CN101886387A - 长螺旋高低压多重管自钻式搅拌旋喷桩施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地基基础施工范畴，特别涉及地基加固处理，竖向和水平向止水帷幕的水泥土桩的施工方法。本方法工艺步骤如下：(1)清障，平整场地，开孔；(2)用带搅拌叶片的中空钻杆切割土体下沉，同时对土体喷水、气和喷射压力为10～40MPa水泥浆至设计桩底标高；(3)旋喷喷浆提升的同时搅拌叶片搅拌，升至桩顶标高成桩。结合了“搅拌法”和“旋喷法”成桩施工的特点，可以在园砾层等较硬土层中实现自钻自喷自搅、大直径、高强度一次成桩，确保高压喷射注浆在复杂地层、圆砾层等较硬土层中的成桩质量，具有动力足、钻透能力强、处理深度大、成桩直径大、成桩质量好、单机效率高、造价低廉环保等优点。
Description
技术领域
本发明属于地基基础施工范畴，特别涉及地基加固处理，竖向和水平向止水帷幕的水泥土桩的施工方法，可适用于人工填土、淤泥质土、粘土、砂土和圆砾碎石层等硬土层。
背景技术
水泥土桩由于价格低廉现已大量应用于地基加固处理，竖向、水平向止水、防渗帷幕等领域。目前常用的施工工法有：搅拌法(单轴、双轴、三轴)，注浆法，高压旋喷法(单管、双管、三管)，CN101255689A和CN201395793Y的工法，这些方法分别存在以下缺陷和缺点：
“搅拌法”：搅拌较均匀，桩成形较好、工效较高、造价较低，由于机械能力限制往往只能用于浅层和软土层处理，成桩直径偏小，经常采用。
“注浆法”：成形较差、工效低、造价高且需钻机引孔，较少采用。
“高压旋喷法”：在硬土层中切割不完整，成形较差，特别在硬土层需钻机引孔，工效低、造价高、材料浪费多、污染严重。
CN101255689A和CN201395793Y：均另需长螺旋钻机引孔、取土、回土，螺旋钻头钻进时阻力大、搅拌不均匀，只采用单管高压旋喷，成桩直径有限、工效较低、造价较高。
发明内容
本发明目的就是提供一种长螺旋高低压多重管自钻式搅拌旋喷桩施工方法，它能充分利用长螺旋钻机强大的动力，综合搅拌和高压旋喷(一重、二重、三重)功能，一次性形成大直径、高强度优质水泥土桩。
实现本发明目的所采取的技术方案如下：
(1)清障，平整场地，开孔；
(2)用带搅拌叶片的中空钻杆切割土体下沉，同时对土体喷水、气和喷射压力为10～40MPa水泥浆至设计桩底标高；
(3)旋喷喷浆提升的同时搅拌叶片搅拌，升至桩顶标高成桩。
本发明目的具体操作技术参数为：喷水压力为10～40MPa，喷气压力为500～700KPa，搅拌转速5～26rpm，桩径500～2000mm，桩高33m以内，旋喷提升速度50～250cm/min。
上述参数需根据施工勘测的具体地质参数来选定，并确定是否组合采用喷气、喷水对土体切割，以及确定喷气、喷水参数。
本发明所述方法施工时，由于采用的大型设备较重，为了保证成桩质量和施工安全，接地比压应≥80KPa，若不能达到时可采用回填土、石来达到。
本发明所述施工方法的成桩垂直度的允许偏差≤0.5％。
本发明的有益效果是：
●地层适应性广。可广泛适用于淤泥、软弱黏性土、砂土、圆砾层及局部胶结层等多种地层。
●可以根据地层特点，加固体的设计要求，通过现场试桩试验取得施工参数，如转速、提升速度、注浆量、注浆压力等，对各项施工参数进行最优调整。
●设备功能齐全。根据生产需要，可灵活采用单管旋喷、双重管旋喷、三重管旋喷工艺，及钻头尺寸的调整，实现不同设计桩径，满足各类工程的特殊需求。
●环保效果好，噪音低、振动小、弃浆及渣土量少，能满足市区文明施工要求。
