一種巖土層注料改性加固方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種巖土層的加固方法，具體涉及一種巖土層注料改性加固方法。
【背景技術】
[0002]針對地面工程建設對穩定地基的加固，目前國內主要使用的方法包括，孔內深層強夯法、換填墊層法、砂石粧法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、夯實水泥土粧法、水泥粉煤灰碎石粧法、石灰粧法、灰土擠密粧法、土擠密粧法、單液硅化法、堿液法、排水固結法、置換及拌入法、加筋法等，以上這些方法對于高速公路、高速鐵路等對地基要求比較苛刻的環境很難適應，尤其是凍土層和軟土層上施工將顯得無能為力。在凍土層、軟土層和易于沉降地基上修筑鐵路時，路基的填充和加固主要利用挖土后，采用填埋鋼筋混凝土、碎石等堅固物料來實現，或者通過大型粧機灌注鋼筋混凝土加固地基。
[0003]在泥石流和松軟巖土地基修筑高速公路、架設橋梁、房屋建筑打粧、邊坡加固維護等，需要土石方作業，需要用大型粧機并結合鋼筋混泥土進行地基加固。雖然這種傳統工藝能夠解決實際中很多問題，但也存在很多不足。如:工程施工量比較大，用工成本和造價成本高；對基礎設施要求比較高，邊遠山區施工難度比較大、加固范圍窄、施工深度大、工期長；對地面環境破壞嚴重、噪聲大；作業面積相對較小、且孤立受力，未形成整體加固；鋼筋混凝土未能與泥土充分融合，受力作用分散，不能有效形成整體合力，在外部因素變化時，難以保證地基發生位移或起伏變化。

【發明內容】

[0004]為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種解決巖土層不穩固導致施工困難的一種巖土層注料改性加固方法。
[0005]本發明所采用的技術方案為:
[0006]—種巖土層注料改性加固方法，包括以下步驟:
[0007](1)從地面對巖土層進行鉆孔，形成孔洞；
[0008](2)將高壓氣體噴爆噴射槍插入步驟(1)的孔洞中，并填塞高壓氣體噴爆噴射槍與孔洞壁之間的空隙；
[0009](3)用高壓氣體噴爆噴射槍對巖土層進行噴爆壓裂，使高壓氣體噴爆噴射槍槍頭四周巖土層內形成放射狀裂隙；
[0010](4)通過高壓氣體噴爆噴射槍向步驟(3)形成的放射狀裂隙中噴射粉粒物料；
[0011](5)待噴射粉粒物料完成后，往上拔回高壓氣體噴爆噴射槍一定距離，然后重復操作步驟(3)和步驟(4)，直至粉粒物料填滿放射狀裂隙為止；
[0012](6)向完成高壓氣體噴爆噴射區域注入凝固劑，使所噴射進入放射狀裂隙的粉粒物料與巖土層充分融合、改性和固化。
[0013]進一步地，步驟(1)中從地面對巖土層進行鉆孔，形成孔洞的孔徑為15-350mm，孔深為l-300m。孔徑和孔深的范圍根據巖土層結構的穩定性而定。
[0014]進一步地，所述高壓氣體噴爆噴射槍為土壤深施用噴射槍，所述土壤深施用噴射槍的槍頭設有繞槍頭環狀排列的開孔。
[0015]進一步地，步驟(2)中用玻璃膠、膠泥或粘稠泥漿填塞高壓氣體噴爆噴射槍與孔洞壁之間的空隙。因這些物料具有很好的粘性和附著力，能有效的防止噴爆時高壓氣流從鉆孔沖破填塞物料回流到鉆口。
[0016]進一步地，步驟(2)中用物料噴射槍或注射裝置對高壓氣體噴爆噴射槍與孔洞壁之間的空隙進行填塞。
