[发明专利]一种复合固结体成形装置及其成形工法

说明书

本发明公开的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。这样，采用本发明提供的复合固结体成形装置，可以在喷射浆液的同时旋切土体并充分和均匀搅拌浆液和土体，使得形成的复合固结体的质量更加稳定。

技术领域

本发明涉及复合固结体成形技术，尤其涉及一种复合固结体成形装置及其成形工法。

背景技术

钻孔灌注桩因其施工方便、成本低廉等优点，被广泛应用在土木工程施工领域中。为了提高常规钻孔灌注桩的桩基承载力，土木工程实践过程中出现了扩盘/支盘桩工艺和桩底、桩周压力注浆工艺等工艺。

目前，为了进一步提高桩基承载力，施工过程中会采用高压旋喷的方式在桩身周边尤其是扩盘盘体周边形成复合固结体。然而，高压旋喷工艺存在受工艺本身制约导致其成形直径小且地质因素影响也导致其直径无法保证的问题，其成形质量受地质条件和人为因素影响较大，成形速度较慢且地面溢浆也会引起环境污染。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种复合固结体成形装置及其成形工法，以解决高压旋喷工艺存在的上述问题。

首先，为实现上述目的，本发明提出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。

可选地，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旋扩喷射搅拌臂内侧的注浆管连接。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，所述转动连接包括以铰接方式连接。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，所述注浆管内的浆液包括预设的浆液介质或粉末介质。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种复合固结体成形工法，使用上述任一项所述的成形装置施工，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；