專利名稱：鉆孔注漿成樁法及鉆具旋噴裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種土建灌注鋼筋混凝土樁的方法及實施該法的鉆具旋噴裝置。
在土建工程中，常采用干作業法螺旋鉆孔灌注樁。日本CSL工法和MR-DI工法是在鉆桿上帶有特殊形狀攪拌翼片，由鉆桿直接供給水泥漿進行攪拌加固形成就地灌注土水泥樁。旋噴法CCP工法即單管噴射法，是用高壓泵將水泥漿通過裝在噴漿管上小口徑噴嘴噴射到地基中，并使噴身管回轉以切削土體，邊切削邊提升噴射漿管，使水泥漿與土體結合形成園柱形土水泥樁。鉆孔壓漿成樁法(發明專利號CN86100705)是在提鉆的同時通過設在鉆頭的噴嘴向孔內高壓噴漿，至漿液達到沒有塌孔危險位置為止;起鉆后在孔內放置鋼筋籠，投滿粒料，并放入至少一根直通孔底的高壓注漿膠管，利用高壓從孔底作二次補漿，直至漿液達到孔口為止。第一種CSL和MR-D方法注漿壓力小，滲透能力差。第二種CCP工法由于是水平方向旋噴漿液，沒有攪拌過程對樁底加固不大。第三種鉆孔壓漿成樁法沒能形成有效的旋噴，而且還需二次注漿使粒料與漿液混合。以上方法設備復雜，功能單一，工藝繁鎖。
本發明目的是在鉆具上裝設旋噴裝置，提供能在各種地質條件下，對鉆孔端部虛土進行處理與加固，并能在予定部位擴徑增加支承力的灌注混凝土成樁法。是集鉆孔、旋噴、攪拌、擴徑為一體的施工法。
本發明技術解決方案是全葉片螺旋鉆孔到設計深度后停止進鉆，把葉片上的非砂類碎石土排出孔外，啟動泵漿閥門，將制備好的漿液或固化劑通過設在鉆具上的轉動封閉機構，經蕊管由鉆頭上的噴嘴向孔底進行加壓注漿，接著邊注漿邊把級配好的砂石料或干硬性混凝土從孔口順葉片逆轉輸入孔內。注入漿液經旋轉攪拌與輸入料充分混合，適時適量加壓提升鉆桿，加固樁底與樁身。在需要擴徑部位邊轉動鉆桿邊注漿，適時適量提升鉆具，沖擊破壞各類土體，使該處土顆粒與漿液混合攪拌形成擴徑部分。完成旋噴攪拌工作后，把鉆桿提出孔外，再放置好鋼筋籠，灌注混凝土至標高為止。
鉆具的旋噴裝置是在主機部分有一旋轉封閉機構。注漿泵與進漿管用高壓膠管連接，進漿管盲端有出漿孔與蕊管上口相通，蕊管穿過變速箱立軸，并與其固定，延伸到鉆桿直至鉆尖噴嘴處，在進漿管與蕊管上口處有密封件，密封膠圈，旋轉軸瓦，蕊管置于鉆桿中心焊接在一起，蕊管與蕊管的相互連接由橡膠墊密封，兩個鉆頭噴嘴向外傾斜，與蕊管成(45°-Φ/2)，并焊在非受力面上。兩個噴嘴還可做成一個噴嘴與中心線成(45°-Φ/2)，另一個噴嘴順蕊管中心豎直向下，噴嘴形式按工程需要而選擇。
本發明提出灌注鋼筋混凝土樁，由于鉆具上采用旋噴裝置，在鉆尖撓動處采用加壓注漿旋噴攪拌法對虛土起到注實加固端土作用，而且還可在樁身需要擴徑部位采用加壓注漿旋噴，沖擊破壞切削土體形成擴徑部分，增大樁在土中支承面程，極大提高樁的承載能力。這種方法工藝簡單，適應各類土質，鉆孔旋噴攪拌投入粒料同時進行，經濟合理，便于施工。
實施例根據地質條件不同和設計荷載要求，對端土的處理與加固的旋噴注漿壓力在0.1～30MPa范圍內變化。旋噴沖擊切削土體部分根據土體結構，噴漿壓力值在10～30MPa之間。在注漿壓力注漿量固定時，擴徑范圍提升速度與噴射時間控制標準為h/t＝Ktg(45°-Φ/2)sin(45°-Φ/2)S＝K·tsin(45-Φ/2)其中h-鉆桿提升量，t-旋噴時間K-土的綜合系數Φ-土的內摩擦角S-擴徑增大尺寸。
采用硅酸鹽水泥標號水泥漿作固化劑時，水灰比為0.4-0.65。
鉆孔灌注鋼筋混凝土樁，直徑為300毫米，入土深度6米，樁尖持力層為園礫中密狀態。測得端部虛土厚度為100毫米。
