CN113338273B

CN113338273B - 基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法

Info

Publication number: CN113338273B
Application number: CN202110560535.4A
Authority: CN
Inventors: 任磊; 陈佳培; 郭九春; 袁敏; 汪亮; 唐力; 向吉; 韩冬; 周荣丽
Original assignee: Nanjing Water Conservancy Construction Engineering Co ltd
Current assignee: Nanjing Water Conservancy Construction Engineering Co ltd
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2041-05-21
Also published as: CN113338273A

Abstract

一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，包括以下步骤：1）测量放样；2）桩孔钻设，并在桩孔钻设过程中同步下放护筒；3）钻设至设计标高后，停钻并泵送粉细砂；4）钻杆芯管充满粉细砂后提升钻杆以及护筒的第二弧板节；5）提升至钻杆脱离护筒后停止泵送并形成砂桩；6）按照桩位序号，在后续桩位采用上述方法依次进行桩孔钻设；7）钻设至第三根桩孔时，利用水泥桩搅拌机进行第一根桩孔的搅拌喷浆作业并形成防渗墙体。本发明专利采用上述方法，可克服常规水泥土搅拌桩在塑性指数高的富水有机质软土层中成桩强度低的不足，提供一种在富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，有效提高成桩强度。

Description

基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法

技术领域

本发明涉及防渗工程领域，具体的是一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法。

背景技术

近年来，我国水电建设开发逐步转向中小水电开发，主要为闸站建设、农田水系治理。在地下水丰富的河道建设闸站、进行水系治理，建构筑物基础围封防渗至关重要。如何有效地解决富水、有机质软土层河道的围封防渗是当今中小水电开发的关键技术问题之一，也是闸站建成后能否正常运行的关键所在。

常规水泥土搅拌桩在塑性指数高的富水、有机质软土层中普遍存在成桩强度低、成桩质量差的问题，无法满足工程围封防渗、防液化的设计要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，可克服常规水泥土搅拌桩在塑性指数高的富水有机质软土层中成桩强度低的不足，提供一种在富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，有效提高成桩强度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，包括以下步骤：

1）测量放样，标记并确定桩孔位置；

2）通过钻机在桩位进行桩孔钻设，并在桩孔钻设过程中同步下放护筒；

3）钻设至设计标高后，停钻并泵送粉细砂；

4）至钻杆的芯管充满粉细砂后开始逐步提升钻杆以及护筒的第二弧板节；

5）提升至钻杆脱离护筒后停止泵送并形成砂桩；

6）按照桩位序号，在后续桩位采用上述方法依次进行桩孔钻设；

7）钻设至第三根桩孔时，利用水泥桩搅拌机进行第一根桩孔的搅拌喷浆作业并形成防渗墙体。

优选的方案中，所述的步骤4）中，钻杆以及第二弧板节的提升速度控制在3.0～4.0m/min，且过程中每间隔20～30min，进行一次“泵送-反泵-泵送-反泵”操作，避免管路堵塞。

优选的方案中，所述的步骤7）中，桩孔的搅拌喷浆作业采用自上而下边喷射、边旋转、边下钻的方式，直到设计桩底高程。

优选的方案中，所述的水泥桩搅拌机钻进至桩底设计高程时，原地喷浆10s～30s后再进行提升及喷浆搅拌作业。

优选的方案中，所述的水泥桩搅拌机的提升过程中，采用自下而上边喷射、边旋转、边提钻的方式，提升至距离地面0.5m处时，停止喷浆并继续提升。

优选的方案中，所述的水泥桩搅拌机的提升过程中，水泥桩搅拌机同时带动护筒中的两块第一弧板节一同提升，第一弧板节提升过程中的位置保持固定。

优选的方案中，所述的钻机上设有钻架，钻架上设有钻杆，钻杆插设在护筒内，护筒通过吊绳悬吊设置在钻机内。

优选的方案中，所述的护筒由两块第一弧板节和两块第二弧板节组成，第二弧板节的顶部两侧设有“L”形的搭接件，第二弧板节通过搭接件搭接设置在两块第一弧板节上。

优选的方案中，所述的步骤2）中，护筒中的第一弧板节通过吊绳吊装在钻机上；

所述的步骤4）中，护筒中的第二弧板节通过吊绳吊装在钻机上；

所述的步骤7）中，护筒中的第一弧板节通过吊绳吊装在水泥桩搅拌机上。

优选的方案中，所述的步骤2）中，在进行桩孔钻设前，预先在桩位处设置一个环形的定位箍环，并将护筒下端伸入定位箍环内后与地面接触，钻孔过程中保障定位箍环在地面上的位置固定；

