CN108951623A - 一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，将高压旋喷与深层双向搅拌结合起来。高压旋喷技术采用Φ152mm的特制钻杆，钻杆采用内外钻杆的形式，外钻杆顺时针转动时，内钻杆可反方旋转，带动3组刀排对泥土充分搅拌，相对配套55KW的变频电机。高压旋转的喷嘴将水泥浆、高压气体喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。三轴双向旋转喷浆、喷气与土拌合；两轴同向高压旋转喷浆、喷气与土拌合，中轴逆向高压喷浆、喷气在孔内与水泥土充分翻搅拌合等多种搅拌旋喷双向模式，从而达到工艺要求。

Description

一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法

技术领域

本发明属于建筑基础工程设备技术领域，具体涉及一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法。

背景技术

目前市场上的三轴搅拌桩广泛运用于基坑支护和地基加固领域，具有施工效率高、适用土层范围广、桩身均匀性好、桩体强度高等优点。其原理采用三轴搅拌桩机械在土层深部就地将水泥和土强制搅拌(两轴同向旋转喷浆与土拌合，中轴逆向高压喷气在孔内与水泥土充分翻搅拌合)，利用土和水泥水化物间的物理化学作用，形成有一定强度的水泥土固结体，从而改善土的强度、透水性、承载力等特性。其主要缺点在于整套设备过于笨重，不便于运输和施工，实际使用方法繁琐，精确度差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，克服上述缺陷，通过在改进喷桩机结构的基础上改进其使用方法，来解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，包括步骤：

a、施工准备；

b、三轴旋喷双向搅拌桩机施工：

(1)操作人员将三轴旋喷搅拌桩机移动至所需的打桩位置，确定三轴旋喷搅拌桩机的钻孔轴心对准所述打桩位置，在三轴旋喷搅拌桩机的钻杆上划出钻孔深度的标尺线，在挖沟槽前划定Ф650或Ф850的三轴旋喷搅拌桩机动力头中心线到机前定位线的距离，并在三轴旋喷搅拌桩机动力头中心线上做好每一幅三轴旋喷搅拌桩机施工加固的定位标记，启动三轴旋喷搅拌桩机，使三轴旋喷搅拌桩机的钻杆旋转搅拌并沿导向架向下切土，开启空压机、高压泵，向土体喷气、喷水泥浆，所述三轴旋喷搅拌桩机具有三根钻杆，每根钻杆分为内钻杆和外钻杆，所述外钻杆带动刀排同时旋转搅拌水泥土，使水泥土搅拌均匀，所述三轴旋喷搅拌桩机的三根钻杆持续下沉并搅拌水泥土，直到设计深度，完成1号、2号、3号坑位的钻孔打桩；

(2)操作人员移动所述三轴旋喷搅拌桩机，重复步骤(1)过程，完成5号、6号、7号坑位的钻孔打桩；

(3)操作人员移动所述三轴旋喷搅拌桩机，第一根钻杆对准3号坑位的中心线，第三根钻杆对准5号坑位的中心线，重复步骤(1)过程，完成3号、4号、5号坑位的钻孔打桩；

(4)重复步骤(1)-(3)完成剩余打桩位置的打桩。

作为本发明所述一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的一种优选方案，相邻编号的坑位之间的距离相等。

作为本发明所述一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的一种优选方案，所述施工准备包括：

(1)在设备进场前对三轴旋喷搅拌桩机施工区域内地表淤泥、杂物进行清除并且平整场地，加固地基，安装好所述设备并进行机械调试，根据坐标基准点，按设计图放出桩位；

(2)根据所述放出桩位的围护中心线，用挖掘机沿所述围护中心线平行方向开掘工作沟槽，在所述工作沟槽的延伸方向放置多块钢板，在所述钢板上放置枕木，所述枕木与钢板垂直。

作为本发明所述一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的一种优选方案，所述工作沟槽的宽度为1.2m，深度为1.0m。

