凍結(jié)水泥土攪拌樁及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地下工程技術(shù)，尤其涉及一種凍結(jié)水泥土攪拌粧及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地下工程實(shí)施前，通常利用凍結(jié)管的人工制冷技術(shù)，使地層中的水結(jié)冰，將天然巖土變成凍土，增加強(qiáng)度和穩(wěn)定性，由于該方法基本不受支護(hù)范圍和支護(hù)深度的限制，能有效防止涌水以及城市挖掘、鉆鑿施工中相鄰上體的變形而受到越來越多的重視，成為地下工程的主要技術(shù)手段之一。在凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)低溫冷媒劑(即鹽水)，通過凍結(jié)管與周圍地層不斷發(fā)生熱交換，開始時(shí)在凍結(jié)管周圍形成凍土圓柱，隨著凍結(jié)管冷量的不斷供給，凍土圓柱不斷擴(kuò)展，相鄰凍土圓柱交圈后形成具有一定厚度凍土帷幕向兩邊擴(kuò)展，形成凍土帷幕。但人工凍結(jié)法施工后，使周圍地層產(chǎn)生凍脹融沉現(xiàn)象，對周圍環(huán)境來說，使得土的工程性質(zhì)和相鄰建筑物受到不良影響，如造成地基失穩(wěn)，使鄰近建筑物產(chǎn)生傾斜、裂縫、嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致建筑物坍塌等事故，或使地下管線發(fā)生破壞等不良后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]設(shè)計(jì)目的:避免【背景技術(shù)】中的不足之處，設(shè)計(jì)一種能夠有效地抑制凍脹融沉現(xiàn)象的凍結(jié)水泥土攪拌粧及其施工方法。
[0004]設(shè)計(jì)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的。1、在水泥土攪拌粧中部設(shè)置凍結(jié)管，是本發(fā)明的第一個(gè)技術(shù)特征。這樣設(shè)計(jì)的目的是，在水泥土攪拌粧中設(shè)置凍結(jié)管，降低了水泥的使用量，節(jié)省成本；同時(shí)，將人工凍結(jié)法應(yīng)用到水泥土攪拌粧中，也提高了水泥土攪拌粧的抗剪、抗彎性能，有效增強(qiáng)水泥土攪拌粧的強(qiáng)度，抑制凍脹融沉現(xiàn)象的發(fā)生。2、凍結(jié)管由無縫低碳鋼或塑料制成，是本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)特征。這樣設(shè)計(jì)的目的是，可以根據(jù)具體工況環(huán)境選擇采用傳統(tǒng)的無縫低碳鋼管，還是采用由PVC、PPR、ABS、PE等制成的塑料管；采用塑料管代替鋼管，一方面有效降低了材料成本，節(jié)約資源；另一方面，采用塑料材質(zhì)的凍結(jié)管，也可使用液氮凍結(jié)，凍結(jié)手段更廣泛，適用范圍更廣。3、在水泥土攪拌粧硬化前插入凍結(jié)管，是本發(fā)明的第三個(gè)技術(shù)特征。這樣設(shè)計(jì)的目的是，在水泥土攪拌粧硬化前插入凍結(jié)管，提高凍結(jié)管在水泥土攪拌粧中的穩(wěn)固性，同時(shí)簡化施工工序，提高工作效率。
[0005]技術(shù)方案1:一種凍結(jié)水泥土攪拌粧，其包括水泥土攪拌粧體；粧體內(nèi)設(shè)有凍結(jié)管；凍結(jié)管由無縫低碳鋼或者塑料制成，凍結(jié)管設(shè)于粧體的中心部位且凍結(jié)管比粧體短0.5m ?Im0
[0006]優(yōu)選的，凍結(jié)管為多個(gè)，且呈環(huán)形均布繞設(shè)在粧體中心部位。
[0007]優(yōu)選的，凍結(jié)管的截面可以是圓形、工字形、X形、T形、Y形；凍結(jié)管的直徑為85mm ?170mmo
[0008]技術(shù)方案2:—種技術(shù)方案I所述凍結(jié)水泥土攪拌粧的施工方法，其包括以下步驟:
[0009](I)施工準(zhǔn)備；
[0010](2)粧機(jī)定位；
[0011](3)預(yù)攪拌噴漿下沉；
[0012](4)至設(shè)計(jì)深度時(shí)，原地噴漿I分鐘；
[0013](5)攪拌噴漿上升；
[0014](6)重復(fù)攪拌噴漿下沉；
[0015](7)重復(fù)攪拌噴漿上升；
[0016](8)在水泥土硬化前插入凍結(jié)管；
[0017](9)完成移機(jī)。
