深层搅拌桩机操作规程.docx
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深层搅拌桩机操作规程.docx
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深层搅拌桩机操作规程
深层搅拌桩机操作规程
使用说明书
技术领域
本发明涉及搅拌桩机技术领域,具体地说是一种钻具及应用钻具的深层搅拌桩机施工方法。
背景技术
水泥土搅拌桩,因其施工工艺简单、造价低廉,广泛应用于软土地区地基处理、基坑工程土质改良。
但由于软土的成因多种多样,不同成因的软土在采用常规的搅拌桩机处理后,难以满足工程质量要求。
在节约成本和保证质量的双重前提下,从改进常规水泥土搅拌桩机钻具与施工工艺等角度入手,深入研究能提升水泥土搅拌桩桩身均匀性的方法和技术,从而达到在不提高水泥的掺入比的情况下就能提高成桩质量,是岩土工程亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷,提供一种搅拌均匀、成桩质量稳定、施工效率高、成本低廉且设计合理、结构简单的钻具及应用钻具的深层搅拌桩机施工方法。
一种钻具,包括:
用于连接桩机的钻杆、钻头、搅拌翼片,所述钻头设置在所述钻杆的一端,所述搅拌翼片周向设置在所述钻杆上;
所述搅拌翼片包括依次设置在所述钻杆上的底层搅拌翼片、中层搅拌翼片、上层搅拌翼片,且所述底层搅拌翼片设置在靠近所述钻头的一端,所述搅拌翼片的结构安排和数量要符合下述条件:
以钻杆旋转一周为一个周期,在该周期内,所有搅拌翼片对土体任一点的搅拌次数须大于20,并符合如下公式:
N=(h cosβ+d sinβ)ΣZVn]]>
其中,h——搅拌翼片的宽度(m);
β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角;
d——搅拌翼片的厚度(m);
∑Z——搅拌翼片的总数;
n——钻具的回转数(rev/min);
V——钻具的提升速度(m/min);
N——搅拌次数;
dgsinβ+hgcosβ——搅拌翼片垂直投影高度(m)。
一种施工方法,应用钻具的深层搅拌桩机施工方法,包括如下步骤:
①、定位:
将安装有钻具的深层搅拌桩机移动到预定施工区域并定位;
②、预拌下沉:
开动搅拌机,待钻具运转正常后,将搅拌机垂直向下移动,通过钻具上的搅拌翼片边旋转、边切土、边下沉,直至设计深度;
③、搅拌固化剂浆液:
在步骤②中搅拌机下沉的同时,根据设计确定的渗入比拌制水泥浆液,待压浆前将浆液倒入集料斗中;
④、提升喷浆和搅拌:
搅拌机下沉到设计深度后,将制备的浆液压入地基中,边喷浆边旋转,以钻杆旋转一周为一个周期,在该周期内,所有搅拌翼片对土体任一点的搅拌次数须大于20,且搅拌次数符合如下计算公式:
N=(h cosβ+d sinβ)ΣZVn]]>
其中,h——搅拌翼片的宽度(m);
β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角;
d——搅拌翼片的厚度(m);
∑Z——搅拌翼片的总数;
n——钻具的回转数(rev/min);
V——钻具的提升速度(m/min);
N——搅拌次数;
dgsinβ+hgcosβ——搅拌翼片垂直投影高度(m);
⑤、重复向上、向下搅拌:
重复前次作业,直至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面;
⑥、移位:
将搅拌机移至下一桩位,重复上述步骤的施工。
一种钻具及应用钻具的深层搅拌桩机施工方法,其优点是:
①、钻头中搅拌翼片的增加,结构简单,安装方便,无需更换动力系统即可工作,增加对土体的切割次数,确保搅拌土体任何一点搅拌次数提高50%以上,大大提高了搅拌效率,从而提升搅拌桩的成桩质量;
②、各层翼片间的分布特点以及翼片与钻杆之间的角度设计,平衡了桩头旋转切割土体时的阻力,使钻头方便进入土体的同时搅拌更加均匀。
附图说明
图1为钻具结构示意图;
图2为钻具侧视图;
图3为钻具俯视图;
图4为搅拌翼片与钻杆结构示意图;
图中,h——搅拌翼片的宽度(m);
β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角;
d——搅拌翼片的厚度(m);
dgsinβ+hgcosβ——搅拌翼片垂直投影高度(m);
上述图中标号为:
1、钻杆,11、空腔,12、第一输浆管道,13、第二输浆管道,14、钻杆连接扣;
2、钻头,
