CN103774641A - 一种挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法，在履带液压斗式挖掘机的机械旋臂上安装有滚刀，滚刀为一组或多组，在履带液压斗式挖掘机的栅格挖斗进入土层挖土时，挖出的土坑边上安装有一泥浆车，泥浆车上伸出一泥浆管，泥浆管的出口对准挖出的土坑，泥浆车中的泥浆通过高压泥浆泵进入泥浆管，滚刀通过一液压驱动轮式滚刀切削机带动工作。挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术具有广泛的地层适应性。挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工还可以与在土石重力墙中插入的各种钢桩、混凝土预制桩相结合，形成具有多重功效的具有止水帷幕、挡土抗剪功能的复合式地下连续墙。

Description

一种挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法

技术领域

本发明涉及一种施工方法，具体涉及一种在履带液压斗式挖掘机的机械旋臂上安装有滚刀方便施工的挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法。

背景技术

目前，广泛应用于土木工程领域各种基础围护施工工艺主要包括钻孔排桩围护墙、水泥搅拌桩围护墙、SMW帷幕墙工艺等。

其中，钻孔灌注桩围护墙是挡土排桩式应用较多的一种型式。其多用于坑深7～15m的基坑工程，在我国北方土质较好地区已有8～9m的悬臂桩围护墙，在软土地区悬臂式灌注桩结构不能超过5m。钻孔灌注桩支护墙体的特点有：施工时无振动、无噪音等环境公害，无挤土现象，对周围环境影响小；墙身强度高，刚度大，支护稳定性好，变形小；当工程桩也为灌注桩时，可以同步施工，从而施工有利于组织、方便、工期短；桩间缝隙易造成水土流失，特别是在高水位松软土质地区，需根据工程条件配合注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题；但是在砂砾层和卵石中施工困难，应该慎用；桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体，因而相对整体性较差，当在重要地区，特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要专项设计。

水泥土搅拌围护墙是一项具有良好技术经济效益和社会效益的地基加固方法，但在工程应用中，由于设计方法比较保守，置换率高达40%~80%，桩体设计强度取值一般不超过0.6MPa，同时由于理论研究投入不够，没有取得完整的应力场和变形场数据，使其设计计算方法不尽人意。同时在工程的实践中，由于我国搅拌机械的性能及施工监控系统比较落后，如成桩质量缺乏监控装置，堵土断桩现象需要用人工监视等等，再加上管理环节的薄弱，操作人员的技术水平及操作不认真，因此不但施工工艺尚待进一步完善和提高，而且质量检测手段有待加强和健全。

SMW工法采用多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。实际施工中，水泥土强度控制不严会造成基坑失稳；不易利用水泥土维护墙做地下室侧墙的外模板，需要留有一定回填空间，因此在场地有限的条件下不宜采用；围护结构变形相对前两种围护大。拔出H型钢时有较大的振动和噪音，拔出后围护墙有一定变形。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种在履带液压斗式挖掘机的机械旋臂上安装有滚刀方便施工的挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法，所述方法包括如下：在履带液压斗式挖掘机的机械旋臂上安装有滚刀，滚刀为一组或多组，在履带液压斗式挖掘机的栅格挖斗进入土层挖土时，挖出的土坑边上安装有一泥浆车，所述泥浆车上伸出一泥浆管，泥浆管的出口对准挖出的土坑，泥浆车中的泥浆通过高压泥浆泵进入泥浆管，滚刀通过一液压驱动轮式滚刀切削机带动工作。

在本发明的具体实施例子中，将高压泥浆泵、水泥浆搅拌装置通过高压输浆管道与液压驱动轮式滚刀切削机喷射接头相连接，开动挖掘机用栅格挖斗首先在划定作业范围内进行连续的挖掘翻动、删分土、石块，在开辟出第一工作层深度后，在挖斗作业同时开动高压泥浆泵将事先准备好的水泥浆输入与液压驱动轮式滚刀切削机共同进行作业，此时土、碎石块与水泥浆在栅格式挖斗的不断翻动、轮式滚刀切削机旋转切削、搅拌共同作用下得到了充分的混合，如此连续不断地反复作业直至达到设计深度，由于此时土与水泥浆混合成了液化状态，因此其中的碎石块在自身重力和删格式挖斗翻动共同作用下沉到了地层底部，当与水泥浆土共同混合形成的水泥土石综合体自然固结后，就形成了围护工程所需要的、具有止水、挡土功能的复合搅拌水泥土石重力墙。

