專利名稱：一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為建筑工程地基處理領(lǐng)域中， 一種用于地基加固的高壓旋噴樁施工工藝。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)使用的用于地基加固的高壓旋噴樁施工方法通常是在確定樁中心位置后， 利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至土層設(shè)計標(biāo)高，以高壓設(shè)備使化學(xué)漿液以高壓流的 形式從噴嘴中噴射出來，沖擊旋切土體，同時鉆桿一邊以一定的速度旋轉(zhuǎn)， 一邊以一定 的速度逐漸向上提升，使?jié){液與土粒強制混合，待漿液凝固后，便在土中形成一個具有 一定強度的固結(jié)體。該方法具有施工方便，工藝簡單，地基加固見效快，耐久性好，施 工工期短等優(yōu)點，而且土體因旋噴施工過程中的壓縮，也提高了承載能力，與固結(jié)體共 同作用，形成承載能力顯著提高的復(fù)合地基。因此，高壓旋噴樁在建筑領(lǐng)域得到了廣泛 的應(yīng)用。如申請?zhí)枮?00510051547.5的中國發(fā)明專利公開了一種往復(fù)式高壓噴射灌漿 地基防滲加固方法和設(shè)備，融鉆孔和高噴為一體，在鉆桿內(nèi)安裝水或漿和氣高壓噴射管 路，配備輸送漿、水和氣及提升設(shè)備，將鉆灌一體的步履式臺車移動至鉆孔位置，進行 鉆進施工，鉆進時高壓注漿泵輸送高壓介質(zhì)，需要時打開空壓機輸送高壓氣體，高壓介 質(zhì)對鉆孔周圍原始地層進行噴射、切割形成空腔，并制成混合液體，到達(dá)設(shè)計深度后再 由下而上進行高壓噴射灌漿。但是該方法采用高噴樁機直接下鉆成孔，靠樁機的自重進 行鉆桿下沉，只適用表層為軟弱土層的成樁。而在實際施工過程中，滿足這種施工條件 的施工場地較少，多數(shù)場地表層均為塘渣層或雜填土層，給鉆機下鉆造成困難；如果強 行下鉆，則極易造成設(shè)備的損耗。因此，采用上述方法，施工時存在設(shè)備損耗高，施工 效率低下，施工工期長，甚至導(dǎo)致無法施工等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種施工簡單方便、施工 效率高、設(shè)備損耗少、成本低而且適用于各種土質(zhì)的地基加固的高壓旋噴樁施工工藝。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為 一種地基加固的高壓旋噴樁施工工 藝，包括以下步驟(1) 按施工圖紙確定高壓旋噴樁的中心點。
(2) 采用引孔機械在中心點處進行引孔，直到穿透硬質(zhì)地層。
(3) 高噴樁機就位，將高噴鉆機調(diào)整平穩(wěn)，使其鉆頭對準(zhǔn)中心點，并調(diào)整鉆桿角 度使之與設(shè)計樁傾斜角度一致。
(4) 開開啟高噴鉆機，待正常運轉(zhuǎn)后，再緩慢下沉鉆具鉆進，同時開啟注槳泵向 注漿孔內(nèi)送水，直至到達(dá)設(shè)計深度。
(5) 將拌制好的化學(xué)漿液傾入過濾集料斗，將高壓泵由送水改為送漿，開啟送漿 泵送漿，在樁底噴射10-40秒鐘(具體要根據(jù)不同的樁徑、土質(zhì)確定旋噴停留時間)， 然后邊旋轉(zhuǎn)邊提升，旋轉(zhuǎn)速度和提升速度都按照設(shè)計規(guī)范要求進行，直至達(dá)到設(shè)計樁頂 標(biāo)高為止。
為了取得更好的技術(shù)效果，進一步的技術(shù)措施還包括
上述的步驟(2)中的引孔是采用動力沖孔，成孔直徑為11厘米至20厘米。
