專利名稱：可控制壓密注漿施工工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種地基注漿施工工藝，特別是一種可控制壓密注漿施工工藝，屬于建筑工程領域。
背景技術：
地基注漿加固工藝以其投資規(guī)模小、施工設備簡單、施工占地面積小、對交通和環(huán)境影響小、加固深度易于控制等優(yōu)點，在土建、市政工程、水利電力、交通能源、隧道地鐵和礦井等地下建筑領域得到廣泛的應用。特別是城市大深度地下工程的基礎加固工程、城市房屋結(jié)構(gòu)和地下掘進機施工的糾偏等，該工藝更具得天獨厚的優(yōu)勢。然而，現(xiàn)行注漿設備、材料和檢測手段限制了該工藝的全面發(fā)展，隨著其它地基加固工藝的興起，地基注漿加固工藝已逐漸失去它的優(yōu)勢和地位。經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，程驍、張鳳祥編著的《土建注漿施工與效果檢測》，同濟大學出版社，1998年1月，第17頁，該文提到了目前使用最多的雙重鉆桿過濾管工藝和雙層管雙栓塞工藝，就這兩種工藝而言，較為突出的問題是不能使?jié){液按設計要求準確地進入預定的加固范圍，使注漿的可靠性、置信度受到質(zhì)疑。還有注漿效果檢測、計量技術的局限性和事后性，也是造成注漿加固工藝發(fā)展停滯不前的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的壓密注漿技術的不足和缺陷，提供一種可控制壓密注漿施工工藝，即采用新型的高壓、低流量注漿設備，將一種高粘度、低稠度且不易流動和含砂率高的注漿材料，按設計要求有效地注入加固土體內(nèi)，擠壓周圍土體，從而達到增強土體強度和密度、提高地基承載力、糾偏、基礎托換等目的。
本發(fā)明是由如下的技術方案實施的，具體工藝如下(1)將加固設計要求提供給指揮控制系統(tǒng)，確定材料配比、鉆孔埋管深度、拔管高度、注漿壓力及流量，進行拌漿、輸送、注漿和鉆孔、埋管、拔管的指揮控制；(2)拌漿上料系統(tǒng)進行注漿材料拌制工藝；(3)喂料輸送系統(tǒng)將拌制材料輸送至注漿系統(tǒng)；(4)注漿系統(tǒng)進行材料壓注工藝；
(5)鉆孔、埋管、拔管系統(tǒng)進行鉆孔埋管和注漿過程中的拔管工藝；(6)加固效果檢測系統(tǒng)進行注漿過程中的監(jiān)測和注漿加固后的效果檢測工藝。
以下對本發(fā)明各步驟和工藝進一步詳細描述(1)將加固設計要求提供給指揮控制系統(tǒng)，確定材料配比、鉆孔埋管深度、拔管高度、注漿壓力及流量，進行拌漿、輸送、注漿和鉆孔、埋管、拔管的指揮控制具體如下指揮控制系統(tǒng)是由計算機控制設備、通訊設備和各類參數(shù)儀表等組成，根據(jù)加固設計要求進行配比設計，然后確定材料配比、鉆孔埋管深度、拔管高度、注漿壓力及流量，由計算機發(fā)出指令，指揮拌漿上料系統(tǒng)進行工作，由通訊設備指揮鉆孔、埋管，上述工作完成后，由計算機發(fā)出指令，指揮喂料輸送系統(tǒng)將注漿材料輸送至注漿系統(tǒng)，同時指揮注漿系統(tǒng)進行壓注工作，控制系統(tǒng)通過各類參數(shù)儀表控制上料系統(tǒng)的各種材料的配比稱重、攪拌時間和質(zhì)量，注漿系統(tǒng)的壓力、流量和注漿計量，壓注完畢后，反饋指揮控制系統(tǒng)停止壓注，然后通知拔管機按設計高度拔管就位，再反饋指揮控制系統(tǒng)發(fā)出上述工作順序的指令，如此循環(huán)直至完成注漿。
