[发明专利]浆液护壁钻孔灌注系列桩及其施工方法和施工设备

说明书

本发明涉及建筑工程基础桩和基坑支护桩，成孔工艺包括潜水钻孔和回转钻孔。浆液是指泥浆或稳定液。

现有浆液护壁钻成孔工艺虽在施工中有泥浆污染现场，但该成孔工艺可进行大直径长桩的施工。目前主要存在以下五个问题：其一，钻孔底有沉渣，只能靠摩擦力承载。其二，无法进行扩大体施工。其三，在易塌孔土层钻进较困难。其四，用于基坑支护时造价较高。其五，钻进速度慢。

本发明的目的是提出浆液护壁钻孔灌注系列桩及其施工方法和施工设备，以便解决上述五个主要问题。

本发明的浆液护壁钻孔灌注系列桩包括潜水或回转钻孔灌注桩潜水或回转钻孔扩大灌注桩以及潜水钻孔带侧翼灌注桩和潜水钻孔带侧翼扩大灌注桩。

潜水或回转钻孔灌注桩包括浆液护壁潜水或回转钻孔灌注桩，和固结材料固壁潜水或回转钻孔固壁灌注桩。浆液护壁潜水或回转钻孔灌注桩与现有潜水或回转钻孔灌注桩的结构相同。固结材料固壁潜水或回转钻孔固壁灌注桩是由孔壁固壁层与内部桩体共同构成的复合桩。固壁层可以沿钻孔全长分布或至少分布一段。其内部桩体与潜水或回转钻孔灌注桩的结构相同。

潜水或回转钻孔扩大灌注桩是在潜水或回转钻孔灌注桩的桩体上至少具有一个扩大体。其扩大体的位置可以在桩体底部或桩体的其它部位。

潜水钻孔带侧翼桩是由潜水钻孔灌注桩的桩体与在该桩体侧面上由固结材料与土体的混合体共同构成的。其桩体沿轴向至少是由一种材料组成，如上段为砼组成，下段为水泥与粘土的混合物组成。

潜水或回转钻孔灌注桩桩体的成孔方法分两种：方法之一是当钻头上未装旋切装置时，其成孔方法与现有相应的潜水或回转钻成孔方法相同。方法之二是当钻头上装有旋切装置时，其成孔方法是靠射流切土与钻头切土共同进行成孔的。经射流和钻头切取的土被泵抽出或排出孔外。

潜水或回转钻孔灌注桩桩体的灌注方法：方法之一是将无地下水并且不易塌孔的钻孔或经固壁的钻孔内的水抽干，然后直接倒入固结材料。方法之二是按现行水下混凝土灌注方法施工。方法之三是用泵将固结材料直接灌入钻孔内。

固结材料固壁潜水或回转钻孔固壁灌注桩中固壁层的施工方法：在潜水或回转钻孔灌注桩的桩体成孔过程中，由安装在钻头上并随钻头转动的固壁装置向土层内或钻孔内壁或钻孔内壁与土层内注入至少一种可固结材料，并且该固结材料能快速固结孔壁。

潜水或回转钻孔扩大灌注桩的扩大体的施工方法：灌注扩大体施工方法是当潜水或回转钻孔装置的扩孔装置至扩大体位置时，由钻头上的扩孔装置以射流扩孔，其被切之土随泥浆被排出孔外。形成的扩大空间将随潜水或回转钻孔灌注桩的桩体一起灌注固结材料即完成潜水或回转钻孔扩大灌注桩的施工或者在扩大空间的底部或钻孔底部放置补浆管，待潜水或回转钻孔扩大灌注桩灌注完成并硬化后，用压力灌方法向补浆管内灌浆从而使扩大体充分密实。

扩孔尺寸确定方法之一是可根据土层与射流时间以及相应压力来判定，扩孔尺寸确定方法之二是在潜水或回转钻孔装置上安装传感器，以实测值确定扩孔尺寸。

混合扩大体的施工方法是当潜水或回转钻孔装置的固壁装置至扩大体位置时，由安装在钻头上并随钻头转动的固壁装置向孔壁土层中喷射固结材料，使土层与固结材料形成混合扩大体。

潜水钻孔带侧翼灌注桩的侧翼施工方法：在潜水钻孔灌注桩桩体的成孔或提钻过程中，由安装在潜水钻孔装置上的侧翼施工装置向孔壁土层内定向喷射至少一种可固结材料，土层与可固结材料构成的混合体即为潜水钻孔带侧翼灌注桩的侧翼。侧翼施工装置也可向孔壁上至少注入一种可固结材料，从而使孔壁固结。

潜水钻孔灌注系列桩桩体的成孔设备是由桩架、行走系统、控制系统并至少有一套升降系统，其潜水钻孔装置分二种即：潜水二电机钻孔装置和潜水一电机钻孔装置。

回转钻孔灌注系列桩桩体的成孔设备具有桩架、行走系统、控制系统并至少有一套升降系统，其回转钻孔装置分二种即：转盘回转钻孔装置和动力头回转钻孔装置。

潜水—电机钻孔装置和动力头回转钻孔装置为本发明内容之一。