3、搅拌翼片,31、底层搅拌翼片,311、出浆孔,32、中层搅拌翼片,33、上层搅拌翼片。
具体实施方式
一种钻具,包括:
用于连接桩机的钻杆1、钻头2、搅拌翼片3,所述钻头2设置在所述钻杆1的一端,所述搅拌翼片3周向设置在所述钻杆1上;
优选地,所述钻杆1与所述钻头2焊接;
优选地,所述钻杆1长度为580~630mm;所述钻杆1包括沿所述钻杆1纵向设置的空腔11、用于输送水泥浆的第一输浆管道12、第二输浆管道13、用于与桩机钻杆连接的钻杆连接扣14,所述第一输浆管道12、所述第二输浆管道13均设置在所述空腔11内,且所述第一输浆管道12沿所述空腔11纵向设置,所述第一输浆管道12的出浆口设置在靠近所述钻头2的一端且与所述第二输浆管道13的入浆口连通,用于所述第一输浆管道12输送浆液至与所述第一输浆管道12垂直设置的所述第二输浆管道13内,通过所述第二输浆管道13的出浆口排出,所述钻杆连接扣14设置在所述钻杆1上远离所述钻头2的一端,所述搅拌翼片3的结构安排和数量要符合下述条件:
以钻杆1旋转一周为一个周期,在该周期内,所有搅拌翼片3对土体任一点的搅拌次数须大于20,并符合如下公式:
N=(h cosβ+d sinβ)ΣZVn]]>
其中,h——搅拌翼片的宽度(m);
β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角;
d——搅拌翼片的厚度;
∑Z——搅拌翼片的总数;
n——钻具的回转数(rev/min);
V——钻具的提升速度(m/min);
N——搅拌次数;
dgsinβ+hgcosβ——搅拌翼片垂直投影高度(m)。
优选地,所述搅拌翼片3包括依次设置在所述钻杆1上的底层搅拌翼片31、中层搅拌翼片32、上层搅拌翼片33,所述底层搅拌翼片31设置在靠近所述钻头2的一端;
所述底层搅拌翼片31与所述上层搅拌翼片33沿所述钻杆1平行设置,所述底层搅拌翼片31与所述中层搅拌翼片32沿所述钻杆1垂直设置,所述底层搅拌翼片31、所述中层搅拌翼片32、所述上层搅拌翼片33与所述钻杆1的水平倾角均为10~15°,平衡了减小桩头旋转切割土体时的阻力和最大效率搅拌土体的矛盾,使所述钻头2在容易钻进的情况下更好地搅拌(翻转)土体,起到部份垂直方向搅拌作用;
优选地,所述底层搅拌翼片31、所述中层搅拌翼片32、所述上层搅拌翼片33宽度均为渐变式,其中根部宽度为84~90mm,端部宽度约为67~73mm;且各层搅拌翼片之间的间距为190~210mm,各翼片的长度可随成桩直径需要调节,安装方便,无需更换动力系统。
优选地,所述底层搅拌翼片31与所述钻杆1连接一端的端部开设有出浆孔311,用于横向设置在所述钻杆1内的所述第二输浆管道13穿过所述出浆孔311与所述底层搅拌翼片31相连,便于水泥浆喷出。
优选地,所述底层搅拌翼片31、所述中层搅拌翼片32、所述上层搅拌翼片33上设置的翼片均为两片,且每层的翼片对称设置在所述钻杆1上,提高搅拌效率。
一种施工方法,应用钻具的深层搅拌桩机施工方法,包括如下步骤:
①、定位:
将安装有钻具的深层搅拌桩机移动到预定施工区域并定位;
②、预拌下沉:
开动搅拌机,待钻具运转正常后,将搅拌机垂直向下移动,边旋转、边切土、边下沉,直至设计深度,所述设计深度根据实际操作而定;
③、搅拌固化剂浆液:
在步骤②中搅拌机下沉的同时,根据设计确定的渗入比拌制水泥浆液,待压浆前将浆液倒入集料斗中;
④、提升喷浆和搅拌:
搅拌机下沉到设计深度后,将制备的浆液压入地基中,边喷浆边旋转,以钻杆1旋转一周为一个周期,在该周期内,所有搅拌翼片3对土体任一点的搅拌次数须大于20,且搅拌次数符合如下计算公式:
N=(h cosβ+d sinβ)ΣZVn]]>
其中,h——搅拌翼片的宽度(m);
β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角;
d——搅拌翼片的厚度(m);
∑Z——搅拌翼片的总数;
n——钻具的回转数(rev/min);
V——钻具的提升速度(m/min);
N——搅拌次数;
dgsinβ+hgcosβ——搅拌翼片垂直投影高度(m);
⑤、重复向上、向下搅拌:
重复前次作业,直至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面;
⑥、移位:
将搅拌机移至下一桩位,重复上述步骤的施工。
上述方法中,根据《建筑地基处理技术规范》,搅拌桩施工时,搅拌次数越多,则拌和越为均匀,水泥土强度也越高,但施工效率就降低。
