搅拌桩施工方法及其复合桩施工方法

搅拌桩施工方法及其复合桩施工方法

樊琼1张超2龚浩10

01江苏熙利建设有限公司 江苏南京 211000  2泗洪县水利工程有限公司 江苏宿迁 211900

摘要：提供一种搅拌桩施工方法，向搅拌桩桩孔内注入干砼料与浆液混合，有效降低桩体的含水量，使桩身强度快速提高，获得强度高的搅拌桩。

关键词：搅拌桩；复合桩；施工方法

一、背景技术

由于软土地基的承载力较弱，需要对软土地基进行强化处理才能满足在其之上进行建筑物的施工要求，而水泥搅拌桩是用于加固软土地基的一种常用方法，水泥搅拌桩施工根据向土体喷射的介质不同分为湿法施工和干法施工，由于软土地基的含水量较高，若采用湿法施工，采用正常的水泥浆掺入比，往软土中喷射水泥浆与软土强制搅拌混合，反而会增加软土的含水量，造成桩身强度增长缓慢，施工周期长，固结后的水泥土强度较低，其所成桩的单桩承载力很低甚至不能成桩，若采用加大水泥浆的剂量处理软土地基，则造价高、经济性差且土体固化效果差强人意，因此本领域的技术人员将研究重心放在干法施工上面。现有干法施工往土体喷射的介质通常为水泥粉，仅掺入水泥粉与土体搅拌混合形成的搅拌桩桩身强度低，使得地基的承载力差，无法满足高层建筑施工对高承载力地基的需求。

二、技术方案

提供一种复合桩施工方法，在通过如上搅拌桩施工方法形成的搅拌桩未固结前插设预制桩形成具备高承载力的软土地基。

一种搅拌桩施工方法，包括：

进钻喷液步骤：在预定桩位往地下切割破碎土体并伴随注入液体至第一预定深度位置形成搅拌桩桩孔；

粉砼成桩步骤：自搅拌桩桩孔的所述第一预定深度位置起注入包含粉体的干砼料直至上升到第二预定深度位置，形成搅拌桩桩身。

为实现上述目的，还提供一种复合桩施工方法，包括如上所述的搅拌桩施工方法，还包括:在所述粉砼成桩步骤后续进行的植桩步骤，在搅拌桩未固结前，向搅拌桩内插设预制桩至预定深度；所述搅拌桩的横截面形状与所述预制桩的横截面形状相同；和/或，所述搅拌桩的横截面形状与所述预制桩的横截面形状均呈正多边形。

三、附图说明

图1为实施例一的搅拌桩施工流程示意图；

图2进钻喷液步骤的示意图； 图3粉砼成桩步骤的示意图； 图4复合桩的俯视图。

图中：土体1；搅拌桩桩孔2；注料管3；出料口31；泥浆泵4；桩头孔5；护壁结构6；搅拌桩7；预制桩8；链式钻9；伸缩钻杆91；活动板10；伸缩件11；第一深度位置a；第二深度位置b。

四、具体实施方式

实施例一

如图1至图4所示，本实施例公开的搅拌桩施工方法适用于软土地基的强化处理，获得强度高的搅拌桩，包括进钻喷液步骤和粉砼成桩步骤，且进钻喷液步骤位于粉砼成桩步骤之前。

如图2，具体的，进钻喷液步骤：在预定桩位往地下切割破碎土体1并伴随注入液体至第一预定深度位置a形成搅拌桩桩孔2，搅拌桩桩孔2内的液态物质能够确保土体充分流动和混匀，并将土体粉碎均匀，本实施例采用链式钻9来成搅拌桩桩孔2，链式钻9与桩机(图中未显示)采用伸缩钻杆91或接长钻杆连接，便于链式钻9向下进钻软土地基的预定深度，链式钻9包括用于注入液体的输浆管道(图中未画出)，液体可以是水或者是在水中混合了泥、水泥、胶凝剂、胶粘剂、固化剂、膨胀剂中的一种或几种物质的液体，本实施例注入的液体优选是水泥浆，水泥浆作为胶凝材料能够大幅提高搅拌桩的桩身强度。当然，在满足便于切割搅拌均匀土体的基本要求出发，为了降低材料成本，单纯的水或者是泥浆也可以是注入的液体。

具体地，链式钻9竖直插入地层的同时链条带动刀具作竖向的回转运动，搅拌混合原土并伴随注入液体，降低进钻阻力、加快土体的细化和流动，进而链式钻9制作横截面呈矩形的搅拌桩桩孔2。当然，在其他实施例，也可采用双铣轮搅拌装置、搅拌钻杆组、莱洛方孔钻等成型方孔设备制作横截面呈矩形的搅拌桩桩孔，也可采用旋挖钻机、螺旋钻机等成孔设备制作横截面呈圆形的搅拌桩桩孔，本实施例不做限制。

如图3所示，粉砼成桩步骤：自搅拌桩桩孔2的所述第一预定深度位置a起注入包含粉体的干砼料直至上升到第二预定深度位置b，形成搅拌桩桩身。向土体1中注入干砼料，能够有效降低搅拌桩桩孔2内土体1的含水量，加快搅拌桩桩身固结，提高搅拌桩的强度，同时干砼料包含骨料，骨料在土体1中起到骨架和填充孔隙的作用，增加软土地基的密实度与强度，使桩身强度快速提高，进而有效提高软土地基的承载力，改善土体1的力学性能，减少地基沉降。

