專利名稱：樁間土改性帷幕的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)地基加固樁間土層或邊坡加固樁間土層進(jìn)行改性處理的施工方法。
在已成建筑物的地基或邊坡附近進(jìn)行道路、房屋建筑的施工，為了避免因開挖土層而導(dǎo)致已成建筑物的開裂、地基不均勻沉陷，需要對(duì)已成建筑物的鄰近欲施工地段的地基或邊坡進(jìn)行加固。日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_昭55-72513公開了一種對(duì)樁間土加固的施工方法，它用一根大直徑螺旋鉆桿，兩根小直徑螺旋鉆桿組成一套鉆具，在兩已成的加固樁間土層間旋轉(zhuǎn)，然后輸入改性加固材料形成樁間帷幕達(dá)到防滲目的，這種施工方法是在普通氣壓下以螺旋葉片鉆進(jìn)，攪碎土層，在實(shí)施中，存在下述三個(gè)問(wèn)題①旋轉(zhuǎn)的攪碎葉片不易鉆過(guò)復(fù)蓋在松軟地層上的礫石層，因而很難在復(fù)雜的地層中施工而達(dá)到預(yù)定的加固深度。
②如在較深的均勻軟土地基中使用，對(duì)鉆具本身的強(qiáng)度及鉆具長(zhǎng)度的連接密封工藝復(fù)雜，從而也限制了它的使用深度。
③距已成建筑物的最小距離，受鉆具旋轉(zhuǎn)葉片的限制，不易在小于欲加固邊坡1米的范圍內(nèi)設(shè)加固樁。
英國(guó)專利申請(qǐng)GB1555399公開了一種地面下連續(xù)樁的施工方法，它由前后兩排不同時(shí)間施工的樁形成連續(xù)墻，防止欲加固邊坡的滲漏?；蛘咭慌疟舜嗣芸康臉叮瑢?duì)其間距較小的樁間土用材料密封，這種施工方法要求較小的樁間距，旋轉(zhuǎn)葉片同樣存在不易通過(guò)復(fù)蓋在其上的硬質(zhì)顆粒層問(wèn)題。
美國(guó)專利US3969902公開了一種連續(xù)樁和樁間土的施工方法，它使用一種旋轉(zhuǎn)葉片、樁管中有雙層管、外管側(cè)向設(shè)噴頭、噴出集合料，內(nèi)管在樁尖處設(shè)噴頭，噴出改性加固料或水，它在常規(guī)壓力下用旋轉(zhuǎn)葉片鉆進(jìn)，因而仍然存在前述的不足。
本發(fā)明的目的是提出一種新的對(duì)樁間土加固的施工方法，它采用高壓水壓快速鉆進(jìn)，利用同一套鉆機(jī)對(duì)樁間土進(jìn)行改性加固，利用高壓使改性液體滲入至土址顆粒的每一角落，從而達(dá)到在使樁間土層防滲、防坍塌的同時(shí)，又能做到保持已成樁及已成建筑物的穩(wěn)定。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是使這種施工方法能夠快速穿過(guò)預(yù)定加固樁基礎(chǔ)深度以上的礫石夾層或其它堆積層。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是使施工能夠靠緊已成建筑物開挖邊坡、擴(kuò)大施工范圍，簡(jiǎn)化了施工工具并加速施工進(jìn)度。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種樁間土改性帷幕的施工方法，對(duì)按間隔排列的護(hù)坡樁中間的樁間土，用高壓水射流噴射通過(guò)欲加固地層至預(yù)定設(shè)計(jì)深度之后，高壓灌注改性液體加固地層，該法包括(1)用公知的鉆機(jī)升降鉆桿，該鉆機(jī)與鉆桿接頭可旋轉(zhuǎn)連接接通水池的高壓泵通過(guò)高壓管與鉆桿連通，在鉆桿靠近鉆頭端對(duì)稱設(shè)置或呈等腰三角形設(shè)置噴射口，使高壓射流噴射粉碎攪拌鉆桿噴射口周圍土層，該噴射口隨著鉆桿朝地面以下旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)移動(dòng);