所述的定位箍环在护筒的第二弧板节拔出后移除。

本发明所提供的一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，通过采用上述方法，具有以下有益效果：

（1）采用对原设计桩位进行引孔、利用粉细砂置换出软土，然后在砂桩基础上进行两喷两搅灌浆，施工工艺简单，施工工效高，加快成桩施工进度；

（2）增加地基土中的粗颗粒含量，降低地基土的塑性指数，改良地基土的物理力学性质指标，提高成桩质量，保证防渗围封效果；

（3）采用护筒对桩位周围软土进行支撑，可防止砂置换过程中的桩孔变形塌陷，且采用组合式的护筒结构，采用钻机在钻孔、喷浆过程中对组成护筒的弧板节进行吊拆，不增加施工步骤并保证了工程稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明施工前的结构示意图。

图2为本发明桩孔钻设过程中的结构示意图。

图3为本发明桩孔钻设完成后的结构示意图。

图4为本发明砂置换过程中的结构示意图。

图5为本发明连续施工过程中的结构示意图。

图6为本发明桩孔钻设完成后的护筒上端结构示意图。

图7为本发明中多节第一弧板节组合状态下的示意图。

图8为本发明中第二弧板节的上端结构示意图。

图中：钻机1，钻架2，钻杆3，护筒4，吊绳5，桩孔6，砂桩7，第一弧板节8，第二弧板节9，搭接件10，防渗墙体11，定位箍环12。

具体实施方式

实施例1：

如图1-5中，一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，包括以下步骤：

1）测量放样，标记并确定桩孔位置；

2）通过钻机1在桩位进行桩孔6钻设，并在桩孔6钻设过程中同步下放护筒4；

3）钻设至设计标高后，停钻并泵送粉细砂；

4）至钻杆3的芯管充满粉细砂后开始逐步提升钻杆3以及护筒4的第二弧板节9；

5）提升至钻杆3脱离护筒4后停止泵送并形成砂桩7；

6）按照桩位序号，在后续桩位采用上述方法依次进行桩孔6钻设；

7）钻设至第三根桩孔6时，利用水泥桩搅拌机进行第一根桩孔6的搅拌喷浆作业并形成防渗墙体11。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述的步骤4）中，钻杆3以及第二弧板节9的提升速度控制在3.0～4.0m/min，且过程中每间隔20～30min，进行一次“泵送-反泵-泵送-反泵”操作，避免管路堵塞；

本例中的钻机1采用CFG长螺旋钻机；

并在上述施工过程中，采用PC220反铲进行进行清除，10t自卸汽车进行外运，避免场内渣土堆积。

另外施工过程中，钻机1就位后，应用钻机1塔身的前后和左右垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆3垂直对准桩位中心，确保CFG长螺旋钻机成砂桩垂直度偏差≤1.0%。

实施例3：

在实施例1的基础上，所述的步骤7）中，桩孔6的搅拌喷浆作业采用自上而下边喷射、边旋转、边下钻的方式，直到设计桩底高程；

所述的水泥桩搅拌机的提升过程中，采用自下而上边喷射、边旋转、边提钻的方式，提升至距离地面0.5m处时，停止喷浆并继续提升。

本例中，所述的水泥桩搅拌机钻进至桩底设计高程时，原地喷浆10s～30s后再进行提升及喷浆搅拌作业。

采用PH-5D水泥搅拌桩机，下沉及提升速度均控制在80cm/min，下沉喷浆过程中应严格控制钻机下钻深度、喷浆高程及停灰面，确保搅拌桩长度。

在喷浆结束后及时提出喷射管，应向孔内进行静压充填注浆，直至孔口浆液不再下沉为止，防止孔口出现“凹穴”、“空洞”现象。

实施例4：

在实施例3的基础上，所述的水泥桩搅拌机的提升过程中，水泥桩搅拌机同时带动护筒4中的两块第一弧板节8一同提升，第一弧板节8提升过程中的位置保持固定。

实施例5：

在实施例4的基础上，所述的钻机1上设有钻架2，钻架2上设有钻杆3，钻杆3插设在护筒4内，护筒4通过吊绳5悬吊设置在钻机1内。

优选的方案如图6-8中，所述的护筒4由两块第一弧板节8和两块第二弧板节9组成，第二弧板节9的顶部两侧设有“L”形的搭接件10，第二弧板节9通过搭接件10搭接设置在两块第一弧板节8上。

