原土固化沉桩法及其施工装置.pdf

本发明公开了一种用于建筑施工的原土固化沉桩法及其施工装置。该沉桩法是在地基预定位置上搅拌切土成预定深度的搅切原土，将配制好的固化剂压入上述搅切原土中，并使该固化剂与搅切原土搅拌均匀以形成加固土；再将预制桩沉入上述加固土中，而在上述地基中形成原土固化桩基。该施工装置包括底盘、安装于底盘上搅拌机立柱以及搅拌机立柱上的深层搅拌机，在所述底盘上还安装有打桩机立柱，在打桩机立柱上装有打桩机。应用该方法所形成的地基具有强度高、承载能力强、造价低的优点。

1、  一种原土固化沉桩法，其特征在于：在地基预定位置上搅拌切土成预定深度的搅切原土，将配制好的固化剂压入上述搅切原土中，并使该固化剂与搅切原土搅拌均匀以形成加固土；再将预制桩沉入上述加固土中，而在上述地基中形成原土固化桩基。

2、  根据权利要求1所述的原土固化沉桩法，其特征在于：所述固化剂为水泥类或石灰类固化剂。

3、  根据权利要求1所述的原土固化沉桩法，其特征在于：所述预制桩为钢筋混凝土预制桩。

4、  根据权利要求1、2或3所述的原土固化沉桩法，其特征在于：在搅拌切土至预定深度后，自下而上地边压入固化剂，边旋转搅拌成加固土；然后再对加固土重复进行上、下搅拌。

5、  一种使用于原土固化沉桩法的施工装置，包括底盘(9)、安装于底盘(9)上搅拌机立柱(5)以及搅拌机立柱(5)上的深层搅拌机(2)，其特征在于：在所述底盘(9)上还安装有打桩机立柱(8)，在打桩机立柱(8)上装有打桩机(4)。

