[发明专利]珊瑚礁灰岩地层中水泥土搅拌桩的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程设计与施工技术领域，特别涉及一种珊瑚礁灰岩地质条件下，防渗止水围护体中水泥土搅拌桩的施工方法。

背景技术

在基坑工程中，为保证基坑工程及其周边环境的安全，需要设计与施工止水帷幕，止水帷幕是为了阻止或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采取的连续止水体。在常规地层条件下，例如在砂土层和单轴抗压强度小于3Mpa的软岩地区，一般采用两轴或三轴搅拌桩机进行止水帷幕的施工。

由于工程建设的需要，某些工程项目必须在临海复杂地质条件下兴建。临海复杂地质条件是指：典型地层剖面由上至下可概括为三层，如图2所示，上层1以粉砂、中粗砂为主，其上部为杂填土，上层1内含大量珊瑚礁碎屑及珊瑚礁灰岩4，渗透系数大，为10E^-3～10E^-4(cm/s)；中层2为强风化花岗岩，层厚随基岩面起伏而变化较大，渗透系数较大，为10E^-5(cm/s)左右，局部含有大块状的花岗岩孤石；下层3为中风化花岗岩，渗透系数小，可视为弱透水层或隔水层，基岩面起伏较大。

在上述具有临海复杂地质条件的工程建设场地，上层1地层含大量珊瑚礁碎屑及珊瑚礁灰岩，珊瑚礁灰岩虽然硬度不高，但能否利用常规的三轴搅拌桩机对其进行搅拌施工尚无法准确判断，其次，利用三轴搅拌桩机施工时，如何采取相关措施以避免“抱钻”及搅拌不均等不利于施工的情况发生也有待研究。可见，在临海复杂地质条件下，如何采取有效的施工方法，使得止水帷幕中水泥土搅拌桩的施工具有可操作性，且保证其施工质量是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对在珊瑚礁灰岩地层的基坑止水帷幕的施工中，能否利用常规的三轴搅拌桩机对其进行搅拌施工尚无法准确判断，以及如何采取有效的施工方法使得止水帷幕中水泥土搅拌桩的施工具有可操作性的问题，本发明的目的是提供一种珊瑚礁灰岩地层中水泥土搅拌桩的施工方法，能够根据珊瑚礁灰岩地层的可搅拌性级别选择相应的高效实用、经济合理的施工工艺，进而保证水泥土搅拌桩施工的可操作性及其施工质量。

本发明解决其技术问题所采用的珊瑚礁灰岩地层中水泥土搅拌桩的施工方法，步骤如下：

步骤一：根据所述珊瑚礁灰岩地层的可搅拌性级值建立可搅拌性分析及评价模型，划分所述珊瑚礁灰岩地层的可搅拌性级别；

步骤二：计算预施工场地内所述珊瑚礁灰岩地层的可搅拌性级值，判断其对应的所述可搅拌性级别，选择相应的施工工艺，通过试桩确定所述施工工艺并验证其成桩质量；

步骤三：所述试桩质量达到设计要求后，按所述步骤二确定的所述施工工艺进行所述水泥土搅拌桩的施工。

进一步的，所述步骤一中，所述可搅拌性级别划分为I、II、III、IV四个部分，其中，

第I部分的可搅拌性级别为易搅拌，其对应的可搅拌性级值为0～4；

第II部分的可搅拌性级别为可搅拌，其对应的可搅拌性级值为4～6；

第III部分的可搅拌性级别为难搅拌，其对应的可搅拌性级值为6～8；

第IV部分的可搅拌性级别为不可搅拌，其对应的可搅拌性级值为>8。

更进一步的，所述步骤一和步骤二中的可搅拌性级值的计算方法如下：

步骤a、在所述珊瑚礁灰岩地层钻孔取样，通过单轴饱和抗压试验，确定饱和状态下所述珊瑚礁灰岩地层的单轴极限抗压强度值σ_c；

步骤b、将所述步骤a得到的所述单轴极限抗压强度值σ_c代入可搅拌性级值方程获得所述珊瑚礁灰岩地层的可搅拌性级值，所述可搅拌性级值方程为：

K_jb＝0.6073+2.08Ln σ_c

其中，K_jb为所述珊瑚礁灰岩地层的可搅拌性级值，其为无量纲数值；

σ_c为饱和状态下所述珊瑚礁灰岩地层的单轴极限抗压强度值，单位为Mpa。

当可搅拌性级别为第I部分时，采用单轴搅拌桩机或双轴搅拌桩机进行所述水泥土搅拌桩的施工。

当可搅拌级别为第II部分时，采用三轴搅拌桩机进行所述水泥土搅拌桩的施工。

当可搅拌级别为第III部分或第IV部分时，采用冲孔灌注桩机并依据TRD工法进行所述水泥土桩的的施工。

优选的，所述步骤二中，所述水泥土搅拌桩采用二次喷水泥浆及二次重复搅拌的施工工艺，控制所述三轴搅拌桩机的钻头钻进搅拌速度小于0.5m/min，并保证注浆压力，直至所述钻头穿过所述珊瑚礁灰岩地层。