋挖灌注桩的圆周上并使相邻的高压旋喷桩相互搭接。从而，本发明实施例通过每个高压旋喷桩的中心均匀排布在旋挖灌注桩的圆周上并使相邻的高压旋喷桩相互搭接，实现了对复杂地质土体的加固，良好的控制了后期桩施工质量，也确保了工程工期。

Description

一种基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法
技术领域
本发明涉及一种基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法。
背景技术
旋挖灌注桩因其高效、绿色环保等优点，广泛应用于机场、公路、铁路、桥梁和房屋建筑基础桩施工中，是一种成熟可靠的施工工艺。由于各场区地质具有复杂性和较大的差异性，特别如机场等大面积挖填区域，时间紧无法按规范要求进行沉降，桩基施工面临较大的质量风险，成孔过程中会出现明显的塌孔、缩径或扩孔等不利于桩基施工的情形，桩质量无法得到保证。
发明内容
为解决复杂地质土体成孔过程中由于出现塌孔、缩径和/或扩孔等不利于桩基施工的情形导致桩质量无法得到保证的技术问题，本发明实施例提供一种基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法。
本发明实施例通过下述技术方案实现：
本发明实施例提供一种基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，包括：
根据地勘报告确定成孔位置的复杂地质土体的地质情况；
根据所述地质情况确定成孔位置高压旋喷桩施工上下标高；
根据旋挖灌注桩的桩径确定若干个高压旋喷桩布置方式以使每个高压旋喷桩的中心均匀排布在旋挖灌注桩的圆周上并使相邻的高压旋喷桩相互搭接。
进一步的，所述地质情况包括复杂地质土体范围、深度和/或土层特性。
进一步的，所述高压旋喷桩喷射注浆的方式为单管法。
进一步的，所述高压旋喷桩的直径为0.6m；相邻的高压旋喷桩相互搭接100mm；高压旋喷桩的两端与复杂地质上下层分别搭接0.5m～2.0m。
进一步的，高压旋喷桩一端同土层搭接2m，另一端同土层搭接1m。
进一步的，所述高压旋喷桩喷射的注浆液包括：普通硅酸盐水泥P.O42.5R和水；所述普通硅酸盐水泥P.O42.5R和水的水灰比为1.2:1。
进一步的，所述高压旋喷桩喷射浆液的参数包括：压力为25MPa、流量为90L/min、喷嘴孔径为2～3mm、喷嘴个数为2个、灌浆管外径为45mm、提升速度为25cm/min和/或旋转速度为16-20r/min。
进一步的，所述旋挖灌注桩的直径为1.0-2.0m；所述高压旋喷桩的数量为6-12根。
进一步的，每两个相邻的高压旋喷桩中的至多一个高压旋喷桩处于施工状态。
进一步的，所述高压旋喷桩喷射的注浆液的浆液密度为1445kg/m3，水泥平均用量236.5kg/m，冒浆量平均为注浆量的15％。
本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明实施例的基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，通过根据地勘报告确定成孔位置的复杂地质土体的地质情况；根据所述地质情况确定成孔位置高压旋喷桩施工上下标高；根据旋挖灌注桩的桩径确定若干个高压旋喷桩布置方式以使每个高压旋喷桩的中心均匀排布在旋挖灌注桩的圆周上并使相邻的高压旋喷桩相互搭接，实现了对复杂地质土体的加固，良好的控制了后期桩施工质量，也确保了工程工期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法的流程示意图。
图2为直径为1.0-1.5m的旋挖灌注桩的高压旋喷桩加固布置图；其中，图2a为直径为1.0m的旋挖灌注桩的高压旋喷桩加固布置图；图2b为直径为1.2m的旋挖灌注桩的高压旋喷桩加固布置图；图2c为直径为1.5m的旋挖灌注桩的高压旋喷桩加固布置图。
