專利名稱：連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁成樁方法
連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁成樁方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是一種適用于軟土地基處理的方法，涉及使用連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁來處理軟土地基的操作形式，屬于地基處理方法的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國沿海、江河流域經(jīng)常分布軟土地基，在荷載、循環(huán)、車輛等動力作用下，地基沉降是地基失效的主要形式，常導(dǎo)致高速公路、鐵路、機場、碼頭的質(zhì)量問題。處理軟土地基的各種方法中應(yīng)用最多的方法是選用復(fù)合地基，在復(fù)合地基的加固方法中，特別是在交通工程中的軟土地基處理中，經(jīng)常選用的是采用水泥土攪拌樁技術(shù)來加固地基。工程實踐表明， 水泥土攪拌樁法具有施工簡單，快速，擾動小等優(yōu)點，能有效地提高軟土地基的穩(wěn)定性，減少和控制沉降量。水泥土攪拌樁現(xiàn)已發(fā)展成一種常用的軟土地基處理方法，根據(jù)土質(zhì)含水量的不同，選擇的加固料不同。這種方法是利用水泥粉、水泥漿或水泥砂漿等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機械即攪拌的方式，在地基深處，就地將軟土和加固料強制攪拌，由加固料和軟土間產(chǎn)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥土攪拌樁。這種攪拌樁與樁周土一起組成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少地基沉降。
通過大量工程實踐，發(fā)現(xiàn)普通水泥土攪拌樁在軟土地基處理中存在以下一些問題(1)水泥土攪拌樁在軟土地基處理中基本上是采用等徑(相同直徑)的方法進行處理， 由于地質(zhì)在形成的過程中分了很多層，而且每一層的含水量及其他指標都不同，采用等徑方法處理，要達到設(shè)計承載力要求，均按最差的一層設(shè)計直徑或增加加固料用量，這使得加固成本大大增加。
(2)在水泥土攪拌樁中也有變徑的處理方式，但只能有兩種單一的直徑，由于地質(zhì)分層較多，不能將加固成本降到最低；同時兩種單一直徑的水泥土攪拌樁在直徑變化處是突變，當(dāng)水泥土攪拌樁承受載荷時，在兩種直徑的結(jié)合面會產(chǎn)生應(yīng)力集中，使得結(jié)合面容易破壞。
由于上屬問題的存在，影響了水泥土攪拌樁技術(shù)的推廣和使用；同時也嚴重制約了水泥土攪拌樁的應(yīng)用范圍。
軟土處理中所選用的連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁形式將大大降低加固成本，同時能滿足設(shè)計復(fù)合地基強度的要求。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明主要針對普通水泥土攪拌樁樁施工工藝存在的問題進行改進， 提出了一種連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁操作方法，使得上述問題得到解決。
技術(shù)方案本發(fā)明主要是連續(xù)可變成樁直徑，各層旋轉(zhuǎn)葉片均為液壓自動伸縮旋轉(zhuǎn)葉片，根據(jù)設(shè)計要求對成樁直徑進行任意變化。
下鉆過程中固定位置的成樁直徑最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土?xí)r，開啟液壓自動伸縮旋轉(zhuǎn)葉片，每層旋轉(zhuǎn)葉片之間的距離是相同的，每層旋轉(zhuǎn)葉片的伸縮均為聯(lián)動的，當(dāng)最下層旋轉(zhuǎn)葉片開始伸縮時，上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和下鉆的速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，保證在相同樁長位置成樁直徑相同；在下鉆到設(shè)計樁底標高時，最下層和最上層旋轉(zhuǎn)葉片之間距離的樁徑是等徑的；提升過程中固定位置的成樁直徑在開始提升時，最上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)最下層旋轉(zhuǎn)葉片在這一位置的成樁直徑進行伸縮(與之等徑)，并沿著最下層旋轉(zhuǎn)葉片在下鉆過程中的成樁直徑進行等徑伸縮，中間和最下層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和提升速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，將鉆頭提升至設(shè)計樁頂標高，該項發(fā)明主要是將普通水泥土攪拌樁(等徑)施工方法改變成連續(xù)可變直徑水泥土攪拌施工方法，形成一套新的施工工法，具體操作步驟如下a.整平場地；b.攪拌樁機定位移動攪拌樁機，將鉆頭對準樁位；c.