端部未經處理端阻力為70KN端部經低壓注漿處理端阻力為200KN端部經高壓注漿處理端阻力為260KN
端部擴徑為400毫米端阻力為400KN端部擴徑為500毫米端阻力為650KN電機1與變速箱13通過三角帶聯接，變速箱帶動鉆桿葉片19轉動，變速箱體上面設置封閉轉動機構，在其中進漿管2盲端有出漿孔與蕊管15上口相通，使漿料通過變速箱立軸內蕊管，經各桿節聯接件16直通鉆頭20的噴嘴18，在蕊管上口外有耐磨密封件5，旋轉軸瓦6，橡膠密封圈7，保證蕊管既能轉動又能與出漿口密封。整個旋轉密封機構是由上下箱體4與8用定位銷柱10、彈簧11固定。鉆尖處兩個噴嘴設置在非受力面與蕊管中心線成(45°-Φ/2)角度，還可做成一個與蕊管中心線成(45°-Φ/2)角度而另一個置于中心線豎直向下。根據工程需要選擇噴嘴個數與方向。
附圖
為本發明的鉆具旋噴裝置。
權利要求
1.一種鉆孔注漿成樁法及鉆具的旋噴裝置，全葉片螺旋鉆頭鉆孔到設計標準深度后，放置鋼筋籠，灌注混凝土至標高為止，其特征是鉆尖到設計深度后，葉片把非砂類碎石土排出孔外，注漿從孔口順葉片逆轉輸入級配好的砂廠料或干硬性混凝土，通過旋噴裝置經設在鉆頭上的噴嘴向樁尖處旋噴攪拌，接著邊注漿邊適時適量加壓提升鉆桿。
2.根據權利要求1所述的鉆孔注漿成樁法，其特征是需要擴徑時，將鉆頭提置擴徑部位，邊轉動鉆桿邊注漿邊提升，沿土體破壞面加壓沖擊破壞土體，使該處的土顆粒與漿液混合攪拌。
3.按權利要求1和2所述鉆孔注漿成樁法，其特征在于端土與擴徑部分注漿壓力，根據地質條件與設計荷載要求在0.1～30MP。范圍內變化，漿料采用不低于425號硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比為0.4～0.65，在注漿壓力注漿量固定時，鉆桿提升量，旋噴時間，擴徑增大尺寸控制標準如下h/t＝Ktg(45°-Φ/2)sin(45°-Φ/2)S＝K·tsln(45°-Φ/2)其中h-鉆桿提升量 t-旋噴時間 k-土的系數 Φ-土的內摩擦角 s-擴徑增加尺寸
4.一種鉆孔注漿成樁法用的鉆具旋噴裝置包括電動機1，變速箱13皮帶傳動裝置，鉆桿19，鉆頭20，其特征是旋噴裝置由封閉轉動機構，蕊管和噴嘴組成;封閉轉動機構設在變速箱上，在其中的進漿管2盲端有出漿孔，與變速箱立軸成一體的蕊管15上口相通，蕊管焊接固定在各個鉆桿中心，其聯接處由密封膠墊16密封，在蕊管上口外有一耐磨密封件5，旋轉軸瓦6，橡膠密封膠圈7構成密封轉動裝置，并置于上下箱體4、8中，由定位銷柱10彈簧11固定。
5.根據權利4所述鉆孔注漿成樁法用的鉆具旋噴裝置，其特征是鉆頭處有兩個噴嘴與蕊管中心延長線夾角為(45°-Φ/2)角度，焊在非受力面上，還可以做成一個噴嘴與蕊管中心線成(45°-Φ/2)角度，焊在非受力面上，另一個噴嘴置于蕊管中心線豎直向下。
全文摘要
一種鉆孔注漿成樁法及鉆具旋噴裝置；鉆孔達到深度后，排除非砂類土，注漿通過鉆具旋噴裝置旋轉攪拌加固端土，接著輸入級配好砂石料及干硬性混凝土在擴徑位置可邊旋噴邊提鉆，切削土體混合攪拌形成擴大部分，起鉆后放置鋼筋籠，灌注混凝土至標高。鉆具旋噴裝置包括密封轉動機構和芯管、噴嘴。芯管位于鉆桿中心，上口與進漿管肓端出漿口相通，由密封件、軸瓦密封轉動，噴嘴方向與鉆頭芯管成(45°-Φ/2)角度。
文檔編號E02D7/24GK1078519SQ9210617
公開日1993年11月17日 申請日期1992年5月12日 優先權日1992年5月12日
發明者王英權 申請人:王英權