土体改良的施工方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410593427.7

申请日:

2014.10.29

公开号:

CN104480927A

公开日:

2015.04.01

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):E02D 3/12申请公布日:20150401|||实质审查的生效IPC(主分类):E02D 3/12申请日:20141029|||公开

IPC分类号:

E02D3/12

主分类号:

E02D3/12

申请人:

上海市政建设有限公司

发明人:

严国仙; 戴南; 秦雨春; 顾国平; 张剑平

地址:

200092上海市杨浦区国康路15号140栋4楼

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种土体改良的施工方法,包括:对所需改良的土体进行土样采集;使用粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水对所述土样进行土体改良试验,以确定改良浆液的配比;制备所述改良浆液;在施工过程中注入所述改良浆液以改良土体。在本发明提供的土体改良的施工方法中,利用改良浆液对掌子面土体进行改良,从而控制土压力的稳定,使得掘进机在砂层、砂砾石层、软石层等非粘性土层中也能建立土压力平衡,确保顶管顶进施工作业顺利进行。

权利要求书

1.  一种土体改良的施工方法,其特征在于,包括:
对所需改良的土体进行土样采集;
使用粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水对所述土样进行土体改良试验,以确定改良浆液的配比;
制备所述改良浆液;
在施工过程中注入所述改良浆液以改良土体。

2.
  如权利要求1所述的土体改良的施工方法,其特征在于,所述改良浆液中粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水按照质量比380:180:1:820进行混合。

3.
  如权利要求2所述的土体改良的施工方法,其特征在于,所述聚丙稀酰胺为阴离子聚丙稀酰胺、非离子聚丙稀酰胺或阳离子聚丙稀酰胺。

4.
  如权利要求1所述的土体改良的施工方法,其特征在于,所述改良浆液的比重在1.28g/cm3到1.3g/cm3之间。

5.
  如权利要求1所述的土体改良的施工方法,其特征在于,在施工作业过程中注入所述改良浆液以改良掌子面土体之前,在制备改良浆液之后,还包括:检测所述改良浆液的组分及其含量和比重。

6.
  如权利要求1所述的土体改良的施工方法,其特征在于,所述土体改良的施工方法适用于顶管顶进施工作业,所述顶管顶进施工作业采用的掘进机的头部设置有刀盘面板,所述刀盘面板上具有多个注浆孔,所述改良浆液通过所述多个注浆孔注入所述刀盘面板前的掌子面土体中,并对所述掌子面土体进行改良。

