[實用新型]一種能在淤泥層中形成高強旋噴樁的裝置

有效

• 申請號: 201320074142.3
• 申請日: 2013-02-17
• 公開（公告）號: CN203174588U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 楊松平
• 申請（專利權）人: 廣州市吉特高噴灌漿工程有限公司
• 主分類號: E02D5/46
• 分類號: E02D5/46;E02D15/04
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 段國剛

技術領域

本實用新型公開一種形成高強旋噴樁的裝置，具體地說，是一種能在淤泥層中形成高強旋噴樁的裝置，屬于建筑施工技術領域。

背景技術

高壓旋噴技術上世紀70年代從日本引進，現在在國內已經是一種普遍的軟弱地基加固和滲漏地基截滲止水的手段，國內比較通行的高噴灌漿規范有《水利水電工程高壓噴射灌漿技術規范》（DL/T?5200-2004）。但是，常規的高壓旋噴都是通過高壓水泥漿或者高壓水強力切割土體，水泥漿主動或被動與土體混合而形成有一定強度或有一定密度的水泥土固結體的。在這個水泥漿攪拌混合的過程中，由于水泥漿或水介質向土體中的注入，使得孔口常常有大量的返漿溢出地面，返漿中有較高含量的水泥成分同時排出到地面上，造成水泥原材料的浪費，不僅增大了旋噴樁的工程造價，而且污染了環境，再由于水泥是高耗能行業，更是增加了碳排放。特別是富水的淤泥層中，由于地層處于飽水狀態，往往是向地層中灌入了多少體積的物質就會有同樣體積的返漿返出地面，水泥的利用率更低，甚至有一些三重管旋噴施工隊伍在淤泥中無論如何做都不成樁的情況出現。

實用新型內容

?針對上述問題，本實用新型公開一種在淤泥層中進行的高壓旋噴樁施工的裝置，該裝置可以大幅節約水泥原材料的消耗，同時也降低施工工程中的電能消耗；或者在同等水泥用量的情況下旋噴樁樁體抗壓強度大幅提高。

為解決上述技術問題，本實用新型的提供的技術方案是這樣的：該能在淤泥層中形成高強旋噴樁的裝置，包括噴頭，所述的噴頭上部側壁設有連接清水泵的清水噴嘴，在噴頭下部側壁設有連接水泥漿泵的水泥漿噴嘴，所述的清水噴嘴和水泥漿噴嘴的噴射方向相反，清水噴嘴與水泥漿噴嘴的垂直距離為0.5～1.5倍旋噴樁樁徑。

上述的能在淤泥層中形成高強旋噴樁的裝置，所述的噴頭上設有一個清水噴嘴和一個水泥漿噴嘴，清水噴嘴的噴射軸線與水泥漿噴嘴的噴射軸線位于同一平面內。

上述的能在淤泥層中形成高強旋噴樁的裝置，所述的噴頭上設有兩個清水噴嘴和一個水泥漿噴嘴，兩個清水噴嘴的噴射軸線位于垂直于噴頭的同一平面內，兩個清水噴嘴的噴射軸線之間夾角小于60度，水泥漿噴嘴的噴射方向與兩個清水噴嘴夾角的角平分線位于同一平面內。

進一步的，上述的能在淤泥層中形成高強旋噴樁的裝置，所述清水噴嘴的直徑為1～2.5mm，水泥漿噴嘴的直徑為3.5～8mm。

與現有技術相比，本實用新型具有在淤泥層中大幅節省水泥原材料的優點。為了增加可比性，不管是采用本實用新型施工的旋噴樁還是雙重管或三重管旋噴樁都按照1米（為方便計算采用10分米）樁徑，旋噴樁固結體比重值按1.8t/m³（為方便計算采用千克每立方分米），水泥漿比重1.5千克/立方分米，水泥漿單位時間注入量60L/Min，樁體設計含15%水泥摻入比來進行對比。

1）采用本實用新型工法施工旋噴樁的水泥用量

本實用新型采用的水漿二重管噴頭在噴射灌漿時，高壓水在上邊向左噴射，水泥漿在下邊向右噴射，上面的高壓水射流與下面的水泥漿射流之間的距離是設計樁徑的長度。噴頭所處的環境左右兩邊是原狀淤泥，下邊為尚未固結的旋噴樁體，上邊也為原狀的淤泥土地層，但留有約Φ130mm大小的鉆孔與地面相通。根據流體運行規律，高壓水射流與水泥漿射流應該以一個近似圓作圓周運動，運動圓圓心與噴桿上水嘴與漿嘴中點重合，其半徑為旋噴樁的半徑。由于高壓水的壓力遠大于水泥漿的壓力，故作圓周運動的流體能量來源主要有高壓水射流提供，水泥漿向右噴射實際上是將水泥漿送到了圓圈的右下角，而且水泥漿的比重大于高壓水切割土體后形成的泥巴漿的比重，故絕大部分水泥漿得以保存在旋噴樁的樁體內，隨返漿到達地面的水泥成分很少，據對返出漿液中水泥成分的測定，95%以上的水泥留在了旋噴樁樁體中。

據此計算，每米旋噴樁耗用水泥量（W，單位千克）為：

W=r²πlGb÷η=52*3.14*10*1.8*15%÷95%=223千克??????（公式1）

其中：?r-設計旋噴樁半徑，單位分米

π-3.14

l-旋噴樁長度，這里均取1米即10分米

G-水泥土固結體比重，淤泥地層形成的旋噴樁比重一般為1.8千克/立方分米

b-水泥摻入比，為15%

η-水泥利用率，本工法中可達95%

2）采用普通二重管高壓旋噴樁水泥用量