一種無擠土的五軸水泥土攪拌樁施工工法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無擠土五軸水泥土攪拌樁施工工法，主要應(yīng)用于民用及其工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的基坑圍護(hù)止水及加固領(lǐng)域，特別是在施工周邊環(huán)境要求極高的地區(qū)，例如，地鐵周邊、鬧市區(qū)、地下管線密布地區(qū)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前一般基坑圍護(hù)止水和地基加固多采用二軸攪拌樁和SMW工法。
[0003]二軸攪拌樁是80年代延用的工法，機(jī)架為井字架，走管式行走，穩(wěn)定性極差，工效很低，勞動強(qiáng)度大，另動力頭部分采用37kw的常規(guī)電機(jī)，起動動力不足。最深樁長只有18m，下部鉆桿只有二道葉片，攪拌不均勻，下部成樁質(zhì)量難以保證，每次成樁1.2米一組，造成樁搭接冷縫多，容易造成漏水等現(xiàn)象。而二軸攪拌樁施工采用的是“二噴三攪”的工藝，具體施工方法為鉆桿帶動攪拌頁片第一次向下掘進(jìn)，由于二軸采用獨(dú)立噴漿管的模式，噴漿位于攪拌頁片之上，向下掘進(jìn)時不能達(dá)到攪拌的效果，因此第一次向下掘進(jìn)被稱為“預(yù)攪”。在提升過程中漿管噴漿，攪拌頁片進(jìn)行攪拌。由于頁片的排數(shù)及動力方面的原因，二軸攪拌樁須完成“三上三下”的技術(shù)動作工程質(zhì)量才有保障。也正因?yàn)槿绱?，二軸攪拌樁施工工藝功效較低。
[0004]SMW工法機(jī)架一般采用履帶式或步履式三點(diǎn)樁架，行動工效得以提升；動力頭電機(jī)相對于二軸也有大幅度提升HMSMW工法水泥摻量為20%，水灰比為1.5?2.0，水泥用量的加大直接導(dǎo)致造價(jià)的進(jìn)一步提高。且SMW工法施工過程中會產(chǎn)生大量置換土不能回耕，會造成環(huán)境污染。而SMW工法的施工流程采用的是“一上一下，二噴二攪”工藝，施工過程中噴漿的同時須進(jìn)行打氣，幫助水泥土漿液拌合均勻不離析。
[0005]二軸攪拌樁、三軸攪拌樁在施工過程中對周邊環(huán)境的影響是不同的，這源于這兩種攪拌樁的成樁機(jī)理不同。二軸攪拌樁采用的固化劑在原位與土進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，施工過程中由于噴漿導(dǎo)致樁內(nèi)土壓力增加，進(jìn)而造成對周邊環(huán)境存在擠土性；三軸攪拌樁的成樁機(jī)理是樁土置換式，水灰比較大，水泥摻量較大，水泥土漿液流動性較好，這使得施工三軸攪拌樁過程中對外擠土現(xiàn)象較少，反之由于樁內(nèi)壓力減小進(jìn)而造成周邊土體向樁內(nèi)發(fā)生變位。無擠土五軸攪拌樁成樁機(jī)理是選用二軸攪拌樁的原位強(qiáng)制攪拌成樁，但本施工工法利用小邊距螺紋鉆桿向地面提升土體，為攪拌樁內(nèi)不平衡的土壓力提供通道進(jìn)行卸壓，進(jìn)而減少樁體施工對周邊環(huán)境的影響。
[0006]本發(fā)明很好的解決了二軸攪拌樁、三軸攪拌樁對周邊環(huán)境影響的問題，攪拌樁施工工法功效快，施工機(jī)械自動化、智能化程度高，無擠土現(xiàn)象。在縮短工期、降低造價(jià)的同時做到了綠色施工無污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)攪拌樁施工工藝中的優(yōu)點(diǎn)，提供一種施工速度快、攪拌質(zhì)量高、綜合造價(jià)較低、環(huán)保綠色且對環(huán)境影響小的攪拌樁施工方法。該方法采用特種無擠土五軸攪拌樁機(jī)施工水泥土攪拌樁。
