高壓旋噴攪拌承載樁的鉆桿、裝置及施工方法與流程

本發明屬于樁基施工技術領域，具體涉及一種高壓旋噴攪拌承載樁的施工設備及施工方法。

背景技術：

對于土層厚度較大地區，通常采用樁基礎的形式以可靠地將上部建筑物的荷載傳遞到持力層中。樁基礎主要有兩種形式：預制樁和灌注樁。預制樁在工廠預制完成，運送至現場，采用錘擊或靜壓的方式沉入設計標高；灌注樁采用灌注樁機器在土層中先成孔，后放入鋼筋籠，再灌入混凝土。兩種樁型相比，預制樁比灌注樁造價低，施工速率更快，應用廣泛，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，但施工作業產生的廢物垃圾較多，現場作業條件較差。因此，通常對于工期和造價要求比較高的房地產開發項目，優先選用預制樁作為樁基礎。

通常采用兩種方法將預制樁沉入設計標高：靜壓法和錘擊法。

對于砂土層厚度較大區域，由于砂層側摩阻力較大，錘擊和靜壓樁機壓樁力有限，難以將預制樁沉入設計標高。常規處理措施存在以下問題：一，對于砂性土，螺旋引孔機引完孔后容易塌孔，在砂層較厚區域需要多次引孔；二，高壓旋噴樁施工時受到漿液濃度、機械功率及土層情況等影響，樁徑變化較大，承載力無法保證。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決現有預制樁成樁技術的不足。

為實現上述發明目的，本發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，鉆頭段上方設置螺旋葉片，螺旋葉片上部設置刮片，至少為二個且繞鉆桿縱軸成軸對稱分布。

作為本發明一實施方式的進一步改進，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刮片。

作為本發明一實施方式的進一步改進，刮片徑向長度與螺旋葉片相同。

作為本發明一實施方式的進一步改進，刮片軸向長度為二個螺旋葉片的軸向長度。

作為本發明一實施方式的進一步改進，第一噴嘴位于下方且用于噴射高壓水泥漿。

作為本發明一實施方式的進一步改進，第二噴嘴位于上方且用于噴射高壓水。

為實現上述目的，本發明一實施方式提供一種高壓旋噴攪拌裝置，包括鉆機、機架及上述鉆頭。

作為本發明一實施方式的進一步改進，鉆機包括功率為90kw的動力裝置。

作為本發明一實施方式的進一步改進，機架高度為20-30米。

為實現上述目的，本發明一實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：鉆機定位；鉆桿鉆進，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，所述刮片將樁測土體刮平，以形成高壓旋噴攪拌樁；鉆機移位；以靜壓或錘擊法將預制樁沉樁至高壓旋噴攪拌樁內。

與現有技術相比，本發明提供的鉆桿、鉆機及施工方法，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是本發明鉆桿一實施方式的結構示意圖；

圖3是本發明鉆桿一實施方式的剖視圖；

圖4是高壓旋噴攪拌裝置的結構示意圖；

圖5是本發明高壓旋噴攪拌承載樁施工方法的流程圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本發明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護范圍內。

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

參考圖2及圖3，本發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，鉆頭段具備鉆進和噴射水泥漿液和水的功能。鉆頭段具有二個噴嘴31、33，均為合金材質。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制樁20直徑至少大20cm。該外徑決定了高壓旋噴攪拌樁10的樁徑。

螺旋葉片35的纏繞段設置若干刮片37。

優選地，刮片37為二組，在豎直方向上間隔排列，每組包括三個刮片37。刮片37分組設置可維持鉆頭角度，有效防止鉆頭鉆進時偏移。同組刮片37繞鉆桿30縱軸y-y軸對稱分布。每一刮片37厚度為10～20mm，軸向長度為兩個螺旋葉片35的軸向長度。刮片37的徑向長度與螺旋葉片35相同。

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

預制樁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制樁。待高壓旋噴攪拌樁10養護期和土體休止期過后，高壓旋噴攪拌承載樁達到受力要求，其承載力比單獨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40、機架50、卷揚機60、高壓水泥漿泵70、高壓水泵80及水泥漿儲存桶90.鉆桿30連接于鉆機40。其中，卷揚機60用于驅動鉆機40升降，高壓水泥漿泵70與鉆機40之間通過進漿管71連接，向鉆桿30泵入高壓水泥漿，高壓水泵80與鉆機40之間通過進水管81連接，向鉆桿30泵入高壓水。

優選的，機架50為20-30米高，如此設置可使鉆桿30比常規尺寸更長，用于高壓旋噴螺旋攪拌裝置時無需接長，或至多需一次接桿。

鉆機40的動力裝置的功率為90kw，用于驅動鉆桿。

參考圖5，成樁施工時，先整平施工場地，然后定位鉆機，鉆機鉆進形成高壓旋噴攪拌樁后鉆機移位。

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

應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

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

技術特征：

技術總結
本發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噴嘴，分別噴射高壓水及高壓水泥漿，在噴嘴上方設置螺旋葉片以攪拌土體和水泥漿，在螺旋葉片上部設置刮片以將樁側土體刮平。

技術研發人員：高強;孫飛;錢華;方咸美;魏鵬;李虎;黎寒冰;顧然
受保護的技術使用者：江蘇建院營造股份有限公司
技術研發日：2017.07.27
技術公布日：2017.10.03