本發(fā)明屬于樁基施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓旋噴攪拌承載樁的施工設(shè)備及施工方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于土層厚度較大地區(qū)，通常采用樁基礎(chǔ)的形式以可靠地將上部建筑物的荷載傳遞到持力層中。樁基礎(chǔ)主要有兩種形式：預(yù)制樁和灌注樁。預(yù)制樁在工廠預(yù)制完成，運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)，采用錘擊或靜壓的方式沉入設(shè)計(jì)標(biāo)高；灌注樁采用灌注樁機(jī)器在土層中先成孔，后放入鋼筋籠，再灌入混凝土。兩種樁型相比，預(yù)制樁比灌注樁造價(jià)低，施工速率更快，應(yīng)用廣泛，但單樁承載力有限，不適宜高層和超高層建筑；灌注樁可根據(jù)工程需要，做成各種直徑和深度的灌注樁，單樁承載力較大，但施工作業(yè)產(chǎn)生的廢物垃圾較多，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件較差。因此，通常對(duì)于工期和造價(jià)要求比較高的房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目，優(yōu)先選用預(yù)制樁作為樁基礎(chǔ)。

通常采用兩種方法將預(yù)制樁沉入設(shè)計(jì)標(biāo)高：靜壓法和錘擊法。

對(duì)于砂土層厚度較大區(qū)域，由于砂層側(cè)摩阻力較大，錘擊和靜壓樁機(jī)壓樁力有限，難以將預(yù)制樁沉入設(shè)計(jì)標(biāo)高。常規(guī)處理措施存在以下問題：一，對(duì)于砂性土，螺旋引孔機(jī)引完孔后容易塌孔，在砂層較厚區(qū)域需要多次引孔；二，高壓旋噴樁施工時(shí)受到漿液濃度、機(jī)械功率及土層情況等影響，樁徑變化較大，承載力無法保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有預(yù)制樁成樁技術(shù)的不足。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種高壓旋噴攪拌承載樁的鉆桿，包括位于下端的鉆頭段，鉆頭段配置第一噴嘴及第二噴嘴，鉆頭段上方設(shè)置螺旋葉片，螺旋葉片上部設(shè)置刮片，至少為二個(gè)且繞鉆桿縱軸成軸對(duì)稱分布。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，刮片為二組，在豎直方向上間隔分布，每一刮片組包括至少二個(gè)刮片。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，刮片徑向長(zhǎng)度與螺旋葉片相同。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，刮片軸向長(zhǎng)度為二個(gè)螺旋葉片的軸向長(zhǎng)度。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，第一噴嘴位于下方且用于噴射高壓水泥漿。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，第二噴嘴位于上方且用于噴射高壓水。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一實(shí)施方式提供一種高壓旋噴攪拌裝置，包括鉆機(jī)、機(jī)架及上述鉆頭。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，鉆機(jī)包括功率為90kw的動(dòng)力裝置。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，機(jī)架高度為20-30米。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一實(shí)施方式提供一種高壓旋噴攪拌承載樁的施工方法，包括步驟：鉆機(jī)定位；鉆桿鉆進(jìn)，該鉆桿如前所述，其中，第一噴嘴及第二噴嘴噴射高壓水泥漿和水，所述螺旋葉片攪拌土體和水泥漿液，所述刮片將樁測(cè)土體刮平，以形成高壓旋噴攪拌樁；鉆機(jī)移位；以靜壓或錘擊法將預(yù)制樁沉樁至高壓旋噴攪拌樁內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鉆桿、鉆機(jī)及施工方法，可確保水泥與土攪拌充分、水泥土成樁直徑可靠，承載樁承載力提高。

附圖說明

圖1是高壓旋噴攪拌承載樁的剖視圖；

圖2是本發(fā)明鉆桿一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明鉆桿一實(shí)施方式的剖視圖；

圖4是高壓旋噴攪拌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明高壓旋噴攪拌承載樁施工方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖所示的具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

