[发明专利]一种复合固结体成形装置及其成形工法

权利要求书

1.一种复合固结体成形装置，其特征在于，所述复合固结体成形装置包括钻杆、旋扩喷射搅拌臂以及动力装置；

所述旋扩喷射搅拌臂包括至少一组搅拌臂组件，每一搅拌臂组件上设置有多个钻齿以及与注浆管连通的多个喷嘴，所述多个钻齿与所述多个喷嘴相间设置；

所述动力装置用于为所述钻杆提供驱动力，当所述动力装置用于为所述钻杆提供沿轴向运动驱动力时，带动所述钻杆轴向位移和/或所述内管与所述外管相对位移；当所述动力装置用于为所述钻杆提供绕轴向转动的驱动力时，所述钻杆带动所述旋扩喷射搅拌臂转动。

2.根据权利要求1所述的复合固结体成形装置，其特征在于，所述钻杆包括内管和外管，所述内管套设于所述外管内，且与所述外管同轴，所述内管顶部与注浆管连接，底部侧面通过活接与所述旋扩喷射搅拌臂内侧的注浆管连接。

3.根据权利要求2所述的复合固结体成形装置，其特征在于，每一搅拌臂组件的一端与所述外管的底端连接，另一端与所述内管的底部连接，当所述动力装置驱动所述外管与所述内管沿轴向相对运动时，所述旋扩喷射搅拌臂的半径发生变化。

4.根据权利要求3所述的复合固结体成形装置，其特征在于，所述每一搅拌臂组件包括上臂以及下臂，所述上臂的第一端与所述下臂的第一端转动连接，所述上臂的第二端与所述外管的底端转动连接，所述下臂的第二端与所述内管的底端转动连接。

5.根据权利要求4所述的复合固结体成形装置，其特征在于，所述转动连接包括以铰接方式连接。

6.根据权利要求3所述的复合固结体成形装置，其特征在于，所述外管的内壁设置有导向滑槽，所述内管的外壁设置有导向滑块，所述导向滑块嵌于所述导向滑槽内并能在所述导向滑槽内相对滑动。

7.根据权利要求2所述复合固结体成形装置，其特征在于，所述外管顶部与所述内管的外壁之间设置有刹车装置，所述刹车装置用于启动或者解除所述外管与所述内管的抱死状态。

8.根据权利要求2所述的复合固结体成形装置，其特征在于，所述内管的顶端与一牵引装置连接，所述牵引装置用于为所述内管提供牵引力；所述内管的底端以钻头封堵。

9.根据权利要求2所述的复合固结体成形装置，其特征在于，所述注浆管内的浆液包括预设的浆液介质或粉末介质。

10.一种复合固结体成形工法，其特征在于，所述成形工法包括以下步骤：

施工场地平整，桩位测量放线定位；

按设定桩位定位并对中，所述钻杆内管的顶部与注浆管连接，浆液介质组成为预设；

启动所述动力装置，使所述钻杆下钻；

当所述钻杆下钻至预设位置处时，启动与所述注浆管连接的注浆泵，使浆液按第一预设压力经所述注浆管输入所述内管并通过所述内管底部侧面的活接进入所述旋扩喷射搅拌臂内侧的注浆管并从所述旋扩喷射搅拌臂的喷嘴喷出，其中，所述预设位置包括所述桩体结构的预设盘位处，和/或所述桩体结构的桩端位置；

在浆液喷射的同时，所述动力装置驱动所述旋扩喷射搅拌臂以预设转速转动的同时以第一预设速度张开并旋切土体，所述旋扩喷射搅拌臂对浆液和土体进行搅拌；

当所述旋扩喷射搅拌臂张开至预设直径时，所述动力装置带动所述钻杆以预设转速转动的同时以第二预设速度上升或下降，至所述钻杆钻进至所述预设位置处之上第一预设标高处或所述预设位置处之下第二预设标高处，在上升或下降的过程中，所述旋扩喷射搅拌臂在旋切土体、喷射浆液的同时对浆液和土体进行充分搅拌，搅拌后的浆液和土体形成复合固结体。