水泥灌漿附加推剪擠壓的地基處理方法

2023-06-13 07:20:46 4

專利名稱：水泥灌漿附加推剪擠壓的地基處理方法
技術領域：
發本明涉及一種地基處理施工方法。其依據的原理是利用漿液凝膠體在灌漿壓力作用下會產生滑移擴散作用，會對周圍產生附加推剪擠壓力，從而使被處理的地基更加密實。
背景技術：
水泥灌漿回填和加固地基被廣泛應用，是最普遍和常規的加固地基的施工方法之一。「控制性水泥灌漿工藝」專利解決了水泥灌漿的串冒水泥漿、不易抬高灌漿壓力和易產生壓裂抬動等長期存在而未被解決的技術難題，促進了水泥灌漿技術的發展。水泥灌漿附加推剪擠壓技術在應用控制性水泥灌漿工藝專利基礎上，充分發揮水泥灌漿的回填和固結效果後，仍以灌漿方式使用雙液灌漿裝置並通過孔內射漿管將速凝的水泥漿液用高灌漿壓力(≥3.0Mpa)把水泥漿液凝膠體強壓入地層內，灌漿壓力通過漿液凝膠體的滑移推壓擴散作用對地層產生有方向性的附加推剪擠壓作用力，不但達到再壓密、壓實加固地基的效果，而且對斷層及軟弱帶內的推剪擠壓作用力超一定值後，斷層泥會在推剪擠壓作用力下向推剪擠壓作用力方向產生剪擠滑移而被水泥漿凝膠體置換推擠掉，或被水泥漿凝膠體擠嵌到斷層塊石體和巖縫內，從而大幅提高斷層軟弱帶的粘結力c值、摩擦係數f值和地層變模E值。

