專利名稱：粉體高壓噴射注漿地基加固工法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及巖土領域，尤其是指粉體高壓噴射注漿地基加固處理領域。
背景技術：
傳統(tǒng)的噴粉攪拌樁因為是采用機械葉片迴轉(zhuǎn)將粉狀固化劑與土體攪拌混合而形成水泥土固結體，其缺點是易受土層中填埋物影響而無法施工；成樁直徑較小；或受機械因素使固化劑拌合不均而使固結體質(zhì)量難以保證。而傳統(tǒng)的高壓旋噴注漿方法的固化劑是水泥漿液，該工法形成的水泥土固結體含水量較大(通常水灰比> 2.0)，相同水泥含量的條件下，其固結體的水泥土強度較低；在飽水砂層的固結過程中水泥土(砂漿)易離析，形成豎向不連續(xù)的(餅狀)固結體，嚴重影響止水效果，同時施工時出現(xiàn)大量冒漿污染現(xiàn)場環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述工藝存在的缺點與不足，提供一種粉體高壓噴射注漿地基加固工法，其工藝步驟如下步驟一先鉆引導孔(3)，并利用高壓空氣將小灰罐(12)中的粉體固化劑吹入到大灰罐(11)中；步驟二 引導孔( 按設計要求鉆到一定深度后，鉆機( 就位將鉆桿(4)和鉆頭 (2)放入到引導孔(3)中，同時噴粉嘴00)保持有高壓空氣噴出；步驟三；向鉆頭( 輸送高壓水和粉體固化劑進行粉體噴射注漿施工，高壓水經(jīng)高壓水噴嘴形成高壓水射流03)切割土體并沖刷攪拌由噴粉嘴00)噴出的粉體固化劑，待其凝固后而形成固化樁體(1)；步驟四鉆桿(4)進行迴轉(zhuǎn)和提升作業(yè)，當鉆頭( 離地面1 2米時停止高壓水和粉體固化劑的輸送，但不得中斷高壓空氣的輸送；步驟五提起鉆桿(4)和鉆頭( 到地面，該樁體(1)施工完成，停止高壓空氣輸送，移動鉆機( 到下一個樁位重復上述施工步驟。所述的迴轉(zhuǎn)速度為15-20r/min，提升速度為10-20m/min，高壓水射流壓力為 20-40MPa,噴粉量為30_60kg/min，固化樁體樁長為10_30m，高壓空氣壓力為0. 5-1. 5MPa。所述的高壓水射流切割土體是在環(huán)狀水泥粉體流保護下進行的。所述的鉆桿(4)包括高壓水通道(19)和粉體輸送通道(18)；所述的鉆頭⑵包括高壓水噴嘴和噴粉嘴00)；所述的粉體固化劑包含水泥灰粉、生石灰粉及其他對土體有固化作用的粉劑。所述的鉆桿的截面是二重管或三重管；所述的加固體截面包括圓形、扇形、半圓形及其他平面幾何形狀。所述的高壓水噴嘴和噴粉嘴00)相互位置是同軸布置、非同軸布置或者噴粉嘴OO)向下布置。
本發(fā)明的技術方案是將巖土領域的噴粉攪拌樁工法和高壓噴射注漿工法結合在一起而又不同于兩者的一種新型的加固地基或地下止水防滲的施工工法。其技術原理是采用高壓水射流(> 20MPa)來切割土體并沖刷攪拌由噴粉嘴20噴出的粉體固化劑，待其凝固后而形成固化樁體1(見圖1和圖幻?？捎糜诮ㄖ锏鼗庸?、已有建筑物地基加固、深基坑地下工程的支擋、筑造地下防水帷幕、防止砂土液化、增大土的摩擦力和粘聚力以及防止壩基沖刷等地基加固工程。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于彌補了噴粉攪拌工法受填埋物影響、成樁直徑較小和粉體固化劑與土體拌合不均、高壓旋噴注漿工法的水灰比較大水泥土強度低、水泥漿液易離析、地下注水量多造成冒漿量大現(xiàn)場污染嚴重等缺點。