[發明專利]變截面樁加固盾構端頭土體的操作方法

無效

• 申請號: 201010153390.8
• 申請日: 2010-04-21
• 公開（公告）號: CN101838987A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 劉松玉;婁承濱
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D5/46
• 分類號: E02D5/46;E02D5/48
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明是一種地基處理方法，適用于軟土地基盾構端頭土體的加固，屬于土木工程技術領域。

背景技術

盾構法施工是地鐵施工的一種常用方法，特別是在軟土地區的盾構施工中，土體加固的成功與否直接關系到盾構機能否安全始發、到達。合理的端頭土體加固施工工法，是保證盾構順利施工的非常重要的環節。因此要求加固后的土體在端頭井圍護結構鑿除后能有良好的自穩性、防水性、勻質性。

水泥土攪拌樁法是目前軟土地區盾構端頭土體加固最常用的方法之一，主要適用于加固飽和軟粘土地基。這種方法是利用水泥(或石灰)等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌，由固化劑和軟土間產生一系列的物理和化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥土加固體。水泥土攪拌樁法具有施工簡單、快速、振動小等優點，能夠有效的提高盾構端頭土體的自穩性和防水性。

水泥土攪拌樁加固軟土地基盾構端頭土體還存在下列一些問題：

(1)樁間距較小，成本較高，施工進度較慢；

(2)樁間距較小，破壞了土體的天然結構，硬殼層土體的自身強度得不到充分利用；

(3)由于樁體間咬合量較小，當樁體垂直度不夠時，容易在加固區形成滲水通道，影響施工安全。

本發明主要針對上述施工中存在的問題，對水泥土攪拌樁的形式和相應的操作方法進行改進，提出使用變截面水泥土攪拌樁加固盾構端頭土體。

發明內容

技術問題：本發明針對常規水泥土攪拌樁加固軟土地區盾構端頭土體存在的問題，提出使用變截面水泥土攪拌樁進行加固。與常規水泥土攪拌樁相比，它能有效提高軟弱地基加固體的強度和防水性能，減少水泥用量，降低工程造價，加快施工速度。

技術方案：本發明是在常規水泥土攪拌樁加固法的基礎之上，將攪拌葉片改進為伸縮葉片，可在地面以下任意深度處伸縮為2種不同的半徑。通過在加固區擴大樁徑，增大加固區樁體的咬合量，降低弱加固區的水泥用量，優化軟土地基盾構端頭土體的加固效果。具體施工操作步驟如下：

a、平整場地，測量定位，變截面攪拌樁的樁位采用梅花形布置；

b、攪拌樁機就位，攪拌機鉆頭對準樁位；

c、啟動攪拌樁機，攪拌葉片收縮至小樁徑狀態，切土下沉，空攪至加固區頂面設計標高；

d、改變攪拌樁機鉆桿的旋轉方向，將攪拌葉片打開到變截面樁徑狀態，繼續切土下沉，空攪至加固區底面設計標高；

e、打開送漿泵，攪拌機提升，攪拌葉片保持為打開狀態，攪拌、噴漿，攪拌葉片上升到加固區頂面設計標高；

f、攪拌機下沉，攪拌葉片保持為打開狀態，攪拌、噴漿，攪拌葉片下沉到加固區底面設計標高；

g、重復以上步驟e、f，完成變截面段樁體施工；

h、改變攪拌樁機鉆桿的旋轉方向，將攪拌葉片收縮至小樁徑狀態，攪拌機提升，攪拌、噴漿至地表；

i、關閉送漿泵及攪拌樁機，清洗攪拌樁機鉆頭，完成單樁施工，移至下一根樁，重復以上工序。

本發明通過擴大水泥土攪拌樁下部樁體的直徑，強化加固區土體的加固效果；擴大樁間距，減少對弱加固區原狀土體的擾動，充分利用硬殼層的自身強度；通過擴大下部樁體的直徑、增大樁間距，在提高加固效果的前提下，最大限度的節約工程造價。

有益效果：該工法施工方便、操作簡單。其優點主要有：

(1)利用常規設備加工改進，易于推廣；

(2)增大樁間距，減少對弱加固區原狀土體的擾動，充分利用硬殼層的自身強度，減少水泥用量，降低成本，加快施工速度；

(3)擴大水泥土攪拌樁下部樁體的直徑，增加加固區樁體的咬合量，減少滲流通道，增強加固效果。

附圖說明

圖1為變截面樁加固盾構端頭土體的樁位布置圖。

圖2為變截面樁加固盾構端頭土體的縱剖面示意圖。

圖3為變截面水泥土攪拌樁單樁施工工藝流程圖。

其中有：變截面水泥土攪拌樁樁位1，加固場地2，壓密注漿加固3，圍護結構4，盾構管片5，盾構機掘進方向6，盾構洞門7，弱加固區8，加固區9，加固區以下土層10，變截面水泥土攪拌樁咬合部分11，變截面水泥土攪拌樁樁底12，動力裝置13，攪拌樁機14，鉆桿15，伸縮葉片16，固定葉片17，攪拌機鉆頭18，加固區頂面19，加固區底面20。

具體實施方式

本發明是在常規水泥土攪拌樁加固法的基礎之上，通過擴大攪拌樁下部樁體的直徑，增加樁間距，減少對弱加固區土層的擾動，增加加固區樁體咬合量，優化軟土地基盾構端頭土體的加固效果，降低工程造價，加快施工速度。