[0018]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，一方面在水泥土攪拌粧中實(shí)施凍結(jié)法，可有效地抑制凍脹融沉現(xiàn)象；另一方面在水泥土攪拌粧中插入凍結(jié)管實(shí)施凍結(jié)，形成凍結(jié)水泥土攪拌粧，在保證地層承載力和防水性能的基礎(chǔ)上，既可以提高水泥土攪拌粧的抗剪能力和抗彎能力，也可減小水泥的使用量，節(jié)省了成本，本發(fā)明能夠廣泛應(yīng)用于基坑工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)進(jìn)出洞端頭的土體加固，以及地基處理工程中。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0020]附圖1為本發(fā)明凍結(jié)水泥土攪拌粧的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖2為本發(fā)明凍結(jié)水泥土攪拌粧第二種實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖3為本發(fā)明凍結(jié)水泥土攪拌粧的施工工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]實(shí)施例1:參照附圖1、2。一種凍結(jié)水泥土攪拌粧，其包括水泥土攪拌粧體；粧體內(nèi)設(shè)有一根凍結(jié)管；凍結(jié)管由無縫低碳鋼制成，且該凍結(jié)管設(shè)于粧體的中心部位；凍結(jié)管的直徑為85mm?170mm，且凍結(jié)管長度比粧體短0.5m?lm。
[0025]所述凍結(jié)管可以為多個(gè)，且多個(gè)凍結(jié)管呈環(huán)形均布繞設(shè)在粧體中心部位，增設(shè)凍結(jié)管數(shù)量，更進(jìn)一步提高了水泥土攪拌粧的抗剪能力和抗彎能力。所述凍結(jié)管的截面可以是圓形、工字形、X形、T形、Y形。
[0026]所述水泥土攪拌粧粧體可采用P042.5普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量可在7% -18%左右，水灰比為0.45?0.5，摻加3%水泥體積的石膏粉。
[0027]所述凍結(jié)管還可采用PVC、PPR、ABS、PE等塑料制成，這樣凍結(jié)管內(nèi)的冷媒介質(zhì)既可以使用低溫鹽水，也可以使用液氮等，根據(jù)不同工況環(huán)境進(jìn)行選擇使用，提高應(yīng)用范圍。
[0028]上述凍結(jié)管直徑可以為89mm、108mm、127mm、146mm、159mm、168mm。
[0029]實(shí)施例2:—種實(shí)施例1所述凍結(jié)水泥土攪拌粧的施工方法，其包括以下步驟:
[0030](I)施工準(zhǔn)備。
[0031]開工前應(yīng)明確灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌粧機(jī)噴漿口的時(shí)間、攪拌機(jī)的灰漿泵輸漿量、起吊設(shè)備提升速度等施工參數(shù)；并根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行試粧，以確定水泥土的配合比等參數(shù)和成粧的施工工藝。
[0032](2)粧機(jī)定位。
[0033]粧位布置與設(shè)計(jì)值偏差< 4%，攪拌粧身垂直度偏差< 1%，采用流量泵控制水泥漿輸送速度，使注漿泵出口壓力保持在0.4MPa?0.6MPa之間，施工過程中確保攪拌提升速度與泵的輸漿速度同步。
[0034](3)預(yù)攪拌噴漿下沉。
[0035]制備好的水泥漿液不得離析，泵送不得間斷。拌制漿液的數(shù)量、泵送水泥漿液的時(shí)間等派專人記錄，噴漿量及攪拌深度必須采用經(jīng)國家計(jì)量部門認(rèn)證的監(jiān)測儀器進(jìn)行自動記錄。
[0036](4)至設(shè)計(jì)深度時(shí)，原地噴楽I分鐘。
[0037]為確保攪拌粧粧端質(zhì)量，當(dāng)漿液達(dá)到出漿口后，應(yīng)噴漿座底60s，在水泥漿與粧端土充分?jǐn)嚢韬?，再開始提升攪拌頭。
[0038](5)攪拌噴漿上升。
[0039](6)重復(fù)攪拌噴漿下沉。
[0040](7)重復(fù)攪拌噴漿上升。
[0041]攪拌次數(shù)以試粧時(shí)確定的二次噴漿三次攪拌工藝為準(zhǔn)，最后一次提升攪拌采用慢速提升。當(dāng)噴漿口到達(dá)設(shè)計(jì)粧頂高程時(shí)，應(yīng)停止提升，攪拌數(shù)秒，以確?；掝^均勻密實(shí)。在施工過程中因故停漿，應(yīng)將攪拌機(jī)下沉至停漿點(diǎn)以下50cm，待恢復(fù)供漿時(shí)再噴漿提升；若停機(jī)超過3h，為防止?jié){液硬結(jié)導(dǎo)致堵管，應(yīng)拆卸輸漿管路并清洗。施工連續(xù)墻或者壁狀加固時(shí)，粧與粧之間的搭接時(shí)間<24h，如因特殊原因超過24h，應(yīng)對最后一根粧先進(jìn)行空鉆留出榫頭以待下一批粧搭接；遇到間隔時(shí)間過長，導(dǎo)致與第二根無法搭接情況下，可采取局部補(bǔ)粧或注漿措施。
[0042](8)在水泥土硬化前插入凍結(jié)管。
[0043]每根攪拌粧施工完畢，隨即施工加筋材料即凍結(jié)管，凍結(jié)管直徑可以采用89、108、127、146、159或168mm，根據(jù)水泥土攪拌粧直徑來選擇。凍結(jié)管插入前要先配管，保證凍結(jié)管同心軸線重合，焊接時(shí)，焊縫要飽滿，保證凍結(jié)管有足夠強(qiáng)度，以免拔管時(shí)凍結(jié)管斷裂。凍結(jié)管插設(shè)在粧體的中心部位，或者繞設(shè)在粧體中心部位的周圈設(shè)置，凍結(jié)管插入深度一般比外部水泥土攪拌粧短0.5m-lm。凍結(jié)管材質(zhì)通常為無縫低碳鋼管，也可以采用PVC、PPR、ABS、PE等塑料管，采用塑料管時(shí)可以采用液氮作為冷媒介質(zhì)；凍結(jié)管截面通常為圓形，也可以采用“工字形”、“X形”、“T形”、“Y形”等異形截面。
