一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法与流程

1.本发明涉及地基处理技术领域，特别涉及一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法。


背景技术：

2.随着我国经济的高速发展和现代化建设的步伐加快，城市建设用地日益紧张，建设用地前期基本采用“削山、填沟、造地”等方式进行，一部分建设用地的前身甚至是渣场，因挖山填土造成原有山体破碎、槽谷区域填土厚度大，无序填埋，填料成分复杂，填筑时未经任何处理；在这种背景下导致大多建设用地的地质环境条件复杂、地质条件差、地基条件差、易诱发地质灾害；所以在工程建设时不可避免的需花费大量时间、金钱对其进行加固处理，以保证工程的安全。
3.目前针对大厚度填土场地及软土(含淤泥质土、淤泥等饱和粘性土)的地基处理技术有：注浆法、强夯法、ddc(sddc)和cfg桩复合地基等。然而，现有处理技术均存在较多缺陷：
4.1、注浆法利用钻机等机械设备预先在拟加固土体中形成孔洞，把带有喷嘴的注浆管置入土层深处，以高压把浆液从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层，与原位软弱土体的充分混合。注浆法在对回填土进行加固时，由于填土结构松散，物质组成复杂，均匀性差，内部结构复杂，浆液对填土的灌注效果极不稳定。在实际工程中，土体内部稍微密实时易发生堵孔、堵管；土体松散时内部通道四通八达，浆液往往在灌注过程中发生大量流失而压力不稳灌注不够、需灌注的部位往往灌注不够，浆液浪费极大，经济性差。由于填土内部的不均匀性导致灌浆加固效果差，可靠性低。
5.2、强夯法利用重型机械提升夯锤从高处自由坠落使地基土颗粒重新紧密结合，通过不同夯击能搭配，对整个场地进行夯实。对大厚度填土场地采用强夯之后多存在上部土体密实，下部土体松散，在上部土体自重作用下整体会发生沉降变形，致使上部结构损毁。另外在施工作业时对周边环境影响大，可能对邻近既有建构筑物产生不利影响，且能耗较高，经济性较差。
6.3、ddc(sddc)在机械预成孔后在孔内进行填料，采用橄榄型夯锤至孔口处下落至孔底，通过将填料夯实挤密至桩间土体，单孔夯击后即形成单根挤密桩。对于填土场地较松散或填料粒径较大时预成孔难度较大，部分填土类型夯击效果较差，预成孔后夯锤在下落期间挤压孔内空气，对夯锤产生反作用力，致使有效落距缩短，造成处理效果不理想，实际工程中为达到较好的处理效果，桩间距普遍较小，大面积、大体积填土场地处理时，工程经济型较差。
7.cfg桩在碎石桩桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥，加水拌合，采用机械预成孔后进行浇筑，桩间土和褥垫层一起构成cfg桩复合地基。cfg桩对于桩端土层强度有一定要求，对桩间填土的湿陷性很难消除。在填土场地较松散或填料粒径大时机械预成孔难度较大，主要表现为成孔时塌孔，卡钻等情况，后期养护需进行较长时间，经济性较差。
8.因此，开发一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法具有重大意义。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法，以解决现有技术中存在的问题。
10.为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法，包括以下步骤：
11.1)进行现场勘测，分析拟处理地基地质条件特性，确定灌浆加固措施工程技术指标。其中，拟处理地基地质条件特性包括孔隙比、含水量、强度、变形模量和均匀性。
12.2)对注浆孔的孔位定点，正向钻进形成注浆孔。
13.3)制备泡沫混凝土。将水泥浆料的原料按照预定配置比添加入搅拌机内进行搅拌。将加水稀释后的发泡剂添加入发泡机内制成泡沫。将泡沫加入搅拌机内，与水泥浆料继续搅拌混合成泡沫混凝土。
14.4)通过灌浆泵将泡沫混凝土灌注注浆孔。通过灌浆压力将泡沫混凝土挤压进入土体孔隙和空洞中，对孔隙和空洞进行充填，使土体密实。
15.进一步，泡沫混凝土包括如下质量份组分：30～60质量份水泥、30～120质量份砂、12～30质量份水、0.1～1.5质量份泡沫剂和0.1～0.5质量份外加剂。
16.进一步，步骤4)中，通过调整水灰比，以及发泡剂和砂的掺入量控制注浆体强度。通过调整发泡剂和砂的掺入量控制浆体流动度。
17.进一步，所述拟处理地基为大厚度填土场地基或软土地基。
18.本发明的技术效果是毋庸置疑的：
19.a.能够有效控制泡沫混凝土灌浆体凝固后的强度、体积、变形模量等指标，充分发挥水泥浆液凝固体的强度性能和泡沫混凝土体积性能，通过压力注浆的方式对填土内部孔隙、空洞和软土内部进行充分有效充填，增强土体内部联结，提高土体的强度、变形和渗透性能，实现性能高效、经济合理；
