一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法技术

一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法，依靠浆液分离技术和精确置换技术以及增径喷射技术，借助于所述一种搅拌制浆腔的高压旋喷钻头，实现一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法。彻底解决现阶段高压旋喷桩的施工中，存在桩体土置换比例无法保证和置换出来的水泥浆液难以收集处理的缺陷。本发明专利技术所述的一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法在节约增效的同时，既可以增强桩体，又可以增大桩径，使高压旋喷桩的施工真正做到了高质量、高效率、高可靠性和高经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法
本专利技术属于旋喷桩施工
，具体涉及一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法。
技术介绍
在现阶段高压旋喷桩的施工中，高压水泥浆切割土体，水泥与土体浆化混合，土体置换排浆这三个环节同步进行，密不可分，所以在成桩过程中必须喷入尽可能多的水泥浆，使形成的水泥土体混合浆的水泥含量逐步提高。水泥土体混合浆中的土体与水泥的含量变化是一个此消彼长的缓慢转换的过程，其间大量的水泥土体混合浆溢出，其中希望置换出来的土体与裹挟而出的水泥的具体含量则无从计量，是一种效率极低的置换过程。溢出的水泥土体混合浆不仅含有泥土，还富含水泥，溢出的水泥土体混合浆容易固结，所以难以收集处理，污染施工场地，水泥等原材料也损耗严重，产生大量水泥固结废料，水泥浆液长期浸泡施工场地，既浪费宝贵的水资源，同时污染施工场地和地下水源。现阶段的高压旋喷桩作为既有建筑的地基加固的主要手段，其在施工过程中，水泥土体混合浆富集于地基中，对既有建筑的损害同样不容忽视。高压旋喷桩体的水泥含量是关系高压旋喷桩体强度等级的决定因素，其与高压旋喷桩的施工中溢出的水泥土体混合浆的返浆量成正相关性。实际上，混合浆带出的土体数量才是决定高压旋喷桩体水泥含量的关键所在。一般，施工人员仅靠经验，依据返浆量粗略估算高压旋喷桩体水泥含量，往往造成高压旋喷桩体水泥含量参差不齐。高压旋喷桩体直径是关系高压旋喷桩承载力的关键因素，高压旋喷桩由最初的单重管法相继发展出了二重管法和三重管法，其目的就是为了使施工的高压旋喷桩体直径更大。但是，这些技术的增大桩径的效果并不理想，由于在上行旋喷过程中，喷浆口与做业土体之间为下行旋喷过程形成的稠密水泥土体混合浆所阻隔，由喷浆口喷射的高压浆液首先穿过稠密的水泥土体混合浆后才能作用于土体，造成浆液切割土体的力量与范围明显降低，使得上行高压喷浆过程中高压喷出的浆液切割土体的效率较下行高压喷浆过程明显降低，而上行高压喷浆过程恰恰是决定高压旋喷桩体直径的关键环节。
技术实现思路
本专利技术的技术解决方案是：先行进行土体置换排浆，高压旋喷桩的施工下行与上升两个过程区别施工。依靠浆液分离技术和精确置换技术以及增径喷射技术，实现一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法，彻底解决现阶段高压旋喷桩技术的诸多缺陷。所述一种浆液分离技术，指在高压旋喷桩的施工过程中，动力钻头（2）的下行与上升两个过程区别施工。动力钻头（2）先进行高压喷水向下钻进，高压水流只切割桩体（21）中心部分的泥土形成泥浆，形成的泥浆进入制浆腔（9）经过充分搅拌，充分搅拌形成的泥浆由地坪（20）上安装的水泵经由吸浆口（1）抽出。这时的泥浆由于不含易于凝固的水泥，所以可以进行简单处理，沉淀下来的泥土就可以回收利用，沉淀出来的水经过滤处理，可以继续用于旋喷桩施工。动力钻头（2）先行高压喷水向下钻进到桩底并将所有泥浆抽出，此时就形成空腔桩孔（18），高效置换完成了。按照设计的比例，需要置换的土体被搅拌浆化后抽吸出去，也就为后续的水泥掺入留出了空间。后续只需按照定量旋喷入水泥浆液，使之与剩余土体混合就可以了。这就是所述的精确置换技术，借助于精确置换技术，可以精确控制桩体（21）土置换比例，经高压旋喷进入的水泥浆液全部与土体混合形成桩体（21），真正做到高压旋喷桩体（21）水泥与土体的比例精确可控，从而实现高比例水泥喷入的高强度旋喷桩施工。所述增径喷射技术，指在高压旋喷桩的施工过程中，动力钻头（2）的下行与上升两个过程区别施工。动力钻头（2）下行时喷管（16）为基本状态，位于喷管（16）端部的喷浆口（14）喷射有效作用范围为直径较小的环形区域；下行结束上行时，由于已经形成空腔状态的桩孔（18）结构，动力钻头（15）上行时喷管（16）为伸长状态，位于喷管（16）端部的喷浆口（14）进一步由桩中心移位到固态土体的边缘位置，进一步增强浆液切割土体的力量，扩大浆液切割土体的范围。喷射有效作用范围为直径变大的环形区域，形成更大范围的水泥与土颗粒的固结体，使桩体（21）直径进一步扩大。经过由下往上的高压旋喷水泥浆施工，这样从桩孔（18）孔口向外溢出极少的饱和水泥土浆液便可保证成桩质量，并且下行和上升两个施工过程中分别产生的置换泥浆和水泥土浆液始终不会混合。所述的一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法主要依靠一种搅拌制浆腔的高压旋喷的钻头实现，所述一种搅拌制浆腔的高压旋喷的钻头，其主要结构包括：动力钻头（2）和制浆腔（9）。动力钻头（2）为复合腔的杆体，内管为注浆管（13），外管与内管之间的空腔为吸浆管（11）。动力钻头（2）杆体的下端为三角形合金齿（4）与可伸展的喷管（16）的组合体，杆体外侧有四组纵向排列的动叶轮（12），杆体上端有对称布置的两个吸浆口(1)。制浆腔（9）嵌套于动力钻头（2）外侧，并且可与动力钻头（2）保持同轴异向旋转。制浆腔（9）内侧有螺旋排列的八列静叶轮（5），制浆腔（9）分为上半部分的封闭区（8）和下半部分格栅区（10）。在动叶轮（12）旋转作用下，形成上升的泥浆涡流，泥浆涡流从下部分格栅区（10）进入制浆腔（9），在动叶轮（12）和静叶轮（5）的共同搅拌下，将泥土与水充分搅拌成泥浆，从位于制浆腔（9）内部的动力钻头（2）杆体上端的吸浆口(1)被吸入到到吸浆管（11），并由水泵抽排到地坪（20）上的泥浆回收池中。在运用一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工时，首先将所述的一种搅拌制浆腔的高压旋喷的动力钻头（2）连接旋喷钻杆及高压旋喷钻机以及各种管路，将动力钻头（2）对准桩位，依靠重力使动力钻头（2）杆体下端的控制弹簧（7）处于压缩状态，与控制弹簧（7）连接的拉杆（17）推高滑动环（6）至高位，使力臂（3）和喷管（16）处于基本状态。动力钻头（2）开始下行，顺时针旋喷钻进，启动高压柱塞泵喷水，启动水泵抽排泥浆。位于喷管（16）端部的喷浆口（14）喷射有效作用范围为直径较小的环形区域，即需要被置换出去的区域的土体。由于持续的重力作用，动力钻头（2）的控制弹簧（7）处于压缩状态，滑动环（6）处于顶升的高位，力臂（3）和喷管（16）处于基本状态。快速旋转的动叶轮（12）顺时针旋转，在桩孔（18）中形成顺时针旋转上升的泥浆涡流，顺时针旋转上升的泥浆涡流作用于静叶轮（5），带动制浆腔（9）逆时针旋转。动力钻头（2）旋喷钻进形成的土体颗粒，被泥浆涡流裹挟进入制浆腔（9），泥浆涡流在制浆腔（9）内由下向上流动，在动叶轮（12）与静叶轮（5）充分搅拌形成更为细腻的泥浆，由水泵吸入进入吸浆口(1)，经由钻杆内的吸浆管（11）排入泥浆回收池。在泥浆回收池内，由水泵抽上来的置换泥浆经过沉淀处理，沉淀下来的泥土就可以回收利用，沉淀出来的水经过滤处理，可以继续用于旋喷桩施工。继续加装钻杆直至动力钻头（2）钻进到设计的桩底标高时，可以继续旋转钻杆以继续抽吸孔底泥浆，直至将桩孔（18）内的泥浆抽吸干净，在地下水位较高的区域施工时，可通过观察抽出的泥浆中的状况来把握关闭水泵的时机。最后关闭高压柱塞泵停止旋喷，停止钻杆旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法，包括一种搅拌制浆腔的高压旋喷钻头，浆液分离技术，精确置换技术，增径喷射技术。/n

