CN108589715A - 一种取土喷射搅拌水泥土桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑工程技术领域，具体公开了一种取土喷射搅拌水泥土桩施工方法，包括以下步骤：（1）桩位测量放样，螺旋钻机钻孔取土，钻孔深度与设计桩底标高相同；（2）退出螺旋钻机；（3）喷射搅拌钻杆喷射搅拌施工。本发明节约环保、施工工期短且制得的水泥土桩桩身强度高。

Description

一种取土喷射搅拌水泥土桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，涉及一种水泥土桩施工方法，具体涉及一种取土喷射搅拌水泥土桩施工方法。

背景技术

水泥土桩因其施工工艺简便、造价相对较低，在国内的软土地基处理中得到了广泛的使用，常见的桩施工方法有高压旋喷桩施工方法和水泥土搅拌桩施工方法。

高压旋喷桩施工方法，首先桩位测量放样，采用喷射方式将钻头送至设计桩底标高，其次将高压水泥浆向周边土体喷射，钻头向上旋转提升至桩顶标高，高压水泥浆切削土体并混合后形成旋喷桩；高压旋喷桩桩基种类繁多，高压旋喷桩施工工艺差异大，地层变化复杂，深层水土压力大，土层越往深处，土层密实度越大，在喷射注浆过程中，如钻杆提升速度和回转速度与喷射注浆量未有效匹配，将造成旋喷桩直径大小不均匀，浆液用量不均匀，形成旋喷桩固结体缩径现象。

水泥土搅拌桩施工方法，首先桩位测量放样，钻头通过搅拌方式送至桩底标高，然后通过管路将水泥浆送至搅拌头喷出，按一定的提升速度同时进行喷浆和搅拌施工，使土体与浆液充分混合，最后重复搅拌下沉与喷浆搅拌提升工序，形成水泥土搅拌桩；相比于高压旋喷桩施工方法，该施工方法利用钻头和叶片对土体进行强行搅拌，同时喷浆混合，形成水泥土搅拌桩体，喷浆压力小。但是水泥土搅拌桩成桩桩径相对较小，桩径大小与搅拌叶大小及搅拌动力相关。在搅拌桩施工中喷浆口位于叶片下方，施工过程中由于搅拌桩喷浆压力小，水泥浆液向下喷射，搅拌叶片上部搅拌，深层部位及致密性土层易出现搅拌混合不均匀的现象。水泥搅拌桩施工过程中常采用二次搅拌，即第一次提升不喷完浆液，采取二次搅拌下沉，使水泥浆液与搅拌后的土体充分混合均匀。但是，水泥搅拌桩施工中搅拌头上提喷浆的速度一般不超过0.5m/min，采用二次搅拌或其它多次搅拌喷浆的工艺，施工过程进度缓慢，不利于施工工期较为紧张的工程施工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节约环保、施工工期短且桩身强度高的取土喷射搅拌水泥土桩施工方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种取土喷射搅拌水泥土桩施工方法，包括以下步骤：（1）桩位测量放样，螺旋钻机钻孔取土，钻孔深度与设计桩底标高相同；（2）退出螺旋钻机；（3）喷射搅拌钻杆喷射搅拌施工。

进一步地，钻孔的直径大于或等于300mm。

进一步地，步骤（3）中，喷射搅拌施工过程为：将喷射搅拌钻杆送至钻孔底部，由下至上喷射搅拌直至设计桩顶。

进一步地，当桩直径较大时，将喷射搅拌钻杆送入钻孔中后即开始由上至下的喷射搅拌施工，喷射搅拌钻杆送至钻孔底部后由下至上再次喷射搅拌施，采用喷射两遍的方法可以节省施工周期。

进一步地，所述喷射搅拌钻杆包括杆体，杆体内设有水平喷浆通道和竖直喷浆通道，杆体侧壁上设有搅拌叶片，搅拌叶片尾端设有水平喷浆口，水平喷浆口与水平喷浆通道连通，水平喷浆通道进口连接有第一高压泵；杆体的底部设有竖直喷浆口，竖直喷浆口与竖直喷浆通道连通，竖直喷浆通道进口连接有第二高压泵。

进一步地，杆体侧壁上设有两个搅拌叶片且相对交错设置，提高施工效率。

进一步地，所述第一高压泵注浆压力为10-20MPa，泵功率75kW；所述第二高压泵注浆压力3-5MPa，泵功率5-8kW。

本发明的有益效果为：

（1）本发明增加先取土的工艺，将一定量的土体先取出，相比常规的高压旋喷桩，泥浆排放量减少约50%，减少了环境与水体污染，绿色环保；

（2）取土后喷射搅拌钻头钻进阻力减小，可节省施工周期约50%，施工工期短，且水泥浆与土体更易混合均匀提高桩身强度，避免缩径现象，保证桩直径的准确性；

（3）与传统的高压旋喷桩施工方法相比，本发明取土后喷射水泥浆所需要切削的土体厚度减少，形成一定直径的固结体所需的喷射压力降低，减少机械磨损消耗，降低设备使用功率及电力要求，有利于节能减排；

（4）本发明在喷射搅拌钻杆上增加了竖向低压喷浆口，提前软化下部土体，提高施工速度，进一步减小喷浆压力；喷浆压力减小，喷出的水泥浆量随之减少，可节省水泥用量约30%，节省工程造价。