[0044]所述凍結(jié)管必須在攪拌粧水泥土硬化前插入(即，凍結(jié)管必須在攪拌粧機(jī)鉆桿提出后立即插入，以保證在水泥土未凝結(jié)之前完成)。選用的凍結(jié)管外表面必須通直光滑，先采用人工往粧中心壓入一部分凍結(jié)管，再利用粧機(jī)將凍結(jié)管剩余部分全部壓入水泥土中。凍結(jié)管插入完畢后，用木塞等封堵管口，以免異物掉進(jìn)凍結(jié)管。加筋水泥攪拌粧施工完畢，挖除粧頭松散破碎的部分，露出20cm?30cm凍結(jié)管管頭，沿粧頂將凍結(jié)管用鋼筋網(wǎng)連接，并用C20混凝土澆筑成鎮(zhèn)口板，板厚20mm，水泥土攪拌粧內(nèi)的凍結(jié)管進(jìn)入混凝土鎮(zhèn)口板不少于50mm。
[0045](9)完成移機(jī)。
[0046]本發(fā)明方案中，關(guān)于水泥土攪拌粧的施工工藝為現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明中只作簡要說明。本發(fā)明的施工方案，在水泥土攪拌粧中實(shí)施凍結(jié)法，可有效地抑制凍脹融沉現(xiàn)象。同時(shí)，在保證地層承載力和防水性能的基礎(chǔ)上，既可以提高水泥土攪拌粧的抗剪能力和抗彎能力，也可減小水泥的使用量，節(jié)省了成本。本發(fā)明可以應(yīng)用于基坑工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)進(jìn)出洞端頭的土體加固，以及地基處理工程中。
[0047]需要理解到的是:上述實(shí)施例雖然對本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路作了比較詳細(xì)的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的簡單文字描述，而不是對本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的限制，任何不超出本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種凍結(jié)水泥土攪拌粧，包括水泥土攪拌粧體(I)，其特征是:粧體(I)內(nèi)設(shè)有凍結(jié)管(2);凍結(jié)管(2)由無縫低碳鋼或者塑料制成，凍結(jié)管(2)設(shè)于粧體(I)的中心部位且凍結(jié)管⑵比粧體⑴短0.5m?lm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)水泥土攪拌粧，其特征是:凍結(jié)管(2)為多個(gè)，且呈環(huán)形均布繞設(shè)在粧體(I)中心部位。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)水泥土攪拌粧，其特征是:凍結(jié)管(2)的截面可以是圓形、工字形、X形、T形、Y形；凍結(jié)管⑵的直徑為85mm?170mm。4.一種權(quán)利要求1所述凍結(jié)水泥土攪拌粧的施工方法，其包括以下步驟: (1)施工準(zhǔn)備； (2)粧機(jī)定位； (3)預(yù)攪拌噴漿下沉； (4)至設(shè)計(jì)深度時(shí)，原地噴漿I分鐘； (5)攪拌噴漿上升； (6)重復(fù)攪拌噴漿下沉； (7)重復(fù)攪拌噴漿上升； (8)在水泥土硬化前插入凍結(jié)管； (9)完成移機(jī)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種凍結(jié)水泥土攪拌樁及其施工方法，其包括水泥土攪拌樁體；樁體內(nèi)設(shè)有凍結(jié)管；凍結(jié)管由無縫低碳鋼或者塑料制成，凍結(jié)管設(shè)于樁體的中心部位且凍結(jié)管比樁體短0.5m～1m；施工時(shí)凍結(jié)管需在水泥土硬化前插入。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，一方面在水泥土攪拌樁中實(shí)施凍結(jié)法，可有效地抑制凍脹融沉現(xiàn)象；另一方面在保證地層承載力和防水性能的基礎(chǔ)上，既可以提高水泥土攪拌樁的抗剪能力和抗彎能力，也可減小水泥的使用量，節(jié)省了成本，能夠廣泛應(yīng)用于基坑工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)進(jìn)出洞端頭的土體加固，以及地基處理工程中。
【IPC分類】E02D5/46
【公開號】CN104895059
【申請?zhí)枴緾N201510152630
【發(fā)明人】胡俊, 張皖湘, 汪磊, 陳孟春, 夏京, 鄭偉
【申請人】中鐵時(shí)代建筑設(shè)計(jì)院有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年3月31日