一種護筒式水泥土攪拌樁的成樁操作方法技術

本發明專利技術涉及一種護筒式水泥土攪拌樁機成樁施工方法，適用淤泥、淤泥質土等軟土地基處理。護筒式水泥土攪拌機主要由履帶式攪拌機樁架、攪拌機動力頭、護筒動力頭、攪拌軸、護筒、鉆頭、支撐架、攪拌葉片等組成，護筒內有平行布置的噴漿管、噴水管和噴料管。水泥土攪拌樁成樁時，在護筒動力頭作用下護筒先切削鉆進，攪拌機動力頭攜帶鉆桿旋噴跟進，在攪拌軸下沉攪拌過程中，噴漿管噴漿、噴料噴管、噴水管視地層情況和施工需要噴水或噴漿；在攪拌軸提升攪拌過程中，關閉護筒動力頭，攪拌軸邊噴漿邊攪拌至預定的停漿面。混合料、漿液在封閉的護筒內與原位土體充分攪拌，提高了樁體的均勻程度和強度，避免了固化劑漿液的擴散和流逝。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于建筑施工
，具體指一種護筒式水泥土攪拌樁的成樁操作方法，主要應用于淤泥、淤泥質土以及含一定厚度的夾砂土層或硬土等軟土地基處理及深基坑支護。
技術介紹
水泥土攪拌樁是以水泥作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機械，將固化劑和地基土強制攪拌，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的樁體的地基處理方法。這種地基處理方法具有投入成本少、處理效果顯著、振動和噪音小、環境污染小、工期短等特點，目前在地基處理、深基坑支護、邊坡加固等建筑領域得到廣泛應用。但是，在含水率高的淤泥、淤泥質軟土中形成的水泥土攪拌樁，普遍存在水泥土攪拌不均勻、水泥漿液擴散和冒漿、設計樁徑小于漿液的擴散半徑等問題，難以保證樁身的均勻性和連續性，致使加固后的復合地基樁體強度低、承載力不足。另外，當軟土中存在一定厚度的夾砂土層或硬土時，現有攪拌樁施工機械難以穿透，導致砂土層或硬土層以下分布的深厚軟土不能有效加固。當采用常規水泥土攪拌樁成樁時，接鉆桿的次數為0、1，2、3、4次時，材料損失率分別按設計標準配比的10％、15％、20％、25％增加；用水增加率分別按設計標準配比的10％、15％、20％、25％、30％增加，而常規設計標準配比卻沒有考慮材料損失率及用水增加率的變化。目前，工程中常通過增加水泥摻量和攪拌次數提高水泥土攪拌樁的強度和承載力。然而，利用增加水泥摻量或添加外加劑來提高淤泥和淤泥質土中水泥土攪拌樁強度和承載力的效果并不明顯，且容易導致水泥材料浪費。通過增加攪拌次數可有效改善水泥和土體攪拌的均勻程度，但在含水量大的淤泥、淤泥質土中施工時存在水泥漿液流逝的問題，且由于淤泥、淤泥質土的觸變性，使得水泥漿液與原狀土難以均勻攪拌。同時大量工程實踐表明：水泥土攪拌樁的現場強度與水泥和土體的混合均勻度有密切的關系，水泥漿液(或水泥)與原狀土混合均勻度越好，樁體強度越高。因此，需要針對淤泥、淤泥質土、夾砂土層或硬土等土層開發研制一種能夠確保固化劑與原狀土均勻攪拌，并能減小固化劑流逝、阻止殘留土體進入樁身，同時可提高水泥土攪拌樁對中和垂直度及施工安全度的成樁操作方法。
技術實現思路
