一種高壓旋噴樁止水帷幕施工裝置及其方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種高壓旋噴粧止水帷幕施工裝置及其方法，屬于深基坑止水帷幕施工技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【【背景技術(shù)】】
深基坑止水帷幕是采用鋼筋混凝土排粧作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，利用高壓旋噴注漿法使排粧粧間土體固結(jié)，與混凝土排粧連成一體，形成密閉的截水屏障。目前在傳統(tǒng)深基坑止水帷幕的施工方法中，采用旋噴粧機(jī)施工，需要先引孔，后成粧，利用鉆機(jī)的鉆具將帶有噴嘴的鉆頭鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后，在高壓泵高壓的作用下，將一定水灰比的水泥漿液，通過(guò)高壓管泵送至鉆頭，使所注入的高壓水泥漿液經(jīng)過(guò)噴嘴噴射出來(lái)，沖擊、切割周?chē)馏w；同時(shí)鉆具又以一定速度旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行提升，這樣水泥漿液強(qiáng)制攪拌周?chē)馏w形成圓柱體的粧體。由于漿液克服地層阻力而滲入周?chē)貙涌障吨?，依靠水泥漿液特性、固化地層，使得地層強(qiáng)度得以提高。當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況復(fù)雜，尤其是卵石層中夾雜大量漂石時(shí)，穿越卵石層時(shí)成孔難度很大，而且施工速度緩慢，進(jìn)而增加深基坑止水帷幕施工的工期，從而增大施工現(xiàn)場(chǎng)人員、物資機(jī)械以及材料的收入，導(dǎo)致施工成本增高。
[0003]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供了一種高壓旋噴粧止水帷幕施工裝置及其方法，用該裝置和方法針對(duì)淤泥、粘性土、黃土、砂土、人工填土以及卵石層、泥巖層等成孔難度大的地質(zhì)層，采用成孔后直接噴漿成粧的施工技術(shù)，提高了成孔質(zhì)量，縮短了施工周期，降低了施工成本。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明所述的一種高壓旋噴粧止水帷幕施工裝置，包括鉆機(jī)、機(jī)架、高壓水泥漿泵、空壓機(jī)和注漿管，鉆機(jī)上設(shè)有機(jī)架，機(jī)架的端部設(shè)有滑輪，并通過(guò)滑輪上的鋼絲繩連接空壓機(jī)，空壓機(jī)的下方依次設(shè)有高壓水泥漿泵和注漿管，注漿管的管頭設(shè)有噴頭，并通過(guò)噴頭噴出旋噴固結(jié)體。
[0005]在本發(fā)明中:所述的高壓水泥漿泵抽取漿桶中的水泥漿輸送到注漿管中，其中漿桶中的水泥漿是由水箱中的水和水泥倉(cāng)中的水泥按照一定比例混合通過(guò)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌后輸送到漿桶中。
[0006]在本發(fā)明中:所述的旋噴固結(jié)體由內(nèi)而外依次包括硬化劑主體部分、攪拌混合部分、壓縮部分和滲透部分。
[0007]一種高壓旋噴粧止水帷幕施工方法，包括以下步驟:
(1)、場(chǎng)地平整:清除施工場(chǎng)地地面以下2米以?xún)?nèi)的障礙物，不能清除的做好保護(hù)措施，然后整平、夯實(shí)，同時(shí)合理布置施工機(jī)械、輸送管路和電力線路位置，確保施工場(chǎng)地的“三通一平”；
(2)、粧位放樣:施工前用全站儀測(cè)定旋噴粧施工的控制點(diǎn)，埋石標(biāo)記，經(jīng)過(guò)復(fù)測(cè)驗(yàn)線合格后，用鋼尺和測(cè)線實(shí)地布設(shè)粧位，并用竹簽釘緊，一粧一簽，保證粧孔中心移位偏差小于30mm ； (3)、修建排污和灰漿拌制系統(tǒng):旋噴粧施工過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生10?20%的返漿量，將廢漿液引入沉淀池中，沉淀后的清水根據(jù)場(chǎng)地條件可進(jìn)行無(wú)公害排放；灰漿拌制系統(tǒng)主要設(shè)置在水泥附近，便于作業(yè)，主要由灰漿拌制設(shè)備、灰漿儲(chǔ)存設(shè)備、灰漿輸送設(shè)備組成；
(4)、鉆機(jī)就位:整平鉆機(jī)，放置平穩(wěn)、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1%?1.5%，就位后，首先進(jìn)行0.5MPa低壓射水試驗(yàn)，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常；
(5)、制備水泥漿:鉆機(jī)就位時(shí)，即開(kāi)始按設(shè)計(jì)確定的配合比1:1拌制水泥漿；首先將水加入桶中，再將水泥倒入，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)攪拌10?20分鐘，而后擰開(kāi)攪拌桶底部閥門(mén)，放入孔徑為0.8mm的第一道篩網(wǎng)過(guò)濾后流入漿液池，然后通過(guò)泥漿泵抽進(jìn)孔徑為0.8mm第二道過(guò)濾網(wǎng)，第二次過(guò)濾后流入漿液桶中，待壓漿時(shí)備用；
(6)、引孔鉆進(jìn):施工時(shí)，先用鉆機(jī)鉆進(jìn)直徑IlOmm的孔，鉆孔伸至中等風(fēng)化巖層下1.5米，并及時(shí)驗(yàn)收，鉆孔過(guò)程中要詳細(xì)記錄好鉆桿節(jié)數(shù)，保證鉆孔深度的準(zhǔn)確；
(7)、插管:在進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)，鉆孔和插管二道工序可合而為一，當(dāng)?shù)谝浑A段貫入土中時(shí)，可借助注漿管本身的噴射或振動(dòng)貫入；其過(guò)程為:啟動(dòng)鉆機(jī)，同時(shí)開(kāi)啟高壓泥漿泵低壓輸送水泥漿液，使鉆桿沿導(dǎo)向架振動(dòng)、射流成孔下沉，直到粧底設(shè)計(jì)標(biāo)高，觀察工作電流不應(yīng)大于額定值，在插管過(guò)程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可用0.5?1.0MPa較小的壓力邊下管邊射水；