作为本发明所述一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的一种优选方案，所述钢板的尺寸为1.4m×4m。

作为本发明所述一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的一种优选方案，所述施工准备还包括在所述三轴旋喷搅拌桩机施工区域遇有地下障碍物时，利用挖掘机将所述地下障碍物清除干净，如清除后产生空洞，则回填压实，重新开挖所述工作沟槽。

作为本发明所述一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的一种优选方案，所述三轴旋喷搅拌桩机在钻孔下沉和提升过程中，钻头的下沉速度为0～1m/min，提升速度为0～1.5m/min，钻杆转速为0～42转/min，三根钻杆均匀速下钻、匀速提升。

作为本发明所述一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的一种优选方案，所述三轴旋喷搅拌桩机的钻杆为Φ152mm，当所述外钻杆顺时针转动时，内钻杆正向或反方旋转，带动3组刀排对泥土充分搅拌，所述三轴旋喷搅拌桩机的钻杆配套55KW的变频电机。

作为本发明所述一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的一种优选方案，所述三轴旋喷搅拌桩机的钻杆按排列位置分为第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆，所述第一钻杆的内钻杆和外钻杆同向高压旋转喷浆、喷气与土拌合，所述第二钻杆的内钻杆和外钻杆逆向高压旋转喷浆、喷气与土拌合，所述第三钻杆的内钻杆和外钻杆同向高压旋转喷浆、喷气与土拌合。

作为本发明所述一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的一种优选方案，所述三轴旋喷搅拌桩机的喷嘴将0～30Mpa水泥浆、0.7～1.3Mpa气体喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。

与现有技术相比，本发明提出的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，便于运输和施工，其方法简单，施工效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，

图1为本发明的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的搅拌桩套打施工顺序示意图；

图2为本发明的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的搅拌桩套运动流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

其次，本发明利用结构示意图等进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。

实施例一

下面介绍一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法：

a、施工准备

1)施工准备与测量放线

机械进场前对搅拌桩施工区域内地表淤泥、杂物进行清除及场地平整，加固做到地基坚实平整，施工前作好管线保护，清理障碍物。底盘拼装完成后利底盘、卷扬机、龙门架进行井架、动力头、钻杆的安装，同时安装灰浆制备系统包括工作后台、制浆设备及泵送设备(3台高压泵)、灰浆流动制备站。做好管线连接工作，最后进行机械调试。

根据坐标基准点，按设计图放出桩位，并设临时控制桩，填好技术复核单并验收。

2)导沟开挖及枕木安放

根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线，用挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，沟槽宽度根据围护结构宽度确定，槽宽约1.2m，深度约1.0m。为确保桩位平行沟槽方向放置钢板(1.4×4m)若干块，在钢板上放置枕木(与钢板垂直)，枕木间距根据桩径设置。

3)障碍物处理

场地遇有地下障碍物时，利用挖机将地下障碍物清除干净，如清除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽，确保施工顺利进行。暗浜区埋深较深，应对浜土的有机物含进行分析，若影响成桩质量则应清除及换土。

b、三轴旋喷双向搅拌桩机施工：

1)三轴旋喷搅拌桩机就位

操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动，确保钻孔轴心就位不偏，同时控制钻孔深度的达标，利用钻杆和桩架相对定位原理，在钻杆上划出钻孔深度的标尺线，严格控制下钻、提升速度和深度。挖沟槽前划定Ф650(或Ф850)三轴机动力头中心线到机前定位线的距离，并在线上做好每一幅三轴机施工加固的定位标记(可用短钢筋打入土中定位)。请参阅图2，如图2所示的A即为搅拌开始时的状态。

搅拌下沉：启动三轴搅拌桩机，使搅拌桩机钻杆沿导向架向下切土，开启空压机、高压泵，向土体喷气，喷水泥浆，搅拌桩机每根钻杆(三根钻杆)内钻杆正转，外钻杆反转带动刀排同时旋转搅拌水泥土，使泥土搅拌非常均匀。

