內(nèi)植剛性體嵌入硬持力層復(fù)合樁的施工方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種內(nèi)植剛性體嵌入硬持力層復(fù)合樁的施工方法，包括如下步驟：配置鉆桿與鉆頭，根據(jù)土層分布配置好用于大直徑攪拌的上部鉆桿和用于硬持力層內(nèi)小直徑攪拌的下部鉆桿，并將植樁機(jī)對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求的土體位置；注漿鉆進(jìn)，植樁機(jī)通過(guò)上部鉆桿的攪拌葉片及下部鉆桿的螺旋葉片對(duì)土體進(jìn)行鉆進(jìn)并攪拌，同時(shí)向攪拌土體注入水泥漿，鉆進(jìn)攪拌至預(yù)定深度到位；退桿，提升鉆桿，退出攪拌土體；植樁，利用植樁機(jī)的壓力和振動(dòng)功能將剛性體嵌入硬持力層；形成復(fù)合樁。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果是：無(wú)泥漿外運(yùn)，不會(huì)對(duì)周邊土體產(chǎn)生擠壓，能夠極大的提高樁體的承壓能力，適用范圍廣，具有成樁方便、施工速度快、造價(jià)低、承載力高等優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種工程樁的施工工藝，尤其涉及一種適用于常見土層，用于承壓和抗拔的新型樁體——強(qiáng)力攪拌土，這種新型樁體可用作土木工程各領(lǐng)域的承壓樁或抗拔樁。
技術(shù)介紹
目前，建筑工程、水利工程、道橋工程等土木工程的各領(lǐng)域，鉆孔灌注樁是最常用的樁體，其具有施工工藝成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在造價(jià)高、成樁施工工藝復(fù)雜、質(zhì)量控制要求高等缺點(diǎn)，尤其鉆孔樁工藝采用泥漿護(hù)壁技術(shù)需將土體鉆切成泥漿進(jìn)行外運(yùn)處理。鉆孔樁泥漿外運(yùn)處理污染環(huán)境，是城市急待解決的問(wèn)題，直接危及傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的推廣和運(yùn)用。如何尋求不需泥漿外運(yùn)的成樁技術(shù)是當(dāng)前巖土工程的研發(fā)方向之一。土木工程各領(lǐng)域中打入或壓入預(yù)制鋼筋混凝土方樁或管樁也是目前最常用的樁體。這種樁具有質(zhì)量可靠、施工速度快、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。但這是一種擠土樁，成樁中對(duì)周邊影響較大，尤其在城區(qū)施工，由于擠土危及周邊道路、地下管線以及建筑物的安全。這種不利因素限制了預(yù)制鋼筋混凝土方樁或管樁等擠土樁的應(yīng)用。此外，打入或壓入預(yù)制樁也存在一些土層無(wú)法或很難成樁到位的問(wèn)題，因此研發(fā)能克服上述傳統(tǒng)樁缺點(diǎn)的新樁體意義深遠(yuǎn)。上述各種樁體在沿海的深厚軟土層中，由于土性差、樁側(cè)摩阻力很低，如何提高樁側(cè)摩阻力，增大樁的承載力，也是值得解決的問(wèn)題。本專利技術(shù)的強(qiáng)力攪拌土內(nèi)植剛性樁嵌入硬持力層復(fù)合樁技術(shù)正是在這種背景下研發(fā)出來(lái)。這項(xiàng)新技術(shù)具有成樁方便、適用性強(qiáng)、樁身質(zhì)量可靠、施工速度快、造價(jià)低、承載力高、無(wú)擠土、而且無(wú)需泥漿外運(yùn)處理等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也解決了深厚軟土層中樁側(cè)摩阻力低的問(wèn)題。