图3为直径为1.8-1.0m的旋挖灌注桩的高压旋喷桩加固布置图；其中，图3a为直径为1.8m的旋挖灌注桩的高压旋喷桩加固布置图；图3b为直径为2.0m的旋挖灌注桩的高压旋喷桩加固布置图。
图4为成都天府国际机场T2航站楼项目模型图。
图5为现场旋挖出的碎石桩图。
图6为现场旋挖出的软弱土层(淤泥层)及孔壁坍塌图。
图7为桩身砼浇筑完成后回沉示意图。
图8为现场旋挖出的膨胀土层(前期回填土)及孔壁坍塌图。
图9为T2航站楼塌孔采用C15素砼回灌处理图。
图10为2航站楼不良地质旋挖灌注桩采用高压旋喷桩先行加固处理图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-直径为1m的旋挖灌注桩，2-第一高压旋喷桩，3-直径为1.2m的旋挖灌注桩，4-第二高压旋喷柱，5-直径为1.5m的旋挖灌注桩，6-第三高压旋喷柱，7-直径为1.8m的旋挖灌注桩，8-第四旋挖灌注桩，9-直径为2.0m的旋挖灌注桩，10-第五高压旋喷桩。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例
为解决复杂地质土体成孔过程中由于出现塌孔、缩径和/或扩孔等不利于桩基施工的情形导致桩质量无法得到保证的技术问题，本发明实施例提供一种基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法,参考图1所示，包括：
S1.根据地勘报告确定成孔位置的复杂地质土体的地质情况；
根据地勘包括确定成孔位置是否属于复杂地质土体；若成孔位置的地质土体属于膨胀土层，针对膨胀土层的一般性塌孔，采用C15早强砼回灌；操作简单，处理时间短。C15早强素砼回灌，适用于一般性塌孔处理，主要用于回填土层、膨胀土层，或是穿过排水板、碎石桩处理的回填土层。
若成孔位置的地质土体属于淤泥层、软弱层等不良地质土体，对于孔采取工艺成熟的高压旋喷桩做加固处理，具有施工操作方便、就地取材、劳动力投入少、无需大型机械、施工进度快、工期可控和成桩质量可得到保证等特点。
若成孔位置地质土体属于包含有超厚膨胀土层、淤泥层、软弱层等复杂地质土体，在施工过程中出现塌孔，缩径，扩孔等情形时，采用高压旋喷桩处理。高压旋喷桩加固适用于淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土等超厚复杂地质的土体加固处理，处理后再进行旋挖灌注桩的施工。
S2.根据所述地质情况确定成孔位置高压旋喷桩施工上下标高；
根据地勘报告确认的地质情况确定高压旋喷桩的标高计算准确，保证与复杂地质搭接0.5m～2.0m，既能有效保证质量，又能良好的控制经济费用。
S3.根据旋挖灌注桩的桩径确定若干个高压旋喷桩布置方式以使每个高压旋喷桩的中心均匀排布在旋挖灌注桩的圆周上并使相邻的高压旋喷桩相互搭接。
可选地，每两个相邻的高压旋喷桩中的至多一个高压旋喷桩处于施工状态。
根据确定的高压旋喷桩布置方式，相邻的高压旋喷桩不能连续施工，应待相邻位置的桩施工完成达到一定强度后再施工；施工过程中高压旋喷桩应定位准确，同时保证施工时的垂直度。
高压旋喷桩布置方式随旋挖灌注桩直径大小的不同而不同。参考图2和3所示，直径为1m的旋挖灌注桩1设置6根高压旋喷桩，每根高压旋喷柱的直径为600mm；可选地，第一高压旋喷柱2、第二高压旋喷柱4、第三高压旋喷柱6和第四高压旋喷柱8和第五高压旋喷桩10的直径均为600mm；直径为1.2m的旋挖灌注桩3设置7根高压旋喷桩，直径为1.5m的旋挖灌注桩5设置9根高压旋喷桩，直径为1.8m的旋挖灌注桩7设置11根高压旋喷桩，直径为2.0m的旋挖灌注桩9设置12根高压旋喷桩；上述每种布置方式中相邻的高压旋喷桩相互搭接。
