本發(fā)明涉及地基施工技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種利用高壓旋噴技術(shù)提高樁的承載力的施工方法。

背景技術(shù)：

在建筑物或構(gòu)筑物設(shè)計中，若地基的軟弱土層較厚，采用淺埋基礎(chǔ)不能滿足地基強度和變形要求，常設(shè)計采用樁基。預(yù)制管樁和空心方樁是目前采用較多的兩種樁型，當(dāng)持力土層較差或土層分布不均勻時，樁基承載力往往達(dá)不到設(shè)計承載力要求時，通常采取以下幾種方法：

1、增加樁的數(shù)量：通過增加樁的數(shù)量來彌補樁承載力不足的問題。此方案一方面需要增加、一定數(shù)量的樁，另一方面需要增加上部基礎(chǔ)尺寸，在補樁數(shù)量較多的情況下，不夠經(jīng)濟。

2、增加樁長：通過增加樁長，使樁端貫入地質(zhì)條件更好的土層，來解決承載力不足的問題。此方案受制于地質(zhì)條件很明顯，如果可作為樁端持力層的土層較深，則該方案極不經(jīng)濟。

3、采用復(fù)合載體樁，通過復(fù)合載體讓上部荷載通過樁下面的復(fù)合載體，傳遞到較好的層上，目前的復(fù)合載體樁通常使用碎磚或碎石在樁端形成夯實的散體填充料，擠壓土體和影響土體造成影響，以獲得最大的承載能力。此方案施工工藝相對復(fù)雜，質(zhì)量控制比較麻煩。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種利用高壓旋噴技術(shù)提高樁的承載力的施工方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種利用高壓旋噴技術(shù)提高樁的承載力的施工方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)地質(zhì)勘探報告選擇持力層土層以及設(shè)定預(yù)制樁的樁位和標(biāo)高；

2)在設(shè)計樁位處通過錘擊或靜壓的方法將預(yù)制樁沉至設(shè)計標(biāo)高處；

3)通過預(yù)制樁上的預(yù)制樁孔將噴射灌漿管伸入預(yù)制樁端；

4)進行高壓旋噴作業(yè)。

進一步的，步驟1)中的持力層土層包括淤泥土層、淤泥質(zhì)土層、流塑土層、軟塑土層、可塑黏性土土層、粉土土層、砂土土層、黃土土層、素填土土層和碎石土土層中的一種或多種。

進一步的，步驟2)中先打出樁孔，然后再通過錘擊或靜壓的方法將預(yù)制樁沉至設(shè)計標(biāo)高處。

進一步的，打樁孔時，每打進5m時用水平尺測量機身水平和立軸垂直一次。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明結(jié)合了預(yù)制樁施工和高壓旋噴樁施工兩項施工技術(shù)，即克服了常規(guī)預(yù)制樁地基持力層土層選用的局限性，又由于采用了預(yù)制樁孔代替高壓旋噴樁鉆孔，避免了高壓旋噴樁鉆孔常見的塌孔缺陷及成孔過程中泥漿護壁帶來的環(huán)境污染，操作方便快捷，經(jīng)濟效益好，性能可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的施工方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明所述的施工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述的施工方法形成的旋噴固結(jié)體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示：

1-攪拌機；2-水泥倉；3-水箱；4-漿桶；5-高壓泥漿泵；6-鉆機；7-注漿管；8-噴頭；9-預(yù)制樁；10-滲透層；11-壓縮層；12-攪拌混合層；13-硬化劑主體層；14-旋噴固結(jié)體。

具體實施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。

本發(fā)明所述施工方法的適用范圍：

此發(fā)明相較于常規(guī)的預(yù)制樁對樁端持力層的選擇，對于淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等土層同樣適用。但對基巖和碎石土中的卵石、塊石、漂石呈骨架結(jié)構(gòu)的地層，地下水流速過大和已涌水的地基工程，地下水具有侵蝕性，應(yīng)慎重使用。

如圖1-2所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例所述的一種利用高壓旋噴技術(shù)提高樁的承載力的施工方法，包括以下步驟：

