雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法

《雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法》是東南大學於2008年2月27日申請的專利，該專利的申請號為2008100208004，公布號為CN101230572，授權公布日為2008年7月30日，發明人是劉松玉、杜廣印、楊泳、孫竹萍，該發明屬於地基處理方法的技術領域。

《雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法》主要通過在同心內外鑽桿的外鑽桿鑽頭上安裝二層正向旋轉攪拌葉片，在內鑽桿鑽頭上安裝二層反向旋轉攪拌葉片，噴灰口開在內鑽桿鑽頭上二層攪拌葉片之間，內鑽桿鑽頭在外鑽桿鑽頭下方。在內鑽桿鑽頭反向旋轉入土及噴灰過程中，外鑽桿鑽頭正向旋轉的攪拌葉片起到壓灰和正反向同時攪拌的作用，阻斷水泥粉上冒途徑，保證了水泥粉的用量在樁體中均勻分布；由於進行了正、反向旋轉攪拌，使得攪拌更加充分。上述過程為下鑽、噴灰、攪拌過程，在提升、攪拌過程時，對內、外鑽頭的旋轉方向進行換向，即外鑽桿鑽頭為反方向，內鑽桿鑽頭為正反方。由於以上作用，明顯提高樁體質量。

2013年，《雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎優秀獎。

基本介紹

• 中文名：雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法
• 公布號：CN101230572
• 公布日：2008年7月30日
• 申請號：2008100208004
• 申請日：2008年2月27日
• 申請人：東南大學
• 地址：江蘇省南京市四牌樓2號
• 發明人：劉松玉、杜廣印、楊泳、孫竹萍
• Int.Cl.：E02D5/36（2006.01）、E02D3/12（2006.01）
• 代理機構：南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人：葉連生
• 類別：發明專利

專利背景

中國沿海、江河流域經常分布軟土地基，在荷載、循環、車輛等動力作用下，地基沉降是地基失效的主要形式，常導致高速公路、鐵路、機場、碼頭的質量問題。處理軟土地基的各種方法中套用最多的方法是選用複合地基，在複合地基的加固方法中，特別是在交通工程中的軟土地基處理中，經常選用的是採用粉噴樁技術來加固地基。工程實踐表明，粉噴樁法具有施工簡單，快速，擾動小等優點，能有效地提高軟土地基的穩定性，減少和控制沉降量。粉噴樁現已發展成一種常用的軟土地基處理方法，主要適用於加固含水量較高的軟土地基。這種方法是利用水泥材料作為固化劑，通過特製的攪拌機械即單向攪拌的方式（正向或反向），在地基深處，就地將軟土和水泥粉強制攪拌，由水泥粉和軟土間產生一系列的物理和化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的粉噴樁。這種粉噴樁與樁周土一起組成複合地基，從而提高地基承載力，減少地基沉降。

通過大量工程實踐，發現常規粉噴樁（單向攪拌）在軟土地基處理中存在以下一些問題無法解決：

（1）粉噴樁在軟土地基處理中普遍存在著攪拌不均勻問題，影響成樁質量。

（2）粉噴樁在施工過程中普遍存在嚴重的返灰現象，大量的水泥粉噴出地面，影響樁體中水泥摻入量。

（3）常規粉噴樁施工方法一般為：一噴四攪和兩噴四攪，甚至用二噴六攪，工效低。

由於上屬問題的存在，影響了粉噴樁技術的推廣和使用；同時也嚴重製約了粉噴樁的套用範圍。

軟土處理中所選用的雙向攪拌粉噴樁形式將大大提高複合地基的強度。

發明內容

專利目的

《雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法》主要針對上述常規（單向攪拌）粉噴樁施工中存在的問題，對粉噴樁的施工工藝進行改進，提出了一種雙向攪拌粉噴樁操作方法，使得上述問題得到解決。

技術方案

《雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法》的雙向攪拌粉噴樁的成樁操作方法主要是將粉噴樁單向攪拌施工法改變成兩次雙向攪拌施工法，形成一套新的施工工法：

第一步：整平場地；

第二步：雙向攪拌機定位：雙向攪拌機移動，將鑽頭對準樁位；

第三步：下鑽：先啟動內鑽桿鑽頭反向轉動，後啟動外鑽桿鑽頭正向轉動，然後啟動加壓裝置，加壓裝置中的鏈條同時對內外鑽桿加壓，使內外鑽桿沿導向架向下，內鑽頭先切土、入土，外鑽頭後入土、攪拌；

第四步：噴灰、攪拌：開啟噴粉裝置，在內鑽頭反向轉動入土後向攪拌土體噴灰，其鑽頭內鑽桿上的二層旋轉葉片的作用為：下面一層是破土，上面一層為攪拌；外鑽頭正向轉動入土後，其鑽頭外鑽桿上的二層旋轉葉片作用為攪拌、壓灰；直到設計深度，停止噴灰；

