[发明专利]一种水下土体扩搅器及水下扩底桩的施工方法

说明书

本发明涉及一种水下土体扩搅器，所述水下土体扩搅器固定设置在钻杆下端，所述钻杆为带芯管的双重管钻杆，所述水下土体扩搅器包括外管、内管、切削搅拌架、钻头和输浆系统，所述外管上端与钻杆固定连接，所述内管上下滑动套合在外管内下部，所述切削搅拌架圆周阵列设置在外管和内管之间，所述钻头固定设置在内管下端；一种水下扩底桩的施工方法，包括以下步骤：确定扩搅范围，确定水下土体扩搅器的尺寸，选择钻杆，配制浆液，钻直孔，进行扩搅，取土，浇灌扩底桩。本发明的目的是为了解决水下扩底时周围的无粘性土层不能自稳、容易坍塌的问题，提供一种水下土体扩搅器及水下扩底桩的施工方法。

技术领域

本发明涉及水下基础施工技术领域，尤其涉及一种水下土体扩搅器及水下扩底桩的施工方法。

背景技术

扩底桩是一种具有高承载力的端承桩，在建筑桩基础中倍受青睐。扩底桩的扩大头部分通常位于砂土、砂砾石、卵砾石等无粘性土地层中。然而，在水下这些无粘性土中扩孔，扩孔后的空间非常容易垮塌，通常难以扩成锥台式的大头空间。若先将扩大头高程之上的地下水疏干，再施工扩孔桩，无疑大大增加扩底桩施工成本。这就是目前建筑市场没有水下施工扩底桩的成功案例的主要原因。

水下扩底桩成功实施的关键点，主要在于如何保证水下扩底时周围的无粘性土层能自稳不坍塌，而在扩底空间外围构建一个具有一定厚度和一定强度的护壁圈则是一种行之有效的办法。

发明专利（CN 104389516A）采用一次或二次挤扩方法成孔，成孔过程均使桩孔土体被充分的挤密，在桩周形成密实的外壳，可有效增加孔壁的稳定性不至坍垮。但该技术不适于中密～密实的水下无粘性土，尤其是扩底直径大的情形。

发明内容

本发明的目的是为了解决水下扩底时周围的无粘性土层不能自稳、容易坍塌的问题，提供一种水下土体扩搅器及水下扩底桩的施工方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种水下土体扩搅器，所述水下土体扩搅器固定设置在钻杆下端，所述钻杆为带芯管的双重管钻杆，所述水下土体扩搅器包括外管、内管、切削搅拌架、钻头和输浆系统，所述外管上端与钻杆固定连接，所述内管上下滑动套合在外管内下部，所述切削搅拌架圆周阵列设置在外管和内管之间，所述钻头固定设置在内管下端；

所述外管内上部设置有隔板，所述隔板上方连通有连接芯管，所述连接芯管与外管同轴固定设置；

所述切削搅拌架由上切削板和下切削板组成，所述上切削板上端与外管下端外壁铰接，所述下切削板上端与上切削板下端铰接、下端与内管下端外壁铰接；

所述输浆系统由上出浆孔、下出浆孔、⊥形孔、侧通孔、低通管、上通管和下通管组成，所述上出浆孔、下出浆孔、⊥形孔和侧通孔分别设置在上切削板、下切削板、钻头和内管内，所述上出浆孔一端位于上切削板上端中部、另一端位于上切削板下端侧面，所述下出浆孔一端位于下切削板下端中部、另一端位于下切削板上端侧面，所述⊥形孔的截面呈“⊥”形，⊥形孔上端位于钻头顶面中心处、下端位于钻头的圆周侧壁上，所述侧通孔圆周阵列设置在内管下部，侧通孔一端与⊥形孔下端连通、另一端通过下通管与下出浆孔连通，所述上通管和低通管均位于外管内，所述上通管一端连通至隔板、另一端穿过外管下部连通至上出浆孔，所述低通管上端连通至连接芯管、下端连通至⊥形孔上端。

进一步地，所述外管的内径等于内管的外径。

进一步地，所述外管下部内壁圆周阵列设置有若干个竖直的导槽，所述内管上部外壁圆周阵列设置有若干个竖直的导条，所述导条与导槽一一对应，导条的截面形状与导槽的截面形状对应。

进一步地，所述外管内侧壁圆周阵列设置有若干个竖直的凹槽，所述凹槽的数量等于上通管的数量，所述上通管位于凹槽内。

进一步地，所述内管下部套合有若干个定位箍，所述定位箍的外径等于外管的外径。