一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法与流程

本发明涉及建筑工程，尤其涉及一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法。

背景技术：

1、在建筑工程领域，特别是在杂填土地层上进行基础设施建设时，桩基的稳定性和承载力成为了工程成功的关键因素，杂填土地层由于其非均匀性及含有各种填充材料，使得在这种地层中施工具有较高的不确定性和风险，传统的桩基施工方法，如直接钻孔并浇筑混凝土，往往面临着孔壁不稳定、混凝土质量难以保证等问题，这些问题直接影响了桩基的质量，进而影响整个建筑物的安全性和稳定性。

2、面对上述背景，本发明旨在解决杂填土地层中桩基施工过程中的技术难题，特别是针对提高孔壁稳定性、确保混凝土浇筑质量以及优化桩基的承载力等方面的挑战，在传统方法中，由于缺乏有效的孔壁保护措施和混凝土质量控制手段，常常导致施工过程中出现孔壁坍塌、混凝土强度不足等问题，使得施工风险增加，成本上升，甚至影响工程的整体进度。

3、因此，急需一种能够在杂填土地层中有效稳定孔壁、提升混凝土浇筑质量并优化桩基承载力的施工新方法，以解决上述技术难题，满足现代建筑工程对基础设施安全性和稳定性的高要求。

技术实现思路

1、基于上述目的，本发明提供了一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法。

2、一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，包括以下步骤：

3、s1：先确定桩基位置，并在杂填土地层钻设定深度的孔，为后续桩基提供物理空间；

4、s2：制备泥浆备用，该泥浆由水泥、粘土、水和环保添加剂组成；

5、s3：使用预设的泵送设备将s2制备的泥浆注入s1的钻孔中，以形成初步的护壁；

6、s4：在泥浆开始初步凝固前，放入钢筋笼，以确保桩基的承载力；

7、s5：待泥浆达到适当的凝固状态后，采用注浆管向钢筋笼内部注入高性能混凝土，该混凝土由超细水泥、细砂和特种添加剂组成；

8、s6：在混凝土注入后，采用温度控制技术调节混凝土内部的温度，确保在不同环境条件下混凝土能够均匀硬化；

9、s7：最后利用3d扫描技术对完成的桩基进行全方位扫描，获取桩基的三维模型，并通过与设计模型的对比分析，评估桩基的位置、尺寸和形状，确保施工精度和质量。

10、进一步的，所述s2中泥浆的各组分按照质量百分比分别为：水泥占50％、粘土占25％、水占20％、环保添加剂占5％。

11、进一步的，所述s2中制备泥浆具体包括：

12、s21：先按照比例称取水泥、粘土、水和环保添加剂；

13、s22：将粘土和一半的水混合，在搅拌器中以每分钟400-600转的速率搅拌，直至粘土完全溶解于水中形成均匀的粘土水溶液，搅拌时间为5-10分钟；

14、s23：加入水泥到粘土水溶液中，同时加入剩余的水，继续以每分钟600-800转的速率搅拌以确保水泥和水的完全融合，无颗粒物存在，搅拌过程继续10-15分钟，直至混合物成为均匀的泥浆状；

15、s24：向s23的混合物中加入环保添加剂，并以每分钟500-700转的速率搅拌3-5分钟，形成最终的泥浆。

16、进一步的，所述s1具体包括：

17、s11：使用地理信息系统配合地面穿透雷达技术进行初步的地形和地质条件调查，确定桩基位置，所述地理信息系统用于提供地形特征的精确地图，而地面穿透雷达技术用于探测杂填土层下的障碍物和非均匀性，以确定无障碍的桩基定位点；

18、s12：基于s11获得的数据，采用计算机辅助设计软件，规划桩基的布局和每个桩基的具体位置，确保每个桩基的位置满足结构设计要求并考虑地质稳定性；

19、s13：选定桩基位置后，使用自动化钻探设备在杂填土地层进行钻孔，钻孔直径和深度根据工程设计规范和地质报告确定，钻探过程采用连续取样技术，实时监测土壤成分和密实度，以调整钻进速度和方法，确保孔壁稳定性；

20、s14：钻孔完成后，立即使用声波测深仪测量孔深，并用摄像头检查孔内的情况，确认没有偏移、塌方或其他异常情况，确保钻孔的准确性和质量。

21、进一步的，所述s3具体包括：

22、s31：选择双活塞泵作为泵送设备；

23、s32：在开始泵送前，对双活塞泵进行预热处理，将泵体温度调整至环境温度以上5-10℃；

24、s33：将s2制备的泥浆通过连接管道输送至双活塞泵，启动泵送前确保所有连接管道内无空气；

25、s34：开始泵送泥浆至钻孔中，控制泵送速率为80-120升/分钟；

26、s35：在泥浆注入过程中，控制泵送压力为30-45巴；

27、s36：完成泥浆注入后，使用压力保持功能维持泥浆在钻孔中的压力10分钟，以形成初步护壁。

28、进一步的，所述s4具体包括：

29、s41：准备钢筋笼，所述钢筋笼直径比钻孔直径小50-100毫米；

30、s42：在泥浆注入完成后的1-2小时内放置钢筋笼；

31、s43：使用起重设备将钢筋笼缓慢下放到钻孔中，下放速度控制在0.5-1米/分钟；

32、s44：钢筋笼放置完成后，在钢筋笼顶部添加小量新鲜泥浆，确保钢筋笼与泥浆之间的良好接触和密封。

33、进一步的，所述s5混凝土的配制具体包括：：

34、s51：按照以下质量比例配制混凝土，超细水泥占60％，细砂占35％，特种添加剂总和占5％，所述特种添加剂包括减水剂、早强剂和抗裂剂，其中减水剂占特种添加剂总量的50％，早强剂占30％，抗裂剂占20％；

