[发明专利]长螺旋旋喷搅拌水泥土帷幕桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑地基基础施工中的成桩，特别涉及一种旋喷搅拌水泥土桩及其成桩的施工方法。适用于形成止水(也称为隔水或截水)帷幕桩、复合地基桩，基础桩、抗拔(浮)复合桩及护坡复合桩的母桩，尤其在较硬土层(如北京地区的较硬土层)中更显优势。

背景技术

水泥土搅拌桩由于其施工简便、成本低廉而被广泛应用于地基处理、基坑支护及止水帷幕桩等领域，但采用现有设备在较硬土层进行搅拌桩(即使是单纯的旋喷桩)施工时受到了极大限制。例如某工程采用了在每两根钢筋混凝土护坡桩(桩中心间距1.6m)之间设置两根直径600mm的单管旋喷水泥土桩，基坑开挖后，观测止水效果并不理想，而且个别旋喷水泥土桩垂直度也未能达到设计要求。为此人们开始积极地改进方法，采用复合的方式解决上述问题便应运而生，例如公开号CN1078519专利公开了“钻孔注浆成桩法及钻具旋喷装置”(92106176.5)采用了在长螺旋钻具上设置旋喷装置的方法，主要用于形成扩大头，扩大了旋喷和长螺旋两种工艺的适用范围。再如公开号CN2223653的专利公开了“喷搅注浆处理地基装置”(95216200.8)，提供了一种用深层搅拌法和高压喷射法相结合的喷浆处理地基装置，主要用于地基处理，以达到增大地基面积和承载力的目的。

另外，公开号CN1504613的专利公开了“防水桩挡墙的成型方法及其使用的螺旋钻机”，其防水桩挡墙的成型方法，包括以下步骤：(1)用螺旋钻机钻孔，钻到设计的旋喷深度时，开动泥浆泵，调整水泥浆喷嘴的喷射压力和螺旋钻钻杆的钻进速度，使水泥浆喷嘴旋喷水泥浆，形成扩孔护壁；(2)待钻孔达到设计的钻孔深度时，使钻杆停止转动，此时一边提升钻杆，一边压灌混凝土，混凝土压灌到设计高度时，形成混凝土桩；(3)根据设计的需要按上述步骤依次成桩，形成防水挡墙。其中防水桩挡墙的成型方法主要用于在制作钢筋混凝土护坡桩的同时利用旋喷形成防水挡墙。

另一种现有的防水桩挡墙的成型方法，其包括以下步骤：(1)用螺旋钻机钻孔；(2)待钻孔达到设计的钻孔深度时，使钻具停止转动，调整喷嘴的方向、钻具的提升速度和喷嘴压力，此时一边提升钻具，一边压灌混凝土，同时定喷水泥浆，定喷到设计高度后，定喷停止，混凝土压灌到设计高度时，移开钻具，将钢筋笼插入桩孔内的混凝土中至钻孔底部，形成钢筋混凝土桩；(3)根据设计的需要按上述步骤依次成桩，形成防水挡墙。

所述的防水桩挡墙的成型方法存在以下缺点：

1、可行性差：以北京地区直径800mm护坡桩支护体系为例，桩间距一般1.5～1.6m常用，桩间净距为0.7～0.8m，采用上述任何一种旋喷方法，其喷射半径至少要达到0.4～0.45m才可保证形成连接好的“防水挡墙”，保证止水效果，但是从北京地区基坑开挖来看，还没有一个成功的实例。换言之，该方法在大部分情况下，要形成可靠的“防水挡墙”，距离实践还有一段距离。

2、施工参数不匹配：采用边压灌混凝土边选喷提升钻具，两者之间需要一个合适的匹配参数，否则只能保证其中一项的正常效果，如果保证压灌混凝土连续(其泵量固定)，喷射的效果则保证不了，反之亦然。要保证喷射的效果，则压灌混凝土连续就有困难。

3、提升速度控制“舍本逐末”：该专利中有一项很重要的提升速度参数控制，采用的方法是“在钻孔高压喷射水泥土桩提升钻杆的过程中，要求水泥浆面保持距地面0.5m左右。”“喷射灌浆的水泥土不冒出地面”。“见孔口溢流时，连续提升钻杆”。旋喷切削土层保证其止水效果是“本”，保证水泥土不冒出地面是“末”，追求表面美观，舍本逐末是质量保证的大忌。

4、水泥用量偏大：因该工法实质是以旋喷为主的工法，水泥用量偏大，以直径600mm旋喷桩为例，每米水泥用量达200～250kg。

5、缺少测量放线定桩位控制步骤：测量放线定桩位步骤是保证桩位准确的前提，事实上该专利持有人在北京曾施工的一项帷幕工程因无事先测量放线定桩位，造成开挖后止水效果不理想，同时也能看到有未喷到的桩间缝隙。

发明内容

本发明的目的就是提供一种长螺旋旋喷搅拌水泥土帷幕桩及其施工方法，以解决现有技术存在的可行性差，施工参数不匹配，提升速度控制不合理，水泥用量偏大，以及不能保证桩位准确的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种长螺旋旋喷搅拌水泥土帷幕桩及其施工方法，首先用常规方法形成间隔分布的多根护坡桩，其特征在于：然后依次进行如下工艺步骤：

(1)确定桩位：测量放线，将帷幕桩布置在相邻的两根护坡桩后一定距离或两桩之间；

(2)引孔：采用长螺旋钻机钻出引孔，以确定帷幕桩准确位置，并排除地下障碍；