在本发明的具体实施例子中，在地下水丰富的地层可以直接采用水泥干粉同时抛入搅拌。

在本发明的具体实施例子中，在当与水泥浆土共同混合形成的水泥土石综合体自然固结后，在水泥土石综合体内插入桩。

在本发明的具体实施例子中，所述桩为钢桩、混凝土预制桩或钢桩与混凝土预制桩相结合的桩。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法具有如下优点：

1、挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术具有广泛的地层适应性。尤其是可以在常规的SMW工艺、多轴钻机等无法克服的大直径、高密度砂卵石层、粘性极大的硬塑状粘土层、地下水丰富的粉砂层、由废土石以及建筑垃圾回填大面积沼泽、池塘形成的施工场地进行效果良好的止水帷幕重力墙施工。

2、挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术还可以与在土石重力墙中插入的各种钢桩、混凝土预制桩相结合，形成具有多重功效的具有止水帷幕、挡土抗剪功能的复合式地下连续墙。

3、挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术可以根据实际需要进行任意规格、形状的地下立体水泥土石重力墙施工。其形成的水泥土石重力墙水泥土石重力墙长、宽二项技术参数可以是无限的，而其高度（深度）可以从数十厘米、数米至十数米，甚至于可达到数十米。

挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术形成的土石重力墙的各种优势是一般常规的帷幕体系所不能作为的，因此挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术在今后的建筑施工地下帷幕围护工程施工中极具优势和发展前景。

附图说明

图1为挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工在开始施工时的示意图。

图2为挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工作业中的示意图。

图3为挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工中形成纯复合土重力墙的示意图。

图4所示为挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工中形成综合重力墙的示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。图1为挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工在开始施工时的示意图。图2为挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工作业中的示意图。如图1和2所示，本发明在履带液压斗式挖掘机1的机械旋臂8上安装有滚刀2，滚刀2为一组或多组，在履带液压斗式挖掘机1的栅格挖斗3进入土层挖土时，挖出的土坑7边上安装有一泥浆车9，泥浆车9上伸出一泥浆管4，泥浆管4的出口对准挖出的土坑7，泥浆车9中的泥浆通过高压泥浆泵进入泥浆管4，滚刀2通过一液压驱动轮式滚刀切削机带动工作。

将高压泥浆泵、水泥浆搅拌装置通过高压输浆管道与液压驱动轮式滚刀切削机喷射接头相连接，开动挖掘机用栅格挖斗首先在划定作业范围内进行连续的挖掘翻动、删分土、石块，在开辟出第一工作层深度后，在挖斗作业同时开动高压泥浆泵将事先准备好的水泥浆输入与液压驱动轮式滚刀切削机共同进行作业，此时土、碎石块与水泥浆在栅格式挖斗的不断翻动、轮式滚刀切削机旋转切削、搅拌共同作用下得到了充分的混合，如此连续不断地反复作业直至达到设计深度，由于此时土与水泥浆混合成了液化状态，因此其中的碎石块在自身重力和删格式挖斗翻动共同作用下沉到了地层底部，当与水泥浆土共同混合形成的水泥土石综合体自然固结后，就形成了围护工程所需要的、具有止水、挡土功能的复合搅拌水泥土石重力墙5，如图3所示。

在地下水丰富的地层也可以直接采用水泥干粉同时抛入搅拌。

图4所示为挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工中形成综合重力墙的示意图。在当与水泥浆土共同混合形成的水泥土石综合体自然固结后，在水泥土石综合体内插入桩6，形成综合重力墙，更图3中的纯复合土重力墙相比较，更结实耐用。桩6可以为钢桩、混凝土预制桩或钢桩与混凝土预制桩相结合的桩。加入桩6后形成具有多重功效的具有止水帷幕、挡土抗剪功能的复合式地下连续墙。

