[发明专利]可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验系统及方法

权利要求书

1.一种可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验系统，其特征在于，包括可扩翼收缩钻头、螺旋钻杆、钻进动力装置、模型桩体、注浆装置和混凝土填芯装置，所述可扩翼收缩钻头通过螺旋钻杆与钻进动力装置连接，所述可扩翼收缩钻头、螺旋钻杆用于在模型桩体内模拟随钻跟管桩的钻进及沉渣形成过程，所述注浆装置用于向模型桩体注浆，所述混凝土填芯装置用于向模型桩体填芯混凝土。

2.根据权利要求1所述的可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验系统，其特征在于，所述可扩翼收缩钻头包括活动翼板、翼板螺栓、钻头固定翼板和钻头锥尖体，所述钻头固定翼板的底部与钻头锥尖体连接，所述钻头固定翼板的顶部与螺旋钻杆连接，所述活动翼板通过翼板螺栓与钻头固定翼板的一侧铰接。

3.根据权利要求2所述的可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验系统，其特征在于，所述钻头固定翼板的一侧设有凹槽部，所述翼板螺栓设于凹槽部，所述活动翼板包括连接部和弯折部，所述连接部置于凹槽部内并与翼板螺栓铰接，所述弯折部处于凹槽部外且向钻头固定翼板的底部方向弯折。

4.根据权利要求1所述的可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验系统，其特征在于，所述钻进动力装置包括多功能地钻、地钻扶手和固定连接卡扣，所述多功能地钻的驱动端与螺旋钻杆之间通过连接杆和插销固定连接，所述地钻扶手设于多功能地钻的两侧，所述地钻扶手通过固定连接卡扣与模型桩体连接。

5.根据权利要求1所述的可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验系统，其特征在于，所述模型桩体包括有机玻璃管桩，所述有机玻璃管桩包括可供扩翼收缩钻头、螺旋钻杆穿入的内腔，在有机玻璃管桩上并沿其延伸方向设有注浆管，在注浆管的底部设有注浆口，注浆口的开口端位于有机玻璃管桩的外壁面。

6.根据权利要求1所述的可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验系统，其特征在于，所述注浆装置包括第一连接管、第二连接管、可控式电动注浆机和注浆搅拌槽，所述可控式电动注浆机通过第一连接管与模型桩体连接，所述第二连接管分别与可控式电动注浆机、注浆搅拌槽连接，所述注浆搅拌槽内设有注浆液。

7.根据权利要求1所述的可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验系统，其特征在于，所述混凝土填芯装置包括出料管、可控式电动喷料机、第三连接管、原料搅拌槽和注料管，所述第三连接管分别与可控式电动喷料机、原料搅拌槽连接，所述出料管分别与可控式电动喷料机、注料管连接，所述原料搅拌槽内设有细砂混凝土，所述混凝土填芯装置通过注料管向模型桩体填芯混凝土。

8.根据权利要求1所述的可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验系统，其特征在于，所述螺旋钻杆的螺旋叶片尺寸为10～40cm，所述模型桩体的直径尺寸为15～60cm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将可扩翼收缩钻头通过螺旋钻杆与钻进动力装置连接，钻进动力装置与模型桩体连接，且可扩翼收缩钻头、螺旋钻杆置于模型桩体内；

S2、将模型桩体置于现场试验地层，启动钻进动力装置，开启正转模式，可扩翼收缩钻头进行正钻钻进；

S3、当扩翼收缩钻头钻进至设计层位，关闭钻进动力装置，将模型桩体与钻进动力装置分离，开启反转模式，可扩翼收缩钻头、螺旋钻杆从模型桩体内退出；

S4、通过混凝土填芯装置向模型桩体内进行混凝土填芯作业；

S5、静置一段时间，待填芯混凝土初凝后，通过注浆装置向模型桩体注浆；

S6、注浆后静置养护一段时间，开挖土层，鉴别沉渣注浆体几何构造特征，研究不同注浆条件、土质条件下沉渣的注浆效果及沉渣注浆体成型机制。

10.根据权利要求9所述的可实现桩底注浆的随钻跟管桩沉渣形成试验方法，其特征在于，在步骤S6中，所述静置养护时间为7天，所述注浆条件包括注浆压力、注浆量。