下鉆啟動鉆桿旋轉(zhuǎn)，再啟動加壓裝置，加壓裝置中的鏈條對鉆桿加壓，使鉆桿沿導(dǎo)向架向下，鉆桿底部鉆頭的最下層旋轉(zhuǎn)葉片先切土、入土，中間和最上層旋轉(zhuǎn)葉片后入土、攪拌、壓料；d.噴加水泥粉、水泥漿或水泥砂漿，攪拌開啟噴料裝置，在最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土后噴料，中間旋轉(zhuǎn)葉片入土后攪拌，最上層旋轉(zhuǎn)葉片入土后壓料，直到設(shè)計深度，停止噴料；e.變化成樁直徑在最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土?xí)r，開啟液壓自動伸縮旋轉(zhuǎn)葉片， 根據(jù)設(shè)計要求對成樁直徑進行變化，f.保證固定位置的成樁直徑每層旋轉(zhuǎn)葉片之間的距離是相同的，每層旋轉(zhuǎn)葉片的伸縮均為聯(lián)動的，當(dāng)最下層旋轉(zhuǎn)葉片開始伸縮時，上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和下鉆的速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，保證在相同樁長位置成樁直徑相同；g.提升、攪拌在達到設(shè)計深度時，停止噴料，同時對加壓裝置換向，鏈條開始提升，在下鉆到設(shè)計樁底標高時，最下層和最上層旋轉(zhuǎn)葉片之間距離的樁徑是等徑的，在開始提升時，最上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)最下層旋轉(zhuǎn)葉片在這一位置的成樁直徑進行伸縮與之等徑，并沿著最下層旋轉(zhuǎn)葉片在下鉆過程中的成樁直徑進行等徑伸縮，中間和最下層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和提升速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，將鉆頭提升至設(shè)計樁頂標高，完成連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁施工。
有益效果該方法施工方便、操作簡單，其優(yōu)點主要有(1)能夠根據(jù)不同的地質(zhì)條件形成不同的成樁直徑滿足承載力要求；(2)在不同直徑的結(jié)合面采取直徑漸變的方式，解決了應(yīng)力集中問題；(3)由于通過任意變徑來滿足設(shè)計承載力要求，與等徑和兩種單一直徑的水泥土攪拌樁相比，工程造價大大降低，使得水泥土攪拌樁的應(yīng)用范圍擴大。


圖1是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明是連續(xù)可變成樁直徑，各層旋轉(zhuǎn)葉片均為液壓自動伸縮旋轉(zhuǎn)葉片，根據(jù)設(shè)計要求對成樁直徑進行任意變化。
下鉆過程中固定位置的成樁直徑最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土?xí)r，開啟液壓自動伸縮旋轉(zhuǎn)葉片，每層旋轉(zhuǎn)葉片之間的距離是相同的，每層旋轉(zhuǎn)葉片的伸縮均為聯(lián)動的，當(dāng)最下層旋轉(zhuǎn)葉片開始伸縮時，上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和下鉆的速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，保證在相同樁長位置成樁直徑相同；在下鉆到設(shè)計樁底標高時，最下層和最上層旋轉(zhuǎn)葉片之間距離的樁徑是等徑的；提升過程中固定位置的成樁直徑在開始提升時，最上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)最下層旋轉(zhuǎn)葉片在這一位置的成樁直徑進行伸縮(與之等徑)，并沿著最下層旋轉(zhuǎn)葉片在下鉆過程中的成樁直徑進行等徑伸縮，中間和最下層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和提升速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，將鉆頭提升至設(shè)計樁頂標高，該項發(fā)明主要是將普通水泥土攪拌樁(等徑)施工方法改變成連續(xù)可變直徑水泥土攪拌施工方法，形成一套新的施工工法，具體操作步驟如下(1)整平場地；(2)攪拌樁機定位移動攪拌樁機，將鉆頭對準樁位；(3)下鉆啟動鉆桿旋轉(zhuǎn)，再啟動加壓裝置，加壓裝置中的鏈條對鉆桿加壓，使鉆桿沿導(dǎo)向架向下，鉆桿底部鉆頭的最下層旋轉(zhuǎn)葉片先切土、入土，中間和最上層旋轉(zhuǎn)葉片后入土、攪拌、壓料；(4)噴加固料(水泥粉、水泥漿或水泥砂漿等)、攪拌開啟噴料裝置，在最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土后噴料，中間旋轉(zhuǎn)葉片入土后攪拌，最上層旋轉(zhuǎn)葉片入土后壓料，直到設(shè)計深度，停止噴料；(5)變化成樁直徑在最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土?xí)r，開啟液壓自動伸縮旋轉(zhuǎn)葉片(各層旋轉(zhuǎn)葉片均為液壓自動伸縮旋轉(zhuǎn)葉片)，根據(jù)設(shè)計要求對成樁直徑進行任意變化。
