[发明专利]基于降阻方式实现大直径深层搅拌的施工方法

权利要求书

1.基于降阻方式实现大直径深层搅拌的施工方法，其特征在于，通过将降阻材料与搅拌钻机有机结合，采用如下步骤实现大直径深层的施工方法：

步骤1：施工场地准备，施工设备配置及改造；

根据搅拌设计方案，设置与搅拌直径相匹配的搅拌钻头，搅拌钻头由搅拌钻杆、主搅叶片和复搅叶片而成，主搅叶片和复搅叶片半径与设计搅拌直径保持一致；在主搅叶片背部均匀设置1-10个固化材料喷射口，固化材料喷射口方向与主搅叶片背部外法线方向保持一致；主搅叶片半径在主搅叶片前部下边缘均匀设置1-10个降阻材料喷射口，降阻材料喷射口方向与主搅叶片下边缘垂直且沿主搅叶片表面倾斜向上；将配置好的搅拌钻头与连接钻杆通过螺纹连接，然后将搅拌钻头和连接钻杆整体与搅拌钻机通过法兰连接；

步骤2：降阻材料与固化材料配置；

降阻材料选用离子型表面活性剂溶液，固化材料选用掺有碳纳米管的水泥浆液；其中，离子型表面活性剂的掺入质量为搅拌土体质量的0%-10%，离子型表面活性剂溶液浓度范围为0%-8%；碳纳米管长度范围为2-20微米，外壁直径范围为2-20微米，碳纳米管在水泥浆液中的质量占比为0%-1%，水泥浆液的水灰比为1-2；

步骤3：搅拌下钻施工；

搅拌下钻过程中通过降阻材料喷射口连续性地喷射离子型表面活性剂溶液，喷射压力为0.5-20MPa；

步骤4：搅拌提钻施工；

搅拌提钻过程中通过固化材料喷射口连续性地喷射掺有碳纳米管的水泥浆液，喷射压力为0.5-20MPa，提钻过程中浆液的喷射量为总浆液喷射量的60%-80%；

步骤5：二次搅拌下钻施工；

二次搅拌下钻过程中仅开展搅拌作业，不喷射任何材料；

步骤6：二次搅拌提钻施工；

二次搅拌提钻过程中通过固化材料喷射口连续性地喷射掺有碳纳米管的水泥浆液，喷射压力为0.5-20MPa，二次提钻过程中浆液的喷射量为总浆液喷射量的20%-40%；

步骤7：搅拌钻头提升至设计高度时，完成搅拌作业，施工结束。

2.根据权利要求1所述的基于降阻方式实现大直径深层搅拌的施工方法，其特征在于，根据施工场地土体的标贯试验指标标贯基数N值动态调整搅喷浆液及旋喷浆液配置方案，具体配置方案如下：

标贯试验指标标贯基数N值范围为0-30时，选用浓度为0%-1%离子型表面活性剂溶液，离子型表面活性剂的掺入质量为搅拌土体质量的0%-2%，碳纳米管在水泥浆液中的质量占比为0％-0.2%；

标贯试验指标标贯基数N值范围为30-50时，选用浓度为1%-2%离子型表面活性剂溶液，离子型表面活性剂的掺入质量为搅拌土体质量的2%-4%，碳纳米管在水泥浆液中的质量占比为0％-0.4%；

标贯试验指标标贯基数N值范围为50-80时，选用浓度为2%-4%离子型表面活性剂溶液，离子型表面活性剂的掺入质量为搅拌土体质量的4%-6%，碳纳米管在水泥浆液中的质量占比为0％-0.6%；

标贯试验指标标贯基数N值大于80时，选用浓度为4%-8%离子型表面活性剂溶液，离子型表面活性剂的掺入质量为搅拌土体质量的6%-10%，碳纳米管在水泥浆液中的质量占比为0％-1%。

3.根据权利要求1所述的基于降阻方式实现大直径深层搅拌的施工方法，其特征在于，所述搅拌下钻过程中钻杆向下移动速度为50-1500mm/min，转速为5-20r/min；搅拌提升过程中钻杆向上移动速度为100-3000mm/min，转速为10-30r/min，二次搅拌下钻施工钻杆向下移动速度及转速为搅拌下钻过程的1.2-5倍，二次搅拌提升施工钻杆向上移动速度及转速为搅拌提升过程的1.2-5倍。

4.根据权利要求1所述的基于降阻方式实现大直径深层搅拌的施工方法，其特征在于，所述碳纳米管的比表面积大于200m²/g。

5.根据权利要求1所述的基于降阻方式实现大直径深层搅拌的施工方法，其特征在于，所述水泥浆液中的水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥，碳纳米管先与P.O42.5普通硅酸盐水泥充分混合后，再加入纯净水进行充分搅拌形成掺有碳纳米管的水泥浆液。