7.
  如权利要求6所述的土体改良的施工方法,其特征在于,所述掌子面土体为砂层、砂砾石或软石层。

说明书

土体改良的施工方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域,特别涉及一种土体改良的施工方法。
背景技术
随着城市经济的发展和城市规模的扩张,地铁、越江隧道、污水管道等各种市政工程的建设也越来越多。为了避免直接影响周边的建(构)筑物、密集的地下管线以及繁忙的地面交通等,一般采用暗挖法施工。
暗挖法施工过程包括土方开挖和顶管顶进,顶管顶进在土方开挖之后进行,顶管顶进施工作业时掌子面土体的自立性非常关键,因此在进行顶管顶进施工之前,一般需要对进出洞口处的土体进行土体加固,待土体加固之后,通过掘进机将矩形顶管顶进土层中,开始进入顶管顶进施工作业阶段。在顶管顶进施工作业过程中,掘进机的土仓内外需要保持土压平衡,一旦土仓内外建立的土压平衡被打破,会引起许多施工问题,例如可能引起地面的沉降,严重的甚至造成前方土体坍塌,进而影响周边环境、建(构)筑物和管线。
然而,在实际施工过程中发现,由于非粘性土层的土粒之间的粘结力很弱或无粘结,在非粘性土层进行顶管顶进施工作业时土压力平衡难以建立,例如,砂层、砂砾石、软石层等,在这些土层中进行顶管顶进施工作业时均发现掘进机的土仓内外无法建立土压力平衡,出土非常不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土体改良施工方法,以解决现有的顶管顶进施工过程中由于土层的粘结性差导致土压力平衡难以建立的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种土体改良施工方法,所述土体改良施工方法包括:
对所需改良的土体进行土样采集;
使用粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水对所述土样进行土体改良试验,以确定改良浆液的配比;
制备所述改良浆液;
在施工过程中注入所述改良浆液以改良土体。
可选的,在所述的土体改良的施工方法中,所述改良浆液中粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水按照质量比380:180:1:820进行混合。
可选的,在所述的土体改良的施工方法中,所述聚丙稀酰胺为阴离子聚丙稀酰胺、非离子聚丙稀酰胺或阳离子聚丙稀酰胺。
可选的,在所述的土体改良的施工方法中,所述改良浆液的比重在1.28g/cm3到1.3g/cm3之间。
可选的,在所述的土体改良的施工方法中,在施工过程中注入所述改良浆液以改良土体之前,在制备改良浆液之后,还包括:检测所述改良浆液的成分、含量和比重。
可选的,在所述的土体改良的施工方法中,所述土体改良的施工方法适用于顶管顶进施工作业,所述顶管顶进施工作业采用的掘进机的头部设置有刀盘面板,所述刀盘面板上具有多个注浆孔,所述改良浆液通过所述多个注浆孔注入所述刀盘面板前的掌子面土体中,并对所述掌子面土体进行改良。
可选的,在所述的土体改良的施工方法中,所述掌子面土体为砂层、砂砾石或软石层。
在本发明实施例提供的土体改良的施工方法中,利用改良浆液对掌子面土体进行改良,从而控制土压力的稳定,使得掘进机在砂层、砂砾石层、软石层等非粘性土层中也能建立土压力平衡,确保顶管顶进施工作业顺利进行。
附图说明
图1是本发明实施例的土体改良的施工方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的土体改良的施工方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说 明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1,其为本发明实施例的土体改良的施工方法的流程示意图。如图1所示,所述土体改良的施工方法包括以下步骤:
S10:对所需改良的土体进行土样采集;
S11:使用粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水对所述土样进行土体改良试验,以确定改良浆液的配比;
S12:制备所述改良浆液;
S13:在施工过程中注入所述改良浆液以改良土体。
具体的,首先,对所需改良土的体进行土样采集。其中,所需改良的土体为非粘性土层,例如砂层、砂砾石、软石层等粘结性差的土层。
接着,使用粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水对所述土样进行改良试验。在试验过程中,将粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水按照不同比例混合而成的改良浆液加入到所述土样中进行调配,观察调配结果。若土样在调配后没有出现离析现象,则认为该混合比例是可选的配比。
本实施例中,所述改良浆液的组分包括粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水。其中,粘土是一种具有黏性的土壤,用水湿润后具有良好的可塑性,一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。膨润土(Bentonite)的主要化学成分为SiO2、AL2O3、CaO、MgO、Na2O和KaO,其矿物成分主要是蒙脱石、云母、石英和少量高岭土等。膨润土具有较强的吸湿性和膨胀性,能够改善土体的和易性。聚丙烯酰胺(PAM)是一种水溶性高分子聚合物,具有良好的絮凝性,能够降低液体之间的摩擦阻力,其溶解时间一般为40~60分钟,固有量≥90%,水解度≤5%。聚丙烯酰胺按离子特性可分为阴离子、非离子、阳离子和两性型四种类型。制备所述改良浆液采用的聚丙稀酰胺一般选用阴离子聚丙稀酰胺、非离子聚丙稀酰胺或阳离子聚丙稀酰胺。
然后,根据土体改良试验确定的配比制备改良浆液。在此过程中,首先按照配比称取粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水,之后将粘土和膨润土分别研磨成粉粒,同时将聚丙稀酰胺溶解于一定质量的清水中,最后将研磨成粉粒的粘土、膨润土与聚丙稀酰胺水溶液和剩余的清水均匀混合。
本实施例中,所述改良浆液中的粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水按照质量比380:180:1:820进行混合。例如,粘土380千克,膨润土180千克,聚丙稀酰胺1千克,清水820千克。所述改良浆液的比重一般在1.28g/cm3到1.3g/cm3之间。所述改良浆液不但能够润滑土层,还能增加土层中微细颗粒的含量,提高非粘性土层的塑性,与砂层、砂砾石层、软石层等土体反应能够增大土体的粘结性。由于其采用的材料是清水、粘土、膨润土和少量的聚丙稀酰胺,不但不污染环境,而且成本非常低廉。
制备改良浆液之后通常需要检测所述改良浆液的组分、各组分的含量以及比重,并在检测过程中对所述改良浆液的成分和含量进行调整,使其符合质量要求。
最后,在施工作业过程中注入所述改良浆液以改良土体。
本实施例提供的土体改良的施工方法适用于顶管顶进施工作业,遇到掌子面土体是砂层、砂砾石层、软石层等非粘性土层时,为了改良顶管顶进施工作业的掌子面土体,在顶管顶进施工作业准备阶段抽取顶管穿越土层的一部分土样,并对所述土样进行土体改良试验以得到改良浆液的配比,并按照该配比制备所述改良浆液。
所述顶管顶进施工作业所采用的掘进机的头部设置有刀盘面板,所述刀盘面板上具有多个注浆孔,所述改良浆液通过所述多个注浆孔注入所述刀盘面板前的掌子面土体中,以对所述掌子面土体进行土体改良。其中,所述多个注浆孔均匀设置在所述刀盘面板上,所述改良浆液的注浆压力由掘进机的控制系统进行控制,确保所述改良浆液均匀地喷洒在掌子面土体上。
利用所述改良浆液与掌子面土体的物理与化学反应,能够使得掌子面土体的粘结性更强。实验证明,掌子面土体经土体改良之后出土非常均匀,出土情况较土体改良之前大大改善,采用所述土体改良的施工方法既经济又有效。特别是对于砂层、砂砾石层、软石层等非粘性土层,土体改良的效果特别明显。
综上,在本发明实施例提供的土体改良的施工方法中,通过改良掌子面土体以控制土压力的稳定,使得掘进机在砂层、砂砾石层、软石层等非粘性土层中进行顶管顶进施工作业,也能建立土压力平衡,达到出土均匀,进而使得顶管顶进施工作业过程中的土压力、顶进速度和出土量均可控,从而尽可能地减 少对顶管顶部土层结构的扰动,有效地保持周边环境、建筑物、管线,降低地面沉降的风险,由此确保顶管顶进施工作业的顺利进行。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。

