[发明专利]一种利用分层搅拌桩机对软土层进行加固的方法

说明书

技术领域

本发明涉及软土地基加固领域，具体来说，涉及一种利用分层搅拌桩机对软土层进行加固的方法。

背景技术

我国沿海、沿江地区是我国经济最发达地区，长江三角洲地区、珠江三角洲地区以及环渤海三大经济圈的形成和快速发展，更成为我国经济发展的重要引擎。同时，沿海沿江地区也是我国基础设施建设最密集的地区。然而，这些沿海、沿江发达地区都普遍位于软土地区，工程建设影响的深度范围内普遍存在一定厚度的软土。软土具有强度低、压缩性高和含水率高等特点，因此软土地基处理是各类基础设施建设工程中的关键技术难题之一，特别是近年的大规模高速公路、高速铁路、地下空间开发、大型码头工程建设，对软土地基处理技术提出了更高的要求。

水泥土搅拌桩是加固软土地基的有效方法之一，它是利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械边钻进边往软土中喷射水泥浆液或水泥粉，并就地将软土和固化剂强制搅拌，通过固化剂和软土之间一系列物理化学作用，形成强度较高、整体性、水稳性好的水泥土固化体。这种水泥土搅拌桩与桩周土体一起组成复合地基，可提高土体强度，减少地基压缩性，降低地基渗透性，从而达到加固软土地基的目的。

由于水泥土搅拌桩具有施工方便、处理效果较好、适用性广、造价适中等优点，该技术在国内外软土地区基坑坑底加固中得到了广泛应用，工程实践表明，基坑坑底经过搅拌桩加固后，可以改善土体的物理力学性质，不仅可以增加支护结构前的被动土压力，进而减少支护结构的侧面变形和地面沉降，而且可以增强坑底抗隆起变形的能力，防止被动区土体的破坏，进而基坑的抗倾覆、抗滑移及整体稳定性将大大提高。但是，工程应用中仍存在不少问题，归纳起来主要有：

（1）现有搅拌桩施工机械只能从地表往下全深度加固土层，不能根据工程需要，仅仅加固开挖后基坑底部一定深度范围内土体。如基坑工程中只加固基坑底面以下软土层，而不加固拟开挖土层，则可以大大节省工程建设成本。

（2）加固土层过于单一，若软土中存在一定厚度的夹砂土层或硬土层时， 现有搅拌桩施工机械难以穿透，这使得砂土层或硬土层以下分布的深厚软土不能有效加固； 

由于上述问题的存在，影响了水泥土搅拌桩在基坑工程中应用范围。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用分层搅拌桩机对软土层进行加固的方法，该方法可以穿过地表、夹砂土层或硬土层，对位于地表、夹砂土层或硬土层下方的软土层往进行加固，节省工程建设成本。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种利用分层搅拌桩机对软土层进行加固的方法，该方法包括以下步骤：

步骤10）安装分层搅拌桩机：首先利用推土机平整待加固软土层的地表，然后在平整后的地表上安装分层搅拌桩机；

步骤20）控制搅拌头至待加固的软土层：启动分层搅拌桩机，使得分层搅拌桩机的外杆和内杆沿桩机支架钻入地表下方，外杆和内杆穿过不需加固的土层，直至到达待加固的软土层底部；

步骤30）展开搅拌头：首先通过调控制动动力器，使得第一传动机构继续运行，第二传动机构停止运行，内杆向下行走，使得内杆顶部和外杆顶部卡合，同时，固定在固定板下方的弹性弯曲杆移出外杆内腔，展开搅拌叶片；

步骤40）制备水泥土搅拌桩：首先切割软土层：利用外杆转速控制器带动内杆、外杆和搅拌头一起旋转，同时开启送浆泵，从进浆口向外杆和内杆之间的空腔中输送水泥浆或者水泥粉，再利用搅拌叶片搅拌软土和从出浆口流出的水泥浆或者水泥粉，形成水泥土；同时，利用外杆转速控制器和外杆的配合，实现内杆和外杆同步向上行走，带动搅拌头向上行走，搅拌头同时切割软土层，并搅拌软土和水泥浆或者水泥粉，从而形成水泥土搅拌桩，完成对软土层的加固。

进一步，所述的利用分层搅拌桩机对软土层进行加固的方法，还包括步骤50）取出搅拌头：先启动制动动力器，第一传动机构运行，内杆和固定板向上行走，将搅拌叶片收缩至外杆内腔中；然后通过制动动力器控制外杆转速控制器，使得外杆转速控制器不再与外杆接触；接着，启动制动动力器，第一传动机构和第二传动机构同时向上行走，使外杆和内杆移出地表。