本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，更具體地，涉及一種復(fù)合式旋噴樁機(jī)、一種復(fù)合式旋噴樁及其施工方法。

背景技術(shù)：

目前在建筑工程領(lǐng)域的地基處理工程中，水泥加固法是被廣泛采用的一種處理方法，并且演變和派生出了很多種方法、工藝和設(shè)備。其中，水泥攪拌樁是一種常規(guī)的施工方法，但這種方法對(duì)土質(zhì)要求較高，極易因攪拌不均勻造成樁身強(qiáng)度差異從而影響承載力。

為了解決水泥攪拌樁的上述缺陷，高壓旋噴樁應(yīng)運(yùn)而生，在建設(shè)工程樁基施工過(guò)程中，針對(duì)黏土層，填土層，淤泥層，沙層，高壓旋噴最常用的為小型錨桿機(jī)。這種小型錨桿機(jī)的鉆桿高度一般為2m，一邊旋轉(zhuǎn)，一邊高壓注漿，通過(guò)人工接鉆孔，來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔深度。但這種小型錨桿機(jī)存在如下問(wèn)題：

(1)由于傳統(tǒng)小型錨桿機(jī)每根鉆孔2米，通過(guò)人工接鉆孔，人干干擾過(guò)多，噴壓不穩(wěn)定，鉆桿之間通過(guò)麻絲連接密封，麻絲密封容易造成噴射注漿壓力不穩(wěn)定，注漿壓力不夠，下鉆力不夠，碰到硬土層，有碎渣的填土層，無(wú)法鉆進(jìn)，而且由于水泥加固后的樁體本身強(qiáng)度不高，因此這兩種方法的整體承載力有較大局限，因此比較適用于對(duì)承載力要求不高的復(fù)合地基；

(2)傳統(tǒng)小型錨桿機(jī)施工過(guò)程中，高壓流翻漿嚴(yán)重，浪費(fèi)材料，污染環(huán)境，地下土質(zhì)過(guò)硬導(dǎo)致無(wú)法成樁，樁徑達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，地下土體約束力不法準(zhǔn)確量化，噴漿量噴漿壓力無(wú)法準(zhǔn)確控制，垂直度難以控制，特別是高壓旋噴法更難控制樁身直徑的大小并做到上下一致；

(3)傳統(tǒng)小型錨桿機(jī)自動(dòng)化程度低，不僅造成了原材料的浪費(fèi)，也極易造成樁身缺陷，施工功效低，人工效率低等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供一種復(fù)合式旋噴樁機(jī)、一種復(fù)合式旋噴樁及其施工方法，對(duì)傳統(tǒng)的高壓旋轉(zhuǎn)樁機(jī)的鉆桿進(jìn)行改進(jìn)，將鉆桿分為內(nèi)外兩層，外層為外套管，內(nèi)層為內(nèi)芯桿，且鉆桿的長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際需求確定，一方面可以通過(guò)鉆桿自身的高度提高水泥漿的壓力，另一方面，雙層鉆桿可以承受更大的水泥漿壓力，一次性成樁到底，其有效地避免了小型錨桿機(jī)在成孔過(guò)程中的人為干擾所導(dǎo)致的施工穩(wěn)定性差的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種復(fù)合式旋噴樁機(jī)，該樁機(jī)包括支架、外套管、內(nèi)芯桿、連接裝置、高壓管道及鉆頭；

其中，所述高壓管道的一端與水泥漿攪拌車連接，另一端通過(guò)所述連接裝置與所述內(nèi)芯桿緊密連接；

所述連接裝置包括法蘭、o形圈和彎管接頭，所述彎管接頭一端通過(guò)所述法蘭與所述高壓管道密封連接，另一端通過(guò)法蘭與所述內(nèi)芯桿密封連接，所述o形圈設(shè)于所述法蘭與高壓管道、法蘭與內(nèi)芯桿之間，用于實(shí)現(xiàn)所述法蘭與高壓管道、法蘭與內(nèi)芯桿的密封連接，用于實(shí)現(xiàn)高壓水泥漿順利轉(zhuǎn)彎并輸送到所述內(nèi)芯桿中；

所述內(nèi)芯桿為無(wú)縫鋼管，同軸套設(shè)于所述外套管內(nèi)，所述外套管固定連接在所述支架上；

所述鉆頭與所述內(nèi)芯桿的底端連接，包含攪拌鉆葉和高壓噴嘴，所述高壓噴嘴可拆卸的安裝于所述鉆頭底部的圓筒內(nèi)，用于噴射所述高壓水泥漿，切割土體，形成樁基。

