一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法

摘要

本发明公开了一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法，涉及一种水泥土搅拌桩和泥浆护壁相结合的施工工艺，包括超前钻资料、水泥土搅拌桩及冲/钻孔灌注桩。该方法包括以下步骤：a、先根据超前钻资料初步判断哪些桩需要采用水泥土搅拌桩；b、设计水泥土搅拌桩材料用量；c、施工水泥土搅拌桩；d、待水泥土搅拌桩达到一定强度后施工冲/钻孔灌注桩。这样既可降低施工冲/钻孔灌注桩的难度，还可节约时间，大大提高施工的效率。

权利要求

1.一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、按照以下重量份数配置水泥浆，

原料 重量分数

原状土 373公斤

水泥 45-56公斤

早强剂 0.45-0.56公斤

水 22.5-25公斤

步骤2、在施工场地附近挖灰浆坑，按照步骤1中的比例配置好水泥浆，搅拌机械就位、调平；

步骤3、根据单桩承载力特征值计算出加固深度，将搅拌桩机钻杆预搅下沉至加固深度；

步骤4、第1次边喷水泥浆，边搅拌提升至预定的停浆面，其中水泥浆通过灰浆泵从灰浆坑经输浆管到达搅拌机喷浆口，当水泥浆液到达喷浆口后，应喷浆搅拌30秒-40秒；再次搅拌下沉至设计加固深度；

步骤5、第2次边喷水泥浆，边搅拌提升至预定的停浆面；

步骤6、关闭搅拌机械，将桩机挪至下一桩位，水泥土搅拌桩在冲/钻孔灌注桩孔周围呈环形排列，且沿圆周相互咬合；

所述的步骤2中配置水泥浆包括以下步骤：

步骤2.1、选用若干个不同水泥掺量的水泥浆配置，制作试件；

步骤2.2、7-14天后进行对试件进行无侧限水泥土的抗压强度试验；

步骤2.3、选取满足无侧限水泥土的抗压强度要求的最低水泥掺量的水泥浆配置。

2.根据权利要求1所述的一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法，其特征在于，所述的无侧限水泥土的抗压强度要求为28天龄期时达到1.8Mpa。

3.根据权利要求2所述的一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法，其特征在于，所述的步骤6中相邻桩的施工时间间隔不超过12小时。

4.根据权利要求3所述的一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法，其特征在于，所述的水泥土搅拌桩采用500mm桩直径时，两水泥土搅拌桩的中心间距不大于

400mm；水泥土搅拌桩采用600mm桩直径时，两水泥土搅拌桩的中心间距不大于500mm；水泥土搅拌桩内缘与冲/钻孔灌注桩外缘的最短距离不小于100mm。

5.根据权利要求4所述的一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法，其特征在于，所述的水泥土搅拌桩的长度不小于10m，不超过20m。

说明书

一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的防治方法，提供一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法，适用于溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔严重的区域。

背景技术

[0002] 我国溶岩地区分布广泛，很多地区溶洞众多，溶洞主要是由灰岩（碳酸钙含量较多的岩石）在水、酸性物质、微生物等的作用下逐渐被浸蚀，形成空洞的现象，故有灰岩的地方基本都有溶洞。在溶岩地区进行桩基础施工一直是困扰工程界的难题，尤其是单柱单桩，单桩承载力较大的情况，经常产生漏浆、塌孔现象，有时甚至产生大面积的地陷，危及施工人员及机械设备的安全。

[0003] 水泥土搅拌桩是一种加固软弱地基的常用方法，通过在土中喷入水泥或水泥浆，使水泥、土、水三者产生复杂的物理化学作用，最后形成具有一定强度的固态物。水泥土搅拌桩在地基加固、基坑支护等领域应用广泛，具有造价低廉、施工方便的优点。

