專利名稱：水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑基礎(chǔ)施工工藝，特別是涉及軟土地基處理中的水泥漿噴射多向加芯 攪拌樁成樁方法。
背景技術(shù)：
針對(duì)軟土加固問題，我國冶金工業(yè)部、建研院于七十年代提出深攪處理方式。八十年代， 鐵道部第四勘察設(shè)計(jì)院及武漢工程機(jī)械研究所共同開發(fā)的單軸單向水泥土攪拌樁機(jī)(俗稱粉 噴樁機(jī))在軟土加固中獲得成功，得到多方面認(rèn)定。多年來，水泥土攪拌樁在應(yīng)用中因設(shè)備 工藝和地層等原因，成樁質(zhì)量不易控制，往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，發(fā)生了不少工程質(zhì)量事故， 致使人們對(duì)水泥土攪拌樁的質(zhì)量、加固深度、加固效果產(chǎn)生了懷疑，影響了水泥土攪拌樁的 應(yīng)用。
專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810197379.4的多向多軸攪拌水泥土樁機(jī)，提出了多向攪拌工藝，雖然 達(dá)到了攪拌均勻、不冒漿、工效高的目的，但其缺點(diǎn)是水泥土樁對(duì)軟土層強(qiáng)度提高有限，樁 身強(qiáng)度低，不能達(dá)到高速公路、鐵路路基軟基處理的要求，特別是高速鐵路工后沉降(接近 零沉降)的要求，若采用CFG樁、預(yù)制樁、灌注樁等剛性樁處理，在樁身材料強(qiáng)度的很大部 分尚未發(fā)揮時(shí)，樁周土層已達(dá)到極限承載力，造成樁身材料的浪費(fèi)，而且樁頭須做樁帽，否 則容易發(fā)生向上的刺入破壞，施工煩瑣，很不經(jīng)濟(jì)。
專利申請(qǐng)?zhí)枮?2275785.6的加混凝土芯水泥土攪拌樁，是在水泥土攪拌樁初凝前壓入預(yù) 制圓楔形或方楔形混凝土芯樁，或復(fù)打混凝土灌注芯樁，形成加芯攪拌樁。本實(shí)用新型依據(jù) 科研試驗(yàn)芯樁參數(shù)為，芯樁頂橫截面積與攪拌樁橫截面積的比值為0.15 0.80、芯樁長度與 攪拌樁長度的比值為0.35 0.9、芯樁側(cè)面積與攪拌樁側(cè)面積的比值大于0.18。與傳統(tǒng)的各種 樁不同，它有設(shè)計(jì)可調(diào)性、承載力多值性特點(diǎn)，其關(guān)鍵技術(shù)為芯樁設(shè)計(jì)。本加芯攪拌樁比常 規(guī)攪拌樁提高承載力1 5倍，甚至高于灌注樁15%以上，使工程質(zhì)量和安全得到可靠保障。 在使用條件可比前提下，較大降低樁基工程造價(jià)。此專利提出了加芯樁，但如何方便制作加 芯樁成為地施工基施工的難點(diǎn)。
在公路、鐵路軟基處理等柔性荷載條件下，尋找一種技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)合理的地基處理 方式，在目前大力發(fā)展高速鐵路的條件下尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法，可實(shí)現(xiàn)攪拌樁與芯樁作業(yè)同步進(jìn)行，大大提高工作效率，施工方便，樁體受力更趨合理，樁身強(qiáng)度高。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法，其特征在于
① 、將多向加芯攪拌樁機(jī)就位、調(diào)平，鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位；
② 、啟動(dòng)攪拌機(jī)，使其鉆桿沿導(dǎo)向架向下攪拌切土，同時(shí)開啟送漿泵向土體噴水泥砂漿， 鉆頭葉片同時(shí)正反向旋轉(zhuǎn)攪拌直到設(shè)計(jì)深度；
③ 、達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)深度后，在樁端就地持續(xù)噴槳攪拌10 30秒以上，使樁端水泥砂漿 與土充分?jǐn)嚢杈鶆颍?br> ④ 、提升鉆桿，同時(shí)，送漿泵繼續(xù)向土體噴水泥砂漿，鉆頭葉片正反向旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)攪水 泥土，此時(shí)噴漿目的是為了避免噴漿口被堵塞；