6、  根据权利要求5所述的施工装置，其特征在于：所述打桩机(4)为冲击式打桩机。

7、  根据权利要求5所述的施工装置，其特征在于：所述打桩机(4)为振动打桩机。

8、  根据权利要求5所述的施工装置，其特征在于：所述打桩机(4)为液压打桩机。

原土固化沉桩法及其施工装置
技术领域
本发明涉及一种地基基础施工方法，特别是一种同时具有深层搅拌桩和预制桩特性的复合桩基础的施工方法。本发明还涉及一种使用该原土固化沉桩方法的施工装置。
背景技术
软土层地基的孔隙比大、含水量高、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数低、沉降稳定时间长，因而很难直接在软土层上进行建筑施工。但在实际建筑施工中，又无法避免遭遇软土层地基施工条件，特别是近年来，各地根据城市发展规划和土地资源的有效利用，常常需要在软土地基上进行施工。这就必须改良、加固软土地基，使之满足建筑施工的要求。
在现有技术中，改良、加固软土地基的方法有很多，但采用深层搅拌固化法及长桩沉入法是目前最为常用的加固方法。深层搅拌是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，在地基深处将原有软土和固化剂进行强制搅拌，以形成加固的地基，这种方法虽使软土结成了具有整体性和一定强度的地基，但单桩容许承载力不足，桩身强度得不到保证，桩周摩擦系数低，仍易引起建筑物的不均匀下沉和倾斜。长桩沉入法则是将混凝土预制桩沉埋于软土层中而形成桩基础，虽然这种桩基础的承载力和桩身质量易于保证，抗腐蚀性能高，但对于工业和民用建筑来讲，要达到理想的承载效果，不仅要消耗较多的钢材，而且要求桩的截面积足够大、桩的长度足够长，这就造成了工程造价太高，施工周期过长；同时这种施工方法还必须拥有大型桩基施工机械设备与之配套，这又增加了桩基础的施工成本。
发明内容
为了克服现有技术所存在地上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种原土固化沉桩法，它不仅具有承载能力强、强度高，而且能有效地降低工程造价。此外，本发明另一个要解决的技术问题是还要提供一种使用于该原土固化沉桩法的施工装置。
为了解决上述问题，本发明的原土固化沉桩法，是在地基预定位置上搅拌切土成预定深度的搅切原土，将配制好的固化剂压入上述搅切原土中，并使该固化剂与搅切原土搅拌均匀以形成加固土；再将预制桩沉入上述加固土中，而在上述地基中形成原土固化桩基。
所述固化剂为水泥类固化剂或石灰类固化剂。水泥类固化剂，如普通硫酸盐水泥、石膏等；石灰类固化剂，如生石灰、消石灰等。
另外，为了解决上述技术问题，本发明的使用于原土固化沉桩法的施工装置，包括底盘、安装于底盘上的搅拌机立柱以及搅拌机立柱上的深层搅拌机，在所述底盘上还安装有打桩机立柱，在打桩机上装有打桩机。
所述的打桩机可以是冲击式打桩机，也可以是振动式打桩机、液压打桩机等。
采用上述原土固化沉桩施工方法，不仅最大限度地利用了原土，避免了挖除置换所带来的资源和财力浪费，而且有效地改善了原土地基强度，大幅度提高了地基的承载能力。也由于预制桩沉植于加固土中，又进一步提高了桩基的综合承载能力，缩小了桩长和桩径，节省了大量的钢材，降低了工程造价，也方便了施工，缩短了施工周期。同时未固化前的沉桩，减少了相应的负摩阻力，提高了预制桩贯入能力和沉桩效率，并且无需截桩；减轻了沉桩所带来的噪声、振动等环境污染。本发明的施工装置还具有结构简单、效率高、加工制造方便的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明原土固化沉桩法的工序流程说明图；
图2是本发明使用于原土固化沉桩法的施工装置的主视结构示意图；
图3是图2所示施工装置的俯视结构示意图。
具体实施方式
图1表示本发明一种具体的施工工序流程说明图。图中从左至右其工序步骤如下：
(一)、首先，将深层搅拌机移至地基预定的加固搅拌位置，定位对中，启动深层搅拌机电机；
(二)、待搅拌头转动速度正常后，边旋转搅拌、切削破碎土层，边向下进给，直至达到预定深度，从而在加固搅拌位置形成膨松的搅切原土；
(三)、配置水泥浆(水泥掺量约占被加固土重的7-15％)，将搅拌机略提起些，开启灰浆泵并继续边旋转提升，边输浆搅拌而将水泥浆压入搅切原土中，直至提升到设计高度；此时水泥浆正好排空；
(四)、停止压喷水泥浆、将深层搅拌机再次边旋转边沉至预定的加固深度；
(五)、将深层搅拌机边旋转搅拌、边提升，直至提升地面，而结束深层搅拌，使之在加固搅拌位置形成均匀的加固土，该加固土为搅切原土和水泥浆充分混合后的水泥土；
(六)、完成深层搅拌，并将深层搅拌机移出加固搅拌位置；
(七)、将混凝土预制桩移至并对准上述的加固土位置，定位对中；
(八)、以打桩机将钢筋混凝土预制桩沉入加固土中，加固土经凝结后，而固化为原土固化综合桩基。
上述施工流程中，其固化剂不仅仅限于水泥类固化剂，还可以是石灰类固化剂、沥清类和化学材料类固化剂；其预制桩也不仅是钢筋混凝土预制桩，还可以是木桩、钢桩等等；重复搅拌既可是一个上下循环，也可重复多次，使由原土和水泥浆搅拌成的加固土更加均匀。
图2、图3所示为本发明使用上述沉桩法的一种施工装置。该装置包括底盘9，在底盘9上设置有深层搅拌卷扬机10、打桩卷扬机12和电气控制柜11。在底盘9上安装有搅拌机立柱5，深层搅拌机2通过滑轮吊装在搅拌机立柱5的顶部横梁1上，搅拌机立柱5和底盘9之间装有搅拌机撑杆6。在底盘9上还安装有打桩机立柱8，在打桩机立柱8的打桩横梁3上吊装有打桩机4，该打桩机4可沿打桩立柱8上的导向滑轨上下滑动，打桩机立柱8和底盘9之间也装有打桩机撑杆7。上述深层搅拌机和打桩机均采用建筑施工中的通用设备；其打桩机不仅可以是冲击式打桩机，如柴油锤、气动锤等；还可以是振动打桩机或液压打桩机或机械滑轮组反拉压桩等常用设备；底盘同样可以采用走管式底盘、轨道式底盘或步履式底盘等结构。