刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法技术

本发明专利技术公开了一种刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法，包括以下步骤：将刚性插入件在土体中倾斜插入至水泥土扩大体设计顶标高位置；启动钻机将设有对中装置的钻具斜向插入至刚性插入件的空腔中并钻进至刚性插入件的下端部；钻具的钻头为变径钻头，打开变径钻头使其直径变大并继续斜向钻进，同时使变径钻头向外喷射水泥浆液并与土体搅拌形成一段水泥土扩大体；收缩变径钻头使其直径变小并提离刚性插入件；斜向沉设刚性插入件至水泥土扩大体中，使刚性插入件与水泥土扩大体形成同轴一体的斜向受力体。本发明专利技术的优点是：可形成尺寸均匀的水泥土扩大体，确保刚性插入件与水泥土扩大体同轴施工，同心成形，形成同轴一体的斜向受力体。

Construction method of oblique stress body with rigid insert combined with shotcrete mixing and solid

【技术实现步骤摘要】
刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法
本专利技术属于土木工程
，具体涉及一种刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法。
技术介绍
钢制格构柱、钢管、型钢和预制桩（以下简称：插入件）插入水泥土加固体形成的竖向受力体在土木工程领域应用较为广泛；其施工方法一：先施工水泥土加固体，然后插入上述插入件，从而共同形成具有一定承载能力的受力体；施工方法二：施工完上述插入件后对其端部进行注浆加固形成水泥土加固体，从而共同形成具有一定承载能力的受力体；施工方法三：在插入件端部设置钻头，沿导向架旋转钻进成孔止设计水泥土加固体顶标高起开始喷浆搅拌钻进完成水泥土加固体施工，形成具有一定承载能力的受力体。工程中的斜向受力体时有出现，若将上述受力体工艺直接使用，存在如下问题：采用方法一：因斜向水泥土加固体施工时，重量较大且外径比钻杆大的钻头在对原状土进行扰动、搅拌及加固的钻进过程中，随着钻进的深入，外径较小的钻杆刚度逐渐变小，两者在重力作用下带动钻头向下漂移，易造成加固体向下偏离设计位置；此外，水泥土加固体核心区域浆液主体强度较高，刚度相对较大的插入体插入设置时优先沿软弱通道穿行，很难保证其插入提前设置的水泥土加固体形成预期的受力体，无法达到设计预期。采用方法二：因注浆固结施工工艺自身的缺陷，水泥浆易沿薄弱通道流失，水泥土加固质量难以控制，受力体无法有效成形，不能满足设计预期。采用方法三：因受钻机自重影响，钻机钻进扭矩提供受到限制，从而影响了斜向受力体长度的设置。为确保浆液通道畅通、满足带压工作要求，插入件的连接、插入件与钻机间的连接等须按专业要求加工设置，且每根插入件均须设一次性置钻头，极大增加了成本；实施时工序复杂、功效低下，易进一步增加施工成本，给其适用性造成了严重不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法，该施工方法通过将刚性插入件预先插入至土体中之后，再将钻具在刚性插入件中沿其轴向进行钻进并通过变径喷射浆液和搅拌土体以形成尺寸均匀的水泥土扩大体，并可使刚性插入件与水泥土扩大体同轴。本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：将一刚性插入件在土体中倾斜插入至水泥土扩大体设计顶标高位置；启动钻机将设有对中装置的钻具斜向插入至所述刚性插入件的空腔中并钻进至所述刚性插入件的下端部；所述钻具的钻头为变径钻头，打开所述变径钻头使其直径变大并继续斜向钻进，同时使所述变径钻头向外喷射水泥浆液并与土体搅拌形成一段水泥土扩大体；收缩所述变径钻头使其直径变小并提离所述刚性插入件；斜向沉设所述刚性插入件至所述水泥土扩大体中，使所述刚性插入件与所述水泥土扩大体形成同轴一体的斜向受力体。所述刚性插入件由若干刚性插入件节段连接组成，所述刚性插入件以倾斜方式在土体中插入至水泥土扩大体设计顶标高位置的方法包括以下步骤：利用沉设装置将第一节所述刚性插入件节段斜向沉设至土体中，之后在第一节所述刚性插入件节段的末端连接第二节所述刚性插入件节段，继续利用所述沉设装置沉设第二节所述刚性插入件节段；如此往复，直至第一节所述刚性插入件节段的头端到达水泥土扩大体设计顶标高位置；其中，所述沉设装置为钻进沉设装置、静压沉设装置、振动沉设装置中的一种或多种组合。所述刚性插入件为中空刚性体，为钢制格构柱、钢管、预制空心桩中的一种或多种组合。所述钻具的杆体前端部为所述变径钻头，所述变径钻头包括位于所述杆体前端部的钻头、套装于所述钻头上方所述杆体上的升降套管以及均布于所述钻头上缘部上的若干变径刀片，所述升降套管由固定于所述杆体上的液压油缸驱动沿所述杆体升降，所述变径刀片的一端铰接于所述钻头上缘部、另一端与所述升降套管下缘部之间布置有铰接杆，在所述升降套管的升降带动下，所述变径刀片将跟随向内收缩或向外扩展，以改变所述可变径钻头的直径。所述钻具的杆体中布置有注浆管道，所述注浆管道延伸至所述变径钻头中，所述变径钻头上均布有若干与所述注浆管道相连通的喷浆口。沿所述钻具的杆体上间隔布置有若干所述对中装置，在所述对中装置的导向下所述钻具始终保持与所述刚性插入件的中心轴线同轴钻进。所述对中装置包括基盘、固定于所述基盘上的旋转装置以及均布于所述基盘外缘上的导向轮组，所述钻具的杆体贯穿所述旋转装置以及所述基盘上的通孔，所述导向轮组与所述刚性插入件的内壁面相贴合并可沿其轴向移动。所述导向轮组包括自所述基盘上向外延伸的支撑杆以及滑轮组，所述支撑杆的外端部具有呈“Π”形的安装架，所述安装架的端板固定于所述支撑杆的外端部、两侧的侧板上分别具有可调式长孔，所述滑轮组的支撑轴两端分别安装于所述侧板中的所述可调式长孔中，在所述滑轮组与所述端板之间设置有弹簧，通过所述弹簧的自适应调整以使所述导向轮组能够适应不同内径的所述刚性插入件。所述刚性插入件在所述水泥土扩大体中的插入深度不小于1m。本专利技术的优点是：通过使钻具沿刚性插入件中心位置斜向钻进喷浆并经搅拌加固形成尺寸均匀的水泥土扩大体，确保两者同轴施工，同心成形，刚性插入件外侧可根据需要设置相应机构，从而进一步加强与水泥土扩大体构成有效稳固连接，达到提高承载力的一体结构。附图说明图1为本专利技术中将刚性插入件插入至土体中的示意图；图2为本专利技术中钻具在刚性插入件导向下向下钻进并变径喷射形成水泥土扩大体的示意图；图3为本专利技术中刚性插入件与水泥土扩大体组成斜向受力体的示意图；图4为本专利技术中对中装置在钻具杆体上的安装示意图；图5为本专利技术图4中的局部放大示意图A；图6为本专利技术中变径钻头的结构示意图；图7为本专利技术中斜向受力体作为拉锚结构应用在围护工程中的示意图；图8为本专利技术中斜向受力体作为支撑结构应用在围护工程中的示意图；图9为本专利技术中斜向受力体作为拉锚结构和支撑结构应用在围护工程中的示意图；图10为本专利技术中斜向受力体作为拉锚结构应用在边坡围护工程中的示意图；图11为本专利技术中斜向受力体作为支撑结构应用在边坡围护工程中的示意图；图12为本专利技术中斜向受力体作为拉锚结构和支撑结构应用在边坡围护工程中的示意图。具体实施方式以下结合附图通过实施例对本专利技术的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1-12图中标记1-26为：刚性插入件1、水泥土扩大体2、杆体3、对中装置4、钻具5、旋转装置6、基盘7、支撑杆8、安装架9、滑轮组10、支撑轴11、弹簧12、可调式长孔13、变径钻头14、升降套管15、铰接杆16、变径刀片17、钻头18、注浆管道19、喷浆口20、构筑物21、围护结构22、圈梁23、边坡24、护坡体25、圈梁26。实施例1：如图1-6所示，本实施例具体涉及一种刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：将一刚性插入件在土体中倾斜插入至水泥土扩大体设计顶标高位置；启动钻机将设有对中装置的钻具斜向插入至所述刚性插入件的空腔中并钻进至所述刚性插入件的下端部；所述钻具的钻头为变径钻头，打开所述变径钻头使其直径变大并继续斜向钻进，同时使所述变径钻头向外喷射水泥浆液并与土体搅拌形成一段水泥土扩大体；收缩所述变径钻头使其直径变小并提离所述刚性插入件；斜向沉设所述刚性插入件至所述水泥土扩大体中，使所述刚性插入件与所述水泥土扩大体形成同轴一体的斜向受力体。/n

