[发明专利]劲芯水泥土筒桩及施工方法和筒形旋搅钻具

权利要求书

1.一种劲芯水泥土筒桩施工方法，其特征在于采用筒形旋搅钻具施工形成劲芯水泥土筒桩的方法如下：方法A：一、先形成芯桩a，芯桩a具有如下形式之一：预应力管桩、竹节桩、实心方桩、空心方桩、钢管桩、各种异形桩身灌注桩、预制桩和灌注桩的组合桩；二、把直径大于芯桩a直径的筒形旋搅钻具（1）喷搅功能调试好，使其同心对准芯桩a，调平钻机，调整筒形旋搅钻具的垂直度；三、启动钻机，使筒形旋搅钻具（1）旋转钻进，当竖向喷浆管（2）下面的水平喷浆管（3）的内喷浆嘴（3-2）和外喷浆嘴（3-1）进入地下时或者达到桩顶标高时，启动带内旋搅翅一侧竖向喷射和内侧、外侧的旋搅功能，利用竖向喷浆管（2）下端的喷嘴（2-1）向地层中竖向高压喷射水泥浆介质，旋喷根据设计的旋喷参数和地层情况应采用单管、双管或三管旋喷之一，搅拌采用湿法搅拌或干法搅拌，利用水平喷浆管（3）内喷浆嘴（3-2）和外喷浆嘴（3-1）把浆液材料向筒形旋搅钻具（1）内侧土体和外侧土体同时喷射，使筒形旋搅钻具（1）内侧土体和外侧土体同时形成水泥土，根据设计要求和地层情况，同时启动另一侧喷浆管的喷搅功能，把浆液或干粉材料向筒形旋搅钻具（1）的外侧土体和底部土体中喷射，直至钻进到设计深度；四、旋转提升筒形旋搅钻具（1），继续把浆液介质通过筒形旋搅钻具向地层中喷射、搅拌，根据设计要求全段或局部段重复三、四步骤按设计要求调整旋喷压力和筒形旋搅钻具的上升、下降速度，使旋搅钻具外侧的水泥土直径加大，局部形成支盘状水泥土；五、当筒形旋搅钻具（1）最后一次旋搅喷射拔出地表或钻具的水平喷浆管（3）的内、外喷浆嘴（3-2）、（3-1）达到桩顶预定标高时，关闭旋搅喷射功能，形成水泥土筒桩口包裹芯桩a的劲芯水泥土筒桩；方法B：一、把直径大于芯桩直径的筒形旋搅钻具（1），在调好竖向喷射和水平喷浆管的内、外侧旋搅功能后，对准桩位，调平钻机，调整筒形旋搅钻具（1）的垂直度；二、启动钻机，使筒形旋搅钻具（1）旋转钻进，当水平喷浆管（3）的内喷浆嘴（3-2）和外喷浆嘴（3-1）入土后启动一侧喷浆管的旋搅功能，利用竖向高压喷射，向地层中竖向高压喷射水泥浆介质，使其切割土体、超前乳化、冷却钻头利于钻进，利用水平喷浆管（3）的内、外喷浆嘴（3-2）、（3-1）把浆液材料同时喷到旋搅钻具内、外侧土层中，使其形成水泥土，根据设计要求，把内喷浆嘴（3-2）喷浆量减小，直至不进行喷搅并取消内旋搅翅（6）和内喷浆嘴（3-2），只有竖向喷浆管（2）下端的喷嘴（2-1）和外侧水平喷浆管喷浆嘴（3-1）进行喷射旋搅，根据设计要求和地层条件，同时启动另一侧竖向喷浆管（2）的喷搅功能，把浆液、干粉材料向筒形旋搅钻具（1）的外侧土体和底部土体中喷射，直至设计深度； 三、旋转提升筒形旋搅钻具（1），继续把浆液材料向地层中喷射、搅拌，根据设计要求和地层条件，在全段或局部段重复二、三步骤，加强旋搅水泥土质量和效果，按设计要求调整旋喷压力和旋搅钻具（1）上升和下降速度，使筒形旋搅钻具（1）外侧水泥土桩径加大，形成局部支盘状；四、当筒形旋搅钻具（1）最后一次旋搅喷射拔出地表时，关闭喷射功能，形成中心部分是土或低强度水泥土的水泥土筒桩b，该桩做为复合地基的柔性桩或止水帷幕中的止水桩使用；五、当做为抗压桩、抗拔桩、复合地基中的钢性桩、钢性支护桩及钢性止水帷幕桩时，要在水泥土初凝前进行如下方法之一进行芯桩a施工；（一）、采用静压、振动、锤击之一的方法进行预制桩芯桩a的施工，预制桩芯桩a采用下列形式之一：预应力管桩、竹节桩、实心桩、空心方桩、钢管桩、工字钢；（二）、采用长螺旋压灌混凝土的方法进行芯桩a的施工；（三）、采用锤击土，沉外管的方法形成桩孔，拔出内锤，放入钢筋笼，灌注混凝土进行芯桩a施工；（四）、采用先压入、振入或击入底端带活瓣桩尖或预制桩尖的钢管，放入钢筋笼，再灌注混凝土，拔出外管，进行芯桩a施工；（五）、采用取出水泥土筒桩b中心土的方式成孔，至设计深度后，放入钢筋笼，再灌注混凝土进行芯桩a的施工，形成劲芯水泥土筒桩。

2.根据权利要求1所述的劲芯水泥土筒桩施工方法，其特征在于筒形旋搅钻具为如下结构特点：在筒形旋搅钻具（1）的外侧设一根竖向喷浆管（2），根据设计要求对称再设一根竖向喷浆管（2），在其中一根竖向喷浆管（2）的下端头上设有竖向喷浆管喷嘴（2-1），在竖向喷浆管喷嘴（2-1）的上方与竖向喷浆管（2）垂直方向且与竖向喷浆管（2）连通并穿过筒形旋搅钻具（1）壁设有水平喷浆管（3），水平喷浆管（3）上设有内喷浆嘴（3-2）和外喷浆嘴（3-1），在紧挨水平喷浆管（3）处的筒形旋搅钻具（1）的壁上对称设外侧旋搅翼（4），外侧旋揽翼（4）设在外喷浆嘴（3-1）的正向旋转迎土方向，在其中一侧的外侧旋搅翼（4）内制成空心状，在空心内设有复位弹簧（7），在复位弹簧（7）外侧连接活动内旋搅翅（6），内旋搅翅（6）设在内喷浆嘴（3-2）的正向旋转迎土方向，另一根竖向喷浆（2）管底端设外喷浆嘴（3-1）和竖向喷浆嘴（2-1），筒形旋搅钻具（1）的下端制成带数个均匀方形齿槽（1-2）形状，在每个方形的齿下端面上夹装焊接设有钎头（5），在方形齿槽（1-2）上方的筒形旋搅钻具（1）壁上均匀设有数个过浆孔（1-1）。