本实用新型涉及建筑科学中的地基处理和岩土工程技术,具体涉及灌浆法处理软弱地基的静压灌浆装置。 现有高压旋喷注浆技术,具体分为三种类型,即单管、二重管、三重管旋喷法、各种方法在软土中形成的桩直径均不相同。其主要缺点有:
1.灌浆时地面返浆量大,一般占灌入浆量的1/4左右,材料浪费大,同时又污染施工场地,占用施工场地,还需清理场地返浆,费工费时。
2.设备笨重、繁多、所需机械配件多。
3.施工复杂、需先钻孔,再下旋喷专用喷头和钻杆,操作工序多,施工时间长。
4.施工成本高。
5.设备多又较大,对施工场地要求较大。
本实用新型的目的在于提供一种简单、方便的可将水泥浆或化学材料等灌入软土中的孔隙或空洞中去的静压灌浆装置,使用该装置可提高土体的强度或改善软土的抗渗透性能。本实用新型的具体任务有以下几点:
1.处理人工挖孔桩内涌流泥,流砂,水的事故。
2.高层建筑开挖基坑做地下室时,附近建筑较多不能采用降水法时,在基坑四周做防渗帷幕,以防止含水地层的水往基坑内渗透。从而保证附近地面不会产生沉陷。
3.处理地面塌陷。
4.处理地铁或遂道的塌方。
5.处理钻孔灌注桩或挖孔灌注桩底部沉渣。
6.钻孔灌注桩作为摩擦桩设计时。
通过在桩四周灌浆可提高桩周摩擦力和增大桩经,从而提高桩的承载力。
7.加固倾斜或不均匀沉降的房屋基础。
本实用新型的目的是这样实现的,构造一种静压灌浆装置包括:灌浆头13,通过螺栓12与所述灌浆头13耦合的喷浆花管10,设在所述喷浆花管10中部的密封碗8,与所述密封碗8同心安装的密封压盖6、橡胶圈7及孔口管9,还包括粗钻杆2,套在所述粗钻杆2四周地吊垂1,设在所述粗钻杆2底端的灌浆锤垫3,设在所述喷浆花管10顶部的钻杆接手5以及设在所述钻杆接手5与所述灌浆锤垫3底部之间的细钻杆4。
本实用新型的静压灌浆装置,其特征还在于,所述灌浆头13可通过螺栓12连接置于喷浆花管10内并可滑动,所述喷浆花管10四周设有多个外大内小的喇叭形通孔的锥形喷浆孔11,以及直接塞在所述锥形喷浆孔11内的橡胶塞14。
本实用新型的静压灌浆装置,其特征还在于,所述锤垫3的一端为内丝扣,另一端为外丝扣,分别连接两个不同直径的粗钻杆2和细钻杆4。
本实用新型的静压灌浆装置,其特征还在于,所述密封碗8是对称的两半组合而成,密封碗8内填入橡胶圈或棉纱等填充物,实现孔口密封。
本实用新型的静压灌浆装置,其特征还在于,所述密封压盖6为对称的两半,盖在所述橡胶密封圈7上,并用螺丝与所述孔口管9上的法兰盘用螺丝联接。
实施本实用新型的静压灌浆装置,具有以下优点:
1.简化了施工工艺
此种装置钻孔和下注浆杆可一次完成。传统的方法是先用钻探常规法成孔,再将单管、双管或三重管喷浆头及钻杆放入钻孔内,再行喷浆,如遇到砂层(或流泥,流砂层)则要下导管或泥浆护壁等方法才能形成钻孔。
2.简化了机械设备
配套主要设备为钻机1台(不需专用钻机,30m、50m、100m类型钻机均能与之配套),泥浆泵1台、叶片式或循环式搅拌机1台。以上三种设备与灌浆装置即可形成一个完整的灌浆系统。且易于操作。减少了劳动强度。
由于使用上述设备,具有搬运灵活,占地少的优点。
3.施工速度快
一般3个小时即可完成一个20m以内的灌浆孔的钻孔及灌浆。而传统的方法需6个小时。
4.无材料浪费
旋喷法返出地面浆液占总灌入量1/4左右,即污染了场地,增加了泥浆清理工作量,又浪费了材料而这种新型装置无泥浆返出地面。
5.针对地层情况,可准确地把浆液灌入所需加固的地层,且浆液灌入量可灵活地调节。
通过提升注浆杆的速度随时可以控制浆液的灌入量。
结合附图,进一步说明本实用新型实施例附图中;
图1为本实用新型静压灌浆装置的结构示意图;
图2为孔口管9的细节图;
图3为喷浆花管10的细节图;
图4为灌浆锤垫3的细节图;