35、s52：先将细砂和超细水泥在干态下预混，使用高剪切混合器以每分钟400转进行混合，持续时间为3分钟，以确保两者充分混合；

36、s53：向s52预混的干料中加入计量的水和特种添加剂，其中水占混凝土总体积的20％，然后继续使用高剪切混合器进行混合，混合速率保持为每分钟400转，总混合时间为10分钟，直到混合物达到均匀一致无颗粒状的混凝土。

37、进一步的，所述s5中采用注浆管向钢筋笼内部注入高性能混凝土具体包括：

38、s54：确定泥浆达到适当凝固状态，该凝固状态的硬度应为2-3mpa；

39、s55：采用带有密封性能的注浆管，将混凝土输送至钢筋笼内部，注浆管直径为50-100毫米；

40、s56：控制混凝土的注入速率为5-10立方米/小时，确保混凝土均匀充填且无气泡或分层；

41、s57：完成注浆后，立即使用振动棒对混凝土进行振实，振动频率设置为12000-15000次/分钟。

42、进一步的，所述s6具体包括：

43、s61：在混凝土注入完成后立即部署温度传感器于不同深度的混凝土内部，以实时监测混凝土的温度，该传感器的部署位置根据钢筋笼的高度分布，保证上、中、下三个区域的温度均能被监测；

44、s62：预设定混凝土硬化期间的理想温度范围为5-30℃，若环境温度较低，导致混凝土内部温度降至5℃以下，则启动加热系统；若环境温度较高，使混凝土内部温度超过30℃，则启动冷却系统。

45、进一步的，所述s7具体包括：

46、s71：在桩基混凝土硬化并达到预定强度后，部署3d扫描设备于桩基周围，扫描设备要覆盖360度全方位；

47、s72：开始扫描前，确保扫描区域内无遮挡物，以免影响扫描精度，具体使用具有至少0.5毫米精度的高分辨率3d扫描仪进行扫描，收集桩基表面及周围地形的详细数据；

48、s73：扫描完成后，利用专用软件处理扫描数据，生成桩基的三维模型；

49、s74：将生成的桩基三维模型与设计阶段的cad模型进行对比分析，分析重点包括桩基的位置偏差、尺寸公差及形状偏差，确保所有参数均在预设的误差范围内。

50、本发明的有益效果：

51、本发明，通过采用特定配比的泥浆作为护壁材料，有效稳定了钻孔壁，显著提高了孔壁的稳定性，这种泥浆护壁技术不仅预防了孔壁在施工过程中的坍塌，还为后续的钢筋笼下放和混凝土浇筑提供了一个稳定的工作环境，相比于传统的桩基施工方法，这种改进显著减少了施工过程中的安全风险和潜在的成本增加，确保了施工的高效率和高质量完成。

52、本发明，混凝土注入过程采用了高性能混凝土和精确控制的注入技术，确保了混凝土在桩基内部均匀分布，从而优化了桩基的结构强度和承载能力，通过精确的温度控制和3d扫描技术，进一步保证了混凝土硬化过程的均匀性和施工后桩基的准确性，这些技术的应用显著提升了桩基的质量，为建筑结构提供了坚固的基础。

53、本发明，通过利用3d扫描技术对完成的桩基进行全方位扫描和分析，使得施工过程和结果的监控更加精确和高效，通过与设计模型的直接对比，可以实时发现和修正任何偏差，确保了施工精度和质量，这种先进的监测和分析方法为建筑工程的质量控制提供了新的手段，有效降低了后期维护成本和潜在的结构风险。

技术特征：

1.一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，其特征在于，所述s2中泥浆的各组分按照质量百分比分别为：水泥占50％、粘土占25％、水占20％、环保添加剂占5％。

3.根据权利要求2所述的一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，其特征在于，所述s2中制备泥浆具体包括：

4.根据权利要求3所述的一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，其特征在于，所述s1具体包括：

5.根据权利要求4所述的一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，其特征在于，所述s3具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，其特征在于，所述s4具体包括：

7.根据权利要求6所述的一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，其特征在于，所述s5混凝土的配制具体包括：

8.根据权利要求7所述的一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，其特征在于，所述s5中采用注浆管向钢筋笼内部注入高性能混凝土具体包括：

9.根据权利要求8所述的一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，其特征在于，所述s6具体包括：

10.根据权利要求9所述的一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，其特征在于，所述s7具体包括：

技术总结
本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种杂填土地层桩基泥浆护壁的施工方法，包括以下步骤：S1：先确定桩基位置，并在杂填土地层钻设定深度的孔；S2：制备泥浆备用；S3：将S2制备的泥浆注入S1的钻孔中，以形成初步的护壁；S4：放入钢筋笼；S5：采用注浆管向钢筋笼内部注入高性能混凝土；S6：采用温度控制技术调节混凝土内部的温度；S7：评估桩基的位置、尺寸和形状，确保施工精度和质量。本发明，通过采用特定配比的泥浆护壁技术、精确的混凝土注入控制及3D扫描技术的应用，显著提高了杂填土地层桩基施工的稳定性、安全性和精度，从而优化了建筑基础的承载力和工程质量。

技术研发人员：杨雪刚,姜浩,尤桂蛟,郭康鑫,宋星海
受保护的技术使用者：中建二局第一建筑工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23