实际施工应用时，当工程地层条件简单、土性单一时，也可以将挖斗取下，直接将液压驱动轮式滚刀切削机安装在原来安装挖斗的位置上，然后按挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙技术正常工艺程序执行，可以得到同样的结果。

挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术形成的重力墙的密度可以根据使用目的不同，添加不同密度的材料进行调节。

常规条件下；用作防渗水为目的时，添加的材料主要以水泥为主，其水泥加入的数量一般以其形成的重力墙土体积重量比的5~20%计量。用于深基坑挡土为主、兼顾防渗水目的时，水泥的加入的数量可以按其形成的重力墙土体的强度来由现场实验确定。一般情况下按其土体重量比的15~30%计量。当用于高强度需要时，除了加入水泥之外，可以同时加入不同比例的各种非金属材料，如重晶石（粉）、石英石或者各种重金属粉末。由此可以形成强度接近与花岗岩石、钢铁一般性质的高密度、高强度重力围护墙体。

在本发明中，挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术具有广泛的地层适应性。尤其是可以在常规的SMW工艺、多轴钻机等无法克服的大直径、高密度砂卵石层、粘性极大的硬塑状粘土层、地下水丰富的粉砂层、由废土石以及建筑垃圾回填大面积沼泽、池塘形成的施工场地进行效果良好的止水帷幕重力墙施工。

在本发明中，挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术还可以与在土石重力墙中插入的各种钢桩、混凝土预制桩相结合，形成具有多重功效的具有止水帷幕、挡土抗剪功能的复合式地下连续墙。

在本发明中，挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术可以根据实际需要进行任意规格、形状的地下立体水泥土石重力墙施工。其形成的水泥土石重力墙水泥土石重力墙长、宽二项技术参数可以是无限的，而其高度（深度）可以从数十厘米、数米至十数米，甚至于可达到数十米。

在本发明中，挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术形成的土石重力墙的各种优势是一般常规的帷幕体系所不能作为的，因此挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工技术在今后的建筑施工地下帷幕围护工程施工中极具优势和发展前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法，其特征在于：所述方法包括如下：在履带液压斗式挖掘机（1）的机械旋臂（8）上安装有滚刀（2），滚刀（2）为一组或多组，在履带液压斗式挖掘机（1）的栅格挖斗（3）进入土层挖土时，挖出的土坑（7）边上安装有一泥浆车（9），所述泥浆车（9）上伸出一泥浆管（4），泥浆管（4）的出口对准挖出的土坑（7），泥浆车（9）中的泥浆通过高压泥浆泵进入泥浆管（4），滚刀（2）通过一液压驱动轮式滚刀切削机带动工作。

2.根据权利要求1所述的挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法，其特征在于，将高压泥浆泵、水泥浆搅拌装置通过高压输浆管道与液压驱动轮式滚刀切削机喷射接头相连接，开动挖掘机用栅格挖斗首先在划定作业范围内进行连续的挖掘翻动、删分土、石块，在开辟出第一工作层深度后，在挖斗作业同时开动高压泥浆泵将事先准备好的水泥浆输入与液压驱动轮式滚刀切削机共同进行作业，此时土、碎石块与水泥浆在栅格式挖斗的不断翻动、轮式滚刀切削机旋转切削、搅拌共同作用下得到了充分的混合，如此连续不断地反复作业直至达到设计深度，由于此时土与水泥浆混合成了液化状态，因此其中的碎石块在自身重力和删格式挖斗翻动共同作用下沉到了地层底部，当与水泥浆土共同混合形成的水泥土石综合体自然固结后，就形成了围护工程所需要的、具有止水、挡土功能的复合搅拌水泥土石重力墙（5）。

3.根据权利要求2所述的挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法，其特征在于，在地下水丰富的地层可以直接采用水泥干粉同时抛入搅拌。

4.根据权利要求2所述的挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法，其特征在于，在当与水泥浆土共同混合形成的水泥土石综合体自然固结后，在水泥土石综合体内插入桩（6）。

5.根据权利要求4所述的挖斗滚刀轮复合搅拌水泥土石重力墙施工方法，其特征在于，所述桩（6）为钢桩、混凝土预制桩或钢桩与混凝土预制桩相结合的桩。

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