上述的步驟(2)中的引孔是采用鉆機成孔，其是利用鉆桿旋轉(zhuǎn)進行成孔，成孔直 徑為11厘米至60厘米。
上述的步驟(2)中的引孔是采用潛風(fēng)鉆引孔，其采用空氣壓縮機提供動力進行潛 孔沖擊旋轉(zhuǎn)成孔，成孔直徑為6.5厘米至16.8厘米。
上述的步驟(5)中的化學(xué)漿液主要是采用水和水泥按照l: 0.8 1.5的比例配置； 在放料順序中，應(yīng)先在攪拌桶內(nèi)放入清水，再根據(jù)水灰比倒入水泥及外加劑，攪拌時間 至少為3分鐘。
上述的步驟(5)中的旋轉(zhuǎn)速度是O—115轉(zhuǎn)/分鐘，提升速度是0-l.lm/min 上述的步驟(5)完成后，采用水泥槳液進行二次回灌。
上述的二次回灌是利用高噴樁機進行二次高壓旋噴注漿，提升速度減慢，直到樁孔 內(nèi)漿液面不再下沉為止。
上述的二次回灌是利用高壓管輸送一定壓力的化學(xué)漿液直接輸送至樁孔內(nèi)的設(shè)計 標(biāo)高進行低壓注漿，直到樁孔內(nèi)漿液面不再下沉為止。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在高噴樁機下鉆之前，采用引孔機械在中心點處進行引孔， 直到穿透砼基礎(chǔ)及塘渣層。由于引孔機械可以穿透砼棊礎(chǔ)及塘渣層等硬質(zhì)地層，然后在 此基礎(chǔ)上再采用高噴樁機進行施工，因此，可以適用于表層較硬的各種不同土質(zhì)，施工 效率高，而且設(shè)備損耗小，成本低。
具體實施例方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。 實施案例1
本項目為寧波鋼廠地基加固工程，施工場地為長方型，長600余米，寬24米，兩邊 各有兩條輸送帶基礎(chǔ)，樁位離基礎(chǔ)最近約20cm?？偣て跒?0天；樁型采用高壓旋噴樁， 樁長為5-14. 5米，樁徑800mra，間距1. 5米，梅花型布置，工程量總共約為7萬米(成 樁總長)。地質(zhì)情況，表層為回填塘渣層約2.5—4米較為密實，下層為淤泥質(zhì)粘土層。 設(shè)計意圖是要將整個場地膠結(jié)成塊，增大受力面積，提高承載力。
施工難點塘渣層高噴樁成孔困難不易下鉆、工期較緊、兩側(cè)樁位離設(shè)備基礎(chǔ)距離近、 設(shè)備損耗大。 '
為了能解決工程中的復(fù)雜難點問題，我方主要采用了兩種工藝，簡要步驟及注意事 項如下
(1) 定位
確定高壓旋噴樁的中心點，在本實施案例中，現(xiàn)場樁定位根據(jù)業(yè)主提供的基準(zhǔn)點以 及現(xiàn)場設(shè)備基礎(chǔ)的相對位置進行施工測量放線，并在地坪或設(shè)備基礎(chǔ)上用不同顏色進行 標(biāo)示確定樁的中心點，再根據(jù)樁中心點進行引孔。
(2) 引孔 引孔工藝一
動力沖孔主要是利用常用的破碎機的動力頭和長桿錘頭進行沖孔，直至穿透塘渣
層為止，在本工程中其成孔直徑為16厘米，此直徑滿足下鉆鉆桿直徑； 注意事項
1. 在錘頭定位中要保證錘桿的垂直度。
2. 保護樁孔，為了防止塌孔或大的塊石掉入孔內(nèi)導(dǎo)致已引樁孔破壞，在成孔后立 刻用砂進行回灌，并作好孔位記號。
優(yōu)點
效率高， 一臺沖孔機可以配合多臺高噴機進行施工。
成本低，與其它引孔設(shè)備相比可省2/3。
設(shè)備損耗少，能適應(yīng)不同的塘渣層及雜填土層。
引孔工藝二采用潛風(fēng)鉆進行引孔主要是利用空氣壓縮機提供動力進行潛孔成 L，本工程該 設(shè)備主要用于兩側(cè)靠設(shè)備基礎(chǔ)距離較近的樁進行引？L，直至穿透塘渣層或雜填層為 止，成孔直徑為15cm，此直徑滿足下鉆鉆桿直徑。 注意事項
