一种水泥搅拌桩及施工方法与流程

本技术涉及软弱土地基处理，尤其是涉及一种水泥搅拌桩及施工方法。

背景技术：

1、为保障路面使用年限，需要减少地基沉降发生，在我国，部分平原区地基以粉质黏土为主，沿线特殊路基主要为软弱土，为了解决软弱土导致的地基强度不足问题，出现了一种通过水泥搅拌桩进行地基处理的技术，它是通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和水泥强制拌合，使软土硬结而提高地基强度。

2、常规的水泥搅拌桩，由于桩体外立面光滑，在承受竖直方向的载荷时，容易与软弱土发生相对滑动，为了解决该问题，现有技术中公开了一种扩径水泥搅拌桩-预制桩基础，其包括预制混凝土桩和包覆在所述预制混凝土桩外层的水泥搅拌桩，且所述水泥搅拌桩在位于软弱土层段中部和桩端分别进行扩径并形成至少两个间隔设置的第一扩径部和一个第二扩径部；其中，所述水泥搅拌桩的外径为所述预制混凝土桩的外径的1.05～1.1倍；所述第一扩径部的外径为所述预制混凝土桩的外径的1.2～2倍；第二扩径部的外径为所述预制混凝土桩的外径的1.5～2.5倍。

3、针对上述中的相关技术，在水泥搅拌桩施工过程中，需要先通过旋转钻具在地面下搅拌得出用于成型扩径段成型所需的成型腔，然后再进行混凝土的灌注，并在混凝土凝固后粘附在水泥搅拌桩的外立面上，但是，水泥和软弱土拌合后凝固成型，其自身的强度和黏着力出现下降，导致扩径段在受力时容易从水泥搅拌桩上脱离，影响整体地基加强结构的使用可靠度。

技术实现思路

1、为了提高水泥搅拌桩的使用可靠度，本技术提供一种水泥搅拌桩及施工方法。

2、本技术提供的一种水泥搅拌桩采用如下的技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种水泥搅拌桩，包括

4、支立管体，所述支立管体外侧连接有水泥搅拌体；

5、多个外凸块，所述外凸块与所述水泥搅拌体连接，且多个所述外凸块沿所述支立管体的轴向分布；

6、多个弧形封闭条，所述弧形封闭条与所述支立管体同轴设置，所述支立管体上开设有多个容纳腔，所述弧形封闭条与所述支立管体转动连接，并能够封堵所述容纳腔，且所述弧形封闭条穿过所述水泥搅拌体与所述外凸块连接；

7、多个控制单元，所述控制单元安装于所述支立管体上，且所述控制单元与所述弧形封闭条连接，用于控制所述弧形封闭条的转动角度。

8、通过采用上述技术方案，先采用旋挖钻具在指定位置开挖桩基孔，然后再通过扩孔钻具挖设成型腔，然后在将预制的支立管体放入桩基孔内之前，提前通过调节控制单元使得弧形封闭条将支立管体上的容纳腔封堵，使得支立管体整体没有凸出部分，降低支立管体下沉压力，然后进行支立管体的下放，直至支立管体下放到位，然后通过调节控制单元，控制单元向弧形封闭条施力，弧形封闭条穿过容纳腔伸入成型腔内，然后向支立管体和桩基孔内周侧之间的间隙灌入混凝土，混凝土在自身重力作用下流入成型腔内，并将弧形封闭条包覆在内，待混凝土凝固后形成水泥搅拌体和外凸块，且混凝土通过容纳腔进入支立管体内部，填补支立管体内部中空；设计的水泥搅拌桩，通过支立管体便于安装控制单元，并作为水泥搅拌体的主体支撑加强结构，通过水泥搅拌体，可以配合外凸块提高与软弱土层的摩擦力，进而提高水泥搅拌桩整体的位置稳定性和承载能力，通过控制单元便于控制弧形封闭条的转动角度，进而实现弧形封闭条在支立管体下放时保持支立管体的封闭性，并且减少下放时的阻力，并在混凝土浇筑时实现弧形封闭条的伸出，进而使弧形封闭条同时埋设于水泥搅拌体和外凸块内，提高外凸块和水泥搅拌体的连接强度，降低受载荷时外凸块从水泥搅拌体上脱离的可能性，提高水泥搅拌桩的使用可靠度。

9、在一个具体的可实施方案中，所述控制单元包括

10、安装条，所述安装条两端与所述支立管体内周侧连接，且所述安装条上转动连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述支立管体同轴设置；

11、至少一个控制齿条，所述控制齿条一端与所述弧形封闭条一端转动连接，且所述控制齿条与所述驱动齿轮啮合；

12、抵接弹簧，所述抵接弹簧一端与所述支立管体内壁连接，另一端与所述控制齿条远离所述驱动齿轮一侧抵接；

13、驱动件，所述驱动件安装于所述安装条上，且所述驱动件与所述驱动齿轮连接，用于使所述驱动齿轮转动。

14、通过采用上述技术方案，支立管体下放安装到位后，调节驱动件，驱动件带动驱动齿轮转动，驱动齿轮与控制齿条啮合，使得控制齿条运动，由于控制齿条一端与弧形封闭条转动连接，且通过抵接弹簧压合于驱动齿轮上，所以控制齿条移动的同时带动弧形封闭条运动，直至弧形封闭条穿过容纳腔进入成型腔内；设计的控制单元，通过安装条便于安装驱动齿轮，通过驱动件便于控制驱动齿轮转动，通过驱动齿轮便于实现控制齿条的运动，通过控制齿条便于配合抵接弹簧实现弧形封闭条的运动，进而使弧形封闭条伸入成型腔内。