[0004] 溶岩地区的高层或大型建筑，单根柱的轴力都很大，一般均超过5000KN，工程桩最适合的桩型为冲/钻孔灌注桩。在施工冲/钻孔灌注桩时，漏浆、塌孔是普遍现象。如果将水泥土搅拌桩布置在工程桩孔周围，既可起到支护桩孔的作用，又可使桩孔周围的土凝固成水泥土，加强自身的稳定性，势必能阻止漏浆、塌孔的发生。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种解决施工冲/钻孔灌注桩时的漏浆、塌孔问题的方法，以降低冲/钻孔灌注桩的施工难度，加快工期，节约综合造价。

[0006] 本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

[0007] 一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法，包括以下步骤：

[0008] 步骤1、按照以下重量份数配置水泥浆，

[0009] 原料 重量分数

[0010] 原状土 373公斤

[0011] 水泥 45-56公斤

[0012] 早强剂 0.45-0.56公斤

[0013] 水 22.5-25公斤

[0014] 步骤2、在施工场地附近挖灰浆坑，按照步骤1中的比例配置好水泥浆，搅拌机械就位、调平；

[0015] 步骤3、根据单桩承载力特征值计算出加固深度，将搅拌桩机钻杆预搅下沉至加固深度；

[0016] 步骤4、第1次边喷水泥浆，边搅拌提升至预定的停浆面，其中水泥浆通过灰浆泵从灰浆坑经输浆管到达搅拌机喷浆口，当水泥浆液到达喷浆口后，应喷浆搅拌30秒-40秒；再次搅拌下沉至设计加固深度；

[0017] 步骤5、第2次边喷水泥浆，边搅拌提升至预定的停浆面；

[0018] 步骤6、关闭搅拌机械，将桩机挪至下一桩位，水泥土搅拌桩在冲/钻孔灌注桩孔周围呈环形排列，且沿圆周相互咬合。

[0019] 如上所述的步骤2中配置水泥浆包括以下步骤：

[0020] 步骤2.1、选用若干个不同水泥掺量的水泥浆配置，制作试件；

[0021] 步骤2.2、7-14天后进行对试件进行无侧限水泥土的抗压强度试验；

[0022] 步骤2.3、选取满足无侧限水泥土的抗压强度要求的最低水泥掺量的水泥浆配置。

[0023] 如上所述的无侧限水泥土的抗压强度要求为28天龄期时达到1.8Mpa。

[0024] 如上所述的步骤6中相邻桩的施工时间间隔不超过12小时。

[0025] 如上所述的水泥土搅拌桩采用500mm桩直径时，两水泥土搅拌桩的中心间距不大于400mm；水泥土搅拌桩采用600mm桩直径时，两水泥土搅拌桩的中心间距不大于500mm；水泥土搅拌桩内缘与冲/钻孔灌注桩外缘的最短距离不小于100mm。

[0026] 如上所述的水泥土搅拌桩的长度不小于10m，不超过20m。

[0027] 本发明与现有施工方法相比，具有以下优点：

[0028] 1、由于施工了水泥土搅拌桩，使漏浆、塌孔的可能性大大减少，大大降低了冲/钻孔灌注桩的施工难度；

[0029] 2、避免了大面积塌孔，降低了施工人员及机械的安全风险；

[0030] 3、减少实际耗用的工期。

附图说明

[0031] 图1为本发明的桩位布置平面图；

[0032] 图2为本发明的桩位布置剖面图；

[0033] 图3为本发明实施例1的地质柱状图；

[0034] 图中：1-冲/钻孔灌注桩，2-水泥土搅拌桩，D1-水泥土搅拌桩内缘与冲/钻孔灌注桩外缘的最短距离；D2-冲/钻孔灌注桩直径；D3-水泥土搅拌桩的直径；D4-两个水泥土搅拌桩咬合的最大距离。

