技術領域

本發(fā)明涉及軟基處理工程施工領域中的一種施工方法，特別是一種大直徑水泥攪拌樁的施工方法。

背景技術

水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑，通過深層攪拌機械將軟土和固化劑強制拌合，使軟基硬結而提高地基強度的樁，因其施工便利，成本低，在軟基處理領域得到廣泛應用。目前，單軸（或雙軸）水泥攪拌樁的直徑一般為0.6～0.7m，要想提高單樁置換率，就必須增大水泥攪拌樁的直徑，而常規(guī)的水泥攪拌樁機械很難滿足這一要求。

高壓旋噴樁，是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預定位置后，以高壓設備使?jié){液（可伴空氣）或水成為20～40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結體（即旋噴樁），以達到加固地基或止水防滲的目的。要想增大高壓旋噴樁的直徑，則需采用雙管或三管施工的方法，其施工成本將大大提高。

在軟基處理后，要提高復合地基的承載力，其中最有效的方法就是提高單樁的置換率，或者是在止水處理施工時為了提高止水效果及施工效率，都需要增大單樁直徑(D≥1.0m)。以上兩種軟基處理方法在增大單樁直徑方面，都需要在機械成本上做大量的投入，從而增加施工成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種大直徑水泥攪拌樁施工裝置和施工方法，通過該裝置和方法，在保證水泥攪拌樁質量并不需要增加額外投入的情況下，能夠施工出較大直徑的水泥攪拌樁，提高地基的置換率或施工效率，從而使得處理后的軟基有較大的承載力并提高經濟效益。

該施工裝置包括攪拌鉆頭，攪拌鉆頭端部為錐形鉆尖，鉆尖上部一定距離兩側各設有兩道一字攪拌葉片，兩道一字攪拌葉片之間有一定的距離，位于底端那道一字攪拌葉片，其一端的根部（葉片下方與鉆桿交接處），設有一個低壓的噴漿嘴，其另一端距端部一定距離（葉片下方）的地方，設有一個高壓的噴漿嘴。鉆桿中間有3根管道，其中一根與鉆頭處的低壓噴漿嘴連接，另外兩根與鉆頭處的高壓噴漿嘴連接，這兩根管一根管可以注水泥漿，另外一根可以注高壓水或者是高壓空氣。一字攪拌葉片的長度，決定了攪拌樁的直徑，從一字攪拌葉片端部噴出漿液壓力的大小，決定了高壓旋噴樁的直徑，兩者疊加即為共同作用所形成樁體的直徑。

該施工方法包括下述步驟：

a：樁機就位：將安裝調試好的樁機就位于所測放的樁位處，調直、調平樁機，將鉆頭尖對準樁位。      

b：開啟機器，轉動鉆桿，在一字攪拌葉片的攪動作用下預攪下沉到設計深度。        

c：同時啟動低壓、高壓漿泵，將預先拌制好的水泥漿送往樁機的鉆頭，轉動鉆桿旋轉噴漿、攪拌提升。   

d：在噴漿提升鉆桿過程中，一字攪拌葉片將土體與低壓噴嘴所噴出的水泥漿液進行攪拌；高壓噴嘴所射流出來的漿液，沖切、擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，攪拌、旋噴到設計樁頂標高。             

e：重復b步驟，再次攪拌下沉到設計樁底標高。             

f：重復d步驟，再次提升攪拌、旋噴到設計樁頂標高成樁。

本發(fā)明的施工裝置結構簡單可靠，設計合理，在利用現(xiàn)有水泥攪拌樁及高壓旋噴樁機械基礎上，在樁機鉆頭部分通過兩者的有機接合，很容易實現(xiàn)大直徑水泥攪拌樁的施工。同時，高壓噴嘴設置在距一字葉片端部一定距離的地方，這樣使得水泥攪拌樁與高壓旋噴樁有搭接重合部分，有利于兩部分樁體的有效融合，從而保證了樁體的整體質量。

本發(fā)明的施工方法，通過普通水泥攪拌樁和單管高壓旋噴樁的共同作用，大直徑水泥攪拌樁得以順利實現(xiàn)；鉆桿轉動、提升的速度與高、低壓噴漿量（及噴漿壓力）的有機配合，保證了大直徑水泥攪拌樁的樁體質量。在施工過程中，如果在高壓噴射水泥漿的同時，也注射高壓水或者是高壓空氣，則將施工更大直徑的樁體。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

附圖說明

圖1：大直徑水泥攪拌樁施工過程圖；

圖2：大直徑水泥攪拌樁施工裝置正視圖；

圖3：大直徑水泥攪拌樁施工裝置俯視圖；

圖4：大直徑水泥攪拌樁施工裝置側視圖；

圖5：大直徑水泥攪拌樁樁體。

a:樁機就位；  b：開啟機器，在一字攪拌葉片的攪動作用下預攪下沉到設計深度；  c：同時啟動低壓、高壓漿泵，旋轉噴漿、攪拌提升；  d：攪拌、旋噴到設計樁頂標高；  e：再次攪拌下沉到設計樁底標高；   f：再次提升攪拌、旋噴到設計樁頂標高成樁；