進(jìn)一步地，所述高壓噴嘴的數(shù)量為2個(gè)或4個(gè)，且對(duì)稱設(shè)于所述鉆頭側(cè)壁的圓筒內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述圓筒內(nèi)沿周向設(shè)有風(fēng)口，用于吹動(dòng)所述高壓水泥漿向四周噴射，使所述高壓水泥漿噴射更加均勻。

進(jìn)一步地，所述彎管接頭的彎曲角度為30～45°，壁厚為5～10mm。

進(jìn)一步地，該樁機(jī)還包括底座，所述底座上表面設(shè)有滑軌，下表面設(shè)有滾輪，所述滾輪用于實(shí)現(xiàn)所述底座沿第一方向移動(dòng)。

進(jìn)一步地，該樁機(jī)還包括平臺(tái)，其上表面與所述支架固定連接，下表面與所述滑軌接觸。

進(jìn)一步地，所述平臺(tái)上設(shè)有液壓機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)所述平臺(tái)沿第二方向移動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述平臺(tái)的四角均設(shè)有支腿，用于支撐所述平臺(tái)。

進(jìn)一步地，所述平臺(tái)上設(shè)有第一液壓支撐桿和第二液壓支撐桿，所述第一液壓支撐桿和第二液壓支撐桿的另一端分別于所述支架連接，用于支撐所述支架、外套管、內(nèi)芯桿及連接裝置。

按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種復(fù)合式旋噴樁施工方法，采用所述的復(fù)合式旋噴樁機(jī)，包括如下步驟：

s1：樁位放樣；

s2：下放所述支腿，推動(dòng)底座沿第一方向移動(dòng)到預(yù)定位置；收起所述支腿，所述平臺(tái)落到所述滑軌上，通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述平臺(tái)沿第二方向移動(dòng)到預(yù)定位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位；

s3：檢查所有部件連接情況，設(shè)定參數(shù)；

s4：正循環(huán)所述鉆頭，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度；

s5：反循環(huán)提升鉆頭，并通過(guò)高壓噴嘴噴射所述水泥漿，直至樁基成型。

按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種復(fù)合式旋噴樁，采用所述的復(fù)合式旋噴樁施工方法制備得到。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本發(fā)明的復(fù)合式旋噴樁機(jī)，對(duì)傳統(tǒng)的高壓旋轉(zhuǎn)樁機(jī)的鉆桿進(jìn)行改進(jìn)，將鉆桿分為內(nèi)外兩層，外層為外套管，內(nèi)層為內(nèi)芯桿，且鉆桿的長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際需求確定，一方面可以通過(guò)鉆桿自身的高度提高水泥漿的壓力，另一方面，雙層鉆桿可以承受更大的水泥漿壓力，一次性成樁到底，其有效地避免了小型錨桿機(jī)在成孔過(guò)程中的人為干擾所導(dǎo)致的施工穩(wěn)定性差的問(wèn)題，既可適應(yīng)于軟質(zhì)土體，也可以適用于硬質(zhì)土體，大大提高了旋噴樁機(jī)的適用范圍。

(2)本發(fā)明的復(fù)合式旋噴樁機(jī)，對(duì)傳統(tǒng)的水泥攪拌樁機(jī)的鉆頭進(jìn)行改進(jìn)，所述鉆頭包含攪拌鉆葉和高壓噴嘴，將旋噴切割土體的成型工藝和攪拌土體的工藝結(jié)合，通過(guò)高壓噴嘴噴射高壓水泥漿切割土體，同時(shí)高壓水泥漿封住底層水泥漿，使得水泥漿及土體更好成型；同時(shí)，通過(guò)所述攪拌鉆葉攪拌土體成樁，成型效果好。

(3)本發(fā)明的復(fù)合式旋噴樁機(jī)的連接裝置通過(guò)法蘭、o形圈與高壓管道、內(nèi)芯桿密封連接，實(shí)現(xiàn)高壓水泥漿的順利輸送，解決傳統(tǒng)連接裝置密封不嚴(yán)，漏漿問(wèn)題。

(4)本發(fā)明的復(fù)合式旋噴樁機(jī)，支腿固定時(shí)，底座可沿第一方向移動(dòng)到預(yù)定位置，底座上表面設(shè)有滑軌，平臺(tái)可在液壓機(jī)構(gòu)的作用下，沿所述滑軌沿第二方向移動(dòng)到預(yù)定位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