(2)待鉆桿達(dá)到欲加固地層的預(yù)定設(shè)計(jì)深度之后，接通改性液的高壓泵通過(guò)高壓管與鉆桿連通，在鉆桿的噴射口處噴射高壓改性液體加固噴射口周圍土層，該噴射口隨著鉆桿往上提升旋轉(zhuǎn)上升或不旋轉(zhuǎn)上升;
(3)改性液體，包括公知的水泥漿，水泥粉煤灰漿，水泥石灰漿，或水玻璃，其中水泥與添加劑組合漿加早強(qiáng)減水劑。
高壓泵輸入壓力在10～35兆帕/cm2之間。鉆桿鉆進(jìn)與灌漿的主要工藝參數(shù)為鉆桿升降速度25厘米/分;
旋轉(zhuǎn)速度20轉(zhuǎn)/分;
噴咀直徑Φ1.5mm～5mm。
高壓水與高壓改性液體共用一套高壓泵與高壓管，將吸漿管放入水池，開動(dòng)高壓泵得到的高壓水，通過(guò)鉆桿噴射口向土層噴射;將吸漿管放入改性液池，開動(dòng)高壓泵得到的高壓水，通過(guò)鉆桿噴射口向土層噴射，在鉆桿旋轉(zhuǎn)上升或不旋轉(zhuǎn)上升過(guò)程中，將噴射的改性液體滲入欲加固土層。
本發(fā)明具有下述特點(diǎn)1.在鄰近已成建筑物50cm距離處都可以施工，有效地減緩水位下降的變化，保持已成建筑物穩(wěn)定，使已成建筑物的沉陷在允許范圍內(nèi)。
2.施工條件簡(jiǎn)化，鉆孔定位、垂直度限制比前述現(xiàn)有施工方法低。
3.樁間土改性效果顯著，能夠使原加固樁保持穩(wěn)定、施工布置間距可以擴(kuò)大，從而減少樁數(shù)1/3。
4.施工工序簡(jiǎn)單、操作人員僅需5～6人。降低成本16.5%。
5.較常規(guī)施工方法提高工效10%。
6.適用于有地下水及上面復(fù)蓋比較堅(jiān)硬礫石層或堆積層的松軟地層。


圖1為改性土鉆進(jìn)及灌注改性材料工作原理示意圖。
圖2為帷幕樁示意圖。
圖3為帷幕樁A-A剖面示意圖。
圖4A為鉆頭噴射口示意圖。
B為噴射口雙向布置示意圖。
C為噴射口三向布置示意圖。
圖5A為改性土帷幕示意圖。
B改性土帷幕工作程序示意圖。
圖6為實(shí)施例。
現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明參見圖1～5用鉆機(jī)1在已事先打入的護(hù)坡樁11之間鉆樁間孔14，鉆機(jī)可以采用機(jī)械牽引、液壓傳動(dòng)或履帶吊方式通過(guò)纜繩2升降鉆桿3，在鉆桿3的末端螺紋連接鉆頭4，鉆桿3是空心鋼管，在靠近鉆頭上端留噴射口12，噴射口的位置視加固與改性的需要可以在兩側(cè)設(shè)置，或在圓形鉆頭上呈三角形排列。噴射口的內(nèi)部呈流線形。高壓泵6與高壓管5、吸漿管7固定連接，吸漿管7從水池8中吸入的水，通過(guò)高壓泵6及高壓管進(jìn)入鉆機(jī)的鉆桿3，從噴射口12噴出高壓水，壓力達(dá)到10～35兆帕/cm2。鉆桿3通過(guò)可旋轉(zhuǎn)鉆桿接頭與鉆機(jī)連接。高壓泵5與鉆桿接頭邊緣用O型圈密封連接，鉆探深度增加時(shí)，鉆桿之間螺紋連接，連接處用O型圈密封。如欲灌注改性液體時(shí)，將吸漿管7插入改性液池9，該改性液池中存貯通過(guò)攪拌桶10攪拌按一定配合比拌合的水泥漿或水玻璃。該水泥漿的水灰比為1∶1，其中灰漿配合比(重量比)為水泥∶粉煤灰∶早強(qiáng)減水劑＝100∶20∶3，按上述配合比，其7天的強(qiáng)度可以達(dá)到28天強(qiáng)度的50%，從而可以提前開挖基坑或邊坡。也可以采取其它改性材料與其它配合比來(lái)達(dá)到早強(qiáng)目的。水泥漿水灰比的比例也可以根據(jù)需要調(diào)整。