這種新技術(shù)的推廣應(yīng)用符合當(dāng)前城市可持續(xù)發(fā)展的需要，也為工程建設(shè)節(jié)約了大量投資，意義深遠(yuǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種新型樁體的施工方法，解決了傳統(tǒng)鉆孔灌注樁施工時(shí)存在的泥漿外運(yùn)問(wèn)題，以及直接打入預(yù)制樁存在的擠土問(wèn)題?！N，包括如下步驟I)、配置鉆桿與鉆頭，根據(jù)土層分布配置好用于大直徑攪拌的上部鉆桿和用于硬持力層內(nèi)小直徑攪拌的下部鉆桿，若要嵌入基巖應(yīng)配帶空氣沖擊的特殊鉆頭，并將植樁機(jī)對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求的土體位置；2)、注漿鉆進(jìn)，植樁機(jī)通過(guò)上部鉆桿的攪拌葉片及下部鉆桿的螺旋葉片對(duì)土體進(jìn)行鉆進(jìn)并攪拌，同時(shí)通過(guò)注漿設(shè)備向攪拌土體注入水泥漿，并且噴射壓流空氣輔助攪拌，鉆進(jìn)攪拌至預(yù)定深度到位；3)、退桿，提升鉆桿，將上下部鉆桿的鉆頭和攪拌葉片、螺旋葉片退出攪拌土體；4)、植樁，利用植樁機(jī)的壓力和振動(dòng)功能將剛性體嵌入硬持力層；5)、形成復(fù)合樁，攪拌土體與水泥漿均勻混合后，凝結(jié)成水泥土，包裹住剛性體形成復(fù)合樁。當(dāng)土體上部為軟土層，下部為硬持力層時(shí)，并且設(shè)計(jì)要求剛性體進(jìn)入硬持力層不深，植樁機(jī)上可僅安裝上部鉆桿的鉆頭和攪拌葉片用于攪拌土體，鉆進(jìn)至預(yù)定深度，停止鉆進(jìn)；在植入剛性體時(shí)，通過(guò)植樁機(jī)將剛性體直接壓入硬持力層。攪拌葉片攪拌形成的圓直徑在600 1800mm ;所述的水泥土水泥摻合比為15% 25%。設(shè)計(jì)要求剛性體進(jìn)入硬持力層較深甚至進(jìn)入基巖層中時(shí)，植樁機(jī)應(yīng)配置好上部鉆桿、下部鉆桿及與上、下部鉆桿相配的攪拌葉片、螺旋葉片、鉆頭。在步驟2中，下部鉆桿鉆頭進(jìn)入硬持力層時(shí)，螺旋葉片對(duì)硬持力層甚至基巖層進(jìn)行攪拌鉆進(jìn)，在攪拌鉆進(jìn)的同時(shí)，提高注入水泥漿的濃度，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)要求深度，接下按步驟3、4、5施工。前述下部鉆桿鉆進(jìn)中注入的水泥漿與硬持力層攪拌土形成加強(qiáng)水泥土，水泥摻合比為20% 40% ;螺旋葉片攪拌形成的圓直徑大于剛性體直徑100 200mm，小于水泥土直徑。當(dāng)土體上下部土層的土性均較好時(shí)，鉆桿上的攪拌葉片與螺旋葉片攪拌形成的圓直徑相等，比剛性體直徑大100 500mm ;水泥土的水泥摻合比為20% 30%。剛性體可以為預(yù)制鋼筋混凝土管樁、竹節(jié)管樁、方樁、空心方樁或各種形式鋼管樁等各種截面形狀的預(yù)制樁體。植樁機(jī)鉆進(jìn)速率為O. 3 1. O米/分，攪拌旋轉(zhuǎn)速率為16 30轉(zhuǎn)/分。植樁機(jī)鉆桿由上下二部分組成，上部鉆桿帶有間隔分布的呈螺旋狀的攪拌葉片及鉆頭，下部鉆桿帶有連續(xù)分布的螺旋葉片及具有輔助空氣沖擊功能的基巖鉆頭。植樁機(jī)鉆進(jìn)攪拌時(shí)，將水泥漿與攪拌土體均勻攪拌，為了更好的攪拌，鉆頭的頭部噴射壓流空氣用于輔助攪拌。氣體從鉆頭頭部噴出，一方面對(duì)鉆進(jìn)的土體進(jìn)行沖擊，另一方面氣體從攪拌土內(nèi)溢出時(shí)，對(duì)攪拌土有個(gè)輔助攪拌的作用。在沿海的土體中存在深厚的軟土層，由于土性差，一般樁體很難解決樁側(cè)摩阻力低的問(wèn)題，本專利技術(shù)采用的新型樁體能夠根據(jù)土體的性質(zhì)提高樁側(cè)摩阻力，增大樁的承載力。若是軟土層，通過(guò)采用大直徑的攪拌尺寸，使其與內(nèi)植的較小直徑剛性體形成復(fù)合樁體。利用廉價(jià)的水泥土擴(kuò)大樁體的外圍直徑，增大樁體的表面積和樁側(cè)摩阻力，解決軟土摩擦力低的問(wèn)題，達(dá)到增加樁承載力之效，使樁側(cè)摩阻力和樁身抗承壓強(qiáng)度(主要由剛性體提供)相匹配。