[0008]本發(fā)明提供了可提高施工速度、保證施工技術(shù)、降低造價(jià)且無擠土的攪拌樁施工技術(shù)，具體方案通過以下技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn):
[0009]一種無擠土的五軸水泥土攪拌樁施工工法，所述的施工工法采用新型無擠土五軸攪拌樁機(jī)施工水泥土攪拌樁，所述的施工工法過程中采用小邊距螺紋鉆桿正轉(zhuǎn)向地面提升土體來平衡樁內(nèi)由于噴漿而產(chǎn)生的壓力。
[0010]所述的施工工法使用的五根鉆桿由普通光面鉆桿與小邊距螺紋鉆桿向地面提升土體的體積及鉆桿正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的方向來自由組成，組成的鉆桿符合正轉(zhuǎn)向上提升土體的一般性原則。
[0011 ] 所述的施工工法使用的鉆機(jī)的鉆頭攪拌頁片最下部鉆桿上有一個噴漿口，攪拌頁片的最上部鉆桿上有一個噴漿口，噴漿口的打開通過施工過程中鉆桿正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來控制，向下鉆進(jìn)時正轉(zhuǎn)打開下部噴漿口，關(guān)閉上部噴漿口 ；向上提升時反轉(zhuǎn)打開上部噴漿口，關(guān)閉下部噴漿口。
[0012]所述的施工工法噴漿后臺采用變頻噴漿系統(tǒng)，該后臺根據(jù)不同土層水泥漿液噴射量不同要求對不同土層實(shí)施不均勻噴漿操作。
[0013]所述的施工工法前后臺采用智能化監(jiān)控系統(tǒng)，對鉆桿鉆進(jìn)速度、鉆進(jìn)深度、樁架垂直度及每米實(shí)時送漿量等信息進(jìn)行監(jiān)控集成，并提供數(shù)據(jù)的查詢及打印。
[0014]所述的施工工法包括以下步驟:
[0015](I)根據(jù)地層情況及施工要求確定小邊距螺紋鉆桿根數(shù)及排布位置；
[0016](2)安裝調(diào)試無擠土五軸水泥土攪拌樁機(jī)；
[0017](3)放樣，根據(jù)施工圖放出樁位；
[0018](4)在樁位區(qū)域開挖溝槽；
[0019](5)無擠土五軸攪拌樁機(jī)移動至樁位；
[0020](6)起動后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)，然后把水泥漿送至存漿桶；
[0021](7)開啟集成計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)來控制預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù):每米下降速度、每米噴漿量、樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高、總噴漿量和總攪拌時間；
[0022](8)開啟五軸水泥土攪拌樁機(jī)動力頭驅(qū)動多功能鉆頭邊攪拌邊噴水泥漿，正轉(zhuǎn)下沉鉆進(jìn)底部噴漿口噴漿上部噴漿口關(guān)閉，五個漿泵同時噴漿，下鉆到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高，與此同時利用小邊距螺紋鉆桿正轉(zhuǎn)向地面提升適當(dāng)土體以平衡由于噴漿導(dǎo)致的樁內(nèi)土壓力，在設(shè)計(jì)底標(biāo)高0.5?3.0m范圍進(jìn)行復(fù)攪，停機(jī)后反轉(zhuǎn)提升動力頭上部噴漿口開始噴漿關(guān)閉下部噴漿口，邊噴漿邊提鉆至樁頂標(biāo)高，與此同時小邊距螺紋鉆桿反轉(zhuǎn)停止向地面提升土體，整個施工過程一上一下二噴二攪完成整個樁體施工；
[0023](9)關(guān)閉后臺噴漿系統(tǒng)移至下一組樁位，重復(fù)以下過程。
