[发明专利]一种深层水泥土搅拌桩施工方法

摘要

一种深层水泥土搅拌桩施工方法，包括以下步骤：1）施工准备，场地平整；2）组装装钻孔处理机；3）操纵桩架至施工区域；4）选择动力驱动头总成个数和安装；5）安装导向护筒；6）注浆管路连接；7）启动钻孔机，完成第一幅深层水泥土搅拌桩施工；8）重复步骤7），完成第二幅深层水泥土搅拌桩施工。本发明实现钻孔处理机成组或成对钻掘、搅拌和喷浆施工，并可以通过更换钻杆的搅拌叶片直径，实现搅拌叶片直径和间距不同的变换方式，提高钻孔处理机单次钻掘和搅拌处理面积，有效改善深层水泥土搅拌桩的施工质量，保证其满足设计要求，大幅提高深层水泥土搅拌桩的施工效率。

主权项

1.一种深层水泥土搅拌桩施工方法，包括以下步骤：（1）施工准备，做好搅拌桩施工区域周围的场地清理，清除地上、地下一切杂物和障碍物，保持施工周围场地平整，使钻孔处理机和桩架顺利进入施工区域；必要时，进行工艺性试验，掌握该场地的钻掘成桩的各种操作技术参数；（2）安装钻孔处理机，将每个动力头总成（2）安装于底座（1）的正面位置，注意各个动力头总成（2）的动力头机架（22）的背面导块（221）置于底座（2）的正面导轨（13）内，注入润滑油脂确保上下滑移顺畅；移动各个动力头机架（22），使其二排安装孔（223）对准底座（2）上与之对应的二排底座螺孔（14），用紧固螺钉固定各个动力头机架（22），从而完成各个动力头总成（2）在底座（2）的安装；在位于各个动力头总成2两侧的底座（1）的正面下部固装配重条（15），以增加钻孔处理机自重，使钻孔处理机在较硬地层钻进搅拌时能有效克服土层阻力，保持必要的钻进速度进行钻掘和搅拌，有效提高钻孔处理机施工效率；（3）操纵悬挂钻孔处理机的桩架至施工区域，将桩架卷扬机构引出的钢丝绳穿过其顶部滑轮架和绕过底座（1）的提升滑轮架（11），同时将底座（1）的背面导向架（12）置于该桩架的立柱导轨上，启动卷扬机构将底座（1）吊起沿立柱导轨上行一定高度；完成每个动力头总成（2）的钻杆（3）和钻具（4）的连接，操作人员乘坐桩架吊笼沿立柱侧面导轨上行至各个动力头总成（2）处，在各个动力头总成（2）的减速箱（222）的中空输出轴（224）下端安装连接盘，按施工要求的搅拌桩深度和钻孔直径分别配置不同长度和搅拌叶片（31）直径的钻杆（3），并固装于各自的连接盘孔槽内，最后安装与钻杆（3）匹配的钻具（4），相邻的二个钻杆（3）上的搅拌叶片（31）以及相邻的二个钻具（4）上的切削翼（41）均分别在其轴向方向互成一定角度错位布置，从而保证它们的最大旋转轨迹在其径向方向分别形成一定的搭接或重合；有利于对原地土充分搅拌，达到原地土均匀一致，提高深层水泥土搅拌桩质量；（4）根据每幅深层水泥土搅拌桩大小，选择钻孔处理机的动力头总成的安装个数，沿钻孔处理机的底座（1）的左右方向设置二个、或三个、或四个；各个动力头总成（2）下端连接的、相邻的前后及左右的二个钻杆（3）和钻具（4）之间的中心距均为L，各个动力头总成（2）下端的钻杆（3）的搅拌叶片（31）和钻具（4）的切削翼（41）的最大旋转轨迹的直径均为D，该直径D也是钻孔处理机的单轴钻孔直径；单轴钻孔直径D根据深层水泥土搅拌桩大小选择，为Φ1000mm、或Φ1200mm、或Φ1300mm、或Φ1600mm；中心距L和单轴钻孔直径D之间关系为L=（0.70～0.75）×D，具体选择如下：a）当选择单轴钻孔直径D=Ф1000mm时，中心距L=（0.70～0.715）×D = 