专利名称：双向搅拌桩的成桩操作方法
技术领域：
本发明是一种地基处理方法，适用于软土地基处理，属于土木工程技术领域。
背景技术：
水泥土搅拌桩最早在瑞典研制成功，国内1977年由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院进行了是室内实验和机械研制工作。1980年在软土地基加固工程中首次获得成功。此后在全国软土地基加固工程中推广开来，特别是在道路工程中的软土地基处理。
道路工程中的软土地基处理是保证工程质量的关键环节，并在工程总价中占有较大比例。大量工程实践表明，水泥土搅拌桩法具有施工简单，快速，振动小等优点，能有效地提高软土地基的稳定性，减少和控制沉降量。水泥土搅拌桩现已发展成一种常用的软弱地基处理方法，主要适用于加固饱和软粘土地基。这种方法是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处，就地将软土和固化剂强制搅拌，由固化剂和软土间产生一系列的物理和化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土搅拌桩。这种水泥土搅拌桩与桩周土一起组成复合地基，从而提高地基承载力，减少地基沉降。
但水泥土搅拌桩在软土地基处理中还存在下列一些问题(1)水泥土搅拌桩在软土地基处理中普遍存在水泥土搅拌不均匀，影响成桩质量。
(2)水泥土搅拌桩在软土地基处理中普遍存在水泥浆在桩体中分布不均匀，特别在6m到7m以下水泥浆掺入量达不到应有的要求。
(3)水泥土搅拌桩在施工过程中普遍存在严重的冒浆现象，大量的水泥浆冒出地面，影响桩体中水泥浆掺入量。
(4)传统水泥土搅拌桩施工方法，一般需四搅两喷，工效低。
由于上属问题的存在，影响了水泥土搅拌桩的质量；同时也制约了水泥土搅拌桩的应用范围。
发明内容
技术问题；本发明主要针对上述施工中存在的问题，对水泥土搅拌桩的施工工艺进行改进，提出了一种双向搅拌桩的成桩操作方法，使得上述问题得到解决。
技术方案本发明根据同心双轴钻杆，在内钻杆上设置正向旋转叶片并设置喷浆口，在外钻杆上安装反向旋转叶片，通过外杆上叶片反向旋转过程中的压浆作用和正反向旋转叶片同时双向搅拌水泥土的作用，阻断水泥浆上冒途径，保证水泥浆在桩体中均匀分布和搅拌均匀，保成桩质量。
该项发明主要是将现有水泥土搅拌桩单向搅拌施工法改变成双向搅拌施工法，形成一套新的施工工法，具体操作步骤如下a整平场地；b双向搅拌桩机定位起重机悬吊搅拌机到指定桩位并对中；c搅拌下沉启动双向搅拌桩机，使双向搅拌桩机钻杆沿导向架向下切土，开启送浆泵，向土体喷水泥浆，双向搅拌桩机钻杆上分别正、反向旋转的叶片同时旋转搅拌水泥土；d双向搅拌桩机钻杆持续下沉并搅拌水泥土，直到设计深度；e搅拌提升的同时，双向搅拌桩机钻杆上正反向旋转的叶片继续搅拌水泥土；f提升、搅拌到地表或设计标高以上50cm，完成双向搅拌水泥土搅拌桩的施工。
水泥土搅拌桩采用梅花形或方形布置(梅花形为任何相邻三根桩构成正三角形)。
有益效果该方法施工方便、操作简单，其优点主要有(1)能够保证水泥浆在桩体中分布均匀；(2)能够保证水泥浆在桩体中的掺入量，不会出现冒浆现象；
(3)能够保证桩身水泥土充分搅拌均匀，确保成桩质量和桩身质量；(4)由于解决了施工过程中的冒浆问题，使水泥土搅拌桩的应用范围扩大；(5)由于正反向叶片同时旋转、切割、搅拌土体，把现有工法的四搅两喷改变为该工法的两搅一喷，使工效提高一倍以上。
图1为方形桩位布置图。
图2为梅花形桩位布置图。
图3为双向搅拌桩施工工艺流程图。