附图说明

图1为本发明的施工流程示意图；

图2为喷射搅拌钻杆结构示意图；

其中，1-第一高压泵，2-水平喷浆通道，3-搅拌叶片，4-水平喷浆口，5-第二高压泵，6-竖直喷浆通道，7-竖直喷浆口，8-杆体。

具体实施方式

下面结合实施例和图1-2对本发明进行详细说明：

本发明所使用的喷射搅拌钻杆包括杆体8，杆体8内设有水平喷浆通道2和竖直喷浆通道6，杆体8侧壁上设有两个相对交错设置的搅拌叶片3，搅拌叶片3尾端设有水平喷浆口4，水平喷浆口4与水平喷浆通道2连通，水平喷浆通道2进口连接有第一高压泵1，杆体8的底部设有竖直喷浆口7，竖直喷浆口7与竖直喷浆通道6连通，竖直喷浆通道6进口连接有第二高压泵5。

实施例1

郑州某项目基坑工程，深度15m，地下水位在自然地面下12m，基坑距离周边建筑较近，需要设置截水帷幕来降低基坑降水对周边环境的影响。设计采用咬合式取土喷射搅拌水泥土桩作为截水帷幕设置于支护结构外侧，帷幕深度（设计桩长）28m，桩径650mm，桩间咬合200mm，设计水泥用量100kg/m，设计桩身强度3MPa，具体施工步骤如下：

（1）桩位测量放样，螺旋钻机钻孔取土，钻孔的直径为300mm，钻孔的深度为28m；

（2）退出螺旋钻机；

（3）喷射搅拌钻杆的第一高压泵1注浆压力为15MPa，泵功率75kW，第二高压泵5注浆压力3MPa，泵功率5kW；将喷射搅拌钻杆送入钻孔中后即开始由上至下的喷射搅拌施工，竖向低压喷浆口7喷出水泥浆提前软化下部土体，水平喷浆口4喷出水泥浆切削孔侧壁的土体，施工至设计桩底标高（钻孔底部）后由下至上进行第二遍喷射搅拌施工。

经桩身强度检测和渗透性检测，取土喷射搅拌水泥土桩强度5MPa，大于设计强度，抗渗性能满足设计要求。

实施例2

郑州某项目地基基础工程，设计采用取土喷射搅拌水泥土桩复合地基，桩长15m，桩径450mm，矩形布置，间距1.5m×1.5m，设计水泥用量100kg/m，设计桩身强度10MPa，设计单桩承载力400kN，复合地基承载力270kPa，在桩顶标高处进行施工，具体施工步骤如下：

（1）桩位测量放样，螺旋钻机钻孔取土，钻孔的直径为300mm，钻孔的深度为15m；

（2）退出螺旋钻机；

（3）喷射搅拌钻杆的第一高压泵1注浆压力为20MPa，泵功率75kW，第二高压泵5注浆压力5MPa，泵功率8kW；将喷射搅拌钻杆送入孔中后即开始由上至下的喷射搅拌施工，竖向低压喷浆口7喷出水泥浆提前软化下部土体，水平喷浆口4喷出水泥浆切削孔侧壁的土体，施工至设计桩标高（钻孔底部）后由下至上进行第二遍喷射搅拌施工。

经单桩和复合地基承载力检测，取土喷射搅拌水泥土桩单桩承载力和复合地基承载力均满足设计要求。

Claims (7)

1.一种取土喷射搅拌水泥土桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）桩位测量放样，螺旋钻机钻孔取土，钻孔深度与设计桩底标高相同；

（2）退出螺旋钻机；

（3）喷射搅拌钻杆喷射搅拌施工。

2.根据权利要求1所述的取土喷射搅拌水泥土桩施工方法，其特征在于：所述钻孔的直径大于或等于300mm。

3.根据权利要求2所述的取土喷射搅拌水泥土桩施工方法，其特征在于：步骤（3）中，喷射搅拌施工过程为：将喷射搅拌钻杆送至钻孔底部，由下至上喷射搅拌直至设计桩顶。

4.根据权利要求3所述的取土喷射搅拌水泥土桩施工方法，其特征在于：喷射搅拌施工过程中，将喷射搅拌钻杆送入钻孔中后即开始由上至下的喷射搅拌施工，喷射搅拌钻杆送至钻孔底部后由下至上再次喷射搅拌施工。

5.根据权利要求3或4所述的取土喷射搅拌水泥土桩施工方法，其特征在于：所述喷射搅拌钻杆包括杆体，杆体内设有水平喷浆通道和竖直喷浆通道，杆体侧壁上设有搅拌叶片，搅拌叶片尾端设有水平喷浆口，水平喷浆口与水平喷浆通道连通，水平喷浆通道进口连接有第一高压泵；杆体的底部设有竖直喷浆口，竖直喷浆口与竖直喷浆通道连通，竖直喷浆通道进口连接有第二高压泵。

6.根据权利要求5所述的取土喷射搅拌水泥土桩施工方法，其特征在于：所述杆体侧壁上设有两个搅拌叶片且相对交错设置。

7.根据权利要求6所述的取土喷射搅拌水泥土桩施工方法，其特征在于：所述第一高压泵注浆压力为10-20MPa，泵功率75kW；所述第二高压泵注浆压力3-5MPa，泵功率5-8kW。