【技术特征摘要】
1.一种刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：将一刚性插入件在土体中倾斜插入至水泥土扩大体设计顶标高位置；启动钻机将设有对中装置的钻具斜向插入至所述刚性插入件的空腔中并钻进至所述刚性插入件的下端部；所述钻具的钻头为变径钻头，打开所述变径钻头使其直径变大并继续斜向钻进，同时使所述变径钻头向外喷射水泥浆液并与土体搅拌形成一段水泥土扩大体；收缩所述变径钻头使其直径变小并提离所述刚性插入件；斜向沉设所述刚性插入件至所述水泥土扩大体中，使所述刚性插入件与所述水泥土扩大体形成同轴一体的斜向受力体。


2.根据权利要求1所述的一种刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法，其特征在于所述刚性插入件由若干刚性插入件节段连接组成，所述刚性插入件以倾斜方式在土体中插入至水泥土扩大体设计顶标高位置的方法包括以下步骤：利用沉设装置将第一节所述刚性插入件节段斜向沉设至土体中，之后在第一节所述刚性插入件节段的末端连接第二节所述刚性插入件节段，继续利用所述沉设装置沉设第二节所述刚性插入件节段；如此往复，直至第一节所述刚性插入件节段的头端到达水泥土扩大体设计顶标高位置；其中，所述沉设装置为钻进沉设装置、静压沉设装置、振动沉设装置中的一种或多种组合。


3.根据权利要求1所述的一种刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法，其特征在于所述刚性插入件为中空刚性体，为钢制格构柱、钢管、预制空心桩中的一种或多种组合。


4.根据权利要求1所述的一种刚性插入件结合喷浆搅拌加固体的斜向受力体施工方法，其特征在于所述钻具的杆体前端部为所述变径钻头，所述变径钻头包括位于所述杆体前端部的钻头、套装于所述钻头上方所述杆体上的升降套管以及均布于所述钻头上缘部上的若干变径刀片，所述升降套管由固定于所述杆体上的液...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾宏，王克文，陈晖，王笑，杨佳巍，杨晓楠，
申请(专利权)人：上海长凯岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31