(2)拌漿上料系統(tǒng)進行注漿材料拌制工藝具體如下拌漿上料系統(tǒng)是由6組儲料倉、水源、稱料裝置、送料裝置和0.5m3強制式混凝土攪拌機組成，得到指揮控制系統(tǒng)的指令后，按加料順序分別稱重，然后輸送至攪拌機進行拌制，攪拌時間為2～3分鐘，加料順序為粉煤灰—水—膨潤土—砂—水泥—外摻劑—減水劑，注漿材料配比重量百分比為水泥6～30％，粉煤灰21～41％，膨潤土4～6％，砂23～30％，水20～23％，減水劑0.55～0.75％，減水劑為聚胺類高分子聚合物，外摻劑0.25～0.35％，外摻劑為萘系縮合物。拌漿完成后，送入喂料輸送系統(tǒng)，然后進行下一盤料的拌制，該配比的坍落度5～8cm，抗壓強度R28＝3～4MPa，泌水率1.5％。
(3)喂料輸送系統(tǒng)將拌制材料輸送至注漿系統(tǒng)具體如下喂料輸送系統(tǒng)是由螺旋輸送式喂料機、輸送泵組成，得到指揮控制系統(tǒng)指令后，將拌制的注漿材料輸送至注漿系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)可進行調(diào)速、調(diào)壓和調(diào)節(jié)流量，滿足注漿系統(tǒng)正常工作的要求。短距離輸送可直接采用喂料機送料，長距離輸送須連接輸送泵共同送料。
(4)注漿系統(tǒng)進行材料壓注工藝具體如下
注漿系統(tǒng)是由變量砂漿泵、高壓動力站和砂漿計量裝置組成，其中計量裝置有稱重式或記數(shù)式二種類型，注漿泵最大壓力6MPa、最大流量30升，得到指揮控制系統(tǒng)指令后，將喂料輸送系統(tǒng)送來得注漿材料按設計壓力、流量壓入指定的孔內(nèi)，并通過計量裝置確定實際注漿量，通過監(jiān)測系統(tǒng)反饋的參數(shù)調(diào)整注漿壓力、流量，直至完成注漿，然后反饋指揮控制系統(tǒng)，進行下一循環(huán)的工作。
(5)鉆孔、埋管、拔管系統(tǒng)進行鉆孔埋管和注漿過程中的拔管工藝具體如下鉆孔、埋管、拔管系統(tǒng)是由鉆機、振動式壓入設備、注漿埋管、注漿軟管和拔管機組成，采用干取土方式按設計要求鉆孔，鉆孔直徑要小于埋管直徑，然后采用震動式壓入設備埋管，連接注漿軟管，按指揮控制系統(tǒng)指令進行注漿、拔管和再注漿的循環(huán)工作，直至完成注漿、拔管和清管等工作，每次拔管高度為0.5～2m。
(6)加固效果檢測系統(tǒng)進行注漿過程中的監(jiān)測和注漿加固后的效果檢測工藝具體如下加固效果檢測系統(tǒng)是由事中監(jiān)測和事后檢測兩部分組成。事中監(jiān)測系統(tǒng)有各類參數(shù)儀表、土體水平和豎向位移、土壓力、孔隙水壓力和水位觀察等內(nèi)容，事中監(jiān)測是在注漿過程中進行，事后檢測有旁壓計、靜力觸探儀、十字板剪切儀、超聲波密度檢測儀和鉆孔取樣等內(nèi)容，事后檢測是在注漿完成和養(yǎng)護期后進行。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步，針對性強，適用于不同軟弱地基加固、糾偏和基礎托換，在原有地基壓密注漿加固的基礎上進行了完善，通過對注漿工藝、注漿設備、注漿材料和效果檢測等技術的改進，解決了原施工工藝的不足和缺陷。
具體實施例方式
以某地鐵車站基坑加固施工工藝為例，該基坑長268m，寬14.6m，地下二層，埋深15m，采用雙層兩跨結(jié)構(gòu)。圍護結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，埋深28m。基坑西端頭井開挖深度14.57m，中部開挖深度12.72m，東端頭井開挖深度14.47m?；拥撞刻幱诨疑倌噘|(zhì)粘土和灰色粘土中。