一、施工前的準(zhǔn)備

(1)高壓噴射注漿法所用灌漿材料，主要是水泥和水，必要時加入少量外加劑；

(2)主要施工機具和設(shè)備的準(zhǔn)備。如圖2所示，包括攪拌機、水泥倉、水箱、漿桶、高壓泥漿泵、鉆機、注漿管、噴頭和預(yù)制樁。

(3)施工現(xiàn)場(作業(yè)要求)。1、平整場地，清除地面和地下可移動障礙，應(yīng)采取防止施工機械失穩(wěn)的措施；2、建齊施工用的臨時設(shè)施，如供水、供電、道路、臨時房屋、工作臺以及材料庫等；3、施工平臺應(yīng)做到平整堅實，風(fēng)、水、電應(yīng)設(shè)置專用管路和線路；4、施工單位應(yīng)制定環(huán)境保護措施，施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置廢水、廢漿處理和回收系統(tǒng)；5、施工現(xiàn)場應(yīng)布置開挖冒漿排放溝和集漿坑；6、施工前應(yīng)測量場地范圍內(nèi)地上和地下管線及構(gòu)筑物的位置；7、基線、水準(zhǔn)基點，軸線樁位和設(shè)計孔位置等，應(yīng)復(fù)核測量并妥善保護；8、機械組裝和試運轉(zhuǎn)應(yīng)符合安全操作規(guī)程規(guī)定；9、施工前應(yīng)設(shè)置安全標(biāo)志和安全保護措施。

二、施工步驟

(1)測量放線：根據(jù)設(shè)計的施工圖和坐標(biāo)網(wǎng)點測量放出施工軸線。

(2)確定孔位：在施工軸線上確定孔位，編上樁號、孔號、序號，依據(jù)基準(zhǔn)點進行測量各孔口地面高程。

(3)鉆機造孔：可采用泥漿護壁回轉(zhuǎn)鉆進、沖擊套管鉆進和沖擊回轉(zhuǎn)跟管鉆進等方法。

1)鉆機6主鉆桿對準(zhǔn)孔位，用水平尺測量機體水平、立軸垂直，鉆機要墊平穩(wěn)牢固。2)鉆孔口徑應(yīng)大于噴射管外徑20～50mm，以保證噴射時正常返漿、冒漿。3)開鉆前由項目部技術(shù)組下達(dá)造孔通知書，報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后開鉆。4)造孔每鉆進5m用水平尺測量機身水平和立軸垂直1次，以保證鉆孔垂直。5)鉆進過程中為防止塌孔采用泥漿護壁，黏土泥漿容重一般為1.1～1.25g/cm³。6)鉆進過程中隨時注意地層變化，對孔深、塌孔、漏漿等情況，要詳細(xì)記錄。7)施工場地勘察資料不詳時，每間隔20m布置一先導(dǎo)孔，查看終孔時地層變化。8)鉆孔終孔深度應(yīng)大于開噴深度0.5～1.0m，以滿足少量巖粉沉淀和噴嘴前端距離。9)終孔后將孔內(nèi)殘留巖芯和巖粉撈取置換干凈，換入新的泥漿，保證高噴順利下管。10)孔深達(dá)到設(shè)計深度后，進行孔內(nèi)測斜，孔深小于30m時，孔斜率不大于1％。11)鉆孔完成后及時將孔口蓋好，以防雜物掉入孔內(nèi)。12)鉆孔記錄要填寫清楚、整潔，經(jīng)監(jiān)理、質(zhì)檢員、施工員簽字后當(dāng)天交技術(shù)組。13)采取套管跟管鉆進方法時，在起拔套管前應(yīng)向孔內(nèi)注滿優(yōu)質(zhì)護壁泥漿。14)當(dāng)采用振沖沉管時，應(yīng)保證機架和沉管(噴射管)的垂直度，滿足設(shè)計要求。

(4)測量孔深：鉆孔終孔時測量鉆桿鉆具長度，孔深大于20m時，進行孔內(nèi)測斜。

(5)下噴射管：鉆孔經(jīng)驗收合格后，方可進行高壓噴射注漿，下噴射管前檢查以下事項。1)測量噴射管長度，測量噴嘴中心線是否與噴射管方向箭一致，噴射管應(yīng)標(biāo)識尺度。2)將噴頭置于高壓水泵附近，試壓管路應(yīng)小于20m，試噴調(diào)為設(shè)計噴射壓力。3)施工時下噴射管前進行地面水、氣、漿試噴，即設(shè)計噴射壓力+管路壓力。4)設(shè)計噴射壓力+管路壓力為施工用的標(biāo)準(zhǔn)噴射壓力，更換噴嘴時重新調(diào)試。5)擺噴施工下噴射管前，應(yīng)進行地面試噴并調(diào)準(zhǔn)噴射方向和擺動角度。6)地面試噴經(jīng)驗收合格后，下入噴射管時，應(yīng)采取措施防止噴嘴堵塞。7)孔內(nèi)沉淀物較多時，應(yīng)事先準(zhǔn)備黏土泥漿，下噴射管時邊沖入泥漿邊下管。8)鉆孔當(dāng)采用套管護壁時，下入噴射管后，拔出護壁套管。9)當(dāng)采用振沖沉管時，必須滿足以上要求。10)當(dāng)噴射管下至設(shè)計深度時，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，準(zhǔn)備開噴。

