[发明专利]长螺旋旋喷搅拌帷幕桩的施工工艺

说明书

技术领域

本发明属于建筑地基基础施工中的成桩，特别涉及长螺旋旋喷搅拌水泥土桩成桩的施工方法。用于施工止水(隔水或截水)帷幕桩、护坡桩、基础桩、复合地基桩，尤其在北京地区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，但搅拌桩在现有设备条件下施工较硬土层，受到极大限制。单纯旋喷桩，无论单管双管或三管旋喷，尤其三管旋喷返浆量巨大，在市内施工，仅排污就是一个很大的问题。在现有设备条件下施工较硬土层，同样受到这样或那样的限制。例如某基坑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问题便应运而生。据查公开号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，扩大了旋喷和长螺旋两种工艺的适用范围。再如公开号CN2223653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，以达到增大地基面积、增大承载力的目的。

公开号CN1504613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。

另一种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。

公开号CN1818228A专利公开了“桩排式地下防水墙的成型方法及其使用的螺旋钻机”，桩排式地下防水墙的成型方法，其特征在于包括以下步骤：1)根据设计需要，在地面上确定每个挡墙桩位置，然后制作形成多个挡墙桩；2)待挡墙桩固化以后，根据二个挡墙桩之间的间距，用螺旋钻机分别在二个挡墙桩之间的地面上进行钻孔，所钻孔的孔壁分别与二个相邻挡墙桩的侧壁相切或相距400mm以内；3)当钻孔钻到设计深度后，一边提升螺旋钻机的钻杆，一边开动泥浆泵，通过钻杆内的注浆管经位于钻杆下部的水泥浆喷嘴向钻孔内喷射制备好的水泥浆，形成一个与两边相邻挡墙桩相连的水泥土桩；4)按上述步骤依次在每个挡墙桩之间形成水泥土桩，形成桩排式地下防水墙。

专利“钻孔注浆成桩法及钻具旋喷装置”(92106176.5)主要用于形成扩大头；“喷搅注浆处理地基装置”(95216200.8)，主要用于地基处理，提高承载力；而专利“防水桩挡墙的成型方法及其使用的螺旋钻机”(02153752.6)，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。

现就“防水桩挡墙的成型方法”(02153752.6)及“桩排式地下防水墙的成型方法”(CN1818228A)存在的不足进行以下分析：

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旋喷提升钻具，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、水泥用量偏大，经济效益差：因该工法实质是以旋喷为主的工法，长螺旋钻进置换了的土大部需要用水泥浆来填充，水泥用量偏大，以直径600mm旋喷桩为例，每米水泥用量达250～350kg。