其中有水泥土搅拌桩1；施工场地2；外钻杆3；安装在外钻杆上的搅拌叶片4；安装在内钻杆上的搅拌叶片5；内钻杆6；双向搅拌桩桩体7；动力装置8；动力传动装置9。
具体实施例方式
本发明把水泥土搅拌桩的钻杆设计成双轴同心钻杆，在内钻杆上安装正向旋转叶片，在外钻杆上安装反向旋转叶片。利用两组叶片的正反向同时旋转的压浆作用，把水泥浆液控制在正反向旋转的两组叶片之间，使水泥浆液不会顺钻杆上行至地面，不会出现水泥浆液流失，从而能够保证水泥浆在桩体中的掺入量和水泥浆在桩体中分布均匀；由于钻杆的正反向旋转，带动两组叶片正反向同时旋转，使得水泥土的搅拌更加充分均匀。
试验场地位于某一施工段。现场施工实验用湿喷桩8根，其中用双向搅拌工法施工的水泥土搅拌桩4根，用传统工法施工的水泥土搅拌桩4根。均为桩长10米，掺灰比15％，桩经500mm。
试验桩的施工(1)平整场地；(2)试验桩桩位采用方形布置；(3)双向搅拌桩机定位起重机悬吊搅拌机到指定桩位并对中；(4)搅拌下沉开启双向动力系统，启动搅拌桩机，使搅拌桩机钻杆沿导向架向下切土、开启送浆泵向土体喷水泥浆、搅拌叶片正反旋转搅拌水泥土、搅拌机持续下沉，直到10米深度；(5)提升搅拌关闭送浆泵，搅拌桩机钻杆提升、同时继续搅拌水泥土，到地表，完成桩体施工。
经现场试验以及室内试验研究的结果显示(1)用双向搅拌工法施工的水泥土搅拌桩，在施工过程中完全没有出现冒浆现象；而用传统工法施工的水泥土搅拌桩，在施工过程中则出现冒浆现象。(2)钻芯取样观察用双向搅拌工法施工的水泥土搅拌桩整体水泥浆掺入量以及水泥土的搅拌都非常均匀；而用传统工法施工的水泥土搅拌桩则出现桩身整体水泥浆掺入量以及水泥土的搅拌不均匀现象，特别是下段桩体水泥浆掺入量偏少。(3)开挖后观察成桩质量用双向搅拌工法施工的水泥土搅拌桩成桩质量很好；而用传统工法施工的水泥土搅拌桩成桩质量一般，特别在自然地面以下1.5m到3.0m范围的砂层中成桩质量较差。
权利要求
1.一种双向搅拌桩的成桩操作方法，其特征在于操作方法为a整平场地；b双向搅拌桩机定位起重机悬吊搅拌机到指定桩位并对中；c搅拌下沉启动双向搅拌桩机，使双向搅拌桩机钻杆沿导向架向下切土，开启送浆泵，向土体喷水泥浆，双向搅拌桩机钻杆上分别正、反向旋转的叶片同时旋转搅拌水泥土；d双向搅拌桩机钻杆持续下沉并搅拌水泥土，直到设计深度；e搅拌提升的同时，双向搅拌桩机钻杆上正反向旋转的叶片继续搅拌水泥土；f提升、搅拌到地表或设计标高以上50cm，完成双向搅拌水泥土搅拌桩(1)的施工。
2.根据权利要求1说述的双向搅拌桩的成桩操作方法，其特征在于水泥土搅拌桩(1)采用梅花形或方形布置。
全文摘要
双向搅拌桩的成桩操作方法是一种地基处理方法，适用于软土地基处理，其操作方法为a整平场地；b双向搅拌桩机定位起重机悬吊搅拌机到指定桩位并对中；c搅拌下沉启动双向搅拌桩机，使双向搅拌桩机钻杆沿导向架向下切土，开启送浆泵，向土体喷水泥浆，双向搅拌桩机钻杆上分别正、反向旋转的叶片同时旋转搅拌水泥土；d双向搅拌桩机钻杆持续下沉并搅拌水泥土，直到设计深度；e搅拌提升的同时，双向搅拌桩机钻杆上正反向旋转的叶片继续搅拌水泥土；f提升、搅拌到地表或设计标高以上50cm，完成双向搅拌水泥土搅拌桩(1)的施工，水泥土搅拌桩(1)采用梅花形或方形布置，确保成桩质量和桩身质量。
文档编号E02D5/34GK1632233SQ20041006586
公开日2005年6月29日 申请日期2004年12月23日 优先权日2004年12月23日
发明者刘松玉, 宫能和, 冯锦林, 储海岩 申请人:东南大学