(6)攪拌制漿：攪拌機1的轉(zhuǎn)速和拌和能力應(yīng)分別與所攪拌漿液類型和灌漿泵的排漿量相適應(yīng)，并應(yīng)能保證均勻、連續(xù)地拌制漿液。保證高壓噴射注漿連續(xù)供漿需量。1)按設(shè)計的水灰比拌制水泥漿液，常用水灰比為1。2)水泥漿的攪拌時間，使用高速攪拌機不少于60s；使用普通攪拌機不少于180s。3)純水泥漿的攪拌存放時間，自制備至用完的時間應(yīng)少于2.5h。4)漿液應(yīng)在過篩后使用，并定時檢測其密度。5)制漿材料稱量可采用質(zhì)量或體積計量法，其誤差應(yīng)不大于5％。6)炎熱夏季施工應(yīng)采取防熱和防曬措施，漿液溫度應(yīng)保持在5～40℃。7)寒冷季節(jié)施工應(yīng)做好機房和高壓噴射注漿管路的防寒保暖工作。8)若用熱水制漿，水溫不得超過40℃。9)漿液使用前，檢查輸漿管路和壓力表，保證漿液順利通過輸漿管路噴入地層。10)水泥漿液中需要加入適量的外加劑及摻合料構(gòu)成復(fù)合漿液，應(yīng)通過試驗確定。

(7)供水供氣：施工用高壓水和壓縮氣的流量、壓力應(yīng)滿足工程設(shè)計要求。1)單管法，施工用高壓水泥漿的密度、流量、壓力應(yīng)符合設(shè)計要求。2)兩管法，施工用高壓水泥漿和壓縮氣的流量、壓力要符合設(shè)計要求。3)三管法，施工用高壓水和壓縮氣的流量、壓力要符合設(shè)計要求。

(8)噴射注漿：高壓噴射注漿法為自下而上連續(xù)作業(yè)。噴頭可分單嘴、雙嘴和多嘴。1)當(dāng)注漿管下至設(shè)計深度，噴嘴達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，即可噴射注漿。2)開噴送入符合設(shè)計要求的水、氣、漿，待漿液返出孔口正常后，開始提升。3)高壓噴射注漿噴射過程中出現(xiàn)壓力突降或驟增，必須查明原因，及時處理。4)噴射過程中拆卸噴射管時，應(yīng)進行下落搭接復(fù)噴，搭接長度不小于0.2m。5)噴射過程中因故中斷后，恢復(fù)噴射時，應(yīng)進行復(fù)噴，搭接長度不小于0.5m。6)噴射中斷超過漿液初凝時間，應(yīng)進行掃孔，恢復(fù)噴射時，復(fù)噴搭接長度不小于1m。7)噴射過程中孔內(nèi)漏漿，停止提升，直至不漏漿為止，繼續(xù)提升。8)噴射過程中孔內(nèi)嚴(yán)重漏漿，停止噴射，提出噴射管，采取堵漏措施。9)對有特殊要求的注漿孔，可采用復(fù)噴來增加噴射長度和強度。10)噴射過程中，要記錄每個高壓噴射注漿孔施工時間全過程。

(9)冒漿：高壓噴射注漿孔口冒漿量的大小，能反映被噴射切割地層的注漿效果?？卓诿俺龅臐{液能否回收利用，取決于工程設(shè)計和冒漿質(zhì)量的好與差，工程中盡可能利用回漿。1)單管法、兩管法，孔口冒出的漿液不回收利用。2)單管法、兩管法，注漿過程中，冒漿量小于注漿量的20％時為正?，F(xiàn)象，冒漿量超過20％或完全不冒漿時，應(yīng)采取下列措施：a.當(dāng)?shù)貙又杏休^大空隙引起不冒漿時，可在漿液中摻合適量的速凝劑，縮短固結(jié)時間，使?jié){液在一定的土層范圍內(nèi)凝固，也可在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后再繼續(xù)噴射。b.當(dāng)冒漿量過大時，可通過提高噴射壓力，或加快噴射的提升速度，減少冒漿量。3)三管法，注漿過程中不冒漿，孔內(nèi)嚴(yán)重漏漿，可采取以下措施處理：a.孔口少量返漿時，應(yīng)降低提升速度，孔口不返漿時，應(yīng)立即停止提升。b.加大漿液濃度或水泥砂漿，摻入少量速凝劑。c.降低噴射壓力、流量，進行原位注漿。4)三管法，根據(jù)工程設(shè)計要求，可回收利用孔口冒出的漿液。a.在含黏粒較少的地層中進行高壓噴射注漿，孔口冒漿經(jīng)沉淀處理后方可利用。b.在黏性土或軟塑至流塑狀淤泥質(zhì)土層中注漿，其孔口冒漿不宜回收利用。

