专利名称：连续可变直径水泥土搅拌桩成桩方法
连续可变直径水泥土搅拌桩成桩方法技术领域
本发明是一种适用于软土地基处理的方法，涉及使用连续可变直径水泥土搅拌桩来处理软土地基的操作形式，属于地基处理方法的技术领域。
背景技术：
我国沿海、江河流域经常分布软土地基，在荷载、循环、车辆等动力作用下，地基沉降是地基失效的主要形式，常导致高速公路、铁路、机场、码头的质量问题。处理软土地基的各种方法中应用最多的方法是选用复合地基，在复合地基的加固方法中，特别是在交通工程中的软土地基处理中，经常选用的是采用水泥土搅拌桩技术来加固地基。工程实践表明， 水泥土搅拌桩法具有施工简单，快速，扰动小等优点，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土地基处理方法，根据土质含水量的不同，选择的加固料不同。这种方法是利用水泥粉、水泥浆或水泥砂浆等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械即搅拌的方式，在地基深处，就地将软土和加固料强制搅拌，由加固料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。
通过大量工程实践，发现普通水泥土搅拌桩在软土地基处理中存在以下一些问题(1)水泥土搅拌桩在软土地基处理中基本上是采用等径(相同直径)的方法进行处理， 由于地质在形成的过程中分了很多层，而且每一层的含水量及其他指标都不同，采用等径方法处理，要达到设计承载力要求，均按最差的一层设计直径或增加加固料用量，这使得加固成本大大增加。
(2)在水泥土搅拌桩中也有变径的处理方式，但只能有两种单一的直径，由于地质分层较多，不能将加固成本降到最低；同时两种单一直径的水泥土搅拌桩在直径变化处是突变，当水泥土搅拌桩承受载荷时，在两种直径的结合面会产生应力集中，使得结合面容易破坏。
由于上属问题的存在，影响了水泥土搅拌桩技术的推广和使用；同时也严重制约了水泥土搅拌桩的应用范围。
软土处理中所选用的连续可变直径水泥土搅拌桩形式将大大降低加固成本，同时能满足设计复合地基强度的要求。发明内容
技术问题本发明主要针对普通水泥土搅拌桩桩施工工艺存在的问题进行改进， 提出了一种连续可变直径水泥土搅拌桩操作方法，使得上述问题得到解决。
技术方案本发明主要是连续可变成桩直径，各层旋转叶片均为液压自动伸缩旋转叶片，根据设计要求对成桩直径进行任意变化。
下钻过程中固定位置的成桩直径最下层旋转叶片入土时，开启液压自动伸缩旋转叶片，每层旋转叶片之间的距离是相同的，每层旋转叶片的伸缩均为联动的，当最下层旋转叶片开始伸缩时，上层旋转叶片根据相隔的距离和下钻的速度，计算出时间，相应延时伸缩，保证在相同桩长位置成桩直径相同；在下钻到设计桩底标高时，最下层和最上层旋转叶片之间距离的桩径是等径的；提升过程中固定位置的成桩直径在开始提升时，最上层旋转叶片根据最下层旋转叶片在这一位置的成桩直径进行伸缩(与之等径)，并沿着最下层旋转叶片在下钻过程中的成桩直径进行等径伸缩，中间和最下层旋转叶片根据相隔的距离和提升速度，计算出时间，相应延时伸缩，将钻头提升至设计桩顶标高，该项发明主要是将普通水泥土搅拌桩(等径)施工方法改变成连续可变直径水泥土搅拌施工方法，形成一套新的施工工法，具体操作步骤如下a.整平场地；b.搅拌桩机定位移动搅拌桩机，将钻头对准桩位；c.下钻启动钻杆旋转，再启动加压装置，加压装置中的链条对钻杆加压，使钻杆沿导向架向下，钻杆底部钻头的最下层旋转叶片先切土、入土，中间和最上层旋转叶片后入土、搅拌、压料；d.喷加水泥粉、水泥浆或水泥砂浆，搅拌开启喷料装置，在最下层旋转叶片入土后喷料，中间旋转叶片入土后搅拌，最上层旋转叶片入土后压料，直到设计深度，停止喷料；e.变化成桩直径在最下层旋转叶片入土时，开启液压自动伸缩旋转叶片， 根据设计要求对成桩直径进行变化，f.保证固定位置的成桩直径每层旋转叶片之间的距离是相同的，每层旋转叶片的伸缩均为联动的，当最下层旋转叶片开始伸缩时，上层旋转叶片根据相隔的距离和下钻的速度，计算出时间，相应延时伸缩，保证在相同桩长位置成桩直径相同；g.提升、搅拌在达到设计深度时，停止喷料，同时对加压装置换向，链条开始提升，在下钻到设计桩底标高时，最下层和最上层旋转叶片之间距离的桩径是等径的，在开始提升时，最上层旋转叶片根据最下层旋转叶片在这一位置的成桩直径进行伸缩与之等径，并沿着最下层旋转叶片在下钻过程中的成桩直径进行等径伸缩，中间和最下层旋转叶片根据相隔的距离和提升速度，计算出时间，相应延时伸缩，将钻头提升至设计桩顶标高，完成连续可变直径水泥土搅拌桩施工。
有益效果该方法施工方便、操作简单，其优点主要有(1)能够根据不同的地质条件形成不同的成桩直径满足承载力要求；(2)在不同直径的结合面采取直径渐变的方式，解决了应力集中问题；(3)由于通过任意变径来满足设计承载力要求，与等径和两种单一直径的水泥土搅拌桩相比，工程造价大大降低，使得水泥土搅拌桩的应用范围扩大。