(6)保證固定位置的成樁直徑每層旋轉(zhuǎn)葉片之間的距離是相同的，每層旋轉(zhuǎn)葉片的伸縮均為聯(lián)動的，當(dāng)最下層旋轉(zhuǎn)葉片開始伸縮時，上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和下鉆的速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，保證在相同樁長位置成樁直徑相同；(7)提升、攪拌在達到設(shè)計深度時，停止噴料，同時對加壓裝置換向，鏈條開始提升，在下鉆到設(shè)計樁底標高時，最下層和最上層旋轉(zhuǎn)葉片之間距離的樁徑是等徑的，在開始提升時，最上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)最下層旋轉(zhuǎn)葉片在這一位置的成樁直徑進行伸縮(與之等徑)，并沿著最下層旋轉(zhuǎn)葉片在下鉆過程中的成樁直徑進行等徑伸縮，中間和最下層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和提升速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，將鉆頭提升至設(shè)計樁頂標高，(8)完成連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁施工。
權(quán)利要求
1. 一種可連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁成樁方法，其特征在于該方法包括以下步驟a.整平場地；b.攪拌樁機定位移動攪拌樁機，將鉆頭對準樁位；c.下鉆啟動鉆桿旋轉(zhuǎn)，再啟動加壓裝置，加壓裝置中的鏈條對鉆桿加壓，使鉆桿沿導(dǎo)向架向下，鉆桿底部鉆頭的最下層旋轉(zhuǎn)葉片先切土、入土，中間和最上層旋轉(zhuǎn)葉片后入土、攪拌、壓料；d.噴加水泥粉、水泥漿或水泥砂漿，攪拌開啟噴料裝置，在最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土后噴料，中間旋轉(zhuǎn)葉片入土后攪拌，最上層旋轉(zhuǎn)葉片入土后壓料，直到設(shè)計深度，停止噴料；e.變化成樁直徑在最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土?xí)r，開啟液壓自動伸縮旋轉(zhuǎn)葉片，根據(jù)設(shè)計要求對成樁直徑進行變化，f.保證固定位置的成樁直徑每層旋轉(zhuǎn)葉片之間的距離是相同的，每層旋轉(zhuǎn)葉片的伸縮均為聯(lián)動的，當(dāng)最下層旋轉(zhuǎn)葉片開始伸縮時，上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和下鉆的速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，保證在相同樁長位置成樁直徑相同；g.提升、攪拌在達到設(shè)計深度時，停止噴料，同時對加壓裝置換向，鏈條開始提升，在下鉆到設(shè)計樁底標高時，最下層和最上層旋轉(zhuǎn)葉片之間距離的樁徑是等徑的，在開始提升時，最上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)最下層旋轉(zhuǎn)葉片在這一位置的成樁直徑進行伸縮與之等徑，并沿著最下層旋轉(zhuǎn)葉片在下鉆過程中的成樁直徑進行等徑伸縮，中間和最下層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和提升速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，將鉆頭提升至設(shè)計樁頂標高，完成連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁施工。
全文摘要
本發(fā)明是一種連續(xù)可變直徑水泥土攪拌樁操作方法，最下層旋轉(zhuǎn)葉片入土?xí)r，開啟液壓自動伸縮旋轉(zhuǎn)葉片，每層旋轉(zhuǎn)葉片之間的距離是相同的，每層旋轉(zhuǎn)葉片的伸縮均為聯(lián)動的，當(dāng)最下層旋轉(zhuǎn)葉片開始伸縮時，上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和下鉆的速度；在下鉆到設(shè)計樁底標高時，最下層和最上層旋轉(zhuǎn)葉片之間距離的樁徑是等徑的；提升過程中固定位置的成樁直徑在開始提升時，最上層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)最下層旋轉(zhuǎn)葉片在這一位置的成樁直徑進行伸縮與之等徑，并沿著最下層旋轉(zhuǎn)葉片在下鉆過程中的成樁直徑進行等徑伸縮，中間和最下層旋轉(zhuǎn)葉片根據(jù)相隔的距離和提升速度，計算出時間，相應(yīng)延時伸縮，將鉆頭提升至設(shè)計樁頂標高。
文檔編號E02D5/48GK102561332SQ201210027949
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者劉松玉, 孫竹萍, 徐雄, 杜廣印, 楊泳, 謝勝華 申請人:東南大學(xué)