[发明专利]一种高压旋喷桩引孔施工一体化装置及其施工方法

说明书

本发明涉及一种高压旋喷桩引孔施工一体化装置及其施工方法，包括旋喷钻机、高压喷射钻杆和三重管；三重管固设于高压喷射钻杆底部，三重管底部固设有潜孔锤；所述三重管包括由内至外依次布设的出浆喷射器、内出气喷射器和外出气喷射器；本发明结构简单，方便实用，针对复杂地质层的环境，采用三重管与潜孔锤相结合的施工技术，并通过优化施工技术参数，获得的桩身强度高，施工质量好。与传统的高压旋喷桩施工方法相比，投入机械材料少、成本小、施工安全、施工迅速。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，尤其涉及一种高压旋喷桩引孔施工一体化装置及其施工方法。

背景技术

随着城市地下空间的发展，深基坑施工时对止水帷幕效果的要求越来越高。旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基得到加固。施工中一般分为两个工作流程，即先钻后喷，先高压空气及高压水喷射切割土体，然后高压水泥浆提升搅拌，保证每米桩浆土比例和质量。

以往建筑工程深基坑止水帷幕大量采用钢筋混凝土围护桩间插入高压旋喷桩，且多采用单重管或双重管施工工艺，遇硬质土层时，往往需要地质钻机先行引孔，而后再高压旋喷注浆，工期长，造价高。

三管旋喷：只喷水泥浆液、空气及高压水，机理是用高压水及高压空气去切割土体，然后水泥浆再去充填切割后的土体，桩径一般1.0m～1.2m，可以在圆砾层内施工，水泥用量一般在400kg/m，正常施工速度一般在10～20cm/min。普通三重管中出水出气喷射器在出水的同时也能喷射高压空气，出浆出气喷射器在出浆的同时也能喷射高压空气，因出水出气喷射器需焊接于钻杆上，在硬质地层施工时无法快捷更换成潜孔冲击式喷射器组合装置，这会在施工的过程中造成极大的不便。

在2007年4月11日公开的公开号为CN1944809A的中国发明，公开了一种三重管双高压旋喷注浆加固施工方法及其设备，将包裹压缩空气的高压水流和包裹压缩空气的高压水泥浆流分别通过喷射器上、下部的喷嘴喷出，上部的高压水喷射流先对土体进行一次切割破碎，下部的高压水泥浆喷射流再对土体进行二次扩大切割破碎，之后水泥浆与土体搅拌混合形成地基加固桩体。但该专利仅对土体的破碎作用强，如遇卵石层或岩层等复杂硬质地层时，靠液体高压喷射无法切割破岩，也就无法形成有效的复合水泥土体，若用于止水帷幕，势必造成渗漏隐患。传统的三重管高压旋喷桩施工采用地质钻机引孔后，再换上喷射注浆管插入预定深度喷浆施工，既影响施工进度，又容易产生塌孔埋钻等施工问题，在砂层、卵石层及岩层等复杂硬质地层中施工时，上述缺点更为突出。

在2012年01月18日公开的公开号为CN102322058A的中国发明，公开了一种潜孔冲击高压旋喷桩的施工工艺和设备，在潜孔冲击器的高频振动下，高压水、高压气、高频振动产生联动机理，使周围土体迅速软化，在高压泵转化为高压水泥浆后，形成均匀的水泥土桩。但该专利采用双重管加配潜孔冲击器，未将高压水和高压水泥浆分离喷射，高压水和高压水泥浆共用相同的喷嘴，钻进成孔后向上提升时只能喷浆不能喷水，对土体的二次切割效果减弱，成桩直径偏小，成桩效果较差。

针对以上问题，故，有必要对其进行改进。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种简单易用，功效高，适应性强，提高了成孔质量的高压旋喷桩引孔施工一体化装置及其施工方法。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种高压旋喷桩引孔施工一体化装置，包括旋喷钻机、高压喷射钻杆和三重管；三重管固设于高压喷射钻杆底部，三重管底部固设有潜孔锤；所述三重管包括由内至外依次布设的出浆喷射器、内出气喷射器和外出气喷射器。

作为本发明的一种优选方案，所述潜孔锤通过高压喷射钻杆与动力头进行连接以传递动力。