、邊攪拌邊噴漿，提升鉆桿到地表或設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成單根多向攪拌樁的施工；
⑥ 、啟動(dòng)巻揚(yáng)機(jī)，利用鋼繩繩端的活扣提吊起芯樁，芯樁的樁尖穿過壓樁平臺(tái)的中心孔， 插入已完成的多向攪拌樁中心；
⑦ 、芯樁在自重下沉貫入攪拌樁中一定深度后，沿兩個(gè)方向核對(duì)并調(diào)整芯樁的垂直度， 確認(rèn)無誤后繼續(xù)沉芯；
⑧ 、當(dāng)芯樁在自重的作用下不能下沉?xí)r，將壓樁平臺(tái)上移至油缸的上止點(diǎn)后，操縱油缸 下行，夾持器開始工作，在牢牢的將芯樁夾緊的同時(shí)，壓樁平臺(tái)繼續(xù)下行至油缸的下止點(diǎn)， 如此反復(fù)，直至將芯樁繼續(xù)下壓至設(shè)計(jì)指定深度，完成多向加芯攪拌樁的施工。
所述的多向加芯攪拌樁為多向短芯攪拌樁或多向長芯攪拌樁。 所述的多向加芯攪拌樁為柱狀加芯攪拌樁或T形加芯攪拌樁。 所述的芯樁為單節(jié)或多節(jié)，多節(jié)芯樁之間采用焊接、鉚接或螺紋連接。 所述的壓樁平臺(tái)為液壓壓樁平臺(tái)或振動(dòng)壓樁平臺(tái)。
因?yàn)閿嚢铇逗图有臼┕?shí)現(xiàn)同步進(jìn)行，所以工作效率高，施工方便；加芯采用液壓壓芯， 比振動(dòng)式或錘擊式加芯樁噪音小，同時(shí)芯樁受到的沖擊力小，不容易產(chǎn)生折斷現(xiàn)象，芯樁的 受力狀態(tài)也得到改善，樁體受力更趨合理，樁身強(qiáng)度高。
本水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法也適用于砂漿噴射多向加芯攪拌樁施工。 本發(fā)明的水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法，可實(shí)現(xiàn)攪拌樁與芯樁作業(yè)同步進(jìn)行，可 根據(jù)上部荷載及地質(zhì)情況，靈活采用短芯、長芯、柱形芯、T形芯樁等施工工藝，工作效率 高，施工方便，施工噪音小，樁體受力更趨合理，樁身強(qiáng)度高，工程施工成本低。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位狀態(tài)示意圖。圖2是向下攪拌切土狀態(tài)示意圖。
圖3是完成向下攪拌切土狀態(tài)示意圖。
圖4是提升鉆桿狀態(tài)示意圖。
圖5是完成多向攪拌樁狀態(tài)示意圖。
圖6是提吊起芯樁狀態(tài)示意圖。
圖7是芯樁在自重下沉貫入攪拌樁狀態(tài)示意圖。
圖8是液壓靜力下沉芯樁狀態(tài)示意圖。
圖9是完成多向加芯攪拌樁施工狀態(tài)示意圖。
圖IO是T形多向攪拌樁施工示意圖。
圖ll是T形加芯多向攪拌樁示意圖。
圖12是長芯多向攪拌樁示意圖。
圖13是T形長芯多向攪拌樁示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖l標(biāo)記說明鉆頭l，鉆桿2，鉆頭葉片3。 圖6標(biāo)記說明芯樁4。
本發(fā)明水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法的實(shí)施例施工步驟如下
① 、將多向加芯攪拌樁機(jī)就位、調(diào)平，鉆頭l對(duì)準(zhǔn)樁位(如圖l);
② 、啟動(dòng)攪拌機(jī)，使其鉆桿2沿導(dǎo)向架向下攪拌切土 (如圖2),同時(shí)開啟送漿泵向土 體噴水泥砂漿，漿量為總漿量的卯％，鉆頭葉片3同時(shí)正反向旋轉(zhuǎn)攪拌直到設(shè)計(jì)深度；
③ 、達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)深度后，在樁端就地持續(xù)噴漿攪拌10 30秒以上(如圖3)，使樁端 水泥砂漿與土充分?jǐn)嚢杈鶆颍?br> 、提升鉆桿2，同時(shí)，送漿泵繼續(xù)向土體噴水泥砂漿，漿量為總漿量的10%，鉆頭葉 片3正反向旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)攪拌水泥土 (如圖4)，此時(shí)噴漿目的是為了避免噴漿口被堵塞；