發明內容
本發明是利用水泥漿液的液壓滲透固結機理和附加推剪擠壓法的固態的剪擠置換壓密壓實機理相結合，即流體力學的灌漿加固和固體力學的壓密壓實相結合的工程力學的應用。其產生的效果是通過高壓灌入速凝水泥漿液，產生大的附加推剪擠壓作用力其一、壓密壓實周圍地層；其二、擠剪置換斷層泥及軟弱夾層或將斷層泥等軟弱物擠嵌到巖石塊體和巖縫內，大幅提高地層變模E值、斷層軟弱帶的粘結力c值和摩擦係數f值。
水泥灌漿附加推剪擠壓法將每孔段的水泥灌漿分成兩階段進行第一階段首先、安裝好孔內設施，水泥灌漿按水泥灌漿技術要求進行施工後滿足a.灌漿壓力≥指定值(Mpa)；b.灌漿進漿率≤指定值(升/分)，充分發揮水泥灌漿的回填和固結效果後，轉入灌漿附加推剪擠壓力施工的第二階段。
第二階段灌漿附加推剪擠壓施工，a.漿液配比變成1∶1以上濃漿，需用普通矽酸鹽水泥；b.使用雙液灌漿裝置，採用填壓式灌漿，其中一泵專門灌注外加劑化學控制液，控制灌入的水泥漿液的凝膠時間為15～50秒，壓灌入速凝的水泥漿液；c.控制正常的灌漿壓力≥3.0Mpa或更大值；d.p≥3.0Mpa或更大值後，進漿率達零再穩定10-20分鐘結束灌漿。
第一階段屬常規水泥灌漿，水泥漿液通過滲透和擠壓流動擴散，達到回填和固結地層。漿液擴散時具有液壓力特性，對周圍產生滲透浮託力。即第一階段屬水泥漿液回填和固結加固地基。
第二階段灌漿附加推剪擠壓，水泥漿凝膠體在高灌漿壓力作用下，以灌漿孔為中心形成灌漿附加推剪壓力場，呈固體形態向外產生擠壓滑移擴散，對周圍產生擠壓推剪力其一、擠壓推剪力對地基產生壓密壓實作用。其二、不產生液壓滲透力，消除了液壓滲透力的上抬和張性破壞影響，能大幅提高灌漿使用壓力。其三、作用於凝膠體的灌漿壓力越大，則凝膠體向外產生的推剪擠壓力就越大。推剪擠壓力超一定值後，必然會產生1)會擠動已灌入的水泥漿液，加強已灌入的水泥漿液的回填固結效果。2)會推剪擠壓斷層泥及軟弱夾層，使斷層泥被漿液凝膠體剪擠掉而置換，斷層軟弱物會被擠嵌到斷層破碎巖塊間或破碎巖縫內，會極大的提高斷層的受力性能，提高斷層的C值、f值和E值。3)在地基內會產生壓縮變形和固結排水，產生壓密壓實效果。如果控制灌漿壓力產生的附加推剪壓力值遠超過建築物的附加荷載值，又控制灌漿的進漿率都達零後結束，使被處理地層沒有回彈空間。在承受建築物的附加荷載時，地基就不會再產生沉降壓縮變形。第二階段屬固態置換壓密壓實式加固地層。
從上可知，水泥灌漿附加推剪擠壓的地基處理方法是採用水泥漿液的液壓滲透擴散固結機理與灌漿附加推剪擠壓作用的固態的剪擠置換壓密壓實機理相結合的方式進行地基處理的方法，在加固地基上屬流體力學的灌漿加固和固體力學的壓密壓實相結合的工程力學的應用。故水泥灌漿附加推剪擠壓技術適用於加固斷層及滑坡體、加固公路和鐵路的橋墩及修復路基、加固各類重大建築物的地基基礎及隧道地鐵等。
具體實施例方式
施工步驟1、鑽孔安裝好孔內雙液進漿裝置和孔內射漿管；2、實施水泥灌漿，滿足a.灌漿壓力≥指定值(Mpa)；b.水泥漿進漿率≤指定值(升/分)；3、水泥灌漿完成後經過10-20分鐘，用雙液灌漿裝置灌速凝的水泥漿液，要求a.1∶1以上的普通矽酸鹽水泥濃漿，用高速攪拌機製漿；b.加灌水玻璃等化學外加劑控制水泥漿的凝膠時間為15-50秒；c.控制最大水泥漿進漿率≤40升/分；4、灌入速凝水泥漿的灌漿壓力值應≥3.0Mpa，灌漿過程中要保持在升壓過程中，如果條件許可，灌漿過程中的升壓值應越大越好；5、灌漿壓力已達要求的最大值，水泥漿的進漿率已達零後再穩定10-20分鐘結束灌漿。
權利要求
1.一種水泥灌漿附加推剪擠壓的地基處理方法，包括如下步驟鑽孔安裝好孔內雙液進漿裝置和孔內射漿管；實施水泥灌漿，滿足灌漿壓力≥指定值、水泥漿進漿率≤指定值；其特徵在於水泥灌漿完成經過一段時間後，灌注速凝的水泥漿液；灌漿過程要保持在升壓過程中，灌漿壓力達到要求的最大值，水泥漿的進漿率達到零後再穩定一段時間後結束灌漿。
2.如權利要求1所述的地基處理方法，其特徵在於，水泥灌漿完成經過10-20分鐘後，使用雙液灌漿裝置灌注速凝水泥漿液。
3.如權利要求1或2所述的地基處理方法，其特徵在於，水泥漿液使用1∶1以上的普通矽酸鹽水泥濃漿，用高速攪拌機製漿、水泥漿液的凝膠時間為15-50秒。
4.如權利要求1或2或3所述的地基處理方法，其特徵在於，灌注速凝的水泥漿液時，水泥漿液的進漿率≤40升/分，灌入速凝水泥漿液的灌漿壓力值應≥3.0Mpa。
全文摘要
本發明涉及一種水泥灌漿附加推剪擠壓的地基處理方法。水泥灌漿附加推剪擠壓的地基處理方法是採用水泥漿液的液壓滲透擴散固結機理與灌漿附加推剪擠壓作用的固態的剪擠置換壓密壓實機理相結合的方式對地基進行處理的方法，在加固地基上屬流體力學的灌漿加固和固體力學的壓密壓實相結合的工程力學的應用。水泥灌漿附加推剪擠壓技術適用於加固斷層及滑坡體、加固公路和鐵路的橋墩及修復路基、加固各類重大建築物的地基基礎及隧道地鐵等。
文檔編號E02D3/02GK1908319SQ200610112050
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月29日 優先權日2006年8月29日
發明者李旺雷 申請人:李旺雷