●机械设备，采用全液压步履方式行走，机身通过底盘上的回转机构可以实现360度旋转，施工机动性高，前后四肢油缸调节桩架的垂直度，提高了设备的自动化程度。
●设备稳定性能好，在施工状态中，通过前后四肢油缸将整机平稳的固定在地面，确保了施工过程中的设备垂直度与稳定性。
●可以进行地基加固处理、竖向止水帷幕施工、水平止水帷幕施工，最大限度满足设计要求，施工深度可以达到31米，桩径范围可达0.5～2.0米。
●施工工效高，造价低廉。
附图说明
图1是本发明施工工艺流程图。
具体实施方式
按如下工艺步骤进行操作：
(1)清障测定桩位：按设计图纸测定桩位，清障，平整场地，开孔；
(2)搅拌旋喷喷浆钻进：利用长螺旋搅拌叶片强制搅拌切割土体下沉，同时高低压多重管喷水、气和喷射压力为10～40MPa水泥浆至设计桩底标高；
(3)搅拌旋喷喷浆提升：搅拌叶片搅拌，高低压旋喷注浆提升至桩顶标高成桩。
具体的操作技术参数见以下表格。
表1：高低压多重管搅拌旋喷工法系列钻机施工技术参数
| 性能指标 | 单管系列 | 二重管系列 | 三重管系列 |
| 喷射方式 | 搅拌-浆液喷射 | 搅拌-浆液-空气喷射 | 搅拌-浆液注入-水、空气喷射 |
| 硬化剂 | 水泥浆 | 水泥浆 | 水泥浆 |
| 常用压力(Mpa) | 10～20 | 15～20 | 高压20～40，低压0.5～3.0 |
| 最大喷射量(L/min) | 217 | 217 | 217 |
| 性能指标 | 单管系列 | 二重管系列 | 三重管系列 |
| 压缩空气(Kpa) | 不使用 | 500～700 | 500～700 |
| 旋转速度(rpm) | 16～26 | 5～16 | 5～16 |
| 桩径(mm) | 500～1200 | 600～1500 | 800～2000 |
| 提升速度(cm/min) | 100～250 | 80～200 | 50～150 |
| 驱动功率(Kw) | 2*55 | 2*55 | 2*55 |
| 钻杆直径(mm) | 180～300 | 180～300 | 180～300 |
| 输出扭矩(kn.m) | 60 | 60 | 60 |
| 设备外形尺寸(m) | 11*6*3.5 | 11*6*3.5 | 11*6*3.5 |
| 整机重量(吨) | 64 | 64 | 64 |
| 接地比压(Kpa) | 80 | 80 | 80 |
| 成桩深度(m) | 31 | 31 | 31 |
| 成桩工效(m/天.台) | 400 | 300 | 250 |
注：1米以内桩径用钻头直径进行控制
Claims (4)
1.一种长螺旋高低压多重管自钻式搅拌旋喷桩施工方法，其特征在于工艺步骤如下：
(1)清障，平整场地，开孔；
(2)用带搅拌叶片的中空钻杆切割土体下沉，同时对土体喷水、气和喷射压力为10～40MPa水泥浆至设计桩底标高；
(3)旋喷喷浆提升的同时搅拌叶片搅拌，升至桩顶标高成桩。
2.根据权利要求1所述的长螺旋高低压多重管自钻式搅拌旋喷桩施工方法，其特征在于：喷水压力为10～40MPa，喷气压力为500～700KPa，搅拌转速5～26rpm，桩径500～2000mm，桩高33m以内，旋喷提升速度50～250cm/min。
3.根据权利要求2所述的长螺旋高低压多重管自钻式搅拌旋喷桩施工方法，其特征在于：施工位置接地比压应≥80KPa。
4.根据权利要求2所述的长螺旋高低压多重管自钻式搅拌旋喷桩施工方法，其特征在于：成桩垂直度的允许偏差≤0.5％。
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