搅拌桩机钻杆持续下沉并搅拌水泥土，直到设计深度。如图2所示的B即为下沉时边搅拌边喷的状态，

2)成桩及工艺流程图

为保证Ф650(或Ф850)三轴水泥搅拌旋喷桩的连续性和接头的施工质量，达到设计要求的防渗要求，主要依靠重复套钻来保证，三轴搅拌旋喷桩套打施工顺序图阴影部分为重复套钻。请参阅图1，如图1所示，先完成1号、2号、3号坑位的钻孔打桩，即施工顺序1；操作人员移动三轴旋喷搅拌桩机，重复上述过程，完成5号、6号、7号坑位的钻孔打桩，即施工顺序2；操作人员移动三轴旋喷搅拌桩机，第一根钻杆对准3号坑位的中心线，第三根钻杆对准5号坑位的中心线，重复上述过程，完成3号、4号、5号坑位的钻孔打桩，即施工顺序3；完成7号、8号、9号坑位的钻孔打桩，即施工顺序4；操作人员移动三轴旋喷搅拌桩机，重复上述过程，完成11号、12号、13号坑位的钻孔打桩，即施工顺序5；操作人员移动三轴旋喷搅拌桩机，第一根钻杆对准9号坑位的中心线，第三根钻杆对准11号坑位的中心线，重复上述过程，完成9号、10号、11号坑位的钻孔打桩，即施工顺序6；操作人员移动三轴旋喷搅拌桩机，第一根钻杆对准13号坑位的中心线，重复上述过程，完成13号、14号、15号坑位的钻孔打桩，即施工顺序7。

请参阅图2，如图2所示，在上述步骤后，提升时边搅拌边喷C，待搅拌结束D，恢复至三轴旋喷搅拌桩机位于地面之上。

在上述过程中，①水泥采用PO42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比1.5，水泥掺入比20％。②施工的关键在于如何保证桩身的强度和均匀性。在施工中应加强对水泥用量和水灰比的控制，确保泵送压力。③按水灰比1.5拌制水泥浆液，搅拌桩采用42.5级新鲜普通硅酸盐水泥，每次投料后拌合时间不少于1min，配制好的水泥浆液输送至储浆池为三轴搅拌设备连续供浆。④在施工中根据地层条件，严格控制搅拌钻机下沉速度和提升速度，确保搅拌时间，根据设计图纸的搅拌桩深度，钻机在钻孔下沉和提升过程中，钻头下沉速度为0～1m/min(可调)，提升速度为0～1.5m/min(可调)，钻杆为0～42转/min(可调)，每根桩均应匀速下钻、匀速提升。⑤经常进行现场实测压高压浆泵的流量、泥浆比重、浆液配合比与理论数据相比较，使理论数据与实测数据相吻合，确保桩体的成桩质量。⑥三轴水泥旋喷搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。

所属领域内的普通技术人员应该能够理解的是，本发明的特点或目的之一在于：本发明提出的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，将高压旋喷与深层双向搅拌结合起来。高压旋喷技术采用Φ152mm的特制钻杆，钻杆采用内外钻杆的形式，外钻杆顺时针转动时，内钻杆可反方旋转，带动3组刀排对泥土充分搅拌，相对配套55KW的变频电机。高压旋转的喷嘴将水泥浆(0～30Mpa可调)、高压气体(0.7～1.3Mpa)喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。三轴双向(正反转)旋转喷浆、喷气与土拌合；两轴同向高压旋转喷浆、喷气与土拌合，中轴逆向高压喷浆、喷气在孔内与水泥土充分翻搅拌合等多种搅拌旋喷双向模式)，从而达到工艺要求。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，其特征是，包括步骤：