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
本发明是连续可变成桩直径，各层旋转叶片均为液压自动伸缩旋转叶片，根据设计要求对成桩直径进行任意变化。
下钻过程中固定位置的成桩直径最下层旋转叶片入土时，开启液压自动伸缩旋转叶片，每层旋转叶片之间的距离是相同的，每层旋转叶片的伸缩均为联动的，当最下层旋转叶片开始伸缩时，上层旋转叶片根据相隔的距离和下钻的速度，计算出时间，相应延时伸缩，保证在相同桩长位置成桩直径相同；在下钻到设计桩底标高时，最下层和最上层旋转叶片之间距离的桩径是等径的；提升过程中固定位置的成桩直径在开始提升时，最上层旋转叶片根据最下层旋转叶片在这一位置的成桩直径进行伸缩(与之等径)，并沿着最下层旋转叶片在下钻过程中的成桩直径进行等径伸缩，中间和最下层旋转叶片根据相隔的距离和提升速度，计算出时间，相应延时伸缩，将钻头提升至设计桩顶标高，该项发明主要是将普通水泥土搅拌桩(等径)施工方法改变成连续可变直径水泥土搅拌施工方法，形成一套新的施工工法，具体操作步骤如下(1)整平场地；(2)搅拌桩机定位移动搅拌桩机，将钻头对准桩位；(3)下钻启动钻杆旋转，再启动加压装置，加压装置中的链条对钻杆加压，使钻杆沿导向架向下，钻杆底部钻头的最下层旋转叶片先切土、入土，中间和最上层旋转叶片后入土、搅拌、压料；(4)喷加固料(水泥粉、水泥浆或水泥砂浆等)、搅拌开启喷料装置，在最下层旋转叶片入土后喷料，中间旋转叶片入土后搅拌，最上层旋转叶片入土后压料，直到设计深度，停止喷料；(5)变化成桩直径在最下层旋转叶片入土时，开启液压自动伸缩旋转叶片(各层旋转叶片均为液压自动伸缩旋转叶片)，根据设计要求对成桩直径进行任意变化。
(6)保证固定位置的成桩直径每层旋转叶片之间的距离是相同的，每层旋转叶片的伸缩均为联动的，当最下层旋转叶片开始伸缩时，上层旋转叶片根据相隔的距离和下钻的速度，计算出时间，相应延时伸缩，保证在相同桩长位置成桩直径相同；(7)提升、搅拌在达到设计深度时，停止喷料，同时对加压装置换向，链条开始提升，在下钻到设计桩底标高时，最下层和最上层旋转叶片之间距离的桩径是等径的，在开始提升时，最上层旋转叶片根据最下层旋转叶片在这一位置的成桩直径进行伸缩(与之等径)，并沿着最下层旋转叶片在下钻过程中的成桩直径进行等径伸缩，中间和最下层旋转叶片根据相隔的距离和提升速度，计算出时间，相应延时伸缩，将钻头提升至设计桩顶标高，(8)完成连续可变直径水泥土搅拌桩施工。
权利要求
1. 一种可连续可变直径水泥土搅拌桩成桩方法，其特征在于该方法包括以下步骤a.整平场地；b.搅拌桩机定位移动搅拌桩机，将钻头对准桩位；c.下钻启动钻杆旋转，再启动加压装置，加压装置中的链条对钻杆加压，使钻杆沿导向架向下，钻杆底部钻头的最下层旋转叶片先切土、入土，中间和最上层旋转叶片后入土、搅拌、压料；d.喷加水泥粉、水泥浆或水泥砂浆，搅拌开启喷料装置，在最下层旋转叶片入土后喷料，中间旋转叶片入土后搅拌，最上层旋转叶片入土后压料，直到设计深度，停止喷料；e.变化成桩直径在最下层旋转叶片入土时，开启液压自动伸缩旋转叶片，根据设计要求对成桩直径进行变化，f.保证固定位置的成桩直径每层旋转叶片之间的距离是相同的，每层旋转叶片的伸缩均为联动的，当最下层旋转叶片开始伸缩时，上层旋转叶片根据相隔的距离和下钻的速度，计算出时间，相应延时伸缩，保证在相同桩长位置成桩直径相同；g.提升、搅拌在达到设计深度时，停止喷料，同时对加压装置换向，链条开始提升，在下钻到设计桩底标高时，最下层和最上层旋转叶片之间距离的桩径是等径的，在开始提升时，最上层旋转叶片根据最下层旋转叶片在这一位置的成桩直径进行伸缩与之等径，并沿着最下层旋转叶片在下钻过程中的成桩直径进行等径伸缩，中间和最下层旋转叶片根据相隔的距离和提升速度，计算出时间，相应延时伸缩，将钻头提升至设计桩顶标高，完成连续可变直径水泥土搅拌桩施工。
全文摘要
本发明是一种连续可变直径水泥土搅拌桩操作方法，最下层旋转叶片入土时，开启液压自动伸缩旋转叶片，每层旋转叶片之间的距离是相同的，每层旋转叶片的伸缩均为联动的，当最下层旋转叶片开始伸缩时，上层旋转叶片根据相隔的距离和下钻的速度；在下钻到设计桩底标高时，最下层和最上层旋转叶片之间距离的桩径是等径的；提升过程中固定位置的成桩直径在开始提升时，最上层旋转叶片根据最下层旋转叶片在这一位置的成桩直径进行伸缩与之等径，并沿着最下层旋转叶片在下钻过程中的成桩直径进行等径伸缩，中间和最下层旋转叶片根据相隔的距离和提升速度，计算出时间，相应延时伸缩，将钻头提升至设计桩顶标高。
文档编号E02D5/48GK102561332SQ201210027949
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月9日 优先权日2012年2月9日
发明者刘松玉, 孙竹萍, 徐雄, 杜广印, 杨泳, 谢胜华 申请人:东南大学