图5为密封压盖6的细节图;
图6为灌浆头13的细节图;
图7为橡胶圈7与密封碗8的细节图;
图8为使用本实用新型装置进行施工的第一实例示意图;
图9为使用本实用新型装置进行施工的第二实例示意图;
结合附图1--6,进一步说明本实用新型。
锥形灌浆头13放入喷浆花管10内,通过螺栓12使两部分联接。特点是,13可在10内滑动。当喷浆花管打入地层内时,喷浆头顶在花管上,当灌浆时,钻杆往上提升,喷浆头与花管分离一定间隔,(因有螺栓连接,不会滑落),这样浆液便能均匀地从喷浆头喷射出来。
虽然钻杆不动,但有类似于旋喷灌浆的特点和效果,灌浆花管上的锥形喷浆孔11,设计为外大内小的喇叭形,橡胶塞可直接塞在小孔内,其目的是土层中的砂不能进入钻杆内造成堵管,而浆液又能顺利喷射出来。
这种结构解决了灌浆过程中存在的管路堵塞问题,锤垫3一端为内丝扣,一端为外丝扣。可以把两个不同直经的钻杆连接在一起,同时,重力锤可直接打在它上面,以使灌浆杆进入到需要灌浆的地层位置。
用这样装置实现了钻孔和下注浆杆两道工序简化为一道工序。孔口管9,可直接放入冲好的钻孔内。安装好后,四周用速凝浆填满封闭。密封碗8,是对称的两半(见密封碗图纸)在钻杆打入地层内后,不需移动钻杆,直接放入孔口管内。
这样实现了装卸的方便,密封碗内填进橡胶圈或棉纱,以实现孔口密封,最后将密封压盖6(也是对称的两半),盖在橡胶密封圈上,与孔口管上的法兰盘用螺丝联接。
用本实用新型的装置进行施工的第1实例:
深圳金海岸中心大夏为32层,位于南山区创业路靠大海边200~300米。地下室2层,基坑开挖深10米,附图8中,801为地面,802为人工填土,803为中细砂层,804为粘性土层,805为帷幕灌浆,806为基坑底面。
基坑开挖采用63°自然放坡,地下水位为地表以下2米,砂层厚7.5~4.0米,为主要透水层,渗透系数K=30~60m/d。
基坑开挖与帷幕灌浆同时进行,刚开始时,由于帷幕还没做好,基坑内渗透积水深3米左右,随海水涨落而涨落,通过使用这种新型灌浆装置进行帷幕灌浆后,基坑四周的地下水不再往基坑内渗透,现在基坑内无积水,正在建造地下室。使用这种新型灌浆装置,将灌浆头打入砂层底板以下1米,然后一边往上提升,一边灌浆。有关技术参数如下:
平面孔距 1.0米~0.8米 提升速度 2--3cm/分钟
孔深 9~15米 水比 1:0.8~1:1
开口孔径 φ127mm 每米水泥消耗 0.25吨/米
灌浆压力 5~6kg/cm 化学材料消耗 0.05(吨)
最大压力 10~20kg/cm (水玻璃等)
施工速度 4孔/台班
40天完成总进尺3710米,基坑周长约371米。与传统的旋喷(或定喷法)高压灌浆建造防渗帷幕相比节约工程造价30%左右,此工程节约工程造价约30万元。
用本实用新型装置进行施工的第二实例:
深圳市长乐花苑A座11#,13#挖孔桩涌泥事故处理,参考图9,其中基坑内11#,13#挖孔桩挖至16米处,碰到流泥、流砂往上涌,半天内上涌约3米,清除后继续往上涌,至使无法继续往下掘进,且直接威胁工人的生命安全。
地层填土2米左右,以下均为残积粘性土,地下水位在地表以下3米处。含水量较大,此桩设计φ1.2米净直经,深29米至扩大头底板。
处理步骤如下:
1.井筒四周均布10个灌浆孔。
2.用常规冲击成孔法冲φ127毫米孔至地表下1千米处。
3.将新型灌浆冲头和钻杆用100kg吊锤打入地面以下30米处。
4.按前述操作方法一边注浆,一边拔管至14米处这样在挖孔桩四周形成一圈流泥,流砂和化学材料,水泥形成的固结体。
具体施工参数和例Ⅰ类同
现在通过使用这种新型装置加固后,挖孔桩已顺利挖至扩大头底板,护壁做好后,已浇灌了混凝土。
应用此法共加固了五根挖孔桩。
处理一条挖孔桩工期为5天。