其工程程序如圖5，首先，對(duì)欲開挖地層鉆入或打入護(hù)坡樁11，對(duì)二個(gè)護(hù)坡樁11中間的樁間土鉆孔14，高壓水通過(guò)空心鉆桿3，至噴射口12噴出破碎并攪拌地層中的土，隨著空心鉆桿3的向下移動(dòng)，高壓噴射水柱15也隨之下降，直至預(yù)定深度。高壓水噴射成孔以后，將吸漿管7移至吸漿池9，開動(dòng)高壓泵6，通過(guò)鉆桿3下部的噴射口12噴射改性液體16，強(qiáng)化并對(duì)鉆桿周圍土壤改性，這種改性加固的過(guò)程是由下而上進(jìn)行的，即隨著鉆桿3的旋轉(zhuǎn)提升，土層自下而上得到改性加固。這一成孔及加固的過(guò)程，是在短時(shí)間內(nèi)完成的，因而不致因高壓水噴射而威脅已成護(hù)坡樁的穩(wěn)定與安全。鉆桿3的上升與下降方式，通過(guò)固定在鉆桿3上的旋轉(zhuǎn)開關(guān)17可以采取旋轉(zhuǎn)方式或不旋轉(zhuǎn)方式。
本發(fā)明的施工方法適用于淤泥層、流砂層、粉砂層、輕亞粘土、濕陷性黃土層、礫石層、回填土層及各種含水地層以及它們的組合地層。
本發(fā)明護(hù)坡樁及改性土的深度可達(dá)30～50米。
實(shí)施例1參見圖6在兩幢舊樓房之間開挖基坑，原設(shè)計(jì)加固帷幕Φ600mm，鋼筋混凝土護(hù)坡樁60根，每根樁都緊排在一起，地下水位-2.6米，為了確保防滲密封效果，要求帷幕護(hù)坡樁定位準(zhǔn)確樁孔垂直，不然易出現(xiàn)施工間隙，達(dá)不到穩(wěn)定已成建筑物及防止地下水滲漏的效果。
采用本發(fā)明的施工方法，其設(shè)計(jì)方案可變更為采用Φ600mm的鋼筋混凝土護(hù)坡樁40根，樁與樁之間留有300mm縫隙，這樣，護(hù)坡樁從60根減至40根，樁間土采用改性土處理后與樁連成一體形成帷幕。
施工中使用的機(jī)具包括76型震動(dòng)鉆機(jī)一臺(tái)，SNC-H300型注漿車一臺(tái);水泥漿攪拌桶一個(gè)，高壓管200米。
樁間土高壓水粉碎的主要參數(shù)為鉆桿升降速度25cm/分;水泵壓力18～20兆帕/cm2;
鉆桿旋轉(zhuǎn)速度20轉(zhuǎn)/分;噴咀直徑Φ2.5mm2個(gè);
噴咀對(duì)稱排列在鉆桿左右側(cè);
改性液體采用水泥粉煤灰漿∶水灰比1∶1;
灰漿中水泥∶粉煤灰∶SJ-1型早強(qiáng)減水劑＝100∶20∶3;
改性液7天強(qiáng)度達(dá)28天強(qiáng)度的50%;
本實(shí)施例的土層剖面自上而下為回填土(-2.0);
輕亞粘土(-4.40米);粉砂(-9.10米);
亞粘土(-12.10米);輕亞粘土(-16.00米)，亞粘土(-21.15米);
護(hù)坡樁深15米。
施工人員5～6人，降低成本16%，30米深度單孔打樁灌注作業(yè)時(shí)間僅需2小時(shí)。
實(shí)施例2欲加固回填土和粉土地層，原設(shè)計(jì)帷幕為兩排交錯(cuò)緊靠的Φ600mm加固樁，每根樁邊至邊間距為200mm，第一排為鋼筋混凝土樁64根，第二排樁設(shè)置于第一排間隙處的一側(cè)，采用Φ400mm素混凝土樁64根與第一排樁相切。這種工法施工要求高，要求準(zhǔn)確定位，其垂直度都是零，否則就會(huì)出現(xiàn)縫隙，或在Φ400mm樁施工中損壞Φ600mm的第一排樁。