本發(fā)明粉體高壓噴射注漿成樁工法優(yōu)點如下1、本發(fā)明解決了噴粉攪拌樁工法受填埋物影響、成樁直徑較小和粉體固化劑與土體拌合不均、高壓旋噴注漿工法的水灰比較大、水泥土強度低、飽水砂層水泥漿液易離析、 地下注水量多造成冒漿量大、現(xiàn)場污染嚴重等缺點；2、提供了一種新型的地基處理施工方法；加固過程中采用環(huán)狀水泥粉體流保護下的高壓水射流切割土體，可以有效增大加固范圍，同時降低加固體的含水量；3、由于加固體含水量的降低能提高加固體的承載能力，減少單位加固體造成的泥漿污染和冒漿體的水泥浪費，從而降低工程造價；有利于節(jié)能和綠色環(huán)保。


圖1為本發(fā)明的施工工藝示意圖；圖2為本發(fā)明的成樁示意圖；圖3為本發(fā)明的設備結構示意圖；圖4為本發(fā)明的高壓水噴嘴和噴粉嘴不同布置圖。
具體實施例方式本發(fā)明以在南方某市建筑基坑地基加固工程中進行實際施工作業(yè)為例。實施例1 工藝步驟如下本工法設備構成是(見圖1和圖3)鉆頭2、鉆桿4、鉆機5、高壓水泵6、高壓水管 7、水龍頭8、粉料輸送管9、粉料分配器10、大灰罐11、小灰罐12、送灰管13、高壓氣管14、空壓機15等。其實施步驟如下(見圖1和圖2)先鉆引導孔3并將小灰罐12加入適量水泥灰料，啟動空壓機15利用高壓空氣將小灰罐12中的水泥灰料吹入到大灰罐11中。引導孔 3按設計要求鉆到一定深度后，鉆機5就位將含有高壓水通道19和粉體輸送通道18的鉆桿 4和帶有高壓水噴嘴21和噴粉嘴20的鉆頭2放入到引導孔3中，同時噴粉嘴20保持有高壓空氣噴出，以防止泥漿堵塞噴粉嘴20 ；開啟高壓水泵6和粉料分配器10，向鉆頭2輸送高壓水和水泥粉料進行粉體噴射注漿施工，高壓水經(jīng)高壓水噴嘴21形成高壓水射流23切割土體并沖刷拌合由噴粉嘴20噴出的水泥粉22而形成固結樁體1 (見圖2)；根據(jù)設計要求鉆桿4按合適的迴轉(zhuǎn)和提升速度進行迴轉(zhuǎn)和提升作業(yè)。當鉆頭2離地面1 2米時(設計定)停止高壓水和水泥粉料的輸送，但不得中斷高壓空氣的輸送，以防止泥漿進入到噴粉嘴20。提起鉆桿4和鉆頭2到地面，該樁體1施工完成，停止高壓空氣輸送；移動鉆機5到下一個樁位重復上述施工步驟。所述的迴轉(zhuǎn)速度為15r/min，提升速度為lOm/min，高壓水射流壓力為20MPa，噴粉量為30kg/min，固化樁體樁長為10m，高壓空氣壓力為0. 5MPa。所述的高壓水射流切割土體是在環(huán)狀水泥粉體流保護下進行的。所述的鉆桿(4)包括高壓水通道(19)和粉體輸送通道(18)；所述的鉆頭⑵包括高壓水噴嘴和噴粉嘴OO)；所述的粉體固化劑包含水泥灰粉、生石灰粉及其他對土體有固化作用的粉劑。所述的鉆桿的截面是二重管；所述的加固體截面包括圓形。所述的高壓水噴嘴和噴粉嘴OO)相互位置是同軸布置(見圖4)。在實際作業(yè)過程，水泥漿的冒漿呈現(xiàn)粘稠狀，因此冒漿可用于砌筑臨時墻體或抹臨時路面，廢漿利用可節(jié)約水泥；冒漿量相對在同地段的高壓旋噴注漿作業(yè)要少，無需在現(xiàn)場開挖冒漿儲漿池。實施例2 工藝步驟如下本工法設備構成是(見圖1和圖3)鉆頭2、鉆桿4、鉆機5、高壓水泵6、高壓水管 7、水龍頭8、粉料輸送管9、粉料分配器10、大灰罐11、小灰罐12、送灰管13、高壓氣管14、 空壓機15等。其實施步驟如下(見圖1和圖2)先鉆引導孔3并將小灰罐12加入適量水泥灰料，啟動空壓機15利用高壓空氣將小灰罐12中的水泥灰料吹入到大灰罐11中。