針對上述施工中存在的問題，本專利技術提供了一種能夠提高固化劑與原狀土的攪拌均勻程度和樁體強度、減少固化劑流逝的護筒式攪拌樁施工方法，具體方案可通過以下技術手段來實現：護筒式水泥土攪拌機主要由履帶式攪拌機樁架、攪拌機動力頭、護筒動力頭、攪拌軸、護筒、鉆頭、支撐架、攪拌葉片組成。其特征是護筒及鉆桿為中空的鋼管，攪拌軸內有平行布置的噴漿管，噴料管和噴水管，其中噴料管位于在攪拌軸的中心、直徑較大，噴漿管和噴水管分布于噴料管的兩側。按照設計要求準備固化劑漿液、固化劑和砂石混合料；所述的固化劑漿液可為水泥漿液、水泥基固化劑漿液或其它固化劑漿液，漿液具有良好的流動性和施工性能；漿液初凝時間和水泥漿液相近；固化劑和砂石混合料可以是固化劑與砂、固化劑與砂石(最大粒徑小于20mm)、固化劑與工業廢棄物(礦渣、鋼渣以及無回收利用的粉煤灰等)等。啟動護筒攪拌樁機，在護筒動力頭作用下護筒切削鉆進，攪拌軸動力頭攜帶攪拌軸旋噴跟進。在鉆桿下沉鉆進過程中，噴漿管泵送固化劑漿液，噴料管低壓噴射混合料，噴水管視土層狀況噴水或噴漿。攪拌軸內設置噴漿管，所述攪拌軸中心設置大直徑的噴料管，所述鉆桿內還設置用于噴水(或噴漿)的噴水管；所述鉆頭(或鉆桿)鉆進穿越淤泥或淤泥質軟土時，噴水管宜噴射固化劑漿液；所述鉆頭(或鉆桿)穿越硬土層時，噴水管可適當噴水。護筒式攪拌樁的成樁操作步驟為：a：平整場地，測量放線；b：護筒式攪拌樁機定位：履帶式攪拌機樁架移動到指定位置并對中；c：安裝護筒；d：啟動護筒攪拌樁機，在護筒動力頭作用下護筒切削鉆進，攪拌機動力頭攜帶鉆桿旋噴跟進，鉆進攪拌下沉過程中邊噴漿、噴料邊攪拌；e：鉆桿噴攪下沉至加固深度后，關閉護筒動力頭；f：樁底重復攪拌，鉆桿邊噴漿、噴料邊攪拌提升至預定的停漿面；g：重復攪拌下沉到設計加固深度；h：根據設計要求，噴漿或僅攪拌提升至預定的停漿面；i：關閉攪拌機、拆卸護筒，履帶式攪拌樁機移至下一根樁，并在水泥土初凝前拔出護筒。本專利技術與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：(1)本專利技術采用固化劑加固含水量的淤泥、淤泥質土。根據土層性質和分布情況，靈活控制噴水管噴水(或噴漿)，提高噴漿攪拌成樁的速度，在攪拌過程中加入干燥的固化劑與砂石混合料，降低了固化土的含水率，護筒攪拌減少了漿液的擴散，提高了護筒內核心區固化劑摻量，保證護筒內固化土的均勻性，大幅提高了成樁的質量和樁身強度，改善了普通水泥土樁樁身強度不均勻的缺點。(2)克服了常規水泥土攪拌樁在淤泥、淤泥質土等地層中成樁困難、樁體強度低、樁身強度不均勻問題。相同地層采用上述方式，進行護筒式攪拌樁施工，成樁后的強度比常規的水泥土攪拌樁提高50％以上；當固化劑摻量為20％、砂石摻量為40％時，所形成固化土標準立方體抗壓強度可以高達10MPa左右；在固化土中插入鋼筋籠可以從一定程度上代替灌注樁，插入木樁或高強預應力管樁可行成復合樁；同時能有效克服淤泥質黏土、淤泥等地層攪拌樁強度缺陷，提高樁身強度的均勻性，并可降低施工過程中的擠土效應。附圖說明圖1為本專利技術所述的護筒攪拌樁機結構示意圖；圖2為本專利技術所述的鉆桿截面圖。圖中：1、步履式攪拌機樁架，2、攪拌機動力頭，3、護筒動力頭，4、攪拌軸，5、護筒本體，6、鉆頭，7、對中器，8、攪拌葉片，401、噴漿管，402、噴料管，403、噴水管，9、施工場地。具體實施方式為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合附圖及實施案例對本專利技術作進一步說明。如圖1所示，護筒式水泥土攪拌機主要由履帶式攪拌機樁架1、攪拌機動力頭2、護筒動力頭3、攪拌軸4、護筒5、鉆頭6、支撐架7、攪拌葉片8組成。其特征是護筒及鉆桿為中空的鋼管，護筒內有平行布置的噴漿管401，噴料管402和噴水管403，其中噴料管402位于鉆桿中心、直徑較大，噴漿管401和噴水管403分布于噴料管的兩側；噴水管403噴水管視土層狀況噴水或噴漿。