700～715mm，取值L= 710 mm；b）当选择单轴钻孔直径D=Ф1200mm时，中心距L=（0.715～0.725）×D = 858～870mm，取值L= 865 mm；c）当单轴钻孔直径D=Ф1300mm时，中心距L=（0.725～0.735）×D = 942.5～955.5mm，取值L= 950 mm；d）当单轴钻孔直径D=Ф1600mm时，中心距L=（0.735～0.75）×D = 1170～1200mm，取值L= 1190 mm；（5）在外接桩架的立柱导轨上安装导向护筒，该用于导向护筒用于对钻杆（3）和钻具（4）的导向和支撑，并用钢索连接在各个动力头（2）下方，以使钻杆（3）和钻具（4）随底座（1）和动力头（2）下行钻进、搅拌时始终置于该导向护筒内，从而保证钻孔处理机钻掘、搅拌的稳定可靠，有效保证水泥土搅拌桩成孔的垂直精度和提高施工质量；（6）将来自后台注气/供浆系统的注浆管路连接到各个动力头（2）的中空输出轴（224）上端的回转注浆接头上，并用管路夹箍将注浆管路固装于底座（1）的侧面，防止注浆时出现管路抖动、失稳；（7）在桩架操作室内通过操纵系统启动钻孔处理机，按以下顺序进行：a）下钻切削、原位搅拌和注气喷浆开启各个动力头（1）的电动机，注意相邻的钻杆（3）、钻具（4）应保持旋转方向相反；操纵桩架的卷扬机构收紧钢丝绳，通过底座（1）上端的提升滑轮架（11）的滑轮运转使底座（1）沿桩架的立柱导轨下行，打开后台注气/供浆系统的高压注浆泵，各个钻具（4）上的切削翼（41）、前端钻头（42）和钻杆（3）的搅拌叶片（31）向下钻进、原位搅拌，各个钻具（4）在下钻过程中始终保持注浆连续，注浆中间不得间断；钻孔处理机的贯入速度为0.5‑1.0m/min，工作电流不得大于电动机的额定值，操作者在钻孔处理机整个钻掘、搅拌过程中应随时观察钻孔处理机运行和地层变化情况，以便对钻孔处理机的钻进速度作适当的调整；b）停止喷浆、原位搅拌和钻机提升操纵钻孔处理机下钻到规定的设计深度时，保持各个钻具（4）在桩底搅拌喷浆30s后关闭高压注浆泵，操纵钻孔处理机进行原位搅拌后，再提升各个钻杆（3）和钻具（4）至地面，上拔速度为0.5‑1.0 m/min；c）重复上述下钻切削、原位搅拌和注气喷浆以及停止喷浆、原位搅拌和钻机提升操纵钻孔处理机再次下沉钻进达到设计深度后和提升至地面时，将集料桶内按一定比例配置的定量水泥浆液全部注入原位土内，当钻孔处理机的各个钻杆（3）和钻具（4）全部提升到地面后，关闭各个动力头（2）的电动机停止操作，从而完成第一幅深层水泥土搅拌桩施工；d）施工数据输出和打印钻孔处理机操纵系统采用智能化PLC核心技术的施工管理系统，对底座（1）、各个驱动头总成（2），以及后台注气/供浆系统的运行参数、技术参数和相关参数进行显示和控制；在操纵台显示钻孔处理机实际施工数据，以及后台注气/供浆运行情况，做好施工数据的记录、保存，打印数据表格和图形曲线，可提供用户作为整个施工过程的分析依据；该系统主要显示的工作参数包括：动力头电机转速、工作温度和旋转方向，钻具转速、转向和转矩，桩架液压系统压力、流量，注入压缩气体压力，瞬时水泥浆量，总浆量，注浆泵压力，实际总浆量，总注水量，钻孔处理机运行速度，钻掘（搅拌）深度，成桩标高，桩架倾斜度，以及桩架拉拔力等；（8）操纵桩架移动至第二幅深层搅拌桩施工区域，按步骤（7）完成第二幅深层水泥土搅拌桩施工，注意每幅深层水泥土搅拌桩之间保持必要的搭接，从而提高整个深层水泥土搅拌桩的强度均匀。