采用本發(fā)明的施工方法，可以取消第二排Φ400mm的素混凝土樁，而采取樁間土改性帷幕的方案。
欲在舊樓附近開挖基坑，其加固方案是距舊樓1.3米范圍，采用護(hù)坡樁加改性土帷幕，大于1.3米距離處，采用兩排護(hù)坡樁、經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)、護(hù)坡樁加改性土帷幕地段的樁間土設(shè)有滲水現(xiàn)象，沒有泥土坍落。而采用兩排護(hù)坡樁的地段出現(xiàn)了滲水現(xiàn)象，樁間土不斷坍落，增加了基樁的施工難度。
權(quán)利要求
1.一種樁間土改性帷幕的施工方法，其特征是對(duì)按間隔排列的護(hù)坡樁中間的樁間土，用高壓水射流噴射通過(guò)欲加固地層至預(yù)定設(shè)計(jì)深度之后，高壓灌注改性液體加固地層，該法包括(1)用公知的鉆機(jī)升降鉆桿，該鉆機(jī)與鉆桿接頭可旋轉(zhuǎn)連接接通水池的高壓泵通過(guò)高壓管與鉆桿連通，在鉆桿靠近鉆頭端對(duì)稱設(shè)置或呈等腰三角形設(shè)置噴射口，使高壓射流噴射粉碎攪拌鉆桿噴射口周圍土層，該噴射口隨著鉆桿朝地面以下旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)移動(dòng)；(2)待鉆桿達(dá)到欲加固地層的預(yù)定設(shè)計(jì)深度之后，接通改性液的高壓泵通過(guò)高壓管與鉆桿連通，在鉆桿的噴射口處噴射高壓改性液體加固噴射口周圍土層，該噴射口隨著鉆桿往上提升旋轉(zhuǎn)上升或不旋轉(zhuǎn)上升；(3)改性液體，包括公知的水泥漿，水泥粉煤灰漿，水泥石灰漿，或水玻璃，其中水泥與添加劑組合漿加早強(qiáng)減水劑。
2.按權(quán)利要求1所述的樁間土改性帷幕的施工方法，其特征在于高壓泵輸入壓力在10～35兆帕/cm2之間。
3.按權(quán)利要求1所述的樁間土改性帷幕的施工方法，其特征在于鉆桿鉆進(jìn)與灌漿的主要工藝參數(shù)為鉆桿升降速度25厘米/分;旋轉(zhuǎn)速度20轉(zhuǎn)/分;噴咀直徑Φ1.5mm～5mm。
4.按權(quán)利要求1所述的樁間土改性帷幕的施工方法，其特征在于高壓水與高壓改性液體共用一套高壓泵與高壓管，將吸漿管放入水池，開動(dòng)高壓泵得到的高壓水，通過(guò)鉆桿噴射口向土層噴射;將吸漿管放入改性液池，開動(dòng)高壓泵得到的高壓水，通過(guò)鉆桿噴射口向土層噴射，在鉆桿旋轉(zhuǎn)上升或不旋轉(zhuǎn)上升過(guò)程中，將噴射的改性液體滲入欲加固土層。
全文摘要
一種樁間土改性帷幕的施工方法，對(duì)按間隔排列護(hù)坡樁中間的樁間土，用高壓水射流噴射，通過(guò)欲加固地層至預(yù)定設(shè)計(jì)深度之后，高壓灌注改性液體加固地層。從而達(dá)到使樁間土防滲、防坍塌的目的。又能做到保持已成樁及已成建筑物的穩(wěn)定。施工機(jī)具簡(jiǎn)單，工效高。本工法容易穿透覆蓋的硬質(zhì)土質(zhì)，順利達(dá)到預(yù)定深度。
文檔編號(hào)E02D3/12GK1067940SQ92109160
公開日1993年1月13日 申請(qǐng)日期1992年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月8日
發(fā)明者張平潮 申請(qǐng)人:北京市地鐵地基工程公司