[发明专利]一种双管干喷水泥土成桩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合地基加固处理成桩方法，尤其涉及一种高压气切削搅拌低压气输送干粉固化材料的双管干喷水泥土成桩方法。

背景技术

粉喷桩也叫加固土桩，它是利用粉状水泥(或石灰)等材料作固化剂，在钻孔过程中使用特制的喷粉桩机将固化剂喷入软土地基的深层，经搅拌使原位土与固化剂均匀混合并发生一系列物理、化学反应，使软土硬结成具有整体相互影响，共同作用承担上部荷载的粉喷桩复合地基。由于粉喷桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点，目前在高速公路建设领域应用得较为广泛。

在以往的工程实践中，粉喷桩处理软土地基施工中常存在如下一些问题：均匀性差、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足；适用于松软透气性好的地基处理，密实透气性差的地基难以处理；处理深度小，通常小于18米；成桩直径小，通常小于600毫米。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的上述问题和缺陷，提供一种新的高压气切削搅拌低压气输送干粉固化材料的双管干喷水泥土成桩方法，减小钻进阻力，提高钻进施工能力以及搅拌均匀性，使桩的承载力提高。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种双管干喷水泥土成桩方法，包括以下几个步骤:

（1）通气预搅下沉

钻具边旋转边钻进，同时气管输入高压气体，芯管输入低压气体，土体在原位受到搅动，钻至设计标高后停止钻进，原地搅拌；

（2）输送干粉固化剂提升

开启粉体喷射机，将水泥粉体通过内管喷入被搅动的土体中，气管连续压入高压气体，然后钻头边反向旋转边提升，使土体和水泥粉体充分拌和；

（3）复搅成桩

按设计要求深度再次下沉复搅、复喷，成桩结束。

步骤1中所述的钻具为双管干喷搅拌钻具，由水龙头10、钻杆20和钻头30连接组成，其中水龙头10上有高压气体输入口11，低压气体、低压水泥粉输入口12；钻杆20包括气管21和芯管22；钻头30上有高压气体输出口31，低压气体、低压水泥粉输出口32和搅拌叶片33。

其中，高压气体从输入口11输入，经过气管21，从输出口31输出，形成高压气流；低压气体、低压水泥粉从输入口12送入，经过芯管22，从输出口32输出，水泥粉和土壤经叶片33搅拌成桩。

本发明的成桩方法原理是通过气管往土壤中喷射高压气流，高压气流具有切割土壤，搅拌水泥土的作用，同时减小钻进阻力，从而实现大直径大深度喷粉桩的施工，施工深度可达到25m，成桩直径可达到800至1000毫米。

有益效果

（1）喷粉桩成桩深度提高，成桩直径大，可以实现大直径大深度施工。

（2）喷入的高压气流具有切割和搅拌水泥土的作用，增大了喷粉桩的搅拌均匀度，缩短了喷粉桩成桩所花的时间，对周围土层产生一定的负压，有利于低压喷粉的输出，提高了施工效率和成桩质量。

（3）与传统的喷粉桩工艺相比，对地质条件的适应能力更强，能够实现在密实不透气土层的顺利喷粉施工。

（4）无噪音，不取土，效率高，节能且环保。

附图说明

图1为本发明使用的双管干喷搅拌钻具的示意图；

图2为本发明的双管干喷水泥土成桩方法的工艺流程图。

图中，10为水龙头；11为高压气体输入口；12为低压气体、低压水泥粉输入口；20为钻杆；21为气管；22为芯管；30为钻头；31为高压气体输出口；32为低压气体、低压水泥粉输出口；33为搅拌叶片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明的成桩方法的施工工艺中，与钻机施工配合应用的关键部件是一种双管干喷搅拌钻具（见图1所示），由水龙头10、钻杆20和钻头30连接组成，其中水龙头10上有高压气体输入口11，低压气体、低压水泥粉输入口12；钻杆20包括气管21和芯管22；钻头30上有高压气体输出口31，低压气体、低压水泥粉输出口32和搅拌叶片33。

其中，高压气体从输入口11输入，经过气管21，从输出口31输出，形成高压气流；低压气体、低压水泥粉从输入口12送入，经过芯管22，从输出口32输出，水泥粉和土壤经叶片33搅拌成桩。

本发明的双管干喷水泥土成桩方法，包括以下几个步骤，如图2所示：

（1）通气预搅下沉