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资源描述

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1、10申请公布号43申请公布日21申请号201410593427722申请日20141029E02D3/1220060171申请人上海市政建设有限公司地址200092上海市杨浦区国康路15号140栋4楼72发明人严国仙戴南秦雨春顾国平张剑平54发明名称土体改良的施工方法57摘要本发明涉及一种土体改良的施工方法,包括对所需改良的土体进行土样采集;使用粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水对所述土样进行土体改良试验,以确定改良浆液的配比;制备所述改良浆液;在施工过程中注入所述改良浆液以改良土体。在本发明提供的土体改良的施工方法中,利用改良浆液对掌子面土体进行改良,从而控制土压力的稳定,使得掘进机在砂层、砂砾。

2、石层、软石层等非粘性土层中也能建立土压力平衡,确保顶管顶进施工作业顺利进行。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104480927A43申请公布日20150401CN104480927A1/1页21一种土体改良的施工方法,其特征在于,包括对所需改良的土体进行土样采集;使用粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水对所述土样进行土体改良试验,以确定改良浆液的配比;制备所述改良浆液;在施工过程中注入所述改良浆液以改良土体。2如权利要求1所述的土体改良的施工方法,其特征在于,所述改良浆液中粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水按照质量比3801。

3、801820进行混合。3如权利要求2所述的土体改良的施工方法,其特征在于,所述聚丙稀酰胺为阴离子聚丙稀酰胺、非离子聚丙稀酰胺或阳离子聚丙稀酰胺。4如权利要求1所述的土体改良的施工方法,其特征在于,所述改良浆液的比重在128G/CM3到13G/CM3之间。5如权利要求1所述的土体改良的施工方法,其特征在于,在施工作业过程中注入所述改良浆液以改良掌子面土体之前,在制备改良浆液之后,还包括检测所述改良浆液的组分及其含量和比重。6如权利要求1所述的土体改良的施工方法,其特征在于,所述土体改良的施工方法适用于顶管顶进施工作业,所述顶管顶进施工作业采用的掘进机的头部设置有刀盘面板,所述刀盘面板上具有多个注。