从而，通过上述高压旋喷桩的设置方式使若干个高压旋喷桩紧密的环绕在旋挖灌注桩的圆周上，保证了旋挖灌注桩各个角度施工的均一性和稳定性，从而与现有的处理方式相比，较好的实现了对土体的加固，确保了后期桩的施工质量，加快了工程进度。
从而，本发明实施例通过根据地勘报告确定成孔位置的复杂地质土体的地质情况；根据所述地质情况确定成孔位置高压旋喷桩施工上下标高；根据旋挖灌注桩的桩径确定若干个高压旋喷桩布置方式以使每个高压旋喷桩的中心均匀排布在旋挖灌注桩的圆周上并使相邻的高压旋喷桩相互搭接，实现了对复杂地质土体的加固，良好的控制了后期桩施工质量，也确保了工程工期进度。
进一步的，所述地质情况包括复杂地质土体范围、深度和/或土层特性。
进一步的，所述高压旋喷桩喷射注浆的方式为单管法。
进一步的，所述高压旋喷桩的直径为0.6m；相邻的高压旋喷桩相互搭接100mm；高压旋喷桩的两端与复杂地质上下层分别搭接0.5m～2.0m。
进一步的，高压旋喷桩一端同土层搭接2m，另一端同土层搭接1m。
进一步的，所述高压旋喷桩喷射的注浆液包括：普通硅酸盐水泥P.O42.5R和水；所述普通硅酸盐水泥P.O42.5R和水的水灰比为1.2:1。
进一步的，所述高压旋喷桩喷射浆液的参数包括：压力为25MPa、流量为90L/min、喷嘴孔径为2～3mm、喷嘴个数为2个、灌浆管外径为45mm、提升速度为25cm/min和/或旋转速度为16-20r/min。
进一步的，所述旋挖灌注桩的直径为1.0-2.0m；所述高压旋喷桩的数量为6-12根。
进一步的，所述高压旋喷桩喷射的注浆液的浆液密度为1445kg/m3，水泥平均用量236.5kg/m，冒浆量平均为注浆量的15％。
具体施工参数如下表1。
表1
Figure BDA0003403623170000051
当在淤泥层、软弱层等不良地质位置成孔，出现塌孔，缩径，扩孔现象时，采用C15早强素砼已无法处理时，可采用高压旋喷桩先进行加固处理，然后进行旋挖灌注桩的钻进施工；操作流程为如下：
1.根据地勘报告，确认成孔位置复杂地质情况，如：复杂地质范围，深度，土层特性；
2.根据地勘报告，确定高压旋喷桩施工上下标高；
3.根据旋挖灌注桩桩径，确定高压旋喷桩布置方式；喷射注浆采用单管法，高压旋喷桩单桩直径0.6m，高压旋喷桩上部同土层搭接2m，下部同土层搭接1m。高压旋喷桩中心点在桩圆周上，高压旋喷桩相互搭接100mm且均匀排布。不同桩径高压旋喷桩加固布置参考图2和图3。
具体示例如下。
如图4所示，成都天府国际机场场址位于简阳市芦葭镇，距成都市中心天府广场约51.5公里。中国华西企业股份有限公司承建的成都天府国际机场航站区土建工程施工总承包二标段合同造价为21.45亿元，地上主体4层，局部有4层上夹层，地下2层(局部B2层为APM)，建筑面积约27.16万平方米，陆侧高架桥檐口最高点34.15米，空侧檐口高度17.35～19.35米，屋面最高点44.85米。I TC地上主体5层，地下2层，建筑面积约3.68万平方米，檐口高度23.8米。本工程T2航站楼±0.00相当于绝对标高441.05m，I TC大楼±0.00相当于绝对标高439.4m。
T2航站楼工程桩2903根，支护桩1054根，根据地勘报告，原场地场貌复杂，丘陵、鱼塘、农田、林地各种交替，局部位置为房屋，后经场地大土方平整，丘陵位置被开挖，鱼塘、农田等位置回填，根据地勘资料显示，存在软弱土层和膨胀土层区域等复杂地质，大面积淤泥层厚度从8m-12m不等。在前期施工过程中，发现在复杂地质区域施工的桩施工桩158根，其中塌孔46根，比例高达30％；桩成孔过程中明显缩径14根，浇筑后混凝土回沉1根，加上塌孔整个比例接近40％，主要分类为：
1.桩基施工区域存在大面积7～9m深、直径0.6m碎石桩+0.5m厚排水板(排水板在-5m左右)，排水板层地下水丰富，碎石桩+排水板区域，桩成孔过程中穿过排水板,并且大部分同碎石桩相交，地下水丰富，且水位较高，出现孔壁大量垮塌，影响桩身质量；现场旋挖出的碎石桩参考图5所示。