优选的方案中，所述的步骤2）中，护筒4中的第一弧板节8通过吊绳5吊装在钻机1上；

所述的步骤4）中，护筒4中的第二弧板节9通过吊绳5吊装在钻机1上；

所述的步骤7）中，护筒4中的第一弧板节8通过吊绳5吊装在水泥桩搅拌机上。

实施例6：

在实施例5的基础上，所述的步骤2）中，在进行桩孔6钻设前，预先在桩位处设置一个环形的定位箍环12，并将护筒4下端伸入定位箍环12内后与地面接触，钻孔过程中保障定位箍环12在地面上的位置固定；

所述的定位箍环12在护筒4的第二弧板节9拔出后移除。

定位箍环12可起到对桩位的定位目的，同时在钻设桩孔6的过程中，可保证护筒4的完整性，避免护筒4中的第一弧板节8与第二弧板节9脱离。

Claims

1.一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）测量放样，标记并确定桩孔位置；

2）通过钻机（1）在桩位进行桩孔（6）钻设，并在桩孔（6）钻设过程中同步下放护筒（4），在进行桩孔（6）钻设前，预先在桩位处设置一个环形的定位箍环（12），并将护筒（4）下端伸入定位箍环（12）内后与地面接触，钻孔过程中保障定位箍环（12）在地面上的位置固定；

3）钻设至设计标高后，停钻并泵送粉细砂；

4）至钻杆（3）的芯管充满粉细砂后开始逐步提升钻杆（3）以及护筒（4）的第二弧板节（9），护筒（4）中的第二弧板节（9）通过吊绳（5）吊装在钻机（1）上，定位箍环（12）在护筒（4）的第二弧板节（9）拔出后移除；

5）提升至钻杆（3）脱离护筒（4）后停止泵送并形成砂桩（7）；

6）按照桩位序号，在后续桩位采用上述方法依次进行桩孔（6）钻设；

7）钻设至第三根桩孔（6）时，利用水泥桩搅拌机进行第一根桩孔（6）的搅拌喷浆作业并形成防渗墙体（11）；

上述步骤中，护筒（4）中的第一弧板节（8）通过吊绳（5）吊装在水泥桩搅拌机上；

所述的钻机（1）上设有钻架（2），钻架（2）上设有钻杆（3），钻杆（3）插设在护筒（4）内，护筒（4）通过吊绳（5）悬吊设置在钻机（1）内；

所述的护筒（4）由两块第一弧板节（8）和两块第二弧板节（9）组成，第二弧板节（9）的顶部两侧设有“L”形的搭接件（10），第二弧板节（9）通过搭接件（10）搭接设置在两块第一弧板节（8）上。

2.根据权利要求1所述的一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，其特征在于：所述的步骤4）中，钻杆（3）以及第二弧板节（9）的提升速度控制在3.0～4.0m/min，且过程中每间隔20～30min，进行一次“泵送-反泵-泵送-反泵”操作，避免管路堵塞。

3.根据权利要求1所述的一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，其特征在于：所述的步骤7）中，桩孔（6）的搅拌喷浆作业采用自上而下边喷射、边旋转、边下钻的方式，直到设计桩底高程。

4.根据权利要求3所述的一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，其特征在于：所述的水泥桩搅拌机钻进至桩底设计高程时，原地喷浆10s～30s后再进行提升及喷浆搅拌作业。

5.根据权利要求4所述的一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，其特征在于：所述的水泥桩搅拌机的提升过程中，采用自下而上边喷射、边旋转、边提钻的方式，提升至距离地面0.5m处时，停止喷浆并继续提升。

6.根据权利要求5所述的一种基于富水有机质软土层河道的搅拌桩施工方法，其特征在于：所述的水泥桩搅拌机的提升过程中，水泥桩搅拌机同时带动护筒（4）中的两块第一弧板节（8）一同提升，第一弧板节（8）提升过程中的位置保持固定。