一种用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法与流程

本发明属于富水砂层加固，具体涉及一种用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法。

背景技术：

1、作为工程地质不良灾害整治的难题之一，富水砂层中含有大量地下水，其砂砾含量达30％以上，孔隙比大，具有胶结能力差、强度低、透水性强等特征，水土流失现象严重。目前，对于富水砂层的整治措施主要以注浆加固为主，但由于地层的特殊性质，浆液不宜凝结，浆液性能差，容易发生跑浆现象，经过有关工程后期监测，在注浆加固范围内很难发现注浆层的存在，存在施工安全隐患及容易发生较大施工沉降，影响加固效果。

2、注浆加固材料主要为化学、水泥和水泥-粘土浆液，其中，化学浆液注浆效果较好，但成本高且有一定毒副作用，而水泥多采用普通硅酸盐水泥为基础制备注浆材料，凝结时间长，稳定性差且析水率高，不利于富水砂层实际注浆应用，水泥-粘土浆液中粘土活性较低，强度较低且凝结时间长。同时由于富水砂层的特殊性，注浆过程常规浆液极易流失。

3、传统的，申请号202310605785.4公开了一种用于富水砂层的振动注浆加固方法，根据富水砂层加固区域深度、加固区域厚度、加固区域土样有效粒径，确定竖向预设注浆间距、单孔每段注浆量以及注浆孔排间距，以获得注浆孔位置，然后对注浆孔位置分别进行钻孔，再将振动注浆钻杆分别插入钻得的注浆孔孔底，对每个注浆孔自下而上进行振动后注浆逐层加固；其施工较为复杂，注浆材料未有创新，难以避免注浆过程浆液流失的问题，本发明施工方便，用于富水砂层效果良好，与其无直接联系。申请号cn202210740953.6公开了一种用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法，所述方法包括：通过三维模型分析得到目标场地的注浆加固区域、锚索的数量与间隔，根据在同一竖直平面上的各锚索的分布确定对应多个间隔注浆孔的预设位置与深度并进行钻孔操作，执行单次渗透注浆操作直至完成所有注浆孔的渗透注浆操作。虽然该专利能够实现对富水砂层的加固，但渗透注浆的方式使得加固工期长且同样不能避免注浆流失的难题。

4、鉴于上述问题，亟需对注浆材料及施工方法进行优化改进，满足富水砂层注浆施工的需求。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的问题，提供一种用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，分别配置a组分泥浆和b组分泥浆，a组分泥浆可在孔壁表面形成一层泥皮，有效防止b组分水泥浆的流失和外侧地下水的渗入，达到护壁效果。b组分水泥浆利用瓜尔胶提高粘度，抗水流冲击能力强，粉煤灰保证浆体本身流动性好，水泥分布均匀，通过水玻璃和氯化钙来控制凝结时间，保证成桩效果良好。搅拌桩将水泥浆喷入砂土中并充分搅拌，浆液不易流失，固化后强度较高。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，使用搅拌桩进行加固，搅拌桩的钻头在下钻喷浆搅拌时采用浆液a，搅拌桩的钻头在上提喷浆搅拌时采用浆液b；所述浆液a包括：絮凝剂0.5-3份、膨润土10-15份、水60-120份、细砂30-50份和减水剂5-10份；所述浆液b包括硅酸盐水泥70份、粉煤灰5-15份、水玻璃10-20份、氯化钙5-10份、膨润土10-20份、絮凝剂0.5-3份和水60-100份。

4、进一步的，所述絮凝剂为瓜尔胶，絮凝效果良好，成本低廉，对环境无危害；减水剂为木质素磺酸钠，用于避免制浆时膨润土在水中絮凝成团现象的发生；所述膨润土采用钠基膨润土，天然钠基膨润土吸水速度慢，但吸水率和膨胀倍数大，这样保证流动性的同时，能够更快地填充到间隙处，进而起到更好的支撑效果。