⑤ 、邊攪拌邊噴漿，提升鉆桿2到地表或設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成單根多向攪拌樁的施工(如圖
5);
⑥ 、啟動(dòng)巻揚(yáng)機(jī)，利用鋼繩繩端的活扣提吊起芯樁4，芯樁4的樁尖穿過壓樁平臺(tái)的中
心孔，插入已完成的多向攪拌樁中心(如圖6);
⑦ 、芯樁4在自重下沉貫入攪拌樁中一定深度后，沿兩個(gè)方向核對(duì)并調(diào)整芯樁4的垂直
度，確認(rèn)無誤后繼續(xù)沉芯(如圖7);⑧、當(dāng)芯樁4在自重的作用下不能下沉?xí)r，將液壓壓樁平臺(tái)上移至油缸的上止點(diǎn)后，操 縱油缸下行，夾持器開始工作，在牢牢的將芯樁4夾緊的同時(shí)，壓樁平臺(tái)繼續(xù)下行至油缸的 下止點(diǎn)(如圖8)，如此反復(fù)，直至將芯樁4繼續(xù)下壓至設(shè)計(jì)指定深度，完成多向加芯攪拌樁 的施工(如圖9)。多向加芯攪拌樁為多向短芯攪拌樁或多向長芯攪拌樁，本實(shí)施例中為多向短芯攪拌樁。 對(duì)多向長芯攪拌樁施工采用振動(dòng)沉管灌注工藝。多向加芯攪拌樁為柱狀加芯攪拌樁或T形加芯攪拌樁，本實(shí)施例中為柱狀加芯攪拌樁。 對(duì)T形加芯攪拌樁，在提升過程中有一攪拌擴(kuò)孔工序。芯樁4為單節(jié)或多節(jié)，多節(jié)芯樁之間采用焊接連接，本實(shí)施例中為多節(jié)芯樁。因?yàn)閿嚢铇逗图有臼┕?shí)現(xiàn)同步進(jìn)行，所以工作效率高，施工方便；加芯采用液壓壓芯， 比振動(dòng)式或綞擊式加芯樁4噪音小，同時(shí)芯樁4受到的沖擊力小，不容易產(chǎn)生折斷現(xiàn)象，芯 樁4的受力狀態(tài)也得到改善，樁體受力更趨合理，樁身強(qiáng)度高。在施工過程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)條件，確定水泥漿噴射多向加芯攪拌樁的單樁承 載力和復(fù)合地基承載力，選擇合理的樁長、樁徑、截面形狀及面積置換率。進(jìn)行20m以內(nèi)淺層地基處理時(shí)，宜優(yōu)先選用短芯攪拌樁， 一般采用預(yù)制鋼筋混凝土變截 面芯樁；進(jìn)行大于20m深層地基處理時(shí)，宜優(yōu)先選用長芯攪拌樁， 一般采用沉管灌注現(xiàn)澆鋼 筋混凝土等截面芯樁。多向加芯攪拌樁的樁徑一般為500腿，樁間距宜取L3 2.0m，路橋(路隧)過渡段、涵 洞地基處理宜取小值或加密。芯樁4宜為倒四方棱臺(tái)方形或圓臺(tái)形，頂端截面不宜小于200 X200mm，下端截面不宜小于100X 100mm;方柱形截面不宜小于150X 150mm;圓柱形、 圓管形直徑不宜小于200mm。當(dāng)采用多向加芯T形攪拌樁時(shí)，攪拌樁擴(kuò)大頭直徑一般為 800mm 1000mm，擴(kuò)大頭高度一般不大于樁長的1/4 (常用l 3m)。 T形芯樁擴(kuò)大頭直徑一 般為400mm 600mm，擴(kuò)大頭高度一般比攪拌樁擴(kuò)大頭高度少300mm 500mm。 本水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法也適用于砂漿噴射多向加芯攪拌樁施工。 本發(fā)明的水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法，可實(shí)現(xiàn)攪拌樁與芯樁4作業(yè)同步進(jìn)行；采用T形加芯攪拌樁，不需要設(shè)計(jì)樁帽，可增大樁間距，節(jié)省工程投資；工作效率高，施工方便，施工噪音小，樁體受力更趨合理，樁身強(qiáng)度高，在一定條件下可取代CFG樁、預(yù)應(yīng)力 管樁；經(jīng)濟(jì)效益高，較CFG樁、管樁綜合造價(jià)節(jié)省30 50%。
權(quán)利要求