如圖2所示，噴漿管401、噴料管402、噴水管403可以設在同一個鉆桿內；還可以設置在不同的鉆桿內，如三軸攪拌樁施工設備，可以將噴漿管401、噴料管402、噴水管403設置在不同的鉆桿內。護筒式攪拌樁的成樁操作步驟為：a：平整場地，測量放線；b：護筒式攪拌樁機定位：履帶式攪拌機樁架移動到指定位置并對中；c：安裝護筒；d：啟動護筒攪拌樁機，在護筒動力頭3作用下護筒5切削鉆進，攪拌機動力頭2攜帶鉆桿4旋噴跟進。下鉆過程中，噴漿管401噴漿、噴料管402噴料。鉆桿4穿越淤泥或淤泥質軟土時，噴水管403宜噴射固化劑漿液；鉆桿4穿越硬土層時，噴水管403可適當噴水；e：鉆桿噴攪下沉至加固深度后，關閉護筒動力頭3；f：樁底重復攪拌，鉆桿邊噴漿、噴料邊攪拌提升至預定的停漿面；g：重復攪拌下沉到設計加固深度；h：根據設計要求，噴漿或僅攪拌提升至預定的停漿面；i：關閉攪拌機、拆卸護筒，履帶式攪拌樁機移至下一根樁，并在水泥土初凝前拔出護筒。當然，在上述漿液中可以加入泵送劑、粉煤灰、硅粉或其他礦物外加劑及化學外加劑，這些都是本領域的常識，在此不多敘述。以上顯示和描述了本專利技術的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種護筒式水泥土攪拌樁成樁方法，其護筒式水泥土攪拌樁機主要由履帶式攪拌機樁架(1)、攪拌機動力頭(2)、護筒動力頭(3)、攪拌軸(4)、護筒(5)、鉆頭(6)、支撐架(7)、攪拌葉片(8)組成，其特征是護筒及攪拌軸為中空的鋼管，攪拌軸內有平行布置的噴漿管(401)，噴料管(402)和噴水管(403)，其中噴料管(402)位于在攪拌軸的中心，噴漿管(401)和噴水管(403)分布于噴料管的兩側。

【技術特征摘要】
1.一種護筒式水泥土攪拌樁成樁方法，其護筒式水泥土攪拌樁機主要由履帶式攪拌機樁架(1)、攪拌機動力頭(2)、護筒動力頭(3)、攪拌軸(4)、護筒(5)、鉆頭(6)、支撐架(7)、攪拌葉片(8)組成，其特征是護筒及攪拌軸為中空的鋼管，攪拌軸內有平行布置的噴漿管(401)，噴料管(402)和噴水管(403)，其中噴料管(402)位于在攪拌軸的中心，噴漿管(401)和噴水管(403)分布于噴料管的兩側。2.根據權利要求1所述的一種護筒式水泥土攪拌樁成樁方法，其特征是：按照設計要求準備固化劑漿液、固化劑和砂石混合料；所述的固化劑漿液可為水泥漿液、水泥基固化劑漿液或其它固化劑漿液，漿液具有良好的流動性和施工性能；漿液初凝時間和水泥漿液相近。3.根據權利要求1所述的一種護筒式水泥土攪拌樁成樁方法，其特征在于，啟動護筒攪拌樁機，在護筒動力頭(3)作用下護筒(5)先切削鉆進，攪拌機動力頭(2)攜帶攪拌軸(4)旋噴跟進。攪拌軸(4)在下沉攪拌過程中，噴漿管(401)噴漿、噴料管(402)噴料，根據地層情況和施工需要，噴水管(403)噴水或噴漿。4.根據權利要求1所述的一種護筒式水泥土攪拌樁成樁方法，其特征在于，護筒式攪拌樁的成樁操作步驟為：a：平整場地，測量放線；b：護筒式攪拌樁機定位：履帶式攪拌機樁架移動到指定位置并對中；c：安裝護筒；d：啟動護筒攪拌樁機，在護筒動力頭(3)作用下護筒(5)切削鉆進，攪拌機動力頭(2)攜帶鉆桿(4)旋噴跟進，鉆進攪拌...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜曉麗，陳越，魏京勝，
申請(專利權)人：安徽理工大學，
類型：發明
國別省市：安徽;34