5、进一步的，水玻璃的掺量大小可用来调节浆液凝固时间，同时提高水泥浆固化后强度；氯化钙起到和水玻璃共同加快水泥浆凝结的作用；粉煤灰能有效地增加浆液的流动性；膨润土作为浆液稳定剂，保证ab浆液中材料的均匀分布，同时在a组分中促进泥皮护壁形成。

6、进一步的，所述细砂的粒径为0.2-0.075mm，富水砂层孔隙比大，所选细砂填充于砂层中的大小孔隙中，提升泥浆成皮护壁效果。

7、进一步的，所述浆液a和浆液b分别存放两个储浆罐中，制备过程中搅拌时间为10-20min，为充分发挥各组分作用，需在灌入注浆设备前持续搅拌。

8、进一步的，所述施工方法具体包括以下步骤：

9、s1、搅拌桩开钻之前，用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻；

10、s2、将浆液a储浆罐装入注浆管，保证压浆阶段输浆管道不能堵塞，启动搅拌桩进行下钻，施工至设计深度后，在桩底静止喷浆20s开始复搅，保证泥皮形成；

11、s3、待浆液a全部喷完，将注浆管更换连接浆液b储浆罐，搅拌桩钻头开始上提，提升过程中同时进行喷浆和旋转搅拌，逐渐提升至桩顶位置，浆液b在上提过程中全部喷入桩体；

12、s4、搅拌桩到达停浆面后，关闭泥浆泵，将钻杆提出地面，关闭桩机和空压机，桩机移出桩位，进行下一施工循环；施工完成后清洗管路及钻头，并处理弃土；

13、s5、成桩效果检测。

14、进一步的，步骤s2中，搅拌桩下钻时采用低档操作，喷浆压力不小于0.4mpa，平均钻进速率为1.0m/min。

15、进一步的，步骤s3中，搅拌桩钻头提升速度≤1.2m/min。

16、进一步的，步骤s5中，搅拌桩施工结束后，对成桩的位置偏差、桩长、直径、桩体强度和防渗效果进行检测，确定检测结果符合设计与规范要求。

17、本发明的有益效果是：

18、(1)本发明分ab组分浆液，浆液功能分类明确，能在保证成桩有效强度的前提下，防止水泥浆体被水冲散，提高了材料使用率，一定程度上降低了施工成本，同时操作简单，有效提高现场作业效率；

19、(2)b组分中使用水玻璃和氯化钙来加快凝结速率，通过改变水玻璃和氯化钙掺量可以调控水泥浆凝结时间，避免了注浆过程堵管断桩现象的发生；

20、(3)本发明浆体组分材料成本低廉，对环境影响小，抗水流冲击能力强，可以应用于富水砂层地区，适用范围广，扩宽了搅拌桩的施工场景。

技术特征：

1.一种用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，其特征在于，

5.根据权利要求1～4所述的用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种用于减少富水砂层搅拌桩注浆流失的施工方法，所述方法为：使用搅拌桩进行加固，搅拌桩的钻头在下钻喷浆搅拌时采用浆液A，搅拌桩的钻头在上提喷浆搅拌时采用浆液B；浆液A：絮凝剂0.5‑3份、膨润土10‑15份、水60‑120份、细砂30‑50份和减水剂5‑10份；浆液B：硅酸盐水泥70份、粉煤灰5‑15份、水玻璃10‑20份、氯化钙5‑10份、膨润土10‑20份、絮凝剂0.5‑3份和水60‑100份。A组分泥浆可在孔壁表面形成一层泥皮，有效防止B组分水泥浆的流失和外侧地下水的渗入，达到护壁效果。本发明适用于富水砂层，利用细砂和膨润土形成泥皮护壁，抗水流冲击能力强，同时浆体本身流动性好，水泥分布均匀，凝结时间短，搅拌桩将水泥浆喷入砂土中并充分搅拌，浆液不易流失，固化后强度高。

技术研发人员：吴凯,袁洁君,顾海荣,王盛年,张鹏,王文杰,付用全,张哲
受保护的技术使用者：江苏省送变电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29