(8)、提升注漿管、攪拌:注漿管下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，停止鉆進(jìn)，旋轉(zhuǎn)不停，高壓泥漿泵壓力增到20?40MPa的施工設(shè)計(jì)值，坐底噴漿30s后，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和試粧確定的提升速度提升鉆桿，在達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，接通空壓管，開(kāi)動(dòng)泥漿泵、空壓機(jī)和鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并用儀表控制壓力、流量和風(fēng)量，分別達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí)開(kāi)始提升，繼續(xù)旋噴和提升，直至達(dá)到預(yù)期的加固高度后停止；
(9)、粧頭部分處理:當(dāng)注漿管提升接近粧頂時(shí)，應(yīng)從粧頂以下1.0m開(kāi)始，慢速提升旋噴，旋噴數(shù)秒，再向上慢速提升0.5m，直至粧頂停漿面；
(10)、礫石地層處理:遇礫石地層，為保證粧徑，可重復(fù)噴漿，直至注漿管提升至停漿面，關(guān)閉空壓機(jī)，停止水泥漿的輸送，將注漿管旋轉(zhuǎn)提升出地面，關(guān)閉鉆機(jī)；
(11)、清洗:向漿桶中注入適量清水，開(kāi)啟高壓泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈，將粘附在注漿管頭上的土清洗干凈；
(12)、補(bǔ)漿:噴射注漿作業(yè)完成后，由于漿液的析水作用，一般均有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴，要及時(shí)用水灰比為1.0的水泥漿補(bǔ)灌；
(13)、移位:移動(dòng)粧機(jī)進(jìn)行下一根粧的施工。
[0008]采用上述方法后，本發(fā)明有益效果為:
(1)、受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時(shí)間影響小，可廣泛應(yīng)用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉質(zhì)粘土、亞粘土、亞砂土、砂土、黃土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多種土層；
(2)、采用雙重管法高壓旋噴，為防止旋噴粧施工時(shí)由于相鄰兩粧施工距離太近或間隔時(shí)間太短，造成相鄰高噴孔施工時(shí)串楽，采取分批跳孔施作，跳孔施作時(shí)按每間隔兩孔施作；
(3)、可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用，也可作為基礎(chǔ)防滲之用；可作為施工中的臨時(shí)措施，如深基坑側(cè)壁擋土或擋水、防水帷幕等，也可作為永久建筑物的地基加固、防滲處理；
(4)施工機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單，施工簡(jiǎn)便，具有較好的耐久性，且料源廣闊，價(jià)格低廉，噪聲小，無(wú)污染。
[0009]【【附圖說(shuō)明】】
此處所說(shuō)明的附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中:
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中旋噴固結(jié)體情況示意圖。
[0010]圖中:1.空壓機(jī)；2.高壓水泥漿泵；3.注漿管；4.噴頭；5.旋噴固結(jié)體；6.漿桶；7.水箱；8.攪拌機(jī)；9.水泥倉(cāng)；10.鉆機(jī)；11.機(jī)架；12.滑輪；13.鋼絲繩；A.滲透部分；B.壓縮部分；C.攪拌混合部分；D.硬化劑主體部分。
[0011]【【具體實(shí)施方式】】
下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，其中的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明僅用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0012]如圖1所示，一種高壓旋噴粧止水帷幕施工裝置，包括鉆機(jī)10、機(jī)架11、高壓水泥漿泵2、空壓機(jī)I和注漿管3，鉆機(jī)10上設(shè)有機(jī)架11，機(jī)架11的端部設(shè)有滑輪12，并通過(guò)滑輪12上的鋼絲繩13連接空壓機(jī)1，空壓機(jī)I的下方依次設(shè)有高壓水泥漿泵2和注漿管3，注漿管3的管頭設(shè)有噴頭4，并通過(guò)噴頭4噴出旋噴固結(jié)體5。所述的高壓水泥漿泵2抽取漿桶6中的水泥漿輸送到注漿管3中，其中漿桶6中的水泥漿是由水箱7中的水和水泥倉(cāng)9中的水泥按照一定比例混合通過(guò)攪拌機(jī)8進(jìn)行攪拌后輸送到漿桶6中。高壓噴射注漿的成粧機(jī)理包括以下四種作用:
(1)高壓噴射流切割破壞土體作用:噴射流動(dòng)壓以脈沖形式?jīng)_擊破壞土體，使土體出現(xiàn)空穴，土體裂隙擴(kuò)張；
(2)混合攪拌作用:鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過(guò)程中，在射流后部形成空隙，在噴射壓力下，迫使土粒向著與噴咀移動(dòng)方向相反的方向(即阻力小的方向)移動(dòng)位置，與漿液攪拌混合形成新的結(jié)構(gòu)；
(3)充填、滲透固結(jié)作用:高壓水泥漿迅速充填沖開(kāi)的溝槽和土粒的空隙，析水固結(jié)，還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)體；
(4)壓密作用:高壓噴射流在切割破碎土層過(guò)程中，在破碎部位邊緣還有剩余壓力，并對(duì)土層可產(chǎn)生一定壓密作用，使旋噴粧體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分