為了提高基坑底部的土體強度和基床系數(shù)，增強坑底腳趾穩(wěn)定和圍護結(jié)構(gòu)的剛度，減少基坑圍護變形和坑外土體變形，基坑坑底采用CCG控制壓密注漿加固，即基坑東西端頭井采用坑底滿堂加固、中間標準段采用間隔抽條加固的施工方法。根據(jù)設計要求地基加固后的允許承載力為1.2MPa，基床系數(shù)為15000。本案設計CCG注漿形成的柱狀注漿體直徑為Φ600mm，樁長4m。西端頭井注漿孔數(shù)184個、東端頭井注漿孔數(shù)200個、中部注漿孔數(shù)計760個(抽條數(shù)為19條，每條平均孔數(shù)40個)；另連續(xù)墻外側(cè)設計注漿孔數(shù)60個，柱狀注漿體直徑為Φ600mm，樁長16.8m。總計注漿量為1578.04m3。
加固順序先進行東、西端頭井坑底加固施工，然后從兩頭向中間標準段進行逐條加固。
輔助技術在加固區(qū)域每50m2設置一個噴射井點，以便將注漿加固土中擠壓出來的空隙水迅速抽出地面，使加固土體快速擠密固結(jié)。
施工流程1拌漿上料系統(tǒng)(包括料庫)合理定位→現(xiàn)場孔位放樣→鉆孔埋設注漿管→安置注漿泵→泵與注漿管間采用高壓軟管連接→安置喂料機及輸送泵→輸送泵與注漿泵間采用高壓軟管連接。
施工流程2指揮系統(tǒng)發(fā)出拌漿指令→拌漿上料系統(tǒng)按加料順序稱料、下料和拌漿→指揮系統(tǒng)發(fā)出輸送指令→喂料機和輸送泵開始工作→指揮系統(tǒng)發(fā)出注漿指令→注漿泵開始工作→該點注漿完成后反饋指揮系統(tǒng)→停機、拔管0.5m后反饋指揮系統(tǒng)→繼續(xù)上述工作順序的操作→該注漿孔壓漿完成后拆管移位連接下→個孔位繼續(xù)上述操作順序技術指標注漿壓力3～5MPa，注漿流量20～30升，每次拔管高度0.5m，注漿材料坍落度5～8cm，抗壓強度R28＝3～4MPa，泌水率1.5％。
效果檢測事中檢測采用水準儀、經(jīng)緯儀、側(cè)斜儀、土壓力和孔隙水壓試驗。
事后檢測采用靜力觸探試驗、扁鏟側(cè)脹(DMT)試驗和鉆孔取樣試驗。
實際效果經(jīng)加固養(yǎng)護期后的效果檢測，加固后的土體強度和基床系數(shù)較原狀土均有很大的提高，坑底灰色淤泥質(zhì)粘土的比貫入阻力Ps值由原來的0.46MPa提高到0.8MPa～1.4MPa、基床系數(shù)由原來的6500提高到15000；坑底灰色粘土的比貫入阻力Ps值由原來的0.59MPa提高到1.0MPa～1.5MPa、基床系數(shù)由原來的12100提高到15000。基坑開挖至底板澆筑完成，地下墻圍護位移為1.5cm，基坑周圍的建筑、地下管線均安然無恙。
權利要求
1.一種可控制壓密注漿施工工藝，其特征在于，具體工藝如下(1)將加固設計要求提供給指揮控制系統(tǒng)，確定材料配比、鉆孔埋管深度、拔管高度、注漿壓力及流量，然后進行拌漿、輸送、注漿和鉆孔、埋管、拔管的指揮控制；(2)拌漿上料系統(tǒng)進行注漿材料拌制工藝；(3)喂料輸送系統(tǒng)將拌制材料輸送至注漿系統(tǒng)工藝；(4)注漿系統(tǒng)進行材料壓注工藝；(5)鉆孔、埋管、拔管系統(tǒng)進行鉆孔埋管和注漿過程中的拔管工藝；(6)加固效果檢測系統(tǒng)進行注漿過程中的監(jiān)測和注漿加固后的效果檢測工藝。
2.根據(jù)權利要求1所述的這種可控制壓密注漿施工工藝，其特征是，對步驟(1)將加固設計要求提供給指揮控制系統(tǒng)，確定材料配比、鉆孔埋管深度、拔管高度、注漿壓力及流量，然后進行拌漿、輸送、注漿和鉆孔、埋管、拔管的指揮控制進一步具體限定根據(jù)加固設計要求進行配比設計，然后確定材料配比、鉆孔埋管深度、拔管高度、注漿壓力及流量，由計算機發(fā)出指令，指揮拌漿上料系統(tǒng)進行工作，同時由通訊設備指揮鉆孔、埋管，上述工作完成后，由計算機發(fā)出指令，指揮喂料輸送系統(tǒng)將注漿材料輸送至注漿系統(tǒng)，同時指揮注漿系統(tǒng)進行壓注工作，控制系統(tǒng)通過各類參數(shù)儀表控制上料系統(tǒng)的各種材料的配比稱重、攪拌時間和質(zhì)量，注漿系統(tǒng)的壓力、流量和注漿計量，壓注完畢后，反饋指揮控制系統(tǒng)停止壓注，然后通知拔管機按設計高度拔管就位，再反饋指揮控制系統(tǒng)發(fā)出上述工作順序的指令，如此循環(huán)直至完成注漿。
