[发明专利]一种用于大直径湿喷搅拌桩施工钻具的喷浆掘削结构

说明书

本发明涉及一种用于大直径湿喷搅拌桩施工钻具的喷浆掘削结构，包括钻头中心杆，钻头中心杆的径向上设有喷浆掘削单元，喷浆掘削单元包括喷浆通道和掘削翼板，掘削翼板固定在钻头中心杆的外壁上，喷浆通道的一端与钻头中心杆所设有的走浆通道相通，且喷浆通道位于掘削翼板的下方并与掘削翼板的长度方向平行，沿喷浆通道轴向方向上设置有喷浆通缝；本发明具有沿桩身半径均匀撒布固化剂浆液、有效提高搅拌桩桩身质量和施工工效、降低固化剂用量等特点，同时具有有效防止喷浆管堵塞、堵管易清理等特点。

技术领域

本发明属于地下施工机械设备技术领域，尤其涉及一种用于大直径湿喷搅拌桩施工钻具的喷浆掘削结构。

背景技术

作为地基处理工程技术领域中的一种主要工法，深层搅拌桩技术，已于上世纪60年代起广泛应用于工程建筑领域，包括土木工程、建筑工程、铁路工程、公路工程、水利工程、市政工程及港口工程等领域。深层搅拌桩工程技术采用单轴或多轴搅拌钻机将水泥等固化剂输入地下，通过与软硬土体进行搅拌混合，使固化剂与土体之间产生一系列的物理与化学反应，生成强度高，水稳定性好，防渗性能强的桩体、墙体、块体。从而有效解决了复合地基承载力、搅拌桩承载力、劲芯复合桩承载力、SMW工法桩承载力、隔水墙抗渗力以及污染土、有毒物质填埋场的封隔墙与封隔层等实际工程问题。

由于深层搅拌桩工程技术具有钻机装备简单、施工高效、成本低廉等优点，已经在土木建筑领域广泛应用。但是，目前在设计搅拌桩施工钻具时，都是在钻头中心杆上设置喷浆口进行喷浆，通过搅拌叶片的搅拌来将喷出的固化剂浆液和土体拌匀，形成一定直径的搅拌桩，但是钻头中心杆周围的浆液很难通过土体搅拌扰动达到搅拌均匀的目标，通常会出现固化剂沿钻具与钻杆周边间隙向上排出、固化剂在部分区域特别是中心区域聚集、最终造成外围水泥土强度远低于中心水泥土强度、固化土整体强度低于设计值等严重的工程质量问题，并时常引发严重的工程安全问题。特别在工程需要采用大直径、大深度的搅拌桩施工时，采用常规喷浆口设计的搅拌钻具施工时，会使得工程质量与工程安全风险尤为突显。目前的土木建筑市场急需解决上述工程技术难题，现有的一些常规解决办法主要有：1、增大喷浆压力，利用射流将浆液送至桩身外侧，或加大水泥浆掺量，增加搅拌均匀的机会，但这些方法需要增加额外设备或增加材料用量，施工成本上升；2、采用四搅两喷或多搅多喷工艺增加搅拌时长，一定程度上均匀性得到改善，但是施工工效降低；3、将喷浆口移至搅拌叶片上，甚至为了实现在桩身半径范围均匀喷浆，在搅拌叶片或者是掘削叶片上增设多个喷浆孔，试图来弥补中心杆喷浆设计的缺陷，其在一定程度上有所改善，但是还是无法做到使浆液沿半径均匀覆盖，或者在施工过程中部分出浆孔堵塞。因此该问题在业内没有得到根本性解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种用于大直径湿喷搅拌桩施工钻具的喷浆掘削结构，可以在施工过程中将固化剂浆液均匀地铺洒在桩身半径范围内，加之较常规搅拌工法搅拌次数更少的搅拌扰动，即可以实现搅拌均匀的效果，从而实现搅拌桩桩身强度差异大幅缩小以及整体强度大幅提高。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，这种用于大直径湿喷搅拌桩施工钻具的喷浆掘削结构包括钻头中心杆，所述钻头中心杆的径向上设有喷浆掘削单元，所述喷浆掘削单元包括喷浆通道和掘削翼板，所述掘削翼板固定在所述钻头中心杆的外壁上，所述喷浆通道的一端与所述钻头中心杆所设有的走浆通道相通，且所述喷浆通道位于所述掘削翼板的下方并与所述掘削翼板的长度方向平行，沿所述喷浆通道轴向方向上设置有喷浆通缝。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，通过采用此种结构，无论是何种搅拌钻头以及何种搅拌工艺，如单轴单向搅拌桩、单轴双向搅拌桩、双轴单向搅拌桩、双轴双向搅拌桩、多轴搅拌桩等等，均可以在施工过程中通过喷浆通缝将固化剂浆液均匀地铺洒在桩身半径范围内，加之较常规搅拌工法搅拌次数更少的搅拌扰动，即可以实现搅拌均匀的效果，从而实现搅拌桩桩身强度差异大幅缩小以及整体强度大幅提高，利用此结构可以使搅拌桩的施工直径达到3000mm。