1. 在錘頭定位中要保證綞桿的垂直度。
2. 保護樁孔，為了防止塌孔或大的塊石掉入孔內(nèi)導(dǎo)致已引樁孔破壞，在成孔后 立刻用砂進行回灌，并作好孔位記號。
優(yōu)點
效率較高， 一臺機械可以配合兩臺高噴機進行施工。 設(shè)備損耗少，能適應(yīng)不同的塘渣層及雜填土層。 機械小移動及拆裝方便，可適用于不同環(huán)境及場地(包括室內(nèi)施工)。
(3) 高噴樁機就位，將高噴鉆機調(diào)整平穩(wěn)，使^鉆頭對準(zhǔn)中心點，并調(diào)整鉆桿角
度使之與設(shè)計樁傾斜角度一致。
(4) 開啟高噴鉆機，待正常運轉(zhuǎn)后，再緩慢下沉鉆具鉆進，同時開啟注漿泵向注 漿孔內(nèi)送水，此做法目的主要是避免下鉆過程中泥土堵塞注漿口，直至到達(dá)設(shè)計深度。
(5) 將拌制好的水泥漿液傾入過濾集料斗，將高壓泵由送水改為送漿，開啟送漿 泵送漿，并停留在樁底噴射30秒鐘，然后邊旋轉(zhuǎn)邊提升，旋轉(zhuǎn)速度是20轉(zhuǎn)/分鐘，提 升速度是20厘米/分鐘，直至設(shè)計樁頂標(biāo)高為止。其中，水泥漿液是采用水和普通硅酸 鹽水泥按照h 1.2的比例配置；在放料順序中，應(yīng)先在攪拌桶內(nèi)放入清水，再根據(jù)水 灰比倒入水泥，攪拌時間為3分鐘。
(6) 噴射灌漿結(jié)束后，由于水泥漿液在受壓力的狀態(tài)下沿土層中的孔隙會滲透， 導(dǎo)致水泥漿液面下沉，使樁頂?shù)臉?biāo)高不足。為了解決上述情況，步驟(5)完成后，采 用水泥漿液進行二次回灌。其中二次回灌是利用高噴樁機進行二次高壓旋噴注漿，提升 速度減慢，直到樁孔內(nèi)漿液面不再下沉為止。
本實施案例具有效率高，施工成本低，工期短，設(shè)備損耗少，能穿透塘渣層和夾層 等優(yōu)點。
實施案例2
本工程為浙江軍港船廠船塢擴建項目，主要樁型采取高壓旋噴，樁徑1.2m，樁長為 5-12米。地質(zhì)情況水深8米，水底下砼基礎(chǔ)厚度為2. 5米，回填礫石層為1-2米不 等，最底部為基巖。設(shè)計意圖是想通過高噴樁把砼底部的礫石層進行膠結(jié)，防止施工中在海水強大水壓力下滲透該層，造成施工困難。
施工難點主要引孔困難，要穿透2.5米的砼層及礫石層。
為了能解決工程中的該難點問題，我方經(jīng)研究采用了鉆機引孔工藝，根據(jù)本工程特 點簡要步驟及注意事項如下 ' (1)定點
確定高壓旋噴樁的中心點，由于表層有8米深的水，不能采用常規(guī)的定位；故采用 在平臺架上根據(jù)施工圖紙拉十字線，用不同顏色的筆作好記號進行定位。 (2)引孔工藝
采用鉆機進行引孔，利用鉆機動力帶動鉆桿高速旋轉(zhuǎn)，穿過混凝土層及礫石層成
孔，本工程成孔直徑為128mm，此直徑滿足高噴鉆桿直徑要求。 注意事項
1. 按照定位點鉆機旋轉(zhuǎn)引孔，要時刻注意鉆桿的垂直度。
2. 在穿過砼層后要沿鉆桿安裝套管，防止在礫石層造成塌孔。
3. 保護樁孔，為了防止塌孔或大的塊石掉入孔內(nèi)導(dǎo)致已引樁孔破壞，在成孔后立 刻用砂進行回灌，并在孔口處插入9米的鋼筋引出水面作好孔位記號。
4. 高噴樁鉆桿沿鋼筋直接下鉆找孔，確認(rèn)孔位正確后進行施工。 優(yōu)點
效率較高， 一臺機械可以配合兩臺高噴機進行施工。 設(shè)備損耗少，能適應(yīng)不同的雜填土層及砼設(shè)備基礎(chǔ)。 機械小移動及拆裝方便，可適用于不同環(huán)境及場地，其中包括室內(nèi)施工。
(3) 高噴樁機就位，將高噴鉆機調(diào)整平穩(wěn)，使其鉆頭對準(zhǔn)中心點，并調(diào)整鉆桿角
度使之與設(shè)計樁傾斜角度一致。 .
