[发明专利]提高水泥土搅拌桩均匀性的施工方法及施工装置

说明书

本申请公开了一种提高水泥土搅拌桩均匀性的施工方法及施工装置，涉及土建施工。施工装置包括：制浆设备、搅拌桩机和控制主机。搅拌桩机包括动力头、钻杆、搅拌叶片和自动切换装置。钻杆的上部和底部位置对应设有钻杆喷浆口，钻杆中设有水泥浆液通道，水泥浆液通道与钻杆喷浆口相连通。自动切换装置设置在上部的钻杆喷浆口处，配置成实现下钻和上提过程喷浆的自动转换。本申请通过自动切换装置实现了下钻和上提过程转换喷浆自动，使得施工中的下钻和上提均为有效搅拌，从而保证水泥浆和土体充分搅拌，使得桩身强度一致，极大地提高了水泥搅拌桩的施工功效，实现了单次往复搅拌施工即可满足搅拌均匀性，大大缩短了施工周期和节约了成本。

技术领域

本申请涉及土建施工，特别是涉及一种应用于民用及其工业基础设施建设中的基坑围护、防渗与地基加固场合的提高水泥土搅拌桩均匀性的施工方法及施工装置。

背景技术

水泥土搅拌桩是一种适用于饱和软黏土的地基加固方法。它利用水泥作为固化剂，通过搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土加固成具有整体性、水稳定性和一定强度的人工改良地基。

现有搅拌桩施工设备通常为单一的下沉喷浆或上提喷浆。

大量工程实践表明，在水泥土搅拌桩的成桩过程中，沿桩长方向，桩身质量分布不均匀，通常桩身上部质量要高于下部质量。因而水泥土搅拌桩的成桩质量控制一直是工程界关注的热点问题。现有水泥土搅拌桩施工方法的弊端已严重影响了其施工质量控制，进而影响了施工进度。

发明内容

发明人在发现，造成桩身上部质量要高于下部质量的原因在于：是由现有搅拌桩施工设备与工艺造成的。现有搅拌桩施工设备通常为单一的下沉喷浆或上提喷浆，如不进行复搅，固化剂和软土在深度方向搅拌不充分。深部土体围压较大，极易造成浆液进入土体较少，使得深层土体的搅拌均匀性和桩身强度无法保证。发明人发现，如果在成桩过程中通过改变喷浆方式，则会改善上述状况。基于此，本申请提供了一种提高水泥土搅拌桩均匀性的施工方法及施工装置。

根据本申请的一个方面，提供了一种提高水泥土搅拌桩均匀性的施工装置，包括：

制浆设备，用于制备水泥浆，其具有输浆管；

搅拌桩机，用于提供搅拌动力，其包括：

动力头，用于提供动力，以带动钻杆旋转；

钻杆，与所述动力头相连，并通过所述动力头驱动，所述钻杆的内部中空，所述钻杆的外表面固定有多个搅拌叶片并形成搅拌叶片段，所述钻杆中在搅拌叶片段所处的上部和底部位置对应设有钻杆喷浆口，所述钻杆的中空部至少设置一个水泥浆液通道，所述水泥浆液通道与所述钻杆喷浆口相连通；

自动切换装置，设置在所述钻杆的上部的钻杆喷浆口处，配置成在向下钻进时，所述自动切换装置关闭上部的钻杆喷浆口，实现底部的钻杆喷浆口喷浆，在向上提升时，所述自动切换装置打开上部的钻杆喷浆口，实现上部的钻杆喷浆口，以实现下钻和上提过程喷浆的自动转换；和

控制主机，与所述制浆设备及所述搅拌桩机的动力头相连，配置成控制所述制浆设备的出浆量及控制所述动力头的运转。

可选地，所述自动切换装置包括：

底座，为弧形，固定在所述钻杆上部的钻杆喷浆口处，所述底座中沿其轴线设有贯通两侧部的孔洞，以形成滑动空间，所述底座的前端处具有贯通孔洞的窗口，用于露出部分滑块；

滑块，安装在所述孔洞内，并可在所述滑动空间内滑动，以打开或关闭所述钻杆上部的钻杆喷浆口；和

拨块，固定在所述滑块的前端处，并由所述窗口向外伸出。

可选地，在所述钻杆最底部的搅拌叶片处设有串珠状的叶片喷浆口，串珠状的叶片喷浆口与所述水泥浆液通道相连通，以实现水泥浆液在桩身径向方向的均匀分布。