參考圖1，高壓旋噴攪拌承載樁包括高壓旋噴攪拌樁10和預(yù)制樁20，高壓旋噴攪拌樁10位于外側(cè)，其樁徑比預(yù)制樁20的樁徑大約20cm。

參考圖2及圖3，本發(fā)明提供一種高壓旋噴攪拌承載樁的鉆桿30，鉆桿30直徑約20cm。

鉆桿30下端100cm范圍為鉆頭段，鉆頭段具備鉆進(jìn)和噴射水泥漿液和水的功能。鉆頭段具有二個(gè)噴嘴31、33，均為合金材質(zhì)。其中，靠近鉆頭前端的噴嘴31用于噴射高壓水泥漿，其上方的噴嘴33用于噴射高壓水。鉆頭段通過噴嘴31、33噴射水、氣及水泥漿體，以切削、劈裂土體，并形成高壓旋噴攪拌樁10。

鉆頭段上方3～4m范圍設(shè)置螺旋葉片35，盤繞鉆桿30若干圈。螺旋葉片35外徑約60～80cm，比作為承載主體的預(yù)制樁20直徑至少大20cm。該外徑?jīng)Q定了高壓旋噴攪拌樁10的樁徑。

螺旋葉片35的纏繞段設(shè)置若干刮片37。

優(yōu)選地，刮片37為二組，在豎直方向上間隔排列，每組包括三個(gè)刮片37。刮片37分組設(shè)置可維持鉆頭角度，有效防止鉆頭鉆進(jìn)時(shí)偏移。同組刮片37繞鉆桿30縱軸y-y軸對(duì)稱分布。每一刮片37厚度為10～20mm，軸向長(zhǎng)度為兩個(gè)螺旋葉片35的軸向長(zhǎng)度。刮片37的徑向長(zhǎng)度與螺旋葉片35相同。

在鉆頭噴射高壓水泥漿和水時(shí)，螺旋葉片35攪拌土體和水泥漿液，刮片37將樁側(cè)土體刮平。高壓旋噴、螺旋攪拌和樁側(cè)刮平三者相結(jié)合，可確保水泥與土攪拌充分、水泥土成樁直徑可靠。

預(yù)制樁20在高壓旋噴攪拌樁10成樁完畢后立即采用錘擊或靜壓方法施工預(yù)制樁。待高壓旋噴攪拌樁10養(yǎng)護(hù)期和土體休止期過后，高壓旋噴攪拌承載樁達(dá)到受力要求，其承載力比單獨(dú)靜壓樁或高壓水泥土攪拌樁承載力高。

參考圖4，鉆桿30用于高壓旋噴攪拌裝置。該裝置包括鉆機(jī)40、機(jī)架50、卷揚(yáng)機(jī)60、高壓水泥漿泵70、高壓水泵80及水泥漿儲(chǔ)存桶90.鉆桿30連接于鉆機(jī)40。其中，卷揚(yáng)機(jī)60用于驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)40升降，高壓水泥漿泵70與鉆機(jī)40之間通過進(jìn)漿管71連接，向鉆桿30泵入高壓水泥漿，高壓水泵80與鉆機(jī)40之間通過進(jìn)水管81連接，向鉆桿30泵入高壓水。

優(yōu)選的，機(jī)架50為20-30米高，如此設(shè)置可使鉆桿30比常規(guī)尺寸更長(zhǎng)，用于高壓旋噴螺旋攪拌裝置時(shí)無需接長(zhǎng)，或至多需一次接桿。

鉆機(jī)40的動(dòng)力裝置的功率為90kw，用于驅(qū)動(dòng)鉆桿。

參考圖5，成樁施工時(shí)，先整平施工場(chǎng)地，然后定位鉆機(jī)，鉆機(jī)鉆進(jìn)形成高壓旋噴攪拌樁后鉆機(jī)移位。

再將靜壓(或錘擊)樁機(jī)定位，將預(yù)制樁沉樁，成樁后樁機(jī)移位，高壓旋噴攪拌承載樁成樁完成。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明揭示了一種高壓旋噴攪拌承載樁的鉆桿、裝置及施工方法，在鉆桿的鉆頭段配置二個(gè)噴嘴，分別噴射高壓水及高壓水泥漿，在噴嘴上方設(shè)置螺旋葉片以攪拌土體和水泥漿，在螺旋葉片上部設(shè)置刮片以將樁側(cè)土體刮平。

技術(shù)研發(fā)人員：高強(qiáng);孫飛;錢華;方咸美;魏鵬;李虎;黎寒冰;顧然
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇建院營(yíng)造股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.27
技術(shù)公布日：2017.10.03