專利名稱：一種高壓旋噴中空加固管樁的施工方法及高壓旋噴中空加固管樁的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓旋噴中空加固管樁的施工方法，主要適用于處理深度小于20m的軟基。
背景技術：
高壓旋噴法是軟基加固處理中富有生命力的一種新方法，主要利用高噴灌漿機將高噴灌漿管沉入地下預定深度，然后將水泥漿高壓旋轉噴入土層與土體混合，形成連續搭接的水泥加固體。這種方法施工效率極高，尤其適用于第四紀的沖積層、洪積層、殘積層及人工填土等軟弱土層的加固，已越來越被人們廣泛使用。但高壓旋噴樁對于纖維質多且密的腐殖土、淤泥土，往往成樁后樁徑較小、強度較低，在基礎沉降控制和抗滑穩定等方面存在不足。為大幅度提高樁體的整體強度和抗剪能力，可嘗試將鋼管沉入旋噴樁內聯合受力的處理措施。現有的鋼管沉入方法是待高壓旋噴樁成型后，在高壓旋噴樁中心鉆孔，然后沉入鋼管。這種做法會使鋼管與旋噴體間存在空隙，導致粘結效果差。即使后期不惜成本重新注漿，也會由于施工冷縫的存在，降低高壓旋噴鋼管樁的整體強度。因此，旋噴樁+鋼管樁的方法在地基加固中很少使用，且難以推廣。
發明內容
為了克服現有的鋼管沉入方法導致鋼管與旋噴體間粘結效果差，鋼管樁的整體強度低的不足，本發明旨在提供一種高壓旋噴中空加固管樁的施工方法，該施工方法采用振沖法將中空加固管與高壓旋噴體有效粘結成整體，并將中空加固管伸入基巖，形成穩定性高的樁體結構。為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:
一種高壓旋噴中空加固管樁的施工方法，包括如下步驟:
1)利用高噴灌漿機噴射水泥漿在軟基內形成高壓旋噴樁體，所述高壓旋噴樁體的頂高程不低于地面，該高壓旋噴樁體的底高程位于基巖分界線處；
2)將一中空加固管的頂端通過變徑連接管與所述高噴灌漿機的高噴灌漿管連通；
3)在水泥漿體初凝前，啟動高噴灌漿機，通過高噴灌漿管將中空加固管振沖下入高壓旋噴樁體內，且中空加固管的底端位于基巖分界線之下。由此，本發明采用振沖法將中空加固管與高壓旋噴體有效粘結成整體，并將中空加固管伸入基巖內，中空加固管與旋噴體間粘結效果好，并形成穩定性高的樁體結構。以下為本發明的進一步改進的技術方案:
在步驟I)中，所述高壓旋噴樁體的頂高程高于地面0.3m以上，以便后期去除樁體頂端的浮漿，除去樁體薄弱部位，進一步地提高樁體強度。
作為一種具體的結構形式，本發明所述變徑連接管為喇叭狀的中空管，口徑大的一端與所述中空加固管相連，便于實現高噴灌漿管與中空加固管的連接。在步驟3)中，所述高噴灌漿管的振沖頻率優選為20HZ 40HZ。為了進一步增強中空加固管與旋噴體間的粘結效果，提高樁體的強度，在步驟3)中，所述中空加固管的底端低于基巖分界線至少0.2m。進一步地，本發明還提供了一種高壓旋噴中空加固管樁，包括主體置于軟基內的高壓旋噴樁體，其結構特點是，所述高壓旋噴樁體的底端位于基巖分界線處，該高壓旋噴樁體的頂端位于地面以上；所述高壓旋噴樁體內豎向設有至少一根中空加固管，該中空加固管的底端伸出高壓旋噴樁體并位于基巖分界線以下。進一步地，所述高壓旋噴樁體的頂端高于地面0.3m以上。進一步地，所述中空加固管的底端低于基巖分界線至少0.2m。在本發明中，上述中空加固管優選為鋼管。本發明方法用于處理的所述軟基深度小于20m。與現有技術相比，本發明的有益效果是:
(I)本發明免除傳統的鉆孔工序、施工快捷方便；相比于常規的鋼管沉入方法，本方法無需在旋噴體內重新造孔，且鋼管沉入速度快。(2)造價低；節省了后期注漿工程量。(3)顯著提高了樁體的強度；鋼管與旋噴樁間不存在空隙，保證了振沖高壓旋噴鋼管樁的粘結效果，顯著提高了樁體整體強度和穩定性；
(4)當本發明用于壩坡軟基加固時，則施工方法簡捷高效，為后續壩坡施工贏得了時間，且經濟效益顯著。以下結合附圖和實施例對本發明作進一步闡述。
圖1是本發明一個實施例形成高壓旋噴樁體前的示意 圖2是圖1中高壓樁體初凝前沉入鋼管的示意 圖3是本發明所述變徑連接管的結構示意 圖4是圖1中高壓旋噴鋼管樁形成后的示意圖。在圖中
1-高噴灌漿機；2-高噴灌漿管；3-地面線；4-鑿除浮漿；5-高壓旋噴樁體；
6-軟基；7-基巖分界線； 8-中空加固管；9-變徑沉管連接管。
具體實施例方式一種高壓旋噴鋼管樁的施工方法，以江蘇溧陽抽水蓄能電站為例，該電站下水庫均質土壩壩頂高程24.4m,庫底高程-2.0m,正常蓄水位高程19.0m,死水位高程0m。壩基地質條件極其復雜，上部粉質粘土厚2.0 5.0m,游泥質粘土厚O 8.0m不等，砂卵碌石層厚2.20 5.50m。游泥質土分布高程7.0 15.0m,位于庫水位以下,均質土壩靠北側約350m長左右一帶游泥質粘土較厚,為3 8m。根據工期緊張和現場地層情況復雜等因素的考慮，采用了振沖高壓旋噴鋼管樁的施工方法，大幅度地提高了旋噴樁的整體強度和抗剪能力，根據現有的土壩監測成果，參建各方認定能滿足蓄水后安全運行的要求。如圖1，2，4所示,具體施工方法如下:
I)利用高噴灌漿機噴射水泥漿成樁。高壓旋噴灌漿頂高程應高于地面0.3m，以便后期砍掉樁頭的浮漿，除去樁體薄弱部位。高壓旋噴灌漿底高程至基巖分界線。2)利用原來的噴漿系統，將待沉入的鋼管用變徑連接管(如圖3所示，此變徑連接管兩端分別能套進高噴灌漿管及鋼管)與高噴灌漿機的高噴灌漿管綁定連接。3)在水泥漿體初凝前，啟動高噴灌漿機的振沖方式，迅速將鋼管下入高壓旋噴樁體內。到基巖分界線時，由于基巖的阻力較大，這時可根據實際情況加大振沖頻率，一般情況下將振沖頻率控制在20HZ 40HZ。4)將鋼管伸入基巖0.2m,以利用基巖的固端作用，提高樁體的穩定性。由此，得到一種高壓旋噴鋼管樁，如圖4所示，包括主體置于軟基7內的高壓旋噴樁體5，所述高壓旋噴樁體5的底端位于基巖分界線7處，該高壓旋噴樁體5的頂端位于地面以上；所述高壓旋噴樁體5內豎向設有至少一根鋼管8，該鋼管8的底端伸出高壓旋噴樁體5并位于基巖分界線7以下，所述高壓旋噴樁體5的頂端高于地面0.3m。所述鋼管8的底端低于基巖分界線0.2m。本發明的施工方法簡捷高效，僅兩個月便已施工完成，為后續壩坡施工贏得了時間，且經濟效益顯著。 上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發明，而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
權利要求
1.一種高壓旋噴中空加固管樁的施工方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)利用高噴灌漿機(I)噴射水泥漿在軟基(6)內形成高壓旋噴樁體(5 )，所述高壓旋噴樁體(5)的頂高程不低于地面(3)，該高壓旋噴樁體(5)的底高程位于基巖分界線(7)處； 2)將一中空加固管(8)的頂端通過變徑連接管(9)與所述高噴灌漿機(I)的高噴灌漿管(2)連通； 3)在水泥漿體初凝前，啟動高噴灌漿機，通過高噴灌漿管將中空加固管(8)振沖下入高壓旋噴樁體(5)內，且中空加固管(8)的底端位于基巖分界線(7)之下。
2.根據權利要求1所述的高壓旋噴中空加固管樁的施工方法，其特征在于，在步驟I)中，所述高壓旋噴樁體(5)的頂高程高于地面(3) 0.3m以上。
3.根據權利要求1所述的高壓旋噴中空加固管樁的施工方法，其特征在于，所述變徑連接管(9)為喇叭狀的中空管，口徑大的一端與所述中空加固管(8)相連。
4.根據權利要求1所述的高壓旋噴中空加固管樁的施工方法，其特征在于，在步驟3)中，所述高噴灌漿管(2)的振沖頻率為20HZ 40HZ。
5.根據權利要求1所述的高壓旋噴中空加固管樁的施工方法，其特征在于，在步驟3)中，所述中空加固管(8)的底端低于基巖分界線(7)至少0.2m。
6.根據權利要求廣5之一所述的高壓旋噴中空加固管樁的施工方法，其特征在于，所述中空加固管(8)為鋼管；所述軟基深度小于20m。
7.一種高壓旋噴中空加固管樁，包括主體置于軟基(7)內的高壓旋噴樁體(5)，其特征在于，所述高壓旋噴樁體(5)的底端位于基巖分界線(7)處，該高壓旋噴樁體(5)的頂端位于地面以上；所述高壓旋噴樁體(5)內豎向設有至少一根中空加固管(8)，該中空加固管(8)的底端伸出高壓旋噴樁體(5)并位于基巖分界線(7)以下。
8.根據權利要求7所述的高壓旋噴中空加固管樁，其特征在于，所述高壓旋噴樁體(5)的頂端高于地面(3) 0.3m以上。
9.根據權利要求7所述的高壓旋噴中空加固管樁，其特征在于，所述中空加固管(8)的底端低于基巖分界線(7)至少0.2m。
10.根據權利要求7、之一所述的高壓旋噴中空加固管樁，其特征在于，所述中空加固管(8)為鋼管。
全文摘要
本發明公開了一種高壓旋噴中空加固管樁的施工方法及高壓旋噴中空加固管樁。為了解決現有的鋼管沉入方法導致中空加固管與旋噴體間粘結效果差，鋼管樁的整體強度低的問題，所述施工方法包括如下步驟1)形成高壓旋噴樁體，2)將一中空加固管與所述高噴灌漿機的高噴灌漿管連通；3)在水泥漿體初凝前，將中空加固管下入高壓旋噴樁體內，且中空加固管的底端位于基巖分界線之下。所述高壓旋噴中空加固管樁采用上述方法形成。本發明采用振沖法將鋼管與高壓旋噴體有效粘結成整體，并將鋼管伸入基巖，形成穩定性高的樁體結構。
文檔編號E02D5/22GK103161151SQ20131011258
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者劉昊, 寧永升, 馮樹榮, 鐘筱賢, 陳洪來 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設計研究院