第五步：提升、攪拌：在達到設計深度時，先將外鑽桿鑽頭換向轉動，後對內鑽桿鑽頭換向轉動，同時對加壓裝置換向，鏈條將鑽頭提升至設計樁頂標高，完成雙向攪拌粉噴樁施工。

該發明主要通過在同心內外鑽桿的外鑽桿鑽頭上安裝二層正向旋轉攪拌葉片，在內鑽桿鑽頭上安裝二層反向旋轉攪拌葉片，噴灰口開在內鑽桿鑽頭上二層攪拌葉片之間，內鑽桿鑽頭在外鑽桿鑽頭下方。在內鑽桿鑽頭反向旋轉入土及噴灰過程中，外鑽桿鑽頭正向旋轉的攪拌葉片起到壓灰和正反向同時攪拌的作用，阻斷水泥粉上冒途徑，保證了水泥粉的用量在樁體中均勻分布；由於進行了正、反向旋轉攪拌，使得攪拌更加充分。上述過程為下鑽、噴灰、攪拌過程，在提升、攪拌過程時，對內、外鑽頭的旋轉方向進行換向，即外鑽桿鑽頭為反方向，內鑽桿鑽頭為正反方。由於以上作用，明顯提高樁體質量。

有益效果

《雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法》的方法施工方便、操作簡單，其優點主要有：

（1）能夠保證水泥粉在樁體中分布均勻；

（2）能夠保證水泥粉在樁體中的摻入量，不會出現返灰現象；

（3）能夠保證樁身水泥土充分攪拌均勻，確保成樁質量和樁身質量；

（4）由於解決了施工過程中的返灰問題，使粉噴樁的套用範圍擴大；

（5）由於進行了二次正反向葉片同時旋轉、切割、攪拌土體，把傳統的一噴四攪、兩噴四攪，二噴六攪改變為該工法的一噴兩攪，使工效提高近一倍。

權利要求

1.《雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法》特徵在於成樁方法為：

第一步：整平場地；

第二步：雙向攪拌機定位：雙向攪拌機移動，將鑽頭對準樁位；

第三步：下鑽：先啟動內鑽桿鑽頭反向轉動，後啟動外鑽桿鑽頭正向轉動，然後啟動加壓裝置，加壓裝置中的鏈條同時對內外鑽桿加壓，使內外鑽桿沿導向架向下，內鑽頭先切土、入土，外鑽頭後入土、攪拌；

第四步：噴灰、攪拌：開啟噴粉裝置，在內鑽頭反向轉動入土後向攪拌土體噴灰，其鑽頭內鑽桿上的二層旋轉葉片的作用為：下面一層是破土，上面一層為攪拌；外鑽頭正向轉動入土後，其鑽頭外鑽桿上的二層旋轉葉片作用為攪拌、壓灰；直到設計深度，停止噴灰；

第五步：提升、攪拌：在達到設計深度時，先將外鑽桿鑽頭換向轉動，後對內鑽桿鑽頭換向轉動，同時對加壓裝置換向，鏈條將鑽頭提升至設計樁頂標高，完成雙向攪拌粉噴樁施工。

實施方式

《雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法》主要通過在同心內外鑽桿的外鑽桿鑽頭上安裝二層正向旋轉攪拌葉片，在內鑽桿鑽頭上安裝二層反向旋轉攪拌葉片，噴灰口開在內鑽桿鑽頭上二層攪拌葉片之間，內鑽桿鑽頭在外鑽桿鑽頭下方。在內鑽桿鑽頭反向旋轉入土及噴灰過程中，外鑽桿鑽頭正向旋轉的攪拌葉片起到壓灰和正反向同時攪拌的作用，阻斷水泥粉上冒途徑，保證了水泥粉的用量在樁體中均勻分布；由於進行了正、反向旋轉攪拌，使得攪拌更加充分。上述過程為下鑽、噴灰、攪拌過程，在提升、攪拌過程時，對內、外鑽頭的旋轉方向進行換向，即外鑽桿鑽頭為反方向，內鑽桿鑽頭為正反方。由於以上作用，明顯提高樁體質量。

該項發明主要是將粉噴樁單向攪拌施工法改變成兩次雙向攪拌施工法，形成一套新的施工工法，具體操作步驟如下：

（1）整平場地；

（2）施工放樣；

（3）雙向攪拌機定位：雙向攪拌機移動，將鑽頭對準樁位

（4）下鑽：先啟動內鑽桿鑽頭（反向），後啟動外鑽桿鑽頭（正向），然後啟動加壓裝置，加壓裝置中的鏈條同時對內外鑽桿加壓，使內外鑽桿沿導向架向下，內鑽頭先切土、入土，外鑽頭後入土、攪拌；

（5）噴灰、攪拌：開啟噴粉裝置，在內鑽頭（反向）入土後噴灰，其二層旋轉葉片作用為：下面一層是破土，上面一層為攪拌；外鑽頭（正向）入土後，其二層旋轉葉片作用為攪拌、壓灰；直到設計深度，停止噴灰；

（6）提升、攪拌：在達到設計深度時，先將外鑽桿鑽頭換向（反向），後對內鑽桿鑽頭換向（正向），同時對加壓裝置換向，鏈條將鑽頭提升至設計樁頂標高，完成雙向攪拌粉噴樁施工。

榮譽表彰

2013年，《雙向攪拌粉噴樁成樁操作方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎優秀獎。