4、浆孔,所述改良浆液通过所述多个注浆孔注入所述刀盘面板前的掌子面土体中,并对所述掌子面土体进行改良。7如权利要求6所述的土体改良的施工方法,其特征在于,所述掌子面土体为砂层、砂砾石或软石层。权利要求书CN104480927A1/3页3土体改良的施工方法技术领域0001本发明涉及建筑工程技术领域,特别涉及一种土体改良的施工方法。背景技术0002随着城市经济的发展和城市规模的扩张,地铁、越江隧道、污水管道等各种市政工程的建设也越来越多。为了避免直接影响周边的建构筑物、密集的地下管线以及繁忙的地面交通等,一般采用暗挖法施工。0003暗挖法施工过程包括土方开挖和顶管顶进,顶管顶进在土方开挖之后进行,顶管。

5、顶进施工作业时掌子面土体的自立性非常关键,因此在进行顶管顶进施工之前,一般需要对进出洞口处的土体进行土体加固,待土体加固之后,通过掘进机将矩形顶管顶进土层中,开始进入顶管顶进施工作业阶段。在顶管顶进施工作业过程中,掘进机的土仓内外需要保持土压平衡,一旦土仓内外建立的土压平衡被打破,会引起许多施工问题,例如可能引起地面的沉降,严重的甚至造成前方土体坍塌,进而影响周边环境、建构筑物和管线。0004然而,在实际施工过程中发现,由于非粘性土层的土粒之间的粘结力很弱或无粘结,在非粘性土层进行顶管顶进施工作业时土压力平衡难以建立,例如,砂层、砂砾石、软石层等,在这些土层中进行顶管顶进施工作业时均发现掘进机。

6、的土仓内外无法建立土压力平衡,出土非常不均匀。发明内容0005本发明的目的在于提供一种土体改良施工方法,以解决现有的顶管顶进施工过程中由于土层的粘结性差导致土压力平衡难以建立的问题。0006为解决上述技术问题,本发明提供一种土体改良施工方法,所述土体改良施工方法包括0007对所需改良的土体进行土样采集;0008使用粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水对所述土样进行土体改良试验,以确定改良浆液的配比;0009制备所述改良浆液;0010在施工过程中注入所述改良浆液以改良土体。0011可选的,在所述的土体改良的施工方法中,所述改良浆液中粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水按照质量比3801801820进行混合。。

7、0012可选的,在所述的土体改良的施工方法中,所述聚丙稀酰胺为阴离子聚丙稀酰胺、非离子聚丙稀酰胺或阳离子聚丙稀酰胺。0013可选的,在所述的土体改良的施工方法中所述改良浆液的比重在128G/CM3到13G/CM3之间。0014可选的,在所述的土体改良的施工方法中,在施工过程中注入所述改良浆液以改良土体之前,在制备改良浆液之后,还包括检测所述改良浆液的成分、含量和比重。说明书CN104480927A2/3页40015可选的,在所述的土体改良的施工方法中,所述土体改良的施工方法适用于顶管顶进施工作业,所述顶管顶进施工作业采用的掘进机的头部设置有刀盘面板,所述刀盘面板上具有多个注浆孔,所述改良浆液通。

8、过所述多个注浆孔注入所述刀盘面板前的掌子面土体中,并对所述掌子面土体进行改良。0016可选的,在所述的土体改良的施工方法中,所述掌子面土体为砂层、砂砾石或软石层。0017在本发明实施例提供的土体改良的施工方法中,利用改良浆液对掌子面土体进行改良,从而控制土压力的稳定,使得掘进机在砂层、砂砾石层、软石层等非粘性土层中也能建立土压力平衡,确保顶管顶进施工作业顺利进行。附图说明0018图1是本发明实施例的土体改良的施工方法的流程示意图。具体实施方式0019以下结合附图和具体实施例对本发明提出的土体改良的施工方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均。

9、采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。0020请参考图1,其为本发明实施例的土体改良的施工方法的流程示意图。如图1所示,所述土体改良的施工方法包括以下步骤0021S10对所需改良的土体进行土样采集;0022S11使用粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水对所述土样进行土体改良试验,以确定改良浆液的配比;0023S12制备所述改良浆液;0024S13在施工过程中注入所述改良浆液以改良土体。0025具体的,首先,对所需改良土的体进行土样采集。其中,所需改良的土体为非粘性土层,例如砂层、砂砾石、软石层等粘结性差的土层。0026接着,使用粘土、膨润土、聚丙稀酰胺。