15、在一个具体的可实施方案中，所述抵接弹簧外侧套设有导向套，所述导向套一端与所述支立管体内壁连接，另一端与所述驱动齿轮之间留有用于供所述控制齿条穿过的间隙。

16、通过采用上述技术方案，设计的导向套，便于控制抵接弹簧的弹力施加方向，降低控制齿条与驱动齿轮脱离的可能性。

17、在一个具体的可实施方案中，所述安装条位于所述弧形封闭条的下方，且所述安装条顶壁和所述弧形封闭条之间留有滑动间隙。

18、通过采用上述技术方案，设计的位于弧形封闭条下放的安装条，可以在后期水泥搅拌桩受载荷时，为弧形封闭条位于支立管体内部的区域提供支撑。

19、在一个具体的可实施方案中，所述驱动件包括

20、方形杆，所述方形杆中空设置，且所述方形杆与所述驱动齿轮连接，并与所述安装条错开设置。

21、通过采用上述技术方案，设计的驱动件，通过方形杆便于配合外在的长杆实现多个驱动齿轮的同步转动。

22、在一个具体的可实施方案中，所述方形杆上一体连接有扩口段，所述扩口段位于所述驱动齿轮上方，所述方形杆位于所述扩口段的正下方，且所述扩口段内腔与所述方形杆内腔连通。

23、通过采用上述技术方案，设计的扩口段，便于外设的长杆插入方形杆内。

24、在一个具体的可实施方案中，所述弧形封闭条的厚度由中央至上下两端逐渐增加。

25、通过采用上述技术方案，设计的厚度渐变的弧形封闭条，可以提高弧形封闭条与构成外凸块的混凝土之间的连接稳定性。

26、第二方面，本技术提供一种水泥搅拌桩施工方法，包括

27、s1：桩基孔、成型腔开设；

28、s2：支立管体埋设：调节控制单元，使得弧形封闭条将支立管体上的容纳腔封闭，然后置入桩基孔内；

29、s3：加强结构伸出：再次调节控制单元，使得弧形封闭条转动板并一端穿过容纳腔伸入成型腔内；

30、s4：混凝土浇筑：向桩基孔和支立管体之间的间隙内注入混凝土，凝固后形成水泥搅拌体，混凝土在成型腔内凝固后形成外凸块。

31、通过采用上述技术方案，设计的水泥搅拌桩施工方法，可以通过改变支立管体下放和混凝土灌注时弧形封闭条的位置，降低支立管体下放时的阻力，并且能够为水泥搅拌体和外凸块提供内在连接结构，提高外凸块和水泥搅拌体的连接稳定性，进而提高水泥搅拌桩的整体载荷承受能力。

32、在一个具体的可实施方案中，所述步骤s3中，通过控制单元驱动弧形封闭条来回转动，以将塌落的软弱土刨落至支立管体内腔中。

33、通过采用上述技术方案，可以通过弧形封闭条将塌落的软弱土挪动至支立管体的内腔中，保障外凸块的体积大小。

34、在一个具体的可实施方案中，所述步骤s4中，向桩基孔和支立管体之间的间隙内注入混凝土的同时向支立管体内腔中注入混凝土。

35、通过采用上述技术方案，可以提高混凝土的灌注效率，并且能够降低由于桩基孔和支立管体之间的间距过小导致水泥搅拌桩成型质量差的可能性。

36、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

37、1.设计的水泥搅拌桩，通过支立管体便于安装控制单元，并作为水泥搅拌体的主体支撑加强结构，通过水泥搅拌体，可以配合外凸块提高与软弱土层的摩擦力，进而提高水泥搅拌桩整体的位置稳定性和承载能力，通过控制单元便于控制弧形封闭条的转动角度，进而实现弧形封闭条在支立管体下放时保持支立管体的封闭性，并且减少下放时的阻力，并在混凝土浇筑时实现弧形封闭条的伸出，进而使弧形封闭条同时埋设于水泥搅拌体和外凸块内，提高外凸块和水泥搅拌体的连接强度，降低受载荷时外凸块从水泥搅拌体上脱离的可能性，提高水泥搅拌桩的使用可靠度。

38、2.设计的水泥搅拌桩，通过安装条便于安装驱动齿轮，通过驱动件便于控制驱动齿轮转动，通过驱动齿轮便于实现控制齿条的运动，通过控制齿条便于配合抵接弹簧实现弧形封闭条的运动，进而使弧形封闭条伸入成型腔内。

39、3.设计的水泥搅拌桩，便于控制抵接弹簧的弹力施加方向，降低控制齿条与驱动齿轮脱离的可能性。