[發明專利]一種硬土層預破碎三軸水泥攪拌樁鉆具的施工方法

有效

• 申請號: 201610575078.5
• 申請日: 2016-07-15
• 公開（公告）號: CN106088064B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 何智鋼;李嘉;劉洋;謝作生;姚磊
• 申請（專利權）人: 浙江交工集團股份有限公司
• 主分類號: E02D5/46
• 分類號: E02D5/46;E21B4/16;E02D5/18
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司33101
• 代理人: 張羽振

技術領域

本發明屬于基坑圍護和地基處理領域，特別涉及一種硬土層預破碎三軸水泥攪拌樁鉆具的施工方法，適用于有卵石層、風化巖層等硬土層的三軸水泥攪拌樁施工。

背景技術

水泥土攪拌樁止水帷幕符合綠色環保要求，相對性價比高，其工藝越來越多地被應用到基坑圍護工程中。但是施工常遇到埋藏深、厚度大的卵石層、風化巖層等硬土層，往往造成三軸水泥攪拌樁鉆進困難、成樁質量差，從而導致止水效果差。

中國專利CN104420462公開了一種超級三軸水泥攪拌樁設備，該專利增大鉆齒間距和鉆桿葉片間距并增大攪拌頭動力來實現卵石層鉆進，而實際上對于較致密的卵石層或遇到孤石時，仍然會鉆進困難，甚至會扭矩過大損壞鉆桿。中國專利CN102979095公開了一種超硬土層三軸水泥土攪拌樁施工方法，針對風化巖或卵石層等硬土層先進行引孔施工，然后再進行三軸攪拌施工，這種方法需要采用引孔鉆進先引孔，增加了工序，施工效率較低，增加了成本。

綜上所述可知，改進卵石層、風化巖層等硬土層的三軸水泥攪拌樁施工設備和施工方法十分必要，既要解決硬土層中遇到硬土層鉆進困難的問題又要兼顧施工效率的問題，從而使得工程的效益最大化。

發明內容

為針對性地解決硬土層施工困難和成樁質量差的問題，本發明提出一種硬土層預破碎三軸水泥攪拌樁鉆具的施工方法。

為了實現上述技術目的，本發明采用了以下技術方案：

這種硬土層預破碎三軸水泥攪拌樁鉆具，包括攪拌鉆管、可收縮攪拌頭、沖擊鉆鉆桿和沖擊鉆鉆頭；可收縮攪拌頭由矩形固定葉片和圓弧形活動葉片通過鉸鏈連接而成，可收縮攪拌頭正向旋轉時，活動葉片呈展開狀態，反向旋轉時活動葉片呈收縮狀態；攪拌鉆管上對稱設置多排鉆管葉片；沖擊鉆鉆桿和沖擊鉆鉆頭置于攪拌鉆管內部，攪拌鉆管底部設置活動門，不使用沖擊鉆時，沖擊鉆鉆桿和沖擊鉆鉆頭被活動門封閉在攪拌鉆管內，使用沖擊鉆時，沖擊鉆鉆桿和沖擊鉆鉆頭伸出攪拌鉆管。

作為優選：所述可收縮攪拌頭上設置3片固定葉片，3片活動葉片。

作為優選：所述攪拌鉆管底部的活動門通過活動門鉸鏈與攪拌鉆管底端連接，活動門與攪拌鉆管外徑尺寸一致，活動門上設置提拉鋼絲繩，活動門通過沖擊鉆鉆桿下壓打開，通過提拉鋼絲繩提拉關閉。

作為優選：所述固定葉片和活動葉片下部均設有鉆齒。

作為優選：所述沖擊鉆鉆頭和鉆齒均為鎢鈷鈦合金材質。

作為優選：所述沖擊鉆鉆頭和鉆齒形狀均為倒四棱臺形。

這種硬土層預破碎三軸水泥攪拌樁鉆具的施工方法，包括以下步驟：

1)場地平整與測量放線：機械進場前對攪拌樁施工區域內進行清除及場地平整，做到地基堅實平整；根據坐標基準點，按設計圖放出樁位，并設臨時控制樁；

2)挖掘導槽：用挖掘機沿圍護中心線平行方向開掘工作溝槽，溝槽寬度根據圍護結構寬度確定；

3)鉆具安裝樁機就位：在三軸攪拌樁機的動力頭上分別安裝三根硬土層預破碎三軸水泥攪拌樁鉆具，三根攪拌鉆管安裝于動力頭的三個轉動軸上，三根沖擊鉆鉆桿通過鋼絲繩連接三軸攪拌樁機架的液壓提升裝置，活動門的鋼絲繩連接三軸攪拌樁機架的液壓提升裝置，安裝完畢后操作人員根據確定的位置嚴格控制鉆機樁架的移動，確保鉆孔軸心就位不偏；；

4)制備水泥漿液及漿液注入：在施工現場布設水泥漿攪拌系統，附近安置水泥罐，在開機前按要求進行水泥漿液的攪制；將配制好的水泥漿送入貯漿桶內備用；

5)一般土層攪拌：對一般土層采用正向旋轉噴漿攪拌施工，活動葉片呈擴展狀態攪拌鉆進，活動門呈關閉狀態，防止土壤擠壓入攪拌鉆管；

6)沖擊破碎硬土層：遇到卵石層、風化巖等硬土層或孤石，難以正常攪拌鉆進時，首先提升攪拌鉆管和沖擊鉆鉆桿一定高度，為活動門打開預留一定空間，用沖擊鉆鉆桿下壓打開活動門，然后提升沖擊鉆鉆桿至一定高度，利用沖擊鉆鉆頭向下沖擊破碎硬土層或孤石，多次反復沖擊破碎，沖擊破碎完成后，提拉鋼絲繩，關閉活動門，然后利用攪拌鉆鉆頭鉆進；

7)硬土層收縮攪拌預破碎：對經過沖擊鉆沖擊破碎后的卵石層、風化巖等硬土層或孤石，或者不需沖擊破碎的較松散卵石層和強風化巖，反向旋轉攪拌鉆管，活動葉片在土壤阻力下收縮，減小攪拌范圍和攪拌阻力，在活動葉片呈收縮狀態下不噴漿攪拌鉆進，對硬土層進行預破碎，預破碎松動硬土層后將攪拌鉆管改為正向旋轉，活動葉片在土壤阻力下擴展，正常攪拌范圍下噴漿攪拌，在硬土層形成水泥攪拌樁。

本發明的有益效果是：