20.b.在地基处理选择注浆施工时有效控制注浆量，充填完整性好、注浆效果的整体性好、有效提升施工质量及周期。无需大型机械设备参与产出、施工场地无特殊要求、施工出产占用场地小、泡沫混凝土出产速度快，无噪音及环境污染，适配工程特性较常规方案降低工程造价。
附图说明
21.图1为注浆地基处理方法流程图；
22.图2为注浆孔布设位置图；
23.图3为注浆地基处理方法施工示意图。
具体实施方式
24.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
25.实施例1：
26.本实施例提供一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法，包括以下步骤：
27.1)进行现场勘测，分析拟处理地基地质条件特性，确定灌浆加固措施工程技术指标。其中，拟处理地基地质条件特性包括孔隙比、含水量、强度、变形模量和均匀性。
28.2)对注浆孔的孔位定点，正向钻进形成注浆孔。
29.3)制备泡沫混凝土。将水泥浆料的原料按照预定配置比添加入搅拌机内进行搅拌。将加水稀释后的发泡剂添加入发泡机内制成泡沫。将泡沫加入搅拌机内，与水泥浆料继续搅拌混合成泡沫混凝土。
30.4)通过灌浆泵将泡沫混凝土灌注注浆孔。通过灌浆压力将泡沫混凝土挤压进入土体孔隙和空洞中，对孔隙和空洞进行充填，使土体密实。
31.实施例2：
32.本实施例提供一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法，参见图3，该方法采用的注浆地基处理装置包括若干个注浆孔1、搅拌机2、水泥发泡机3、气动注浆泵4、封口钢板5和注浆管6。
33.所述注浆孔1穿过拟处理地基的垫层和注浆层。所述注浆孔1的终孔位置深入基岩层。所述注浆孔1孔口位置处覆盖有封口钢板5。所述封口钢板5的板面上设置有注浆管通过孔。
34.所述注浆管6与气动注浆泵4连通。所述气动注浆泵4的储浆腔中充填有泡沫混凝土。所述注浆管6穿过封口钢板5后伸入注浆孔1中。
35.参见图1，该方法包括以下步骤：
36.1)进行现场勘测，分析拟处理地基地质条件特性，确定灌浆加固措施工程技术指标；其中，拟处理地基地质条件特性包括孔隙比、含水量、强度、变形模量和均匀性。
37.2)对灌注桩的桩位定点。在实际生产中，根据不同地质条件特性选择不同成孔方式。在本实施例中，采用地质钻机或大螺旋钻机进行正向钻进形成注浆孔。所述注浆孔穿过垫层和注浆层，终孔位置深入基岩层0.5～1.0m。
38.3)制备泡沫混凝土。将泡沫混凝土中的原料按照预定配置比添加入搅拌机内进行搅拌。将加水稀释后的发泡剂加入发泡机内，启动水泥发泡机，将发泡好的泡沫加入搅拌机内再次进行搅拌机混合成泡沫混凝土。
39.4)在注浆孔中灌注泡沫混凝土。通过灌浆泵产生的压力通过灌浆管将泡沫混凝土灌注进土体中，进而填充土体中的空隙和空洞等，进而完成对土体的加固、增强土体内部联结及挤密土体等。
40.实施例3：
41.本实施例主要步骤同实施例1，其中，泡沫混凝土又称为气泡混合轻质土。在本实施例中，泡沫混凝土包括如下质量份组分：30～60质量份水泥、30～120质量份砂、12～30质量份水、0.1～1.5质量份泡沫剂和0.1～0.5质量份外加剂。
42.实施例4：
43.本实施例主要步骤同实施例1，其中，步骤4)中，通过调整水灰比、发泡剂和细集料(砂)的掺入量控制注浆体强度；发泡剂和细集料(砂)的掺入量控制浆体流动度。
44.实施例5：
45.本实施例主要步骤同实施例1，其中，所述拟处理地基为大厚度填土场地基。
46.填土地基由于填筑材料多为施工场地内平场形成是土、石块，填筑过程中石块和石块之间、石块和土块之间会形成空洞、缝隙，在降雨后土体含水量增大，土体内部的水会带动填料中的土块等小粒径的石块向空洞、孔隙进行移动，造成填土表面发生沉降等情况，土体饱水和失水成为自固结沉降，一般填筑地基自固结沉降完成的时间大约在5年以上，且每完成一次自固结沉降填土表面就会发生变形。
47.对于填土地基的处理，通过调整配比适配不同场地所需的不同强度，将处理后的填土场地保持整体性提高。
48.本实施例在人为的干预下，对土体中的空洞缝隙进行注浆以减小土体自固结沉降的危害。泡沫混凝土有可控的流动度，且体积比水泥浆大，成本可控。
49.实施例6：
50.本实施例主要步骤同实施例1，其中，所述拟处理地基为大厚度软土地基。对于软土的处理，通过灌注泡沫混凝土浆体挤压劈裂软土，在软土中形成泡沫混凝土旋喷柱体和泡沫混凝土结核，增大软土内部粘结，提高地基强度、压缩模量和整体性。
51.实施例7：
52.本实施例主要步骤同实施例1，其中，参见图2，注浆孔1包括外围注浆孔101和中心注浆孔102。所述外围注浆孔101围绕中心注浆孔102。注浆孔的施工顺序为先注浆外围注浆孔，目的是对注浆区域进行封闭，以免浆液无序扩散。后注浆中心注浆孔，目的是在周围区域封闭后注浆挤密效果更加明显。