1、水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法，其特征在于①、將多向加芯攪拌樁機(jī)就位、調(diào)平，鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位；②、啟動(dòng)攪拌機(jī)，使其鉆桿沿導(dǎo)向架向下攪拌切土，同時(shí)開啟送漿泵向土體噴水泥砂漿，鉆頭葉片同時(shí)正反向旋轉(zhuǎn)攪拌直到設(shè)計(jì)深度；③、達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)深度后，在樁端就地持續(xù)噴漿攪拌10～30秒以上，使樁端水泥砂漿與土充分?jǐn)嚢杈鶆颍虎?、提升鉆桿，同時(shí)，送漿泵繼續(xù)向土體噴水泥砂漿，鉆頭葉片正反向旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)攪拌水泥土；⑤、邊攪拌邊噴漿，提升鉆桿到地表或設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成單根多向攪拌樁的施工；⑥、啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，利用鋼繩繩端的活扣提吊起芯樁，芯樁的樁尖穿過壓樁平臺(tái)的中心孔，插入已完成的多向攪拌樁中心；⑦、芯樁在自重下沉貫入攪拌樁中一定深度后，沿兩個(gè)方向核對(duì)并調(diào)整芯樁的垂直度，確認(rèn)無誤后繼續(xù)沉芯；⑧、當(dāng)芯樁在自重的作用下不能下沉?xí)r，將壓樁平臺(tái)上移至油缸的上止點(diǎn)后，操縱油缸下行，夾持器開始工作，在牢牢的將芯樁夾緊的同時(shí)，壓樁平臺(tái)繼續(xù)下行至油缸的下止點(diǎn)，如此反復(fù)，直至將芯樁繼續(xù)下壓至設(shè)計(jì)指定深度，完成多向加芯攪拌樁的施工。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法，其特征在于多向加 芯攪拌樁為多向短芯攪拌樁或多向長芯攪拌樁。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法，其特征在于多向加 芯攪拌樁為柱狀加芯攪拌樁或T形加芯攪拌樁。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法，其特征在于芯樁為 單節(jié)或多節(jié)，多節(jié)芯樁之間采用焊接、鉚接或螺紋連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法，其特征在于壓樁平 臺(tái)為液壓壓樁平臺(tái)或振動(dòng)壓樁平臺(tái)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水泥漿噴射多向加芯攪拌樁成樁方法，其特征在于①攪拌樁機(jī)就位、調(diào)平，鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位；②鉆桿沿導(dǎo)向架向下攪拌切土直到設(shè)計(jì)深度；③達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)深度后，在樁端就地持續(xù)噴漿攪拌10～30秒以上；④提升鉆桿；⑤邊攪拌邊噴漿，提升鉆桿到地表或設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成單根多向攪拌樁的施工；⑥芯樁的樁尖穿過壓樁平臺(tái)的中心孔，插入已完成的多向攪拌樁中心；⑦芯樁在自重下沉貫入攪拌樁中一定深度后，沿兩個(gè)方向核對(duì)并調(diào)整芯樁的垂直度，確認(rèn)無誤后繼續(xù)沉芯；⑧液壓靜力壓芯樁直至將設(shè)計(jì)指定深度。此方法可實(shí)現(xiàn)攪拌樁與芯樁作業(yè)同步進(jìn)行，工作效率高，施工方便，施工噪音小，樁體受力更趨合理，樁身強(qiáng)度高。
文檔編號(hào)E02D5/22GK101608448SQ200910063340
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者斌 李, 王相民, 郭克誠 申請(qǐng)人:武漢高鐵樁工科技有限公司