(4) 開啟高噴鉆機，待正常運轉(zhuǎn)后，再緩慢下沉鉆具鉆進，同時開啟注漿泵向注 漿孔內(nèi)送水，直至到達(dá)設(shè)計深度。
(5) 將拌制好的水泥漿液傾入過濾集料斗，將高壓泵由送水改為送漿，開啟送漿 泵送漿，并停留在樁底噴射40秒鐘，然后邊旋轉(zhuǎn)邊提升，旋轉(zhuǎn)速度是20轉(zhuǎn)/分鐘，提 升速度是15厘米/分鐘，直至設(shè)計樁頂標(biāo)高為止。其中水泥漿液是采用水和普通硅酸鹽 水泥按照1: 0.8的比例配置；在放料順序中，應(yīng)先在攪拌桶內(nèi)放入清水，再根據(jù)水灰 比倒入水泥及外加劑，攪拌時間為5分鐘。
本實施案例適用于混凝土基礎(chǔ)、塘渣、巖層及不同土層的成孔，成孔最深深度可達(dá)到80米，具有施工占地面小，深度深，成孔直徑變幅大，可以滿足不同高壓旋噴樁鉆 桿粗細(xì)工藝需要，能穿透不同土層的優(yōu)點。
根據(jù)上述的實施案例中，在噴射過程作業(yè)人員應(yīng)及時的作好施工記錄，值班技術(shù)人 員應(yīng)隨時檢査各環(huán)節(jié)運行情況及各種工藝上的參數(shù)，并據(jù)具體情況采取下列措施-
一、 接、卸換管要快，防止塌孔和堵嘴；
二、 噴射因故障中斷，應(yīng)酌情處理 '
1、 因機械故障或突然停電停水，要及時的清理機械內(nèi)的漿液，防止由于停頓時間 長導(dǎo)致漿液在機械內(nèi)凝固；要盡量縮短中斷時間，及早恢復(fù)灌漿。
2、 如中斷時間超過l小時，要采取補救措施。
3、 恢復(fù)噴射時，噴射管要多下0.1m，保證凝結(jié)體的連續(xù)性。
4、 不同地質(zhì)采用不同引孔方法。 本發(fā)明的方法不僅能應(yīng)用于地基的加固，還可以應(yīng)用于其他方面，比如當(dāng)基礎(chǔ)底拖
空嚴(yán)重時，為了能填充密實可根據(jù)現(xiàn)場情況在四周增加注漿孔或按照施工圖紙上布置。 注漿的主要效果是隨著土體的壓密和漿液的擠入，將在壓漿點周圍形成燈泡形空間，并 因漿液的擠壓作用而產(chǎn)生輻射狀上臺力，從而引起地層局部隆起達(dá)到拖空處填實效果， 從而起到糾正地面建筑物不均勻沉降的作用。
雖然本發(fā)明已通過參考優(yōu)選的實施例進行了描述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。
權(quán)利要求
1、一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝，其特征在于包括以下步驟(1)按施工圖紙確定高壓旋噴樁的中心點。(2)采用引孔機械在中心點處進行引孔，直到穿透硬質(zhì)地層。(3)高噴樁機就位，將高噴鉆機調(diào)整平穩(wěn)，使其鉆頭對準(zhǔn)中心點，并調(diào)整鉆桿角度使之與設(shè)計樁傾斜角度一致。.(4)開啟高噴鉆機，待正常運轉(zhuǎn)后，再緩慢下沉鉆具鉆進，同時開啟注漿泵向注漿孔內(nèi)送水，直至到達(dá)設(shè)計深度；(5)將拌制好的化學(xué)漿液傾入過濾集料斗，將高壓泵由送水改為送漿，開啟送漿泵送漿，并停留在樁底噴射10秒鐘至40秒鐘，然后邊旋轉(zhuǎn)邊提升，旋轉(zhuǎn)速度和提升速度都按照設(shè)計規(guī)范要求進行，直至設(shè)計樁頂標(biāo)高為止。