a、施工准备；

b、三轴旋喷双向搅拌桩机施工：

(1)操作人员将三轴旋喷搅拌桩机移动至所需的打桩位置，确定三轴旋喷搅拌桩机的钻孔轴心对准所述打桩位置，在三轴旋喷搅拌桩机的钻杆上划出钻孔深度的标尺线，在挖沟槽前划定Ф650或Ф850的三轴旋喷搅拌桩机动力头中心线到机前定位线的距离，并在三轴旋喷搅拌桩机动力头中心线上做好每一幅三轴旋喷搅拌桩机施工加固的定位标记，启动三轴旋喷搅拌桩机，使三轴旋喷搅拌桩机的钻杆旋转搅拌并沿导向架向下切土，开启空压机、高压泵，向土体喷气、喷水泥浆，所述三轴旋喷搅拌桩机具有三根钻杆，每根钻杆分为内钻杆和外钻杆，所述外钻杆带动刀排同时旋转搅拌水泥土，使水泥土搅拌均匀，所述三轴旋喷搅拌桩机的三根钻杆持续下沉并搅拌水泥土，直到设计深度，完成1号、2号、3号坑位的钻孔打桩；

(2)操作人员移动所述三轴旋喷搅拌桩机，重复步骤(1)过程，完成5号、6号、7号坑位的钻孔打桩；

(3)操作人员移动所述三轴旋喷搅拌桩机，第一根钻杆对准3号坑位的中心线，第三根钻杆对准5号坑位的中心线，重复步骤(1)过程，完成3号、4号、5号坑位的钻孔打桩；

(4)重复步骤(1)-(3)完成剩余打桩位置的打桩。

2.如权利要求1所述的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，其特征是：相邻编号的坑位之间的距离相等。

3.如权利要求1所述的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，其特征是，所述施工准备包括：

(1)在设备进场前对三轴旋喷搅拌桩机施工区域内地表淤泥、杂物进行清除并且平整场地，加固地基，安装好所述设备并进行机械调试，根据坐标基准点，按设计图放出桩位；

(2)根据所述放出桩位的围护中心线，用挖掘机沿所述围护中心线平行方向开掘工作沟槽，在所述工作沟槽的延伸方向放置多块钢板，在所述钢板上放置枕木，所述枕木与钢板垂直。

4.如权利要求3所述的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，其特征是：所述工作沟槽的宽度为1.2m，深度为1.0m。

5.如权利要求3所述的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，其特征是：所述钢板的尺寸为1.4m×4m。

6.如权利要求1所述的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，其特征是：所述施工准备还包括在所述三轴旋喷搅拌桩机施工区域遇有地下障碍物时，利用挖掘机将所述地下障碍物清除干净，如清除后产生空洞，则回填压实，重新开挖所述工作沟槽。

7.如权利要求1所述的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，其特征是：所述三轴旋喷搅拌桩机在钻孔下沉和提升过程中，钻头的下沉速度为0～1m/min，提升速度为0～1.5m/min，钻杆转速为0～42转/min，三根钻杆均匀速下钻、匀速提升。

8.如权利要求1所述的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，其特征是：所述三轴旋喷搅拌桩机的钻杆为Φ152mm，当所述外钻杆顺时针转动时，内钻杆正向或反方旋转，带动3组刀排对泥土充分搅拌，所述三轴旋喷搅拌桩机的钻杆配套55KW的变频电机。

9.如权利要求8所述的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，其特征是：所述三轴旋喷搅拌桩机的钻杆按排列位置分为第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆，所述第一钻杆的内钻杆和外钻杆同向高压旋转喷浆、喷气与土拌合，所述第二钻杆的内钻杆和外钻杆逆向高压旋转喷浆、喷气与土拌合，所述第三钻杆的内钻杆和外钻杆同向高压旋转喷浆、喷气与土拌合。

10.如权利要求1所述的一种三轴高压旋喷双向搅拌桩施工方法，其特征是：所述三轴旋喷搅拌桩机的喷嘴将0～30Mpa水泥浆、0.7～1.3Mpa气体喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。