本实施例中，干砼料包括粉体和颗粒物，其作为干砼料的主剂，其中粉体包括水泥粉、粉煤灰、石灰、石膏粉、石料粉、陶瓷粉、矿渣粉、炉渣粉、煤渣粉、钢渣粉、硅灰、草木灰中的一种或几种，颗粒物包括砂石骨料和/或再生骨料，砂石骨料包括碎石、砂子、矿渣、卵石、砖瓦等，再生骨料主要指废弃混凝土或砌体材料；其中，粉体的粒径小于等于100微米；颗粒物包含粒径小于等于4.75毫米的细颗粒物和粒径小于等于40毫米的粗颗粒物。

当然，干砼料除包含以上主剂之外，还包括辅剂，例如用于加快吸收土体中的水分和提高吸水效果的吸水剂或除水剂，如膨胀树脂、吸水树脂、皂化渣、硅藻土等，用于催化各组分之间的反应、激发混合材料的活性的激发剂，例如氢氧化钠、硅酸钠、氧化镁和氧化钙这类的碱性激发剂及卤盐类、硫酸盐类、铝酸盐类这类的增强激发剂，用于使吸水剂更好的分散在淤泥颗粒中的分散剂，如聚乙烯蜡，用于进一步激发水化硬化反应、增加固化密实度的增强剂，如高岭土、氯化钙、氯化铝、水玻璃、玻璃纤维、醋酸钙、三异丙醇胺、甲酸钠和硝酸钾等中的一种或几种。

由于密度不一样，干砼料向下注入时粉体和不同颗粒物的下降速度不一样，干砼料在搅拌时还可以添加具有粘性的辅剂，目的是将粉体尽量均匀附着在颗粒物的表面，使得干砼料中的粉体在注入到搅拌桩桩孔2内时分布均匀，避免粉体局部堆积而造成注入到搅拌桩桩孔2内的干砼料中的粉体含量分布不均，间接造成搅拌桩桩身的强度不均匀。辅剂可以是矿渣、硅灰或赤泥中的一种或几种，当然也可以是其他能达到相同或类似效果的组分。

干砼料的各组分、配比、掺入比等依据软土地基的含水量、土壤情况、施工要求等因素综合决定。如下给出干砼料的各组分和各组分的重量份的一个示例，粉体：20-25份、砂：20-40份、石：40-80份、除水剂：5-10份、增强剂0.5-5.5份、激发剂：0.5-4.5份。

如图3，在粉砼成桩步骤中，采用注料管3伸入搅拌桩桩孔2的孔底后注入干砼料，干砼料在注入之前已经预拌匀，且注料管3的出料口31边注料边提升或间断性提升。注料管3的出料口31提升至第二预定深度位置b时停止注入干砼料，防止干砼料冒出地面，防止材料浪费和地表环境污染。

注料管3侧壁的底部铰接或销接有活动板10，注料管3还连接有伸缩件11，且伸缩件11的伸出端连接活动板10，在注料管3下沉至搅拌桩桩孔2第一预定深度位置a的过程中，活动板10处于收拢状态，活动板与注料管3的竖向轴线呈0至10°的夹角，整个搅拌桩桩孔2内充满浆液，在注料管3提升过程中，通过驱动伸缩件11使活动板10处于展开状态，为了使活动板10获得较佳的排水效果，活动板10的边缘与搅拌桩桩孔2的内壁尽量贴合或间隙较小，以活动板10作为干湿分界，搅拌桩桩孔2内于活动板10下方为干砼料与浆液的混合物，搅拌桩桩孔2于活动板10的上方为浆液，在注料管3提升过程中，活动板10将搅拌桩桩孔2内多余的浆液排到第二预定深度位置b，以便泥浆泵4抽出搅拌桩桩孔2内多余的浆液，从而降低搅拌桩桩孔2内的含水率。

本实施例中，伸缩件11采用气缸实现活动板10的收拢和展开，当然，伸缩件11也可以采用液压缸、弹簧、伸缩杆、具有弹性变形或伸缩功能的绳索中的一种或几种组合结构，当然也可以采用液压缸和弹簧的组合结构，当然伸缩件11可以不与注料管3连接，仅与活动板10连接，只要能实现活动板10的收拢和张开这两种状态的结构都可以，可根据具体的施工情况进行选择。

如图3，为了进一步降低土体1含水量和缩短搅拌桩7的固结时间，在粉砼成桩步骤中，采用泥浆泵4于第二预定深度位置b的上方抽吸排出搅拌桩桩孔2内的浆液，通过泥浆泵4及时将搅拌桩桩孔2内多余的浆液抽出，提高搅拌桩的固结效率，减少干砼料的用量。可选择的，注料管3的内孔径大于等于9.9厘米，优选注料管3的内孔径大于10.1厘米，以满足向土体1注入砂石骨料的需求。且注料管3的内壁具有耐磨涂层，提高注料管3的使用寿命。

五、有益效果

在进钻喷液步骤中，在预定桩位往地下切割破碎土体并伴随注入液体至第一预定深度位置形成搅拌桩桩孔，搅拌桩桩孔内的液态物质能够确保土体充分流动和混匀，能够将土体粉碎搅拌均匀。在粉砼成桩步骤中，自搅拌桩桩孔的所述第一预定深度位置起注入包含粉体的干砼料直至上升到第二预定深度位置，形成搅拌桩桩身，通过干法施工的方法往搅拌桩桩孔内注入干砼料，有效降低搅拌桩桩孔内的含水量，使桩身强度快速提高，改善软土地基的力学承载性能，骨料在水泥土中起到骨架和填充孔隙作用，增加软土地基的密实度与强度，进而有效提高软土地基的承载力。