[0024]本發(fā)明的有益效果為采用無擠土五軸攪拌樁機(jī)施工實(shí)現(xiàn)“一上一下，二噴二攪”工藝可在保證攪拌樁質(zhì)量的前提下，提高生產(chǎn)效率并將對周邊環(huán)境影響降到最低。由于本施工方法強(qiáng)調(diào)的是利用小邊距螺紋鉆桿正轉(zhuǎn)向地面提升土體來降低樁內(nèi)土壓力，進(jìn)而減少對周邊環(huán)境的影響，因此可廣泛應(yīng)用于對周邊環(huán)境影響要求較高的區(qū)域。由于施工過程中水泥漿液水灰比較小，水泥摻量少，相對于施工中同一類型的工藝造價(jià)降低近20%。
【附圖說明】
[0025]圖1 一種無擠土五軸水泥土攪拌樁施工工法工藝流程圖
[0026]圖2無擠土五軸水泥土攪拌墻施工機(jī)械構(gòu)成示意圖
[0027]圖3無擠土五軸攪拌樁機(jī)上的鉆頭設(shè)計(jì)示意圖一
[0028]圖4無擠土五軸攪拌樁機(jī)上的鉆頭設(shè)計(jì)示意圖二
[0029]圖5無擠土五軸攪拌樁機(jī)上的鉆頭設(shè)計(jì)示意圖二
[0030]圖6成樁攪拌方向示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0032]實(shí)施例
[0033]一種采用上述施工方法施工的五軸水泥土攪拌樁的施工機(jī)械如圖2所示，主要包括以下幾個部分:1.五軸動力頭；2.導(dǎo)桿；3.無擠土五軸鉆桿；4.五軸三點(diǎn)式樁架；5.自動化拌漿后臺。圖3為無擠土五軸攪拌樁機(jī)上的鉆頭設(shè)計(jì)示意圖一，6為普通光面鉆桿；7為小邊距螺旋鉆桿；8、9為上部噴漿口 ；12、13為下部噴漿口，10、11為攪拌頁片。圖4為無擠土五軸攪拌樁機(jī)上的鉆頭設(shè)計(jì)示意圖二，14為普通光面鉆桿；15為小邊距螺旋鉆桿；16、17為上部噴漿口 ；20、21為下部噴漿口，18、19為攪拌頁片。圖5無擠土五軸攪拌樁機(jī)上的鉆頭設(shè)計(jì)示意圖三，22、23為小邊距螺旋鉆桿；24、25為上部噴漿口 ；28、29為下部噴漿口，26、27為攪拌頁片。圖6為成樁攪拌方向示意圖。
[0034]施工工法采用上述無擠土新型五軸攪拌樁機(jī)，該機(jī)械利用普通光面鉆桿與小邊距螺紋鉆桿的組合鉆桿進(jìn)行施工，施工過程中利用特種小邊距螺紋鉆桿正轉(zhuǎn)向地面提升土體來減少噴漿造成的樁內(nèi)土壓力不平衡的問題。此樁機(jī)具有位于鉆桿內(nèi)部的固化劑漿液輸送通道；位于鉆桿端部鉆頭在攪拌頁片上下具有兩個噴漿口，噴漿口的控制通過施工過程中鉆桿正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來控制；動力頭五根鉆桿與后臺五臺供漿泵相連同時供漿，同時噴漿，并且在施工過程中不打氣的模式，實(shí)現(xiàn)固化劑與土體的原位強(qiáng)制攪拌；前臺采用智能化監(jiān)控系統(tǒng)，對鉆桿鉆進(jìn)速度、樁架垂直度及每米實(shí)時送漿量等信息進(jìn)行監(jiān)控集成，并提供數(shù)據(jù)的查詢及打印；具有變頻電機(jī)的自動化后臺，該后臺可根據(jù)設(shè)計(jì)的要求對不同土層實(shí)施不均勻噴漿的操作，一上一下二噴二攪模式，通過噴漿口的轉(zhuǎn)換，提升過程中噴漿得到了充分?jǐn)嚢琛?br>[0035]施工流程包括以下幾個步驟:①根據(jù)地層情況及施工要求確定小邊距螺紋鉆桿根數(shù)及排布位置；②安裝調(diào)試無擠土五軸水泥土攪拌樁機(jī)；③放樣，根據(jù)施工圖放出樁位在樁位區(qū)域開挖溝槽；⑤無擠土五軸攪拌樁機(jī)移動至樁位；?起動后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)，然后把水泥漿送至存漿桶；⑦開啟集成計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)來