技术特征：
1.一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)进行现场勘测，分析拟处理地基地质条件特性，确定灌浆加固措施工程技术指标；其中，拟处理地基地质条件特性包括孔隙比、含水量、强度、变形模量和均匀性；2)对注浆孔的孔位定点，正向钻进形成注浆孔；3)制备泡沫混凝土；将水泥浆料的原料按照预定配置比添加入搅拌机内进行搅拌；将加水稀释后的发泡剂添加入发泡机内制成泡沫；将泡沫加入搅拌机内，与水泥浆料继续搅拌混合成泡沫混凝土；4)通过灌浆泵将泡沫混凝土灌注注浆孔；通过灌浆压力将泡沫混凝土挤压进入土体孔隙和空洞中，对孔隙和空洞进行充填，使土体密实。2.根据权利要求1所述的一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法，其特征在于，泡沫混凝土包括如下质量份组分：30～60质量份水泥、30～120质量份砂、12～30质量份水、0.1～1.5质量份泡沫剂和0.1～0.5质量份外加剂。3.根据权利要求2所述的一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法，其特征在于：步骤4)中，通过调整水灰比，以及发泡剂和砂的掺入量控制注浆体强度；通过调整发泡剂和砂的掺入量控制浆体流动度。4.根据权利要求1所述的一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法，其特征在于：所述拟处理地基为大厚度填土场地基或软土地基。

技术总结
发明提供一种灌注泡沫混凝土的注浆地基处理方法。该注浆地基处理方法包括确定灌浆加固措施工程技术指标、钻进形成注浆孔、制备泡沫混凝土和在注浆孔中灌注泡沫混凝土等步骤。该方法能够有效控制泡沫混凝土灌浆体凝固后的强度、体积、变形模量等指标，充分发挥水泥浆液凝固体的强度性能和泡沫混凝土体积性能，通过压力注浆的方式对填土内部孔隙、空洞和软土内部进行充分有效充填，增强土体内部联结，提高土体的强度、变形和渗透性能，实现性能高效、经济合理。经济合理。经济合理。


技术研发人员：龙林 何平
受保护的技术使用者：龙林
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/7/20