引導孔3按設計要求鉆到一定深度后，鉆機5就位將含有高壓水通道19和粉體輸送通道18的鉆桿4和帶有高壓水噴嘴21和噴粉嘴20的鉆頭2放入到引導孔3中，同時噴粉嘴20保持有高壓空氣噴出，以防止泥漿堵塞噴粉嘴20 ；開啟高壓水泵6和粉料分配器10，向鉆頭2輸送高壓水和水泥粉料進行粉體噴射注漿施工，高壓水經(jīng)高壓水噴嘴21形成高壓水射流23 切割土體并沖刷拌合由噴粉嘴20噴出的水泥粉22而形成固結樁體1 ；根據(jù)設計要求鉆桿 4按合適的迴轉(zhuǎn)和提升速度進行迴轉(zhuǎn)和提升作業(yè)。當鉆頭2離地面1 2米時(設計定) 停止高壓水和水泥粉料的輸送，但不得中斷高壓空氣的輸送，以防止泥漿進入到噴粉嘴20。 提起鉆桿4和鉆頭2到地面，該樁體1施工完成，停止高壓空氣輸送；移動鉆機5到下一個樁位重復上述施工步驟。所述的迴轉(zhuǎn)速度為18r/min，提升速度為15m/min，高壓水射流壓力為30MPa，噴粉量為45kg/min，固化樁體樁長為20m，高壓空氣壓力為IMPa。所述的高壓水射流切割土體是在環(huán)狀水泥粉體流保護下進行的。所述的鉆桿(4)包括高壓水通道(19)和粉體輸送通道(18)；所述的鉆頭⑵包括高壓水噴嘴和噴粉嘴OO)；所述的粉體固化劑包含水泥灰粉、生石灰粉及其他對土體有固化作用的粉劑。所述的鉆桿的截面是三重管；所述的加固體截面包括扇形。所述的高壓水噴嘴和噴粉嘴OO)相互位置是非同軸布置。實施例3
工藝步驟如下本工法設備構成是(見圖1和圖3)鉆頭2、鉆桿4、鉆機5、高壓水泵6、高壓水管 7、水龍頭8、粉料輸送管9、粉料分配器10、大灰罐11、小灰罐12、送灰管13、高壓氣管14、 空壓機15等。其實施步驟如下(見圖1和圖2)先鉆引導孔3并將小灰罐12加入適量水泥灰料，啟動空壓機15利用高壓空氣將小灰罐12中的水泥灰料吹入到大灰罐11中。引導孔3按設計要求鉆到一定深度后，鉆機5就位將含有高壓水通道19和粉體輸送通道18的鉆桿4和帶有高壓水噴嘴21和噴粉嘴20的鉆頭2放入到引導孔3中，同時噴粉嘴20保持有高壓空氣噴出，以防止泥漿堵塞噴粉嘴20 ；開啟高壓水泵6和粉料分配器10，向鉆頭2輸送高壓水和水泥粉料進行粉體噴射注漿施工，高壓水經(jīng)高壓水噴嘴21形成高壓水射流23 切割土體并沖刷拌合由噴粉嘴20噴出的水泥粉22而形成固結樁體1 ；根據(jù)設計要求鉆桿 4按合適的迴轉(zhuǎn)和提升速度進行迴轉(zhuǎn)和提升作業(yè)。當鉆頭2離地面1 2米時(設計定) 停止高壓水和水泥粉料的輸送，但不得中斷高壓空氣的輸送，以防止泥漿進入到噴粉嘴20。 提起鉆桿4和鉆頭2到地面，該樁體1施工完成，停止高壓空氣輸送；移動鉆機5到下一個樁位重復上述施工步驟。所述的迴轉(zhuǎn)速度為20r/min，提升速度為20m/min，高壓水射流壓力為40MPa，噴粉量為60kg/min，固化樁體樁長為30m，高壓空氣壓力為1. 5MPa。所述的高壓水射流切割土體是在環(huán)狀水泥粉體流保護下進行的。所述的鉆桿(4)包括高壓水通道(19)和粉體輸送通道(18)；所述的鉆頭(2)包括高壓水噴嘴和噴粉嘴00)；所述的粉體固化劑包含水泥灰粉、生石灰粉及其他對土體有固化作用的粉劑。所述的鉆桿的截面是二重管；所述的加固體截面包括半圓形。所述的噴粉嘴00)向下布置。