具体实施方式

[0035] 以下结合实例对本发明的技术方案作进一步描述。

[0036] 实施例1：

[0037] 一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法，包括以下步骤：

[0038] 步骤1、选定需要施工水泥土搅拌桩的溶洞。根据超前钻资料初步判断需要施工水泥土搅拌桩的桩孔。容易引起漏浆塌孔的桩位均存在较大的溶洞，且溶洞周围的土质较差，冲/钻孔桩施工时有较大的冲击及振动，当冲破溶洞时，溶洞周围的土塌陷落入溶洞，上部的土体不足以保持桩孔的稳定，就产生了塌孔或漏浆现象，严重的甚至造成地面塌陷，威胁施工人员和机械的安全。根据超前钻地勘资料，勘察部门会指出溶洞的大小和分布，一般判断溶洞直径超过1米或超前钻时已塌孔则该孔应施工水泥土搅拌桩。

[0039] 步骤2、设计水泥土搅拌桩材料用量，由于水泥土搅拌桩只起到临时支护作用，所以对耐久性要求不高，相比于普通的水泥土搅拌桩，可掺入早强剂，早强剂的作用是使水泥土快速凝固，以达到加快施工进度的目的；早强剂可在市面购买（如鼎立牌高效早强剂）；水泥土搅拌桩采用32.5Mpa或42.5Mpa强度的硅酸盐水泥，要求28天龄期的无侧限水泥土的抗压强度标准值不小于1.8Mpa（大致相当于6层普通砖砌体底层的抗压强度）。水泥在土中的掺量、水灰比及早强剂含量需要经过试配，以下是掺量的范围。

[0040] 原料 重量分数 参考生产厂家

[0041] 原状土 373公斤 /

[0042] 水泥 45-56公斤 华新水泥

[0043] 早强剂 0.45-0.56公斤 湖南先锋建材有限公司

[0044] 水 22.5-25公斤 自来水

[0045] 试配时水、水泥、早强剂的重量比可不变，水泥在原状土中的掺量可按12.5%（重量比），13.5%（重量比），15%（重量比）分3组进行试验，每组取3个试件，7天-14天之后进行无侧限水泥土的抗压强度试验，得出试验结果后，根据《建筑地基处理技术规范》第7.3.3条的条文说明，14天龄期的水泥土强度相当于28天龄期强度的0.62~0.80倍，因此在实际操作中，可选择1.8Mpa的抗压强度标准值在14天龄期时能达到1.44Mpa即可。采用能达到无侧限水泥土的抗压强度标准值1.8Mpa的最小掺量用于正式施工。如12.5%（重量比），13.5%（重量比），15%（重量比）均能满足1.8Mpa的要求，则取12.5%（重量比）。

[0046] 步骤3、施工水泥土搅拌桩。1）在施工场地附近挖灰浆坑，按步骤2确定的配比配置好水泥浆；搅拌机械就位、调平；2）水泥土搅拌桩单桩承载力特征值在100KN~120KN之间才能起到支挡作用，单桩承载力特征值按《建筑地基处理技术规范》的公式7.1.5-3进行计算，还需按公式7.3.3进行复核，计算出加固深度，将搅拌桩机钻杆预搅下沉至设计加固深度；3）第1次边喷水泥浆，边搅拌提升至预定的停浆面，其中水泥浆通过灰浆泵从灰浆坑经输浆管到达搅拌机喷浆口，当水泥浆液到达喷浆口后，应喷浆搅拌30秒-40秒；4）再次搅拌下沉至设计加固深度；5）第2次边喷水泥浆，边搅拌提升至预定的停浆面；6）关闭搅拌机械，将桩机挪至下一桩位。7）由于水泥土搅拌桩相互咬合，相邻桩的施工时间间隔不宜超过12小时，否则会造成成桩困难。

[0047] 对于某个冲/钻孔灌注桩孔，先施工水泥土搅拌桩，待水泥土搅拌桩达到设计强度后（即步骤2中的28天1.8Mpa的要求），才能施工冲/钻孔灌注桩。

[0048] 水泥土搅拌桩在冲/钻孔灌注桩孔周围呈环形排列，且沿圆周相互咬合，当水泥土搅拌桩采用500mm桩直径时，两水泥土搅拌桩的中心间距不大于400mm，当水泥土搅拌桩采用600mm桩直径时，两水泥土搅拌桩的中心间距不大于500mm。其主要目的是阻隔地下水并防止桩孔周边泥沙涌入，提高工程桩质量。