(5)本發(fā)明的復(fù)合式旋噴樁基施工方法，結(jié)合旋噴樁高壓流切割土體和攪拌樁攪拌土體的優(yōu)勢(shì)，有效節(jié)省材料，提高功效，使樁體結(jié)構(gòu)性，均勻性，成樁型更好，更為有效地提高土體地基承載力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一種復(fù)合式旋噴樁機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，同一個(gè)附圖標(biāo)記表示相同的結(jié)構(gòu)與零件，其中：1-高壓管道、2-連接裝置、3-內(nèi)心桿、4-外套管、5-支架、6-第一液壓支撐桿、7-第二液壓支撐桿、8-液壓機(jī)構(gòu)、9-支腿、10-平臺(tái)、11-滑軌、12-底座、13-滾輪、14-鉆頭、15-高壓噴嘴。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一種復(fù)合式旋噴樁機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，高壓管道1、連接裝置2、內(nèi)心桿3、外套管4、支架5、第一液壓支撐桿6、第二液壓支撐桿7、液壓機(jī)構(gòu)8、支腿9、平臺(tái)10、滑軌11、底座12、滾輪13、鉆頭14、高壓噴嘴15。

如圖1所示，高壓管道1通過(guò)連接裝置2與所述內(nèi)心桿3密封連接，所述內(nèi)芯桿3為無(wú)縫鋼管，所述連接裝置2包括法蘭、o形圈和彎管接頭，所述彎管接頭一端通過(guò)法蘭、o形圈與所述高壓管道1密封連接，另一端通過(guò)法蘭、o形圈與所述內(nèi)芯桿3密封連接。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述彎管接頭壁厚作加厚處理，壁厚為5～10mm，所述彎管接頭的彎曲角度為30～45°。

通過(guò)流體分析發(fā)現(xiàn)，所述彎管接頭的彎曲角度設(shè)計(jì)為30～45°，利于高壓水泥漿順利通過(guò)所述連接裝置輸入到所述內(nèi)芯桿內(nèi)，而且，通過(guò)o形圈密封，結(jié)合角度設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了連接裝置的良好密封。

如圖1所示，所述內(nèi)心桿3同軸套設(shè)于外套管4內(nèi)，一端與所述連接裝置2密封連接，另一端與所述鉆頭14密封連接，所述鉆頭14與所述內(nèi)芯桿3的底端連接，包含攪拌鉆葉和高壓噴嘴15，所述高壓噴嘴15可拆卸的安裝于所述鉆頭14底部的圓筒內(nèi)，用于噴射所述高壓水泥漿，切割土體，形成樁基。

所述圓筒內(nèi)沿周向設(shè)有風(fēng)口，用于吹動(dòng)所述高壓水泥漿向四周噴射，使所述高壓水泥漿噴射更加均勻。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述高壓噴嘴15的數(shù)量為2個(gè)或4個(gè)，且對(duì)稱設(shè)于所述鉆頭14側(cè)壁的圓筒內(nèi)。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述高壓噴嘴15的材料為銅質(zhì)材料。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，外套管4的直徑為22mm。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述噴嘴15的直徑為2.2mm。

本發(fā)明的復(fù)合式旋噴樁機(jī)，對(duì)傳統(tǒng)的高壓旋轉(zhuǎn)樁機(jī)的鉆桿進(jìn)行改進(jìn)，將鉆桿分為內(nèi)外兩層，外層為外套管，內(nèi)層為內(nèi)芯桿，且鉆桿的長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際需求確定，一方面可以通過(guò)鉆桿自身的高度提高水泥漿的壓力，另一方面，雙層鉆桿可以承受更大的水泥漿壓力，一次性成樁到底，其有效地避免了小型錨桿機(jī)在成孔過(guò)程中的人為干擾所導(dǎo)致的施工穩(wěn)定性差的問(wèn)題，既可適應(yīng)于軟質(zhì)土體，也可以適用于硬質(zhì)土體，大大提高了旋噴樁機(jī)的適用范圍。

對(duì)傳統(tǒng)的水泥攪拌樁機(jī)的鉆頭進(jìn)行改進(jìn)，所述鉆頭包含攪拌鉆葉和高壓噴嘴，將旋噴切割土體的成型工藝和攪拌土體的工藝結(jié)合，通過(guò)高壓噴嘴噴射高壓水泥漿切割土體，同時(shí)高壓水泥漿封住底層水泥漿，使得水泥漿及土體更好成型；同時(shí)，通過(guò)所述攪拌鉆葉攪拌土體成樁，成型效果好。