如果土體性狀較好，則可減小攪拌樁直徑，使樁機(jī)提供的強(qiáng)力攪拌功能能順利攪拌土體，其攪拌直徑以形成復(fù)合樁體后能滿足樁側(cè)摩阻力要求為準(zhǔn)。這種特制樁機(jī)的強(qiáng)力攪拌鉆桿的頭部區(qū)域的鉆頭和螺旋葉片的直徑與植入的剛性體相匹配。這種鉆頭和螺旋葉片有利于剛性體進(jìn)入硬持力層甚至基巖層。當(dāng)樁機(jī)鉆進(jìn)攪拌進(jìn)入硬持力層(基巖)到位后，注入一定的高強(qiáng)度水泥漿，使植入的剛性體與硬持力層能更好的結(jié)合，以確保復(fù)合樁端承載力達(dá)到強(qiáng)度要求。綜上所述，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是利用新研發(fā)的強(qiáng)力鉆進(jìn)攪拌植樁機(jī)，利用其單軸強(qiáng)力攪拌和鉆進(jìn)功能，先按設(shè)計(jì)要求對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)力攪拌和鉆進(jìn)，同時(shí)邊鉆進(jìn)邊注漿，形成水泥土漿，然后利用植樁機(jī)的起吊、定位、振動(dòng)或靜壓功能將剛性體植入到位，形成復(fù)合樁。對(duì)樁體進(jìn)入硬持力層或基巖，利用植樁機(jī)特殊的強(qiáng)力鉆進(jìn)攪拌功能，借助壓流空氣沖擊破碎，按設(shè)計(jì)要求沖擊鉆進(jìn)到位后，將剛性體嵌入硬持力層或基巖中，達(dá)到設(shè)計(jì)承載力要求。本專利技術(shù)的有益效果是1、通過(guò)專用植樁機(jī)對(duì)土體進(jìn)行鉆進(jìn)攪拌，同時(shí)對(duì)攪拌土體注入水泥漿，形成流動(dòng)狀水泥土漿，相比傳統(tǒng)鉆孔灌注樁需要外運(yùn)大量泥漿污染環(huán)境的問(wèn)題，本專利技術(shù)不存在泥漿外運(yùn)的問(wèn)題；2、由于水泥土漿呈流動(dòng)狀，植入剛性體時(shí)，剛性體對(duì)周邊水泥土漿產(chǎn)生的壓力促使水泥土漿往上運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)對(duì)周邊土體產(chǎn)生擠壓；3、由于復(fù)合樁進(jìn)入硬持力層甚至基巖層中，能夠極大的提高樁體的承壓能力；4、通過(guò)廉價(jià)的水泥土擴(kuò)大樁體的外圍直徑，增大樁體的表面積和樁側(cè)摩阻力，解決軟土摩擦力低的問(wèn)題，使樁側(cè)摩阻力和樁身抗承壓強(qiáng)度相匹配，提高了樁體的承壓能力；5、專業(yè)植樁機(jī)配備的特殊鉆頭，利用壓流空氣產(chǎn)生的沖擊破碎功能，能有效的鉆進(jìn)基巖內(nèi)，確保了復(fù)合樁體嵌入基巖層；6、通過(guò)噴射壓流空氣，使水泥漿與攪拌土體充分均勻攪拌；7、本專利技術(shù)適用范圍廣，能夠根據(jù)不同土體提供不同的方案，進(jìn)行針對(duì)性的施工，其形成的復(fù)合樁相比傳統(tǒng)鉆孔樁和預(yù)制樁具有成樁方便、施工速度快、造價(jià)低、承載力高等優(yōu)點(diǎn)。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例1中復(fù)合樁的整體構(gòu)造圖；圖2是沿圖1中A-A的剖視圖；圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例2中復(fù)合樁嵌入硬持力層的構(gòu)造圖；圖4是沿圖3中B-B的剖視圖；圖5是沿圖3中C-C的剖視圖；圖6是本專利技術(shù)實(shí)施例3中復(fù)合樁樁體結(jié)構(gòu)圖；圖7是沿圖6中D-D的剖視圖；圖8是本專利技術(shù)復(fù)合樁的受力機(jī)理圖；圖9是本專利技術(shù)施工用植樁機(jī)鉆桿的結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1復(fù)合樁施