[0017]進一步地，用高壓氣體噴爆噴射槍對巖土層進行噴爆壓裂，使巖土層內形成放射狀裂隙；高壓氣體噴爆噴射槍在噴射高壓氣流時，在槍頭周圍空腔內將產生瞬間壓縮空氣噴爆效應，高壓沖擊波將拱破槍頭附近巖土層進而生成放射狀裂隙，這些裂隙將隨著高壓氣流迅速向四周延展和擴散，最終在槍頭數米半徑形成大樹根系一樣無數放射性的由寬到窄、由疏到密、由粗到細的裂隙群。這種疏松的巖土層能夠有效降低地下水位，從而減少地下水對地基的浸泡和侵蝕，同時也為噴射物料的吹送打開了通道。
[0018]進一步地，用高壓氣體噴爆噴射槍往放射狀裂隙中噴射粉粒物料；將粉粒物料噴射到噴爆形成的放射狀裂隙內，直至這些放射狀裂隙吹填滿該粉粒物料為止。
[0019]進一步地，步驟(4)中噴射的粉粒物料為干粉混凝土、速凝劑、細砂或融冰劑的一種或數種混合物。
[0020]進一步地，步驟(5)中高壓氣體噴爆噴射槍每次往上拔回0.5-50m，每次拔出的高度根據巖土層的結構穩定性而定。
[0021]進一步地，步驟(6)中所述凝固劑為水。在注入粉粒物料的目標區域，從地面或鉆孔處大量灌入水，這些廣泛且均勻分布的放射狀裂隙中的粉粒物料與巖土層的土粒發生粘結、凝固和固化變性，從而形成結構穩定宛如磐石的改性巖土層，這些用粉粒物料填滿的放射狀裂隙與水結合后，迅速凝固，形成如大樹發達根系一樣網狀的相互有所交織的固化狀裂隙集群，和巖土層進行交接與混合，從而實現固土和土層改性的目的。
[0022]進一步地，具體噴爆噴射作業可以從地面下向上分層多次循序進行，也可以從地面上往下分層多次循序推進。
[0023]本發明的有益效果為:
[0024]1、地基整體結構穩定。本發明一種巖土層注料改性加固方法，采用噴射裂紋注入物料，通過與巖土層充分融合，不僅改變了巖土層的性質，而且相互交織的裂紋在噴射物料固化作用下顯得異常穩固，能夠形成如巖石般穩固結構，從而有效地確保地基穩固。
[0025]2、能夠解決凍土層和軟土層地基固化問題。因本發明方法能根據需求對巖土層改性，使巖土層的結構更為穩固。
[0026]3、能耗小、施工量小，成本低。由于本發明方法采用高壓空氣作為工作動力，可以大大減少土層挖掘、粧基、搬運、混凝土攪拌機澆筑等多種能耗，極大降低能耗，減少工序和施工量，從而降低用工成本。
[0027]4、能縮減材料成本和施工周期。物料填充的時候是直接填充，無需攪拌和灌注，直接噴射到巖土層放射狀裂隙內，因而材料損失比較少，且采用高壓氣體噴爆噴射裝置與傳統的工具相比，能極大提高工程效率，縮短施工周期。
[0028]5、對基礎設施要求不高，適應嚴酷作業環境。本發明方法對地形和基礎配套要求不高，無需大型機械的作業平臺和復雜的基礎配套作業設施。特別是針對地形復雜、作業環境嚴酷、不便于大型機械進入的工況具有獨特的應用效果。
[0029]6、噪音小、環境污染少。本發明方法在實施的過程中無污水產生，不需大量地面破土作業工作，沒有較大噪音產生，不破壞作業地表植被和作業環境。
[0030]7、改性加固后的巖土層性能穩定。不會因為環境因素，如地下水、氣溫、壓力等變化而發生顯著變化，從而確保巖土層的穩定性和地基的堅固性，有利于地面基礎設施的建設。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明一種巖土層注料改性加固方法的鉆孔步驟的示意圖；
[0032]圖2為本發明一種巖土層注料改性加固方法準備填塞物料的示意圖；
[0033]圖3為本發明一種巖土層注料改性加固方法填塞高壓氣體噴爆噴射槍與孔洞壁之間的空隙后的示意圖；
[0034]圖4為本發明一種巖土層注料改性加固方