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝，其特征在于所 述的步驟(2)中的引孔是采用動力沖孔，成孔直徑為11厘米至20厘米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝，其特征在于所 述的步驟(2)中的引孔是采用鉆機成孔，其是利用，桿旋轉(zhuǎn)進行成孔，成孔直徑為11 厘米至60厘米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝，其特征在于所 述的步驟(2)中的引孔是采用潛風(fēng)鉆引孔，其采用空氣壓縮機提供動力進行潛孔沖擊 成孔，成孔直徑為6. 5厘米至16. 8厘米。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工 藝，其特征在于所述的步驟(5)中的水泥漿液是采用水和水泥按照1:0.8 1.5的 比例配置；在放料順序中，應(yīng)先在攪拌桶內(nèi)放入清水，再根據(jù)水灰比倒入水泥及外加劑， 攪拌時間至少為3分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝，其特征在于所述的步驟(5)中的旋轉(zhuǎn)速度是0轉(zhuǎn)/分鐘至115轉(zhuǎn)/分"，提升速度是Om/min至1. lm/min。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝，其特征在于所 述的步驟(5)完成后，采用所述的水泥漿液進行二次回灌。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝，其特征在于所述的二次回灌是利用高噴樁機進行二次高壓旋噴注漿，提升速度減慢，直到樁孔內(nèi)漿液 面不再下沉為止。
9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝，其特征在于所 述的二次回灌是利用高壓管輸送一定壓力化學(xué)漿液直接輸送至樁孔內(nèi)的設(shè)計標(biāo)高進行 低壓注漿，直到樁孔內(nèi)漿液面不再下沉為止。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝。其包括以下步驟1.確定高壓旋噴樁的中心點；2.采用引孔機械在中心點處進行引孔，直到穿透砼基礎(chǔ)及塘渣層；3.高噴樁機就位，將高噴鉆機調(diào)整平穩(wěn)，使其鉆頭對準(zhǔn)中心點，并調(diào)整鉆桿角度使之與設(shè)計樁傾斜角度一致；4.開啟高噴鉆機的高壓注漿泵，待正常運轉(zhuǎn)后，再緩慢下沉鉆具鉆進成孔的同時向注漿孔內(nèi)送水，直至到達(dá)設(shè)計標(biāo)高；5.將拌制好的化學(xué)漿液傾入過濾集料斗，將高壓泵由送水改為送漿，開啟送漿泵送漿，并停留在樁底噴射20-40秒，然后邊旋轉(zhuǎn)邊提升，至設(shè)計樁頂標(biāo)高為止。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有適用于表層較硬的各種不同土質(zhì)，且施工效率高、成本低、設(shè)備損耗小，可以適合不同施工環(huán)境的優(yōu)越性。
文檔編號E02D5/34GK101429766SQ20081016263
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者吳哲慧 申請人:吳哲慧