工時(shí)首先根據(jù)土層分布配置好用于大直徑攪拌的上部鉆桿和用于硬持力層內(nèi)小直徑攪拌的下部鉆桿本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種內(nèi)植剛性體嵌入硬持力層復(fù)合樁的施工方法，其特征是：包括如下步驟：1)、配置鉆桿與鉆頭，根據(jù)土層分布配置好用于大直徑攪拌的上部鉆桿(4)和用于硬持力層內(nèi)小直徑攪拌的下部鉆桿(5)，若要嵌入基巖應(yīng)配帶空氣沖擊的特殊鉆頭，并將植樁機(jī)對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求的土體位置；2)、注漿鉆進(jìn)，植樁機(jī)通過(guò)上部鉆桿(4)的攪拌葉片(6)及下部鉆桿(5)的螺旋葉片(7)對(duì)土體進(jìn)行鉆進(jìn)并攪拌，同時(shí)通過(guò)注漿設(shè)備向攪拌土體注入水泥漿，并且噴射壓流空氣輔助攪拌，鉆進(jìn)攪拌至預(yù)定深度到位；3)、退桿，提升鉆桿，將上下部鉆桿的鉆頭和攪拌葉片(6)、螺旋葉片(7)退出攪拌土體；4)、植樁，利用植樁機(jī)的壓力和振動(dòng)功能將剛性體(1)嵌入硬持力層；5)、形成復(fù)合樁，攪拌土體與水泥漿均勻混合后，凝結(jié)成水泥土(2)，包裹住剛性體(1)形成復(fù)合樁。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種內(nèi)植剛性體嵌入硬持力層復(fù)合樁的施工方法，其特征是 包括如下步驟 1)、配置鉆桿與鉆頭，根據(jù)土層分布配置好用于大直徑攪拌的上部鉆桿(4)和用于硬持力層內(nèi)小直徑攪拌的下部鉆桿(5)，若要嵌入基巖應(yīng)配帶空氣沖擊的特殊鉆頭，并將植樁機(jī)對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求的土體位置； 2)、注漿鉆進(jìn)，植樁機(jī)通過(guò)上部鉆桿⑷的攪拌葉片(6)及下部鉆桿(5)的螺旋葉片(7)對(duì)土體進(jìn)行鉆進(jìn)并攪拌，同時(shí)通過(guò)注漿設(shè)備向攪拌土體注入水泥漿，并且噴射壓流空氣輔助攪拌，鉆進(jìn)攪拌至預(yù)定深度到位； 3)、退桿，提升鉆桿，將上下部鉆桿的鉆頭和攪拌葉片(6)、螺旋葉片(7)退出攪拌土體； 4)、植樁，利用植樁機(jī)的壓力和振動(dòng)功能將剛性體(I)嵌入硬持力層； 5)、形成復(fù)合樁，攪拌土體與水泥漿均勻混合后，凝結(jié)成水泥土(2)，包裹住剛性體(I)形成復(fù)合樁。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)植剛性體嵌入硬持力層復(fù)合樁的施工方法，其特征是所述的土體上部為軟土層，下部為硬持力層，并且設(shè)計(jì)要求剛性體(I)進(jìn)入硬持力層不深，植樁機(jī)可僅安裝上部鉆桿(4)的鉆頭和攪拌葉片(6)用于攪拌土體，鉆進(jìn)至預(yù)定深度，停止鉆進(jìn); 攪拌葉片(6)攪拌形成的圓直徑在600 1800mm;所述的水泥土(2)水泥摻合比為15% 25%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)植剛性體嵌入硬持力層復(fù)合樁的施工方法，其特征是所述的土體上部為軟土層，下部為硬持力層，設(shè)計(jì)要求剛性體(I)進(jìn)入硬持力層較深甚至進(jìn)入基巖層時(shí)，植樁機(jī)應(yīng)配置好上部鉆桿(4)、下部鉆桿(5)及與上、下部鉆桿...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：嚴(yán)平，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：杭州南聯(lián)土木工程科技有限公司，嚴(yán)平，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：