[發明專利]一種纖維水泥土攪拌樁施工裝置及方法

在審

• 申請號: 201810650399.6
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108867632A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 寇海磊;劉阿森;許賦寧;商安策;馮文瀅
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學;青島理工大學
• 主分類號: E02D5/46
• 分類號: E02D5/46;E02D17/04
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏

本發明屬于基礎工程與巖土工程技術領域，涉及一種纖維水泥土攪拌樁施工裝置及方法，先調節主動鉆桿定位至指定樁位，啟動灰漿攪拌機的電機使攪拌鉆頭攪拌下沉，然后利用灰漿攪拌機制備纖維水泥混合漿液，壓漿前將纖維水泥混合漿液倒入集料斗，待主動鉆桿下沉到指定深度后，開啟擠壓泵將混合漿液通過輸送管道輸送至攪拌鉆頭端部的出漿口，然后邊噴漿攪拌邊提升鉆桿，使加固土體與漿液混合均勻至樁頂后，關閉擠壓泵，經過2?3次提升與下沉攪拌，纖維水泥土攪拌樁施工完成；其施工工藝簡單，操作方便，原理科學可靠，成本低，環境友好。

技術領域：

本發明屬于基礎工程與巖土工程技術領域，涉及一種纖維水泥土攪拌樁施工裝置及方法，特別是一種地基處理及基坑支護新型纖維水泥土攪拌樁施工裝置及方法。

背景技術：

隨著社會經濟的發展及人口的不斷增長，現有地基條件良好的區域土地利用已趨于飽和。土地資源的緊缺致使越來越多建設項目向不良軟土地區轉移。但軟土地區土體具有含水量高、壓縮性大、抗剪強度低等特性，容易造成建筑物產生不均勻沉降，因此建筑物施工前需對不良地基進行改良與處理。不良軟土地區通常通過設置水泥土攪拌樁作為復合地基，但該方法水泥用量大、造價高且環境污染問題嚴重；另一方面，在軟土地區建筑物密集區域進行淺基坑開挖或地下管廊施工過程中，通常需采取一定的基坑支護與降排水措施以解決軟基邊坡穩定性差及地下水位高等問題。解決該問題的常規方法為設置水泥土攪拌樁與混凝土灌注樁進行聯合支護，但該方法造價較高。水泥土攪拌樁作為軟土地基加固或基坑止水帷幕施工常用工法，其以水泥作為常用固化材料，利用攪拌器械將水泥和軟弱土體進行充分攪拌混合，利用水泥材料與軟土間物理化學反應，使加固后軟土土體物理力學指標達到相應的工程要求。但現有水泥土攪拌樁工法水泥用量大，所產生的環境污染問題較為嚴重，不符合可持續發展戰略與環境保護的長遠發展需求；另一方面水泥土攪拌樁作為基坑止水帷幕，抗彎及抗折強度較低，且樁身易產生較大的裂縫，不能作為止水帷幕且兼作支擋圍護結構。因此為了盡可能地減少環境污染及適應軟土地區淺開挖基坑止水支擋圍護結構的需求，亟需一種新型材料代替水泥以提高水泥土攪拌樁的強度，減少水泥用量。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，設計提供一種地基處理及基坑支護新型纖維水泥土攪拌樁施工裝置及方法，通過在水泥土攪拌樁施工過程中添加一定量聚丙烯纖維代替水泥，在固化材料添加總量不變的前提下，減少水泥用量，降低造價與環境污染。

為了實現上述目的，本發明所述纖維水泥土攪拌樁施工裝置的主體結構包括攪拌機鉆塔、主動鉆桿、攪拌鉆頭、灰漿攪拌機、集料斗、擠壓泵、輸送管道、鋼絲繩、操作臺和出漿口；主動鉆桿通過采用鋼絲繩連接的滑輪組與攪拌機鉆塔連接，攪拌機鉆塔的左側安裝有主動鉆桿，主動鉆桿的底部安裝攪拌鉆頭，攪拌機鉆塔通過輸送管道與擠壓泵連接，擠壓泵與集料斗連接，集料斗放置在灰漿攪拌機的一側，灰漿攪拌機設置在待加固區域，攪拌鉆頭的端部設有出漿口，操作臺設置在攪拌機鉆塔的水平臺面上；使用時，調節主動鉆桿定位至指定樁位，啟動灰漿攪拌機的電機使攪拌鉆頭攪拌下沉，然后利用灰漿攪拌機制備纖維水泥混合漿液，壓漿前將纖維水泥混合漿液倒入集料斗，待主動鉆桿下沉到指定深度后，開啟擠壓泵將混合漿液通過輸送管道輸送至攪拌鉆頭端部的出漿口，然后邊噴漿攪拌邊提升鉆桿，使加固土體與漿液混合均勻至樁頂后，關閉擠壓泵，經過2-3次提升與下沉攪拌，纖維水泥土攪拌樁施工完成。

本發明所述纖維為聚丙烯纖維。

本發明所述纖維水泥土攪拌樁施工的具體過程為：

(1)樁基定位：將攪拌機鉆塔移至待加固區域附近，控制攪拌機鉆塔進行位置微調至加固區域，將主動鉆桿移至成樁樁位，樁位偏差≤50mm，當地面不平整時應當利用壓路機整平地面，攪拌樁成樁完成后樁體的垂直度偏差≤1％；

(2)預攪下沉：檢查灰漿攪拌機冷卻水循環是否正常，待冷卻水循環正常后，啟動灰漿攪拌機的電機，放松鋼絲繩，轉動攪拌鉆頭，使主動鉆桿攪拌下沉，主動鉆桿的下沉速度由由操作臺控制為0.5～0.8m/min；如下沉速度過慢，向集料斗中注水以利于鉆進；