[发明专利]潜孔冲击高压旋喷桩的施工工艺和设备

说明书

技术领域

本发明属于建筑地基基础施工中的成桩技术，特别涉及潜孔冲击高压旋喷桩的施工工艺。用于施工止水帷幕桩、基础桩、基坑围护桩等，适用于素填土、杂填土、粘性土、砂土等一般地层，且特别适合于难以钻进的砂卵砾石层、漂石、水工填海、抛石、混凝土旧基础、基岩等复杂地层。 

技术背景

高压旋喷桩用于处理淤泥、粉土、砂土、素填土等土体的地基加固，也可用于深基坑、地铁工程、水利工程等的土体加固和帷幕止水。但普通的旋喷桩，由于旋工设备动力较小，在施工砂卵石土、风化岩等较硬地层时，成孔深度、垂直度和成桩直径等质量要素无法得到保证，止水效果不理想，且因其反浆量较大，水泥等材料浪费严重，现场清污工作量很大。 

后经各方积极探索，提出了不少改进方法： 

公开号CN1078519专利《钻孔注浆成桩法及钻具旋喷装置》(P2106176.5)，提出了在长螺旋钻具上设置旋喷装置的方法，扩大了旋喷和长螺旋两种工艺的适用范围。 

公开号CN1504613专利，提出了“防水桩挡墙的成型方法及其使用的螺旋钻机”，其防水桩挡墙的成型方法，包括以下步骤：(1)用螺旋钻机钻孔，钻到设计的旋喷深度时，开动泥浆泵，调整水泥浆喷嘴的喷射压力和螺旋钻钻杆的钻进深度，使水泥浆喷嘴旋喷水泥浆，形成扩孔护壁；(2)待钻孔达到设计的钻孔深度时，使钻杆停止转动，此时一边提升钻杆，一边压灌混凝土，混凝土压灌到设计高度时，形成混凝土桩；(3)根据设计的需要按上述步骤依次成桩，形成防水挡墙。 

公开号CN18182228A专利，提出了“桩排式地下防水墙的成型方法及其使用的螺旋钻机”，桩排式地下防水墙的成型方法，其特征在于包括以下步骤：1)根据设计需要，在地面上确定每个挡墙桩位置，然后制作形成多个挡墙桩；2)待挡墙桩固化以后，根据二个挡墙桩之间的间距，用螺旋钻机分别在二个挡墙桩之间的地面上进行钻孔，所钻孔的孔壁分别与二个相邻挡墙桩的侧壁相切或相距400mm以内；3)当钻孔钻到设计深度后，一边提升螺旋钻机的钻杆，一边开动泥浆泵，通过钻杆内的注浆管经位于钻杆下部的水泥浆喷嘴向钻孔内喷射制备好的水泥浆，形成一个与两边相邻挡墙桩相连的水泥土桩；4)按上述步骤依次在 每个挡墙桩之间形成水泥土桩，成桩排式地下防水墙。 

公开号CN101255689A专利，提出了“长螺旋旋喷搅拌水泥土帷幕桩及其施工方法”主要步骤是：在相邻的护坡桩之间用长螺旋钻机钻出引孔；利用长螺旋旋喷搅拌桩钻具边钻进边旋喷水泥浆，边搅拌至设计孔底标高；旋喷搅拌提钻形成帷幕桩成桩；钻具在上返时边旋喷或定喷水泥浆，边搅拌至设计标高成桩。 

申请号201010238461.4的发明专利申请《长螺旋旋喷搅拌帷幕桩的施工工艺》工艺步骤包括：在相邻的两根护坡桩之间确定桩位，钻引孔，旋喷搅拌钻进和旋喷搅拌提钻形成帷幕桩，其特征在于：所述的旋喷搅拌钻进和旋喷搅拌提钻采用长螺旋旋喷搅拌桩钻具，采用以下“三遍水三遍浆”的工艺；(1)给钻具施加高压清水：首先从上至下旋喷搅拌钻进至设计孔底，然后定喷提升钻具到孔口，最后再定喷到孔底；(2)给钻具切换高压水泥浆：首先旋喷搅拌提升钻具到孔口，然后定喷下到孔底，最后再提升钻具定喷至设计标高成桩；进行上述的定喷工艺时，钻具的两侧喷嘴分别朝向相邻的两根护坡桩。 

现就以上方法存在的不足进行分析： 

1、成桩效果不佳：以上方法，只是在长螺旋钻具上增加了喷射装置，并没有其它改进机理，其在成桩直径及桩身质量上较普通旋喷桩有所改善，但改善并不能满足设计及主体施工要求。例如其最大直径仅为800～900mm。在经常采用的护坡桩支护体系中，以护坡桩直径800mm为例，桩间距一般为1.5～1.6m，其净距为700～800mm，这就要求止水帷幕桩直径必须大于900～1000mm，以保证帷幕桩与灌注桩之间的咬合不小于100mm，才能保证止水效果。但从北京地区基坑开挖来看，以上方法还没有一个较成功的实例。 

2、钻进可行性差：护坡桩在施工过程中，穿越砂层、砾石层时，极易因机械搅动或地下水涌水等外力影响下出现塌孔、流砂等现象，浇注水下砼时便会在此处形成扩径(俗称“大肚子”)，钻头一旦遇上扩径现象则会出现桩位偏移或无法钻进现象，若不在桩外进行补桩，则无法达到止水效果。