[发明专利]长螺旋潜孔锤振动旋喷水泥土型钢桩基坑止水支护方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑地基基础施工中基坑支护方法（包括地铁基坑），特别涉及长螺旋潜孔锤振动旋喷水泥土型钢桩及其施工工艺，可形成桩墙体，用于止水(隔水或截水)帷幕及护坡桩或其母桩。本发明适应的地层范围广，尤其在北方地区较硬土层例如密实砂卵石地层的应用中更显优势。 

背景技术

目前SMW（水泥土搅拌墙）工法以其节能环保质量可靠而在软土地区广泛应用，其设计与施工技术也日趋成熟，包括型钢起拔回收技术也变得成熟，基坑支护工程型钢回收率一般可达100%。三轴搅拌机设备功率大，效率高，施工深度大，质量可靠，应用也日益广泛。但在如北京地区这样的硬土地层应用还极为有限，到目前为止，在北京地区采用三轴搅拌机施工水泥土连续墙采用钢管内支撑仅有一个案例，而且未涉及到北京的砂卵石地层。 

水泥土搅拌桩由于其施工简便、成本低廉，而被广泛应用于基坑支护、止水帷幕及地基处理等领域，但传统搅拌桩在现有设备条件下施工较硬土层，受到极大限制，尤其搅拌砂层或砂卵石层更是无法实施。水泥土旋喷桩包括单管、双管和三管，虽然在软土地区基坑支护、止水帷幕及地基处理等领域也得到成功应用，但在施工较硬土层时，同样受到极大限制，尤其遇到砂层或砂卵石层同样无法实施。 

长螺旋旋喷搅拌桩技术较好的解决了硬土地区成孔成桩问题，目前已在北京、河北、山东、云南、内蒙等地得到较好应用，实践证明是一项实用可行的技术，能达到设计的桩径和设计的桩长，如果利用该技术施工连续的帷幕墙插入型钢配以内支撑或锚杆进行基坑支护是完全可以实现的。尤其在坑深或设计桩长时利用长螺旋旋喷搅拌桩就比长螺旋旋搅拌桩更容易保证桩径，也更易保证垂直度和咬合效果。 

但在遇到大的卵砾石、块石、漂石或遇到地下混凝土障碍时，长螺旋钻具就无能为力。例如在北京地铁7号线百子湾站帷幕施工过程中遇到直径大于1.0m的钢筋混凝土污水管横穿基坑，埋深4m，人工挖除困难，冲击钻施工会对已施围护桩造成影响，如不能施工该部位帷幕桩，则帷幕就不能封闭，达不到做帷幕的目的。这时风动潜孔锤的穿过混凝土管的能力就成为必要。 

发明内容

为了克服以上技术的不足, 利用现有改造了的长螺旋钻具，发明了一种长螺旋潜孔锤振动旋喷水泥土型钢桩基坑支护施工方法。 

本发明的技术方案是：一种长螺旋潜孔锤振动旋喷水泥土型钢桩基坑止水支护方法，其特征在于：利用长螺旋潜孔锤振动钻具更能适应硬地层尤其是地下坚硬物的特点，就地振动旋喷切割翻搅原状土层，边拌合边加入水泥，到设计标高后，拔出钻具，插入型钢等劲型材料，形成具有一定强度及抗渗能力的柱状桩体；依次或间隔施工制出排列的柱状桩体，形成基坑止水桩墙。 

所述的柱状桩体之间相互咬合形成连续闭合桩墙，根据工程需要可形成单排咬合或多排咬合，咬合方式采用顺序咬合或隔孔咬合。 

所述的水泥土喷搅完成后，可插入型钢等劲型材料，以增加桩体的强度，劲型材料可以回收重复利用。 

桩墙形成后，采用锚杆和/或内支撑形成复合的基坑支护体系。 

所形成的基坑支护体系具有一定抗渗能力，可实现不降水施工，保护地下水资源。

所述的长螺旋潜孔锤振动钻具为光杆振动钻具，或带不连续的螺旋叶片；其钻头为风动潜孔锤带喷风孔的钎头，在潜孔锤上方设喷浆孔；长螺旋钻机动力头部位开孔或弯头部位连接注浆管同时有输气管，连接处设置单动装置。 

  

本发明的优点是：适应的地层范围广，尤其在北方地区较硬土层例如密实砂卵石地层的应用中更显优势。同时由于型钢可回收重复利用，大大降低基坑支护施工的成本；另外由于锚杆或内支撑的拆除回收利用，使得基坑支护更加集约环保。应用在富水地层中，基坑开挖可不降水。该发明能在较硬土层中钻进，达到设计深度及桩径，通过桩体之间咬合，可形成闭合连续的桩墙体，从而提高了止水（隔水或截水）帷幕的可靠性；为了增加桩墙体的刚度与强度，水泥土桩形成后插入型钢等劲型材料，从而保证止水可靠、基坑安全。

附图说明

图1是本发明长螺旋振动旋喷水泥土型钢桩基坑止水支护方法施工工艺流程图； 

图2是本发明开挖的导向沟槽和安置定位型钢的结构示意图；

图3是本发明采用顺序施工打桩孔的示意图；

图4是本发明采用跳跃施工打桩孔的示意图；

图5是本发明采用的钻具的结构示意图；

图6是图5的A-A剖视图；

图7是图6的B-B剖视图。

具体实施方式