3.根據(jù)權利要求1所述的這種可控制壓密注漿施工工藝，其特征是，對步驟(2)拌漿上料系統(tǒng)進行注漿材料拌制工藝進一步具體限定得到指揮控制系統(tǒng)的指令后，按加料順序分別稱重，然后輸送至攪拌機進行拌制，攪拌時間為2～3分鐘，加料順序為粉煤灰—水—膨潤土—砂—水泥—外摻劑—減水劑，拌漿完成后，送入喂料輸送系統(tǒng)，然后進行下一盤料的拌制。
4.根據(jù)權利要求1所述的這種可控制壓密注漿施工工藝，其特征是，對步驟(3)喂料輸送系統(tǒng)將拌制材料輸送至注漿系統(tǒng)工藝進一步具體限定得到指揮控制系統(tǒng)指令后，將拌制的注漿材料輸送至注漿系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)進行調(diào)速、調(diào)壓和調(diào)節(jié)流量，滿足注漿系統(tǒng)正常工作的要求，短距離輸送直接采用喂料機送料，長距離輸送須連接輸送泵共同送料。
5.根據(jù)權利要求1所述的這種可控制壓密注漿施工工藝，其特征是，對步驟(4)注漿系統(tǒng)進行材料壓注工藝進一步具體限定注漿泵最大壓力6MPa、最大流量30升，得到指揮控制系統(tǒng)指令后，將喂料輸送系統(tǒng)送來得注漿材料按設計壓力、流量壓入指定的孔內(nèi)，并通過計量裝置確定實際注漿量，通過監(jiān)測系統(tǒng)反饋的參數(shù)調(diào)整注漿壓力、流量，直至完成注漿，然后反饋指揮控制系統(tǒng)，進行下一循環(huán)的工作。
6.根據(jù)權利要求1所述的這種可控制壓密注漿施工工藝，其特征是，對步驟(5)鉆孔、埋管、拔管系統(tǒng)進行鉆孔埋管和注漿過程中的拔管工藝進一步具體限定采用干取土方式按設計要求鉆孔，鉆孔直徑要小于埋管直徑，然后采用震動式壓入設備埋管，連接注漿軟管，按指揮控制系統(tǒng)指令進行注漿、拔管和再注漿的循環(huán)工作，直至完成注漿、拔管和清管等工作，每次拔管高度為0.5～2m。
7.根據(jù)權利要求1所述的這種可控制壓密注漿施工工藝，其特征是，對步驟(6)加固效果檢測系統(tǒng)進行注漿過程中的監(jiān)測和注漿加固后的效果檢測工藝進一步具體限定事中監(jiān)測系統(tǒng)有各類參數(shù)儀表、土體水平和豎向位移、土壓力、孔隙水壓力和水位觀察等內(nèi)容，事中監(jiān)測是在注漿過程中進行，事后檢測有旁壓計、靜力觸探儀、十字板剪切儀、超聲波密度檢測儀和鉆孔取樣等內(nèi)容，事后檢測是在注漿完成和養(yǎng)護期后進行。
全文摘要
一種可控制壓密注漿施工工藝屬于建筑工程領域，具體工藝如下將加固設計要求提供給指揮控制系統(tǒng)，確定材料配比、鉆孔埋管深度、拔管高度、注漿壓力及流量，然后進行拌漿、輸送、注漿和鉆孔、埋管、拔管的指揮控制；拌漿上料系統(tǒng)進行注漿材料拌制工藝；喂料輸送系統(tǒng)將拌制材料輸送至注漿系統(tǒng)；注漿系統(tǒng)進行材料壓注工藝；鉆孔、埋管、拔管系統(tǒng)進行鉆孔埋管和注漿過程中的拔管工藝；加固效果檢測系統(tǒng)進行注漿過程中的監(jiān)測和注漿加固后的效果檢測工藝。本發(fā)明針對性強，適用于不同軟弱地基加固、糾偏和基礎托換，在原有地基壓密注漿加固的基礎上進行了完善，解決了原施工工藝的不足和缺陷。
文檔編號E02D5/62GK1514071SQ03141809
公開日2004年7月21日 申請日期2003年7月24日 優(yōu)先權日2003年7月24日
發(fā)明者張冠軍, 程驍, 謝彬, 黃均龍, 李向紅 申請人:上海隧道工程股份有限公司