(10)旋擺提升：單嘴噴頭擺360°為旋噴；小于360°為弧噴；小于等于180°為拱噴；小于等于90°為擺噴；擺角為0°時為單向定噴。同軸雙嘴噴頭擺180°為旋噴；小于180°為雙向拱噴；小于等于90°為雙向擺噴；擺角為0°時為雙向定噴。非同軸雙嘴噴頭有90°夾角、120°夾角、150°夾角，可用于擺噴和定噴。多嘴噴頭目前國內(nèi)使用的不多。旋擺為機械旋擺和特殊環(huán)境下人工旋擺。1)高壓旋噴切割土體一周，旋擺和提升速度慢，噴射半徑長，形成樁徑大。2)高壓擺噴切割土體，擺動和提升速度慢，噴射半徑長，形成凝固體積大。3)高壓定噴切割土體，提升速度慢，噴射半徑長，形成凝固體板長。4)提升速度應(yīng)與注漿量匹配，供漿量應(yīng)滿足提速，提速應(yīng)滿足噴射半徑長度。5)高壓噴射注漿機械旋擺，形成凝固體積規(guī)則，人工旋擺，形成凝固體積不規(guī)則。6)旋擺定噴射過程中要固定噴方向樁，以便隨時檢查和防止噴方向位移。7)噴射過程中接卸換管時要檢查噴方向，防止噴射方向位移。8)按設(shè)計要求旋擺定噴射提升，自下而上至設(shè)計標(biāo)高，停止噴射，提出噴射管。9)旋噴注漿適用于細(xì)顆粒和粗顆粒松散地層，定噴注漿適用于細(xì)顆粒松散地層。a.定噴：適用于黏性土、粉土、砂土細(xì)顆粒松散地層。b.擺噴：適用于黏性土、粉土、砂土、礫石中顆粒松散地層。c.旋噴：適用于黏性土、粉土、砂土、礫石、卵石粗顆粒松散地層。

(11)成樁成墻：高壓噴射注漿凝固體可形成設(shè)計所需要的形狀，如旋噴形成圓柱狀、盤形狀，擺噴形成扇形狀、亞鈴狀、梯形狀、錐形狀和墻壁狀，定噴形成板狀。

(12)充填回灌：每一孔的高壓噴射注漿完成后，孔內(nèi)的水泥漿很快會產(chǎn)生析水沉淀，應(yīng)及時向孔內(nèi)充填灌漿，直到飽滿，孔口漿面不再下沉為止。終噴后，充填灌漿是一項非常重要的工作，回灌的好與差將直接影響工程的質(zhì)量，必須做好充填回灌工作。1)將輸漿管插入孔內(nèi)漿面以下2m，輸入注漿時用的漿液進行充填灌漿。2)充填灌漿需多次反復(fù)進行，回灌標(biāo)準(zhǔn)是：直到飽滿，孔口漿面不再下沉為止。3)對高壓噴射注漿凝固體有較高強度要求時，嚴(yán)禁使用冒漿和回漿進行充填回灌。4)對高壓噴射注漿凝固體只有抗?jié)B要求時，可以使用冒漿和回漿進行充填回灌。5)應(yīng)記錄回灌時間、次數(shù)、灌漿量、水泥用量和回灌質(zhì)量。

(13)清洗結(jié)束：每一孔的高壓噴射注漿完成后，應(yīng)及時清洗灌漿泵和輸漿管路，防止清洗不及時不徹底漿液在輸漿管路中沉淀結(jié)塊，堵塞輸漿管路和噴嘴，影響下一孔的施工。

如圖3所示，本發(fā)明施工方法形成的旋噴固結(jié)體14的結(jié)構(gòu)為由內(nèi)向外依次為硬化劑主體層13、攪拌混合層12、壓縮層11和滲透層10。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。