[发明专利]一种高压旋喷桩的施工方法及使用的高压旋喷参数监测系统装置

说明书

本发明提供了一种高压旋喷桩的施工方法及使用的高压旋喷参数监测系统装置，包括：(Ⅰ)通过钻机对地基进行钻孔，向钻孔内垂直下放防护管；(Ⅱ)桩机将旋喷钻杆由防护管内探入土体，通过旋喷钻杆向土体中旋喷高压水和压缩空气，旋喷的同时竖直向下移动旋喷钻杆，使得土体内形成旋喷孔位；(Ⅲ)将高压水切换为高压浆液和压缩空气，通过旋喷钻杆向旋喷孔位内分别旋喷高压浆液和压缩空气，旋喷的同时在竖直向上移动旋喷钻杆，使得浆液与土体充分混合，在土体中形成柱状固结态的旋喷桩。采用本发明提供的施工方法可以极大地提高水泥浆的利用率，旋喷过程中实现了旋喷钻杆垂直度的实时监测，桩体无搭接，形成的旋喷桩的完整度高，质量有保证。

技术领域

本发明属于地基处理技术领域，涉及一种高压旋喷桩的施工方法及使用的高压旋喷参数监测系统装置。

背景技术

地基指的是承受上部结构荷载影响的那部分土体。基础下面承受建筑物全部荷载的土体或岩体称为地基。地基不属于建筑的组成部分，但它对保证建筑物的坚固耐久具有非常重要的作用。在建筑学中地基的处理是十分重要的，上层建筑是否牢固地基有无可替代的作用。建筑物的地基没有处理好，上层建筑很可能倒塌，地基处理的主要目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件。

地基处理方法就是按照上部结构对地基的要求，对地基进行必要的加固或改良，提高地基土的承载力，保证地基稳定，减少上部结构的沉降或不均匀沉降，消除湿陷性黄土的湿陷性及提高抗液化能力的方法。目前，常用的地基处理方法包括孔内深层强夯法、换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。其中，最普遍和成熟的处理方式是高压旋喷桩。

高压旋喷注浆法的原理就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，通过高压设备形成喷射流冲击破坏土体。当能量大，速度快和呈脉动状的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体剥落下来。被破坏的一部分细小的土粒随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力、重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列，浆液凝固后，便在土中形成一个固结体。

高压旋喷桩施工设备较小，可在较狭小空间实施，适用性较强，可适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大，除地基加固外，也可作为深基坑或大坝的止水帷幕，目前最大处理深度已超过30m。

但高压旋喷桩在含砂层的地基处理施工中往往成桩质量差，桩径大小和强度无法保障，严重影响地基处理效果。当前高压旋喷桩在含砂层的地基处理的施工方法主要是在水泥浆中加入一定的膨润土，在含水量较小的砂层中，成桩效果较好，但在含水量较大的流砂层中，旋喷桩的成桩质量依然较差。为保障旋喷桩的最终成桩质量，通常需要多次的复喷，桩径也往往大于设计桩径，造成大量的水泥浆浪费，增加了施工成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高压旋喷桩的施工方法及使用的高压旋喷参数监测系统装置，其工艺简单、施工效率高、桩体垂直精度高、水泥浆利用率高、施工成本低、成桩质量好、安全性高，具备较高的经济和社会效益。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种高压旋喷桩的施工方法，所述施工方法包括：

(Ⅰ)通过钻机对地基进行钻孔，向钻孔内垂直下放防护管；

(Ⅱ)将旋喷钻杆由防护管内探入土体，通过旋喷钻杆向土体中旋喷高压水和压缩空气，旋喷的同时竖直移动旋喷钻杆，使得土体内形成旋喷孔位；