[发明专利]一种深厚软土自制护壁成孔用扩搅器及利用该扩搅器的成孔方法

说明书

本发明涉及一种深厚软土自制护壁成孔用扩搅器及利用该扩搅器的成孔方法，扩搅器包括管体、钻头、切削搅拌架和粉体输送系统，管体包括外管和内管，外管的上端与带芯管的双重管钻杆可拆卸连接，外管的下部嵌合套设有内管，内管下端可拆卸连接有钻头；切削搅拌架周向阵列于管体外。成孔方法为：根据钻孔设计有效深度和护壁厚度计算扩搅范围，进而确定扩搅器尺寸；采用扩搅器进行扩搅，从扩搅器中喷出的粉体与土体搅拌后固化，形成护壁圈，钻杆的螺旋叶片将钻孔内土粉混合体带出孔外，成孔。利用本发明扩搅器和成孔方法，克服了钻孔缩径、孔底涌泥的问题；且因钻孔周边有硬质土粉固化体而使桩承载力增大。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种深厚软土自制护壁成孔用扩搅器及利用该扩搅器的成孔方法。

背景技术

目前软土区城市建设多采用桩基础，然而由于软土孔隙率大、含水量高、强度低、渗透性很弱，软土中钻孔易缩径，且深度越大缩径越严重，甚至出现塌孔和孔底涌泥等问题，导致钻进无进尺，地面下陷，附近的工程桩偏斜。半个世纪来，随着大量桩基础的应用，各种桩基础施工方法层出不穷，但目前多采用钢套管护壁解决此问题，如实用新型专利（公告号：CN201232184Y）公开了一种具有干作业优越性并提高承截力、可避免浪费大量的水资源与减少排污的钢管护壁干取土灌注桩成桩装置。然深孔孔底涌泥问题难解决。对于钻孔深度范围内存在厚软土层时，因软土层之上一直到地面均需要有钢套管护壁而费用增加。另外，随着高层建筑的发展，深长桩基础应用越来越多，超长钢套管护壁施工也面临新的挑战，其中之一就是压拔困难。

发明内容

本发明为解决深厚软土中深长桩基础施工中钻孔缩径、孔底涌泥的问题，提供一种深厚软土自制护壁成孔用扩搅器及利用该扩搅器的成孔方法，开发出以原地护壁圈替代护壁钢管的新思路。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种深厚软土自制护壁成孔用扩搅器，包括管体、钻头、切削搅拌架和粉体输送系统，所述管体包括外管和内管，所述外管的上端与带芯管的双重管钻杆可拆卸连接，所述钻杆外壁设置螺旋叶片，外管的下部嵌合套设有内管，所述内管下端可拆卸连接有钻头；

所述切削搅拌架周向阵列于管体外，切削搅拌架包括上切削板和与上切削板的下端铰接的下切削板，上切削板的上端与外管铰接，下切削板的下端与内管铰接；

所述粉体输送系统包括芯管、底通管和粉体通道，所述芯管固定设置在外管内的上部，芯管底部连接有底通管，所述粉体通道包括钻头孔道、内管孔道和位于下切削板内的板内孔道，底通管与钻头孔道连通，钻头孔道与内管孔道连通，内管孔道通过连接管与板内孔道连通；所述下切削板的一侧靠近上切削板和下切削板铰接处设置有喷粉孔，所述喷粉孔与板内孔道连通。

进一步的，所述外管内壁设置有若干个导槽，内管外壁对应导槽的位置设置有凸起，导槽和凸起相匹配且能使外管和内管相互滑动。

进一步的，所述外管的上端与钻杆螺纹连接，所述芯管与钻杆的芯管螺纹连接，以接入来自钻杆芯管的粉体，内管下端螺纹连接有钻头。

进一步的，所述上切削板和下切削板均呈板状结构，下切削板与喷粉孔相对的一侧设置有切削刃，上切削板的一侧也设置有切削刃且与下切削板的切削刃位于同侧。

进一步的，所述芯管上部通过若干个连接片与外管的内壁固定连接，芯管的下部通过内隔板与外管的内壁固定连接。

进一步的，所述内管外套设有若干定位箍，定位箍用以控制外管的下行进程，以调节切削搅拌架的最大张开程度。当外管下滑与定位箍相接触时，定位箍将对外管起阻止下滑作用，也即此时切削搅拌架达到了最大张开度。