[发明专利]一种嵌岩型钢水泥搅拌墙及其施工方法

说明书

本发明公开了一种嵌岩型钢水泥搅拌墙及其施工方法，属于基坑支护工程领域，由冠梁、型钢、水泥土搅拌桩和入岩搅拌桩组成；所述的冠梁设在地表以上，为钢筋混凝土结构；所述的型钢连接冠梁和入岩搅拌桩；所述的水泥土搅拌桩咬合在入岩搅拌桩之间，作为搅拌墙的止水结构；所述的入岩搅拌桩为上部是水泥与土搅拌、下部是水泥与岩石碎屑搅拌的搅拌桩。本发明结构简单、施工速度快，配合该嵌岩型钢水泥搅拌桩设计一整套施工方法，能够有效地解决水泥搅拌桩不能很好的与岩体相结合的问题，提高了水泥土搅拌桩的适用性，使水泥搅拌桩的应用得到大幅提高，有效促进地下工程的不断发展。

技术领域

本发明属于基坑支护工程领域，具体涉及一种水泥搅拌墙，尤其涉及一种嵌岩型钢水泥搅拌墙及其施工方法。

背景技术

我国在80年代广泛应用搅拌桩于基坑支护工程中的围护结构和止水帷幕中。虽然搅拌桩施工操作简便、施工效率高，施工中无振动、无噪声、无泥浆废水污染，但搅拌桩大多只能在土中施工，在坚硬岩层中施工困难，并且水泥与土的结合，由于没有粗骨料在其中做主要承受载荷的材料，受力机理并不好，桩体强度不高。型钢水泥土搅拌桩，内插型钢提高了承载力，型钢的二次回收降低了造价，但是由于搅拌桩不容易在坚硬岩层中施工，一定程度上限制了SMW工法的广泛应用。地下连续墙刚度大，整体性好，变形相对较小，有较好的抗渗性能，但在岩层中成槽，采用常规工艺成槽困难，效率较低，如果选用铣槽机，则能满足其在岩石成槽工效，但造价更高。

因此为了解决以上问题，在国家自然科学基金项目(编号:41372288)的资助下，开展了大量资料搜索、现场调研和相关实验来进行研究，发明一种既可以在坚硬岩层中施工，又能够大幅度提高桩体承载力、加快施工速度，而且造价较低的嵌岩型钢水泥搅拌墙及其施工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种嵌岩型钢水泥搅拌墙及其施工方法，采用凿岩产生的岩石碎屑作为粗细骨料，内插型钢，可以在坚硬岩层中施工，大幅度提高桩体的承载力；传统SMW工法不能很好的满足基坑支护需要的嵌固深度要求，而本发明可应用于土层较薄的基坑支护工程中，工程适用性更广；其操作简单易行，采用荤素桩长短结合，与地下连续墙相比，凿岩量大大降低，可以达到既提高工效、缩短施工工期，又相应的降低工程造价的目的。

本发明所采取的技术方案是：一种嵌岩型钢水泥搅拌墙，它由冠梁、型钢、水泥土搅拌桩和入岩搅拌桩组成；所述的冠梁设在地表以上，为钢筋混凝土结构；所述的型钢连接冠梁和入岩搅拌桩；所述的水泥土搅拌桩咬合在入岩搅拌桩之间，作为搅拌墙的止水结构；所述的入岩搅拌桩为上部是水泥与土搅拌、下部是水泥与岩石碎屑搅拌的搅拌桩。

此外，本发明同时提供该搅拌墙的施工方法，按照如下步骤进行：

步骤1：利用特殊的施工机械施工入岩搅拌桩，钻机沉钻搅动并穿过土层，进入岩层钻孔，产生的岩石碎屑留在工作面上方，待钻至设计标高后，钻机提钻喷浆并搅拌，使水泥浆液与岩石碎屑充分混合，提钻至土层则将水泥浆液与土体充分搅拌混合，最终形成一根上部桩体为水泥与土结合、下部桩体为水泥与岩石碎屑结合的入岩搅拌桩；

步骤2：使用水泥土搅拌桩机施工与入岩搅拌桩咬合的水泥土搅拌桩，并将入岩搅拌桩在土层中的上部桩体与水泥土桩联合搅拌，使其成为一体；

步骤3：在入岩搅拌桩中插入型钢，插入入岩搅拌桩的下部桩体时振动型钢，通过型钢的振动使桩体中的岩石碎屑与水泥浆液密实结合，消除桩体中的气泡、蜂窝麻面等现象；

步骤4：施工冠梁，将桩体连接成一个整体，冠梁位于水泥搅拌墙顶，高度500mm左右，冠梁顶面应在型钢顶面500mm以下，以便基坑支护结束以后拔出型钢。