10、和清水对所述土样进行改良试验。在试验过程中,将粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水按照不同比例混合而成的改良浆液加入到所述土样中进行调配,观察调配结果。若土样在调配后没有出现离析现象,则认为该混合比例是可选的配比。0027本实施例中,所述改良浆液的组分包括粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水。其中,粘土是一种具有黏性的土壤,用水湿润后具有良好的可塑性,一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。膨润土BENTONITE的主要化学成分为SIO2、AL2O3、CAO、MGO、NA2O和KAO,其矿物成分主要是蒙脱石、云母、石英和少量高岭土等。膨润土具有较强的吸湿性和膨胀性,能够改善土体的和易性。聚丙烯酰胺PAM是一。

11、种水溶性高分子聚合物,具有良好的絮凝性,能够降低液体之间的摩擦阻力,其溶解时间一般为4060分钟,固有量90,水解度5。聚丙烯酰胺按离子特性可分为阴离子、非离子、阳离子和两性型四种类型。制备所述改良浆液采用的聚丙稀酰胺一般选用阴离子聚丙稀酰胺、非离子聚丙稀酰胺或阳离子聚说明书CN104480927A3/3页5丙稀酰胺。0028然后,根据土体改良试验确定的配比制备改良浆液。在此过程中,首先按照配比称取粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水,之后将粘土和膨润土分别研磨成粉粒,同时将聚丙稀酰胺溶解于一定质量的清水中,最后将研磨成粉粒的粘土、膨润土与聚丙稀酰胺水溶液和剩余的清水均匀混合。0029本实施例中,所。

12、述改良浆液中的粘土、膨润土、聚丙稀酰胺和清水按照质量比3801801820进行混合。例如,粘土380千克,膨润土180千克,聚丙稀酰胺1千克,清水820千克。所述改良浆液的比重一般在128G/CM3到13G/CM3之间。所述改良浆液不但能够润滑土层,还能增加土层中微细颗粒的含量,提高非粘性土层的塑性,与砂层、砂砾石层、软石层等土体反应能够增大土体的粘结性。由于其采用的材料是清水、粘土、膨润土和少量的聚丙稀酰胺,不但不污染环境,而且成本非常低廉。0030制备改良浆液之后通常需要检测所述改良浆液的组分、各组分的含量以及比重,并在检测过程中对所述改良浆液的成分和含量进行调整,使其符合质量要求。003。

13、1最后,在施工作业过程中注入所述改良浆液以改良土体。0032本实施例提供的土体改良的施工方法适用于顶管顶进施工作业,遇到掌子面土体是砂层、砂砾石层、软石层等非粘性土层时,为了改良顶管顶进施工作业的掌子面土体,在顶管顶进施工作业准备阶段抽取顶管穿越土层的一部分土样,并对所述土样进行土体改良试验以得到改良浆液的配比,并按照该配比制备所述改良浆液。0033所述顶管顶进施工作业所采用的掘进机的头部设置有刀盘面板,所述刀盘面板上具有多个注浆孔,所述改良浆液通过所述多个注浆孔注入所述刀盘面板前的掌子面土体中,以对所述掌子面土体进行土体改良。其中,所述多个注浆孔均匀设置在所述刀盘面板上,所述改良浆液的注浆压。

14、力由掘进机的控制系统进行控制确保所述改良浆液均匀地喷洒在掌子面土体上。0034利用所述改良浆液与掌子面土体的物理与化学反应,能够使得掌子面土体的粘结性更强。实验证明,掌子面土体经土体改良之后出土非常均匀,出土情况较土体改良之前大大改善,采用所述土体改良的施工方法既经济又有效。特别是对于砂层、砂砾石层、软石层等非粘性土层,土体改良的效果特别明显。0035综上,在本发明实施例提供的土体改良的施工方法中,通过改良掌子面土体以控制土压力的稳定,使得掘进机在砂层、砂砾石层、软石层等非粘性土层中进行顶管顶进施工作业,也能建立土压力平衡,达到出土均匀,进而使得顶管顶进施工作业过程中的土压力、顶进速度和出土量均可控,从而尽可能地减少对顶管顶部土层结构的扰动,有效地保持周边环境、建筑物、管线,降低地面沉降的风险,由此确保顶管顶进施工作业的顺利进行。0036上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。说明书CN104480927A1/1页6图1说明书附图CN104480927A。

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