【技术特征摘要】
1.一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法，包括一种搅拌制浆腔的高压旋喷钻头，浆液分离技术，精确置换技术，增径喷射技术。


2.根据权利要求1所述的一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法，其特征是：所述一种搅拌制浆腔的高压旋喷钻头，其主要结构包括：动力钻头（2）和制浆腔（9）,动力钻头（2）为套管结构的杆体，内管为注浆管（13），外管与内管之间的空腔为吸浆管（11）,动力钻头（2）杆体的下端为三角形合金齿（4）与可伸长的喷管（16）的组合体，喷管（16）的端部有喷浆口（14），动力钻头（2）杆体外侧有四组纵向排列的动叶轮（12），杆体上端有对称布置的两个吸浆口(1)。


3.根据权利要求1所述的一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法，其特征是：所述一种搅拌制浆腔的高压旋喷的钻头，制浆腔（9）嵌套于动力钻头（2）外侧，并且可与动力钻头（2）保持同轴异向旋转,制浆腔（9）内侧有螺旋排列的八列静叶轮（5），制浆腔（9）分为上半部分的封闭区（8）和下半部分的格栅区（10）,在动叶轮（12）旋转作用下，形成上升的泥浆涡流，泥浆涡流从格栅区（10）进入制浆腔（9），在动叶轮（12）和静叶轮（5）的共同搅拌下，将泥土与水充分搅拌成泥浆，从位于制浆腔（9）内部的动力钻头（2）杆体上端的吸浆口(1)被吸入到到吸浆管（11），并由水泵抽排到地坪（20）上的泥浆回收池中。


4.根据权利要求1所述的一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法，其特征是：所述一种搅拌制浆腔的高压旋喷的钻头，高压旋喷桩的施工下行与上升两个过程区别施工，动力钻头（2）下行时喷管（16）为基本状态，位于喷管（16）端部的喷浆口（14）处于做业环形平面上距离圆心较近的位置；动力钻头（15）上行时，控制弹簧（7）向下弹开，使喷管（16）调整为伸长状态，位于喷管（16）端部的喷浆口（14）处于做业环形平面上距离圆心较远的位置。


5.根据权利要求1所述的一种高比例水泥喷入高压旋喷桩的施工方法，其特征是：所述浆液分离技术，指在高压旋喷桩的施工过程中，动力钻头（2）的下行与上升两个过程区别施工,动力钻头（2）先...

【专利技术属性】
技术研发人员：田全印，田宇航，
申请(专利权)人：陕西百骏千驹建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61