[发明专利]潜孔冲击旋喷搅拌桩施工工艺及设备

说明书

本发明提供了一种潜孔冲击旋喷搅拌桩施工工艺及设备。潜孔冲击旋喷搅拌桩施工设备包括：钻杆；潜孔冲击器，设置在所述钻杆的底端；搅拌装置，连接在所述钻杆或潜孔冲击器的侧向；喷嘴，设置在所述潜孔冲击器的侧向；其中，所述钻杆、喷嘴与潜孔冲击器之间具有连通的高压空气通路。所述潜孔冲击旋喷搅拌桩施工工艺，采用前面所述的潜孔冲击旋喷搅拌桩施工设备。本发明地层适应性强，减少了工业生产对环境产生的污染和影响。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，具体涉及一种潜孔冲击旋喷搅拌桩施工工艺及设备。

背景技术

高压旋喷桩用于处理淤泥、粉土、填土、砂土等土体的的地基加固，更多用于基坑、水利、地铁等工程的止水。由于传统旋喷工艺其设备动力较小，在施工卵砾石层、漂石等坚硬地层时，成孔深度、垂直度、桩身直径等质量要素无法保证，止水效果一般且返浆量大，水泥利用率低，施工现场脏乱、清污工作量大。

水泥搅拌桩是用于处理淤泥、淤泥质土、粉土、砂性土、泥炭土等各种成因的饱和软粘土地基的一种方法，利用水泥作为固化剂，通过搅拌机械将土和水泥强制搅拌，利用水泥和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的加固体。主要用于形成复合地基、支护结构、防渗帷幕等。由于目前我国搅拌机械的性能比较落后，成桩深度一般小于30m，且断桩现象极为常见。地层适用性差，仅适用于软粘性土、淤泥质土等一般地层，在砂层、卵砾石层等坚硬地层中搅拌困难，成桩深度较低。

就以上两种传统工法的不足进行分析：

1、成桩效果差：传统高压旋喷桩、水泥搅拌桩施工工艺，在成桩直径、成桩深度、垂直度等方面存在诸多问题。旋喷桩当前常用单管法、双重管法、三重管法，最大成桩直径小于1.0m，旋喷设备动力较小，有效成桩深度一般在20.0m～25.0m，在赋存承压水的砂层中受动水影响成桩效果极差，且动力位于钻杆顶部，垂直度受地层影响较大且不易控制；水泥搅拌桩常用的有单轴、双轴、三轴搅拌法，成桩直径一般为500～800mm，有效成桩深度小于30.0m。由于现采用的搅拌法在设备和工艺方面存在诸多不足，极易造成搅拌深度、桩身均匀性和连续性无法保证。表现为：a、出浆口位置在搅拌轴上，浆液多集中在喷浆口的桩轴附近，叶片外缘缺浆，形成水泥浆富集。b、喷浆方式不合理，当前有下沉喷浆和提升喷浆二种形式，下沉喷浆时土未搅碎，浆液不易向四周土体中扩散，出浆口处容易形成水泥浆芯柱；提升喷浆后缺少必要的搅拌次数，易造成水泥土强度过低。c、喷浆后水泥土搅拌次数不足，包括如下几种原因：喷浆提升速度过快、搅拌次数不足、叶片数量过少、电机功率偏低、搅拌轴上下循环的搅拌次数偏少。

2、钻进性差：以上两种工艺设备动力头均位于钻杆顶部且钻杆导向性差，不易垂直钻进，当遇到砂卵砾石层、漂石、人工填海地层、抛石、混凝土旧基础、基岩等复杂地层时则无法钻进或产生桩位偏移；当在支护桩间施工止水桩时，受支护桩扩径(“大肚子”)影响较大，造成无法钻进或需要补桩处理。搅拌桩在砂卵石地层，由于动力装置功率较低、叶片承载能力差，搅拌深度有限，一般无法在类似地层应用。

综上所述，现有技术中至少存在以下问题：现有的搅拌桩施工成桩效果差、钻进性差。

发明内容

本发明提供一种潜孔冲击旋喷搅拌桩施工工艺及设备，以解决现有的搅拌桩施工成桩效果差、钻进性差的问题。

为此，本发明提出一种潜孔冲击旋喷搅拌桩施工设备，所述潜孔冲击旋喷搅拌桩施工设备包括：

钻杆；

潜孔冲击器，设置在所述钻杆的底端；

搅拌装置，连接在所述钻杆或潜孔冲击器的侧向；

喷嘴，设置在所述潜孔冲击器的外侧；

其中，所述钻杆与潜孔冲击器之间具有连通的高压空气通路；所述潜孔冲击器还包括：与钻杆连接的高压浆液管路，所述高压浆液管路与高压空气通路相分隔；所述喷嘴连接所述高压浆液管路。