[發(fā)明專利]連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁成樁方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210027949.1
• 申請(qǐng)日: 2012-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102561332A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜廣印;劉松玉;楊泳;孫竹萍;徐雄;謝勝華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D5/46
• 分類號(hào): E02D5/46;E02D5/48
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種適用于軟土地基處理的方法，涉及使用連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁來(lái)處理軟土地基的操作形式，屬于地基處理方法的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)沿海、江河流域經(jīng)常分布軟土地基，在荷載、循環(huán)、車輛等動(dòng)力作用下，地基沉降是地基失效的主要形式，常導(dǎo)致高速公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、碼頭的質(zhì)量問(wèn)題。處理軟土地基的各種方法中應(yīng)用最多的方法是選用復(fù)合地基，在復(fù)合地基的加固方法中，特別是在交通工程中的軟土地基處理中，經(jīng)常選用的是采用水泥土攪拌樁技術(shù)來(lái)加固地基。工程實(shí)踐表明，水泥土攪拌樁法具有施工簡(jiǎn)單，快速，擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，能有效地提高軟土地基的穩(wěn)定性，減少和控制沉降量。水泥土攪拌樁現(xiàn)已發(fā)展成一種常用的軟土地基處理方法，根據(jù)土質(zhì)含水量的不同，選擇的加固料不同。這種方法是利用水泥粉、水泥漿或水泥砂漿等材料作為固化劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械即攪拌的方式，在地基深處，就地將軟土和加固料強(qiáng)制攪拌，由加固料和軟土間產(chǎn)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥土攪拌樁。這種攪拌樁與樁周土一起組成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少地基沉降。

通過(guò)大量工程實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)普通水泥土攪拌樁在軟土地基處理中存在以下一些問(wèn)題：

（1）水泥土攪拌樁在軟土地基處理中基本上是采用等徑（相同直徑）的方法進(jìn)行處理，由于地質(zhì)在形成的過(guò)程中分了很多層，而且每一層的含水量及其他指標(biāo)都不同，采用等徑方法處理，要達(dá)到設(shè)計(jì)承載力要求，均按最差的一層設(shè)計(jì)直徑或增加加固料用量，這使得加固成本大大增加。

（2）在水泥土攪拌樁中也有變徑的處理方式，但只能有兩種單一的直徑，由于地質(zhì)分層較多，不能將加固成本降到最低；同時(shí)兩種單一直徑的水泥土攪拌樁在直徑變化處是突變，當(dāng)水泥土攪拌樁承受載荷時(shí)，在兩種直徑的結(jié)合面會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，使得結(jié)合面容易破壞。

由于上屬問(wèn)題的存在，影響了水泥土攪拌樁技術(shù)的推廣和使用；同時(shí)也嚴(yán)重制約了水泥土攪拌樁的應(yīng)用范圍。

軟土處理中所選用的連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁形式將大大降低加固成本，同時(shí)能滿足設(shè)計(jì)復(fù)合地基強(qiáng)度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明主要針對(duì)普通水泥土攪拌樁樁施工工藝存在的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁操作方法，使得上述問(wèn)題得到解決。

技術(shù)方案：本發(fā)明主要是連續(xù)可變成樁直徑，各層旋轉(zhuǎn)葉片均為液壓自動(dòng)伸縮旋轉(zhuǎn)葉片，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)成樁直徑進(jìn)行任意變化。

下鉆過(guò)程中固定位置的成樁直徑：最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土?xí)r，開(kāi)啟液壓自動(dòng)伸縮旋轉(zhuǎn)葉片，每層旋轉(zhuǎn)葉片之間的距離是相同的，每層旋轉(zhuǎn)葉片的伸縮均為聯(lián)動(dòng)的，當(dāng)最下層旋轉(zhuǎn)葉片開(kāi)始伸縮時(shí)，上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和下鉆的速度，計(jì)算出時(shí)間，相應(yīng)延時(shí)伸縮，保證在相同樁長(zhǎng)位置成樁直徑相同；在下鉆到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)，最下層和最上層旋轉(zhuǎn)葉片之間距離的樁徑是等徑的；

提升過(guò)程中固定位置的成樁直徑：在開(kāi)始提升時(shí)，最上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)最下層旋轉(zhuǎn)葉片在這一位置的成樁直徑進(jìn)行伸縮（與之等徑），并沿著最下層旋轉(zhuǎn)葉片在下鉆過(guò)程中的成樁直徑進(jìn)行等徑伸縮，中間和最下層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和提升速度，計(jì)算出時(shí)間，相應(yīng)延時(shí)伸縮，將鉆頭提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，

該項(xiàng)發(fā)明主要是將普通水泥土攪拌樁（等徑）施工方法改變成連續(xù)可變直徑水泥土攪拌施工方法，形成一套新的施工工法，具體操作步驟如下：

a.整平場(chǎng)地；

b.攪拌樁機(jī)定位：移動(dòng)攪拌樁機(jī)，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位；

c.下鉆：?jiǎn)?dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)，再啟動(dòng)加壓裝置，加壓裝置中的鏈條對(duì)鉆桿加壓，

使鉆桿沿導(dǎo)向架向下，鉆桿底部鉆頭的最下層旋轉(zhuǎn)葉片先切土、入土，中間和最上層旋轉(zhuǎn)葉片后入土、攪拌、壓料；

d.噴加水泥粉、水泥漿或水泥砂漿,攪拌：開(kāi)啟噴料裝置，在最下層旋轉(zhuǎn)葉

片入土后噴料，中間旋轉(zhuǎn)葉片入土后攪拌，最上層旋轉(zhuǎn)葉片入土后壓料，直到設(shè)計(jì)深度，停止噴料；

e.變化成樁直徑：在最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土?xí)r，開(kāi)啟液壓自動(dòng)伸縮旋轉(zhuǎn)葉片，

根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)成樁直徑進(jìn)行變化,

f.保證固定位置的成樁直徑：每層旋轉(zhuǎn)葉片之間的距離是相同的，每層旋轉(zhuǎn)

葉片的伸縮均為聯(lián)動(dòng)的，當(dāng)最下層旋轉(zhuǎn)葉片開(kāi)始伸縮時(shí)，上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和下鉆的速度，計(jì)算出時(shí)間，相應(yīng)延時(shí)伸縮，保證在相同樁長(zhǎng)位置成樁直徑相同；

g.提升、攪拌：在達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，停止噴料，同時(shí)對(duì)加壓裝置換向，鏈條