本發(fā)明的復(fù)合式旋噴樁機(jī)的連接裝置通過(guò)法蘭、o形圈與高壓管道、內(nèi)芯桿密封連接，實(shí)現(xiàn)高壓水泥漿的順利輸送，解決傳統(tǒng)連接裝置密封不嚴(yán)，漏漿問(wèn)題。

如圖1所示，所述外套管4與支架5固定連接。所述支架5的底端與所述平臺(tái)10固定連接。所述第一液壓支撐桿6的一端固定連接在所述平臺(tái)10上，另一端與所述支架5固定連接；所述第二液壓支撐桿7的一端固定連接在所述平臺(tái)10上，另一端與所述支架5固定連接。所述第一液壓支撐桿6和第二液壓支撐桿7用于支撐所述支架5。

如圖1所示，所述平臺(tái)10上設(shè)置有液壓機(jī)構(gòu)8，所述平臺(tái)10的四角均設(shè)有支腿9，所述平臺(tái)10的底部設(shè)有底座12，所述底座12的上表面設(shè)有滑軌11，下表面設(shè)有滾輪13。當(dāng)支腿9下放時(shí)，所述底座可沿第一方向移動(dòng)到預(yù)定位置，當(dāng)支腿收起時(shí)，所述液壓機(jī)構(gòu)8驅(qū)動(dòng)所述平臺(tái)10沿滑軌11沿第二方向移動(dòng)到預(yù)定位置。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一方向、第二方向垂直。

本發(fā)明的復(fù)合式旋噴樁機(jī)，支腿固定時(shí)，底座可沿第一方向移動(dòng)到預(yù)定位置，底座上表面設(shè)有滑軌，平臺(tái)可在液壓機(jī)構(gòu)的作用下，沿所述滑軌沿第二方向移動(dòng)到預(yù)定位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

本發(fā)明的選優(yōu)實(shí)施例一種復(fù)合式旋噴樁基施工方法，采用上述復(fù)合式旋噴樁機(jī)，包括如下步驟：

(1)樁位放樣；

(2)下放所述支腿9，推動(dòng)底座12沿第一方向移動(dòng)到預(yù)定位置；收起所述支腿9，所述平臺(tái)10落到所述滑軌11上，通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)8驅(qū)動(dòng)所述平臺(tái)10沿第二方向移動(dòng)到預(yù)定位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位；

(3)通過(guò)正向攪拌攪動(dòng)土體樁徑范圍內(nèi)，通過(guò)傳動(dòng)鏈條裝置對(duì)鉆具進(jìn)行加壓，邊攪拌邊加壓行進(jìn)至鉆孔深度，為避免鉆孔噴嘴在與土地接觸中被堵住，和克服鉆機(jī)過(guò)程中摩擦土力，鉆具行進(jìn)過(guò)程中，低壓送漿，通過(guò)高壓泵打出的流體壓力將漿液送至鉆桿頂部，在鉆孔底部有孔型噴射結(jié)構(gòu)，邊送壓，邊攪拌下鉆攪動(dòng)土體，邊噴射；

(4)鉆具鉆進(jìn)至地下設(shè)計(jì)孔深度后，反向攪拌土體準(zhǔn)備提升，通過(guò)傳動(dòng)鏈條裝置提拔鉆具，在鉆具底部鉆頭位置設(shè)置孔型噴射結(jié)構(gòu)，在孔型噴射結(jié)構(gòu)上加裝攪拌裝置，在提升過(guò)程中，攪拌裝置先行攪動(dòng)土體，破壞原有土體結(jié)構(gòu)，使土體松散均勻；啟動(dòng)高壓泵，噴射高壓漿體，通過(guò)漿體的高壓流，經(jīng)由內(nèi)置而成的外套管，經(jīng)孔型噴嘴高壓噴射而出，去有效切割松散均勻土體，直至樁基成型。

本發(fā)明的復(fù)合式旋噴樁基施工方法，結(jié)合旋噴樁高壓流切割土體和攪拌樁攪拌土體的優(yōu)勢(shì)，有效節(jié)省材料，提高功效，使樁體結(jié)構(gòu)性，均勻性，成樁型更好，更為有效地提高土體地基承載力。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。