2.在桩施工过程中，现场旋挖出大量的淤泥层，桩在淤泥层中成孔，出现塌孔现象，局部出现缩径和扩孔现象，部分桩在砼浇筑完成后出现了回沉现象，回沉高达1.5m，参考图6和7所示。
3.旋挖灌注桩在膨胀土层成孔时，上部容易出现大面积塌孔，参考图8所示。
项目部分析塌孔情况，结合工程工期紧、任务重的特点，针对旋挖灌注桩孔位塌孔，缩径，扩孔等情况，采取了C15早强素砼回灌和本发明实施例的高压旋喷桩加固的方式进行处理参考图9和图10所示。顺利的完成了旋挖灌注桩施工，经后期统计，在软弱地质的位置，先行施工高压旋喷桩做加固处理后，再进行旋挖灌注桩施工，成孔过程中未出现塌孔及缩径等其他问题，且经过后期桩检测，桩身质量良好，共计244根桩，全为一类桩。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，其特征在于，包括：
根据地勘报告确定成孔位置的复杂地质土体的地质情况；
根据所述地质情况确定成孔位置高压旋喷桩施工上下标高；
根据旋挖灌注桩的桩径确定若干个高压旋喷桩布置方式以使每个高压旋喷桩的中心均匀排布在旋挖灌注桩的圆周上并使相邻的高压旋喷桩相互搭接。
2.如权利要求1所述基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，其特征在于，所述地质情况包括复杂地质土体范围、深度和/或土层特性。
3.如权利要求1所述基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，其特征在于，所述高压旋喷桩喷射注浆的方式为单管法。
4.如权利要求1所述基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，其特征在于，所述高压旋喷桩的直径为0.6m；相邻的高压旋喷桩相互搭接100mm；高压旋喷桩的两端与复杂地质上下层分别搭接0.5m～2.0m。
5.如权利要求4所述基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，其特征在于，高压旋喷桩一端同土层搭接2m，另一端同土层搭接1m。
6.如权利要求1所述基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，其特征在于，所述高压旋喷桩喷射的注浆液包括：普通硅酸盐水泥P.O42.5R和水；所述普通硅酸盐水泥P.O42.5R和水的水灰比为1.2:1。
7.如权利要求1所述基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，其特征在于，所述高压旋喷桩喷射浆液的参数包括：压力为25MPa、流量为90L/min、喷嘴孔径为2～3mm、喷嘴个数为2个、灌浆管外径为45mm、提升速度为25cm/min和/或旋转速度为16-20r/min。
8.如权利要求4所述基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，其特征在于，所述旋挖灌注桩的直径为1.0-2.0m；所述高压旋喷桩的数量为6-12根。
9.如权利要求8所述基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，其特征在于，每两个相邻的高压旋喷桩中的至多一个高压旋喷桩处于施工状态。
10.如权利要求6所述基于旋挖灌注桩的复杂地质土体加固方法，其特征在于，所述高压旋喷桩喷射的注浆液的浆液密度为1445kg/m3，水泥平均用量236.5kg/m，冒浆量平均为注浆量的15％。
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