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的原則和精神之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種粉體高壓噴射注漿地基加固工法，其特征在于，包括以下步驟步驟一先鉆引導孔(3)，并利用高壓空氣將小灰罐(12)中的粉體固化劑吹入到大灰罐(11)中；步驟二 引導孔( 按設計要求鉆到一定深度后，鉆機( 就位將鉆桿(4)和鉆頭(2) 放入到引導孔(3)中，同時噴粉嘴00)保持有高壓空氣噴出；步驟三向鉆頭( 輸送高壓水和粉體固化劑進行粉體噴射注漿施工，高壓水經(jīng)高壓水噴嘴形成高壓水射流03)切割土體并沖刷攪拌由噴粉嘴OO)噴出的粉體固化劑， 待其凝固后而形成固化樁體(1)；步驟四鉆桿⑷進行迴轉(zhuǎn)和提升作業(yè)，當鉆頭⑵離地面1 2米時停止高壓水和粉體固化劑的輸送，但不得中斷高壓空氣的輸送；步驟五提起鉆桿⑷和鉆頭⑵到地面，該樁體⑴施工完成，停止高壓空氣輸送，移動鉆機(5)到下一個樁位重復上述施工步驟。
2.根據(jù)權利要求1所述的粉體高壓噴射注漿地基加固工法，其中所述的迴轉(zhuǎn)速度為 15-20r/min,提升速度為10_20m/min，高壓水射流壓力為20_40MPa，噴粉量為30_60kg/ min，固化樁體樁長為10-30m，高壓空氣壓力為0. 5-1. 5MPa。
3.根據(jù)權利要求1所述的粉體高壓噴射注漿地基加固工法，其中所述的高壓水射流切割土體是在環(huán)狀水泥粉體流保護下進行的。
4.根據(jù)權利要求1所述的粉體高壓噴射注漿地基加固工法，其中，所述的鉆桿(4)包括高壓水通道(19)和粉體輸送通道(18)；所述的鉆頭(2)包括高壓水噴嘴和噴粉嘴OO)；所述的粉體固化劑包含水泥灰粉、生石灰粉及其他對土體有固化作用的粉劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的粉體高壓噴射注漿地基加固工法，其中，所述的鉆桿(4)的截面是二重管或三重管；所述的加固體截面包括圓形、扇形、半圓形及其他平面幾何形狀。
6.根據(jù)權利要求4所述的粉體高壓噴射注漿地基加固工法，其中，所述的高壓水噴嘴 (21)和噴粉嘴OO)相互位置是同軸布置、非同軸布置或者噴粉嘴OO)向下布置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粉體高壓噴射注漿地基加固工法。它是將巖土工程領域的噴粉攪拌樁工法和高壓噴射注漿工法相結合，形成新型加固地基或地下止水的施工工法；其采用高壓水射流(＞20MPa)來切割土體并沖刷攪拌由另一通道噴出的粉體固化劑，待其凝固后而形成加固體。該工法不受地質(zhì)條件限制，適應各種地質(zhì)條件下的地基加固工程施工；同時也不同于高壓噴射注漿工法采用固化劑漿液來加固土體，因此有效地降低了加固體的含水量，消除了飽水砂層中加固體產(chǎn)生離析的現(xiàn)象，從而形成連續(xù)、完整、止水效果好的加固體；在軟弱土層降低加固體的含水量能夠提高其承載力；同時可減少單位加固體造成的泥漿污染和冒漿體的水泥浪費，有利于環(huán)保。
文檔編號E02D5/46GK102155012SQ20111013179
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權日2011年5月20日
發(fā)明者吳旭君, 張俊, 杜甫志, 楊志銀, 王召磊, 王憲章, 谷霖, 趙偉, 鄭平, 鐘如輝, 駱永生, 高焰林 申請人:中冶建筑研究總院有限公司, 中國京冶工程技術有限公司