[0049] 水泥土搅拌桩内缘与冲/钻孔灌注桩外缘的最短距离不小于100mm，以方便冲/钻孔灌注桩的施工。

[0050] 由于打桩机械的限制，水泥土搅拌桩的长度不小于10m，不超过20m，否则质量难以保证。

[0051] 以上方案实施后，当冲/钻孔灌注桩施工到溶洞时，不会出现泥沙大量涌入溶洞而造成塌孔，对人员和机械的安全保障大大提高。

[0052] 实施例2：

[0053] 一种防治溶岩地区冲/钻孔灌注桩漏浆、塌孔的方法，包括以下步骤：

[0054] 步骤1、选定需要施工水泥土搅拌桩的溶洞。根据超前钻资料初步判断需要施工水泥土搅拌桩的桩孔。如图3所示，在超前钻地质剖面图中25.20~30.20m的范围内存在5m高的溶洞，所以该桩孔需要施工水泥土搅拌桩，将需要施工水泥土搅拌桩的桩孔编号和位置进行记录并在现场做出标记。

[0055] 步骤2、设计水泥土搅拌桩材料用量。水泥土搅拌桩采用42.5Mpa强度的普通硅酸盐水泥，要求28天龄期的无侧限水泥土的抗压强度标准值不小于1.8Mpa、水灰比及早强剂含量需要经过试配。

[0056] 试配时水泥、早强剂、水的重量比固定为1：0.01：0.5，水泥在原状土中的掺量可按12.5%（重量比），13.5%（重量比），15%（重量比）分3组进行试验，每组取3个试件，14天之后进行无侧限水泥土的抗压强度试验。在本实施例中13.5%（重量比），15%（重量比）均能满足1.8Mpa的要求，故取水泥掺量为13.5%（重量比）。

[0057] 步骤3、施工水泥土搅拌桩。1）在施工场地附近挖灰浆坑，按步骤2确定的配比配置好水泥浆；搅拌机械就位、调平；2）水泥土搅拌桩单桩承载力特征值按《建筑地基处理技术规范》的公式7.1.5-3进行计算，计算本实施例的单桩承载力特征值为110KN，其加固深度为12米，将搅拌桩机钻杆预搅下沉至设计加固深度12米；3）第1次边喷水泥浆，边搅拌提升至预定的停浆面，其中水泥浆通过灰浆泵从灰浆坑经输浆管到达搅拌机喷浆口，当水泥浆液到达喷浆口后，应喷浆搅拌30秒；4）再次搅拌下沉至设计加固深度；5）第2次边喷水泥浆，边搅拌提升至预定的停浆面；6）关闭搅拌机械，将桩机挪至下一桩位。7）由于水泥土搅拌桩相互咬合，相邻桩的施工时间间隔不宜超过12小时，否则会造成成桩困难。

[0058] 对于某个冲/钻孔灌注桩孔，先施工水泥土搅拌桩，待水泥土搅拌桩达到设计强度后，才能施工冲孔灌注桩。本实施例在14天后检测水泥土强度，满足要求，后续才施工冲孔灌注桩。

[0059] 水泥土搅拌桩在冲孔灌注桩孔周围呈环形排列，且沿圆周相互咬合，本实施例采用500mm桩直径，两水泥土搅拌桩的中心间距400mm，中间重合100，有效防止了桩孔周边泥沙涌入，保证了工程桩质量。

[0060] 本实施例中水泥土搅拌桩内缘与冲/钻孔灌注桩外缘的最短距离为150mm，以方便冲孔灌注桩的施工。

[0061] 以上方案实施后，当冲孔灌注桩施工到溶洞时，未出现塌孔现象，大大提高了施工人员和机械的安全水平。