A:水泥攪拌樁樁體；   B：高壓旋噴樁樁體；  C：樁體搭接部分；

1：低壓漿管；   2：高壓漿管；   3：高壓水（氣體）管；  4：低壓噴嘴；   5：高壓噴嘴；   6：高壓噴嘴距攪拌葉片端頭的距離；    7：一字攪拌葉片；   8：法蘭盤；

具體實施方式

下面結合附圖對施工裝置和施工方法進行詳細介紹。

某工程進行大直徑水泥攪拌樁進行地基處理，設計樁徑為1200mm，利用水泥攪拌樁與高壓旋噴樁相接合的施工裝置進行施工，該施工裝置包括攪拌鉆頭，攪拌鉆頭端部為錐形鉆尖，鉆尖上部一定距離兩側各設有兩道一字攪拌葉片7，兩道一字攪拌葉片之間有一定的距離，位于底端那道一字攪拌葉片，其一端的根部（葉片下方與鉆桿交接處），設有一個低壓的噴漿嘴4，其另一端距端部一定距離6（葉片下方）的地方，設有一個高壓的噴漿嘴5。鉆桿中間有三根管道，其中一根與鉆頭處的低壓噴漿嘴連接的低壓漿管1，另外兩根與鉆頭處的高壓噴漿嘴連接，這兩根管一根管可以注水泥漿（即高壓漿管2），另外一根可以注高壓水或者是高壓空氣（即高壓水（氣體）管3）。一字攪拌葉片總的長度為0.6m，其攪拌所形成的攪拌樁的直徑為0.6m；采用單管高壓旋噴樁機，注漿泵壓力值為20～40Mpa，從一字攪拌葉片端部噴出漿液所形成的高壓旋噴樁的直徑0.6m，兩者疊加即為共同作用所形成樁體的直徑1.2m。

該裝置通過法蘭盤8與樁機鉆桿連接。

在樁的施工過程中遵照以下步驟進行：

a：樁機就位：將安裝調試好的樁機就位于所測放的樁位處，調直、調平樁機，將鉆頭尖對準樁位。      

b：開啟機器，轉動鉆桿，在一字攪拌葉片的攪動作用下預攪下沉到設計深度。        

c：同時啟動低壓、高壓漿泵，將預先拌制好的水泥漿送往樁機的鉆頭，轉動鉆桿旋轉噴漿、攪拌提升。   

d：在噴漿提升鉆桿過程中，一字攪拌葉片將土體與低壓噴嘴所噴出的水泥漿液進行攪拌；高壓噴嘴所射流出來的漿液，沖切、擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，攪拌、旋噴到設計樁頂標高。             

e：重復b步驟，再次攪拌下沉到設計樁底標高。             

f：重復d步驟，再次提升攪拌、旋噴到設計樁頂標高成樁

說明書摘要

本發(fā)明涉及一種大直徑水泥攪拌樁的施工方法，通過該裝置和方法，在保證水泥攪拌樁質量的前提下，并不需要在機械功率方面增加額外投入，能夠施工出較大直徑的水泥攪拌樁，提高地基的置換率或施工效率，從而使得處理后的軟基有較大的承載力并提高經濟效益。

權利要求

1、一種大直徑水泥攪拌樁施工裝置，其特征在于，包括攪拌鉆頭，攪拌鉆頭端部為錐形鉆尖，鉆尖上部一定距離兩側各設有兩道一字攪拌葉片，兩道一字攪拌葉片之間有一定的距離，位于底端那道一字攪拌葉片，其一端葉片的根部（葉片下方與鉆桿交接處），設有一個低壓的噴漿嘴，其另一端葉片距端部一定距離（葉片下方）的地方，設有一個高壓的噴漿嘴，高壓噴漿嘴與葉片端部的距離可根據需要調整。

2、如權利要求1所述的施工裝置，其特征在于，鉆桿中間有3根管道，其中一根與鉆頭處的低壓噴漿嘴連接，另外兩根與鉆頭處的高壓噴漿嘴連接，這兩根管一根管可以注水泥漿，另外一根可以注高壓水或者是高壓空氣。

3、如權利要求1所述的施工裝置，其特征在于，一字攪拌葉片的長度，決定了攪拌樁的直徑，從一字攪拌葉片端部噴出漿液壓力的大小，決定了高壓旋噴樁的直徑，兩者疊加即為共同作用所形成樁體的直徑。

4、一種利用如權利要求1-3所述的施工裝置進行施工的方法，其特征在于，該施工方法包括下述步驟：

a：樁機就位：將安裝調試好的樁機就位于所測放的樁位處，調直、調平樁機，將鉆頭尖對準樁位。      

b：開啟機器，轉動鉆桿，在一字攪拌葉片的攪動作用下預攪下沉到設計深度。        

c：同時啟動低壓、高壓漿泵，將預先拌制好的水泥漿送往樁機的鉆頭，轉動鉆桿旋轉噴漿、攪拌提升。   

d：在噴漿提升鉆桿過程中，一字攪拌葉片將土體與低壓噴嘴所噴出的水泥漿液進行攪拌；高壓噴嘴所射流出來的漿液，沖切、擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，攪拌、旋噴到設計樁頂標高。             

e：重復b步驟，再次攪拌下沉到設計樁底標高。             

f：重復d步驟，再次提升攪拌、旋噴到設計樁頂標高成樁