试验证明,当加固范围内任一点的水泥土每遍经过20次的拌合,其强度即可达到较高值,每遍搅拌次计算公式为:
其中:
h——搅拌翼片的宽度(m);
β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角;
∑Z——搅拌翼片的总数;
n——钻具的回转数(rev/min);
V——钻具的提升速度(m/min);
N——搅拌次数;
每遍搅拌次数N与h、β、∑Z、n成正比关系,与V成反比。
而根据规范公式含义及《地基处理手册》等相关解释,hcosβ计算所得应为搅拌翼片的垂直投影高度,当采用如本发明提供的等厚钢板加工钻具时,搅拌翼片的厚度不可忽略,规范公式不可直接适用于本发明的计算,假设搅拌翼片厚度为d,则搅拌翼片的垂直投影高度为dgsinβ+hgcosβ(如图4所示),因此,搅拌次数计算公式为N=(h cosβ+d sinβ)ΣZVn.]]>
其中,搅拌翼片与钻杆的垂直夹角为75~80°,搅拌翼片的片数大于6;
当取h=0.07m,β=77°,n/V>74,N>20,d=0.03m,∑Z=6时,确保搅拌土体任何一点搅拌次数提高50%以上;
优选地,所述水泥浆液中水灰比为0.55:
1。
一种钻具及应用钻具的深层搅拌桩机施工方法,其优点是:
①、钻头中搅拌翼片的增加,结构简单,安装方便,无需更换动力系统即可工作,增加对土体的切割次数,确保搅拌土体任何一点搅拌次数提高50%以上,大大提高了搅拌效率,从而提升搅拌桩的成桩质量;
②、各层翼片间的分布特点以及翼片与钻杆之间的角度设计,平衡了桩头旋转切割土体时的阻力,使钻头方便进入土体的同时搅拌更加均匀。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
深层搅拌桩机操作规程
1、 安装钻机前,应掌握勘探资料,并确认地址条件符合该钻机的要求,地下无埋设物,作业范围内无障碍物,施工机械与架空输电线路的安全距离符合规定。
2、 安装钻机时,钻机钻架基础应夯实、整平。
钻机钻架下应铺设
枕木,应保持整机处于水平状态。
3、 钻机的安装和钻头的组装应按照说明书规定进行,竖立或放在
钻架时,应有熟练的专业人员进行。
4、 作业前重点检查项目应符合下列要求:
(1)、各部件安装紧固,钻动部位和传动带有防护罩,钢丝绳完好,离合器、制动带功能良好;
(2)、润滑油符合规定,各管路接头密封良好,无漏电、漏气、漏水现象。
(3)、电器设备齐全、电路配置完好。
(4)、输浆计量器具应按相关规定完成检定方可使用。
(5)、钻机作业范围内无障碍物。
5、作业前,应将各部操纵手柄先置于空挡位置,用人力盘动无卡阻,在启动电动机空载运转,确认一切正常后,方可作业。
6、搅拌桩施工时,每台班均须检查搅拌头几何尺寸,搅拌头直径为70±1.5cm.
7、每根桩施工前,必须校正搅拌轴两个方向的垂直度,垂直度误差不超过百分之一,钻机定位要准确、水平,稳固,定位后要垫实,以保证桩机平稳运行,施工过程中,桩管中心应始终保持在同一铅垂线上,如发生异常情况,立即调整,确保桩机垂直倾斜率小于百分之一。
8、设备运转正常后,搅拌轴沿导向架切土下沉,下沉速度不应大于0.75m/min.。
9、搅拌桩预搅下沉时应尽量不用水冲下沉,当遇到硬土层下沉太慢时方可适量冲水。
凡经输浆管冲水下的桩,喷浆前必须将管内的水排清,同时考虑冲水成桩对桩身强度的影响。
10、喷浆搅拌提升应符合下列要求:
1)、搅拌头下沉到设计标高后,开启灰浆泵,将已拌制好的水泥浆压入地基土中,并边喷浆边搅拌,约1-2分钟后上提搅拌头,搅拌头的提升速度不应超过0.6m/min。
2)、在压浆时,前台机操与后台供浆应紧密配合,联络信号必须明确,后台供浆必须连续,一旦应故停浆,必须立即通知前台。
3)、搅拌所用固化剂浆液倒入集料斗,应经筛过滤,以免浆内结块损坏泵体。
4)、重复上下搅拌时,要求沿桩长的喷浆量均匀,成桩结束浆液也应用完。
5)、由于电压过低,输浆管堵塞或其它原因造成停机的,当搅拌机重新启动后,应浆搅拌头至少下沉0.5m,再继续喷浆搅拌。
6)、搅拌头提至距地面2 m时,喷浆压力宜低于0.3MPA。
7)、桩长不宜小于设计值。
8)、相互搭接的桩体须连续施工,一般相邻的施工间隔时间不宜超过
10小时,特殊情况超过48小时,须在桩后增加一组桩,以防渗漏。
9)、桩机的移位和拆卸,应按照说明书规定执行,在转移和拆运过程中,应防止碰撞机架。
10)、作业后,应对钻机进行清洗和润滑。
并应将主要部位遮盖妥当。
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