[發明專利]一種提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備及方法

有效

• 申請號: 201710152817.4
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106836204B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 丁國盛;吳敦彬;彭振宇;李潤成;李磊;鄧洪宗;季建東;宋磊;劉秀珍;程飛;蘇鵬
• 申請（專利權）人: 中鐵六局集團路橋建設有限公司;山西交科公路勘察設計院
• 主分類號: E02D5/38
• 分類號: E02D5/38;E02D15/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 余曉雪;王敏鋒

1.一種提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備，其特征在于：所述提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備包括水泥漿泵送裝置（1）、噴射注漿管位置控制裝置（2）、噴射注漿管（4）以及可旋轉三向噴頭（5）；所述噴射注漿管（4）設置在噴射注漿管位置控制裝置（2）上并通過噴射注漿管位置控制裝置（2）調整噴射注漿管（4）在灌注樁樁孔中的位置；所述水泥漿泵送裝置（1）通過噴射注漿管（4）與可旋轉三向噴頭（5）相連；所述可旋轉三向噴頭（5）在灌注樁樁孔中的噴射注漿加固區域（6）進行噴漿作業；

所述噴射注漿管位置控制裝置（2）包括圓形旋轉軌道（19）、旋轉梁（20）以及注漿管固定套環（21）；所述旋轉梁（20）設置在圓形旋轉軌道（19）上并繞圓形旋轉軌道（19）的圓心旋轉；所述注漿管固定套環（21）設置在旋轉梁（20）上并可沿旋轉梁（20）的軸向自如滑動；

所述提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備還包括護筒（3）；所述護筒（3）包括外套筒（8）以及設置在外套筒（8）上的外套筒預留注漿通道（10）；所述噴射注漿管（4）以及可旋轉三向噴頭（5）置于外套筒（8）中；所述可旋轉三向噴頭（5）通過外套筒預留注漿通道（10）在灌注樁樁孔中的噴射注漿加固區域（6）進行噴漿作業；所述外套筒預留注漿通道（10）是在外套筒（8）上不同深度上設置的開孔或開槽；在同等深度條件下，所述開孔或開槽是成對設置在外套筒（8）上。

2.根據權利要求1所述的提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備，其特征在于：所述可旋轉三向噴頭（5）包括旋轉電機（18）以及鉆頭（17）；所述鉆頭（17）的端部和四周上均開設漿液噴射孔（16）；所述旋轉電機（18）與鉆頭（17）相連并驅動鉆頭（17）轉動；所述噴射注漿管（4）是無縫鋼管；所述旋轉電機（18）設置在噴射注漿管（4）的底部；所述水泥漿泵送裝置（1）通過噴射注漿管（4）與漿液噴射孔（16）相貫通；所述漿液噴射孔（16）在灌注樁樁孔中的噴射注漿加固區域（6）進行噴漿作業。

3.根據權利要求2所述的提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備，其特征在于：所述可旋轉三向噴頭（5）還包括輸漿管（15）；所述水泥漿泵送裝置（1）依次通過噴射注漿管（4）以及輸漿管（15）與漿液噴射孔（16）相貫通。

4.根據權利要求3所述的提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備，其特征在于：所述可旋轉三向噴頭（5）還包括與旋轉電機（18）相連的電纜線（14）。

5.根據權利要求4所述的提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備，其特征在于：所述外套筒（8）的底部設置有護筒刃角（13）。

6.根據權利要求5所述的提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備，其特征在于：所述護筒（3）還包括置于外套筒（8）內部的且與外套筒（8）同軸的可旋轉襯筒（9）；所述可旋轉襯筒（9）的側壁上至少開設兩層相互錯位的襯筒預留注漿通道（11）；所述襯筒預留注漿通道（11）與外套筒（8）側壁上開設的外套筒預留注漿通道（10）相貫通；所述噴射注漿管（4）以及可旋轉三向噴頭（5）置于可旋轉襯筒（9）中；所述可旋轉三向噴頭（5）依次通過襯筒預留注漿通道（11）以及外套筒預留注漿通道（10）在灌注樁樁孔中的噴射注漿加固區域（6）進行噴漿作業；所述襯筒預留注漿通道（11）是在可旋轉襯筒（9）側壁的不同深度上設置的開孔或開槽；在同等深度條件下，所述開孔或開槽是成對設置在可旋轉襯筒（9）上。

7.根據權利要求6所述的提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備，其特征在于：所述護筒（3）還包括設置在可旋轉襯筒（9）底部的可旋轉襯筒滑槽（12）；所述可旋轉襯筒（9）在可旋轉襯筒滑槽（12）自然旋轉。

8.一種基于如權利要求7所述的提升軟土地基條件下灌注樁承載力的設備的提升軟土地基條件下灌注樁承載力的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1）根據設計要求確定樁位，開挖樁孔，若樁孔孔壁土體自立性良好，開挖到樁底標高再下放護筒（3）；若孔壁土體自立性較差，在不影響樁孔開挖的前提下邊開挖樁孔邊下放護筒（3）；

2）檢查壓水和壓縮氣的流量、壓力是否滿足工程設計要求，提前拌制水泥漿液，保證高壓噴射注漿的連續供漿需求量；

3）在樁孔處架設噴射注漿管位置控制裝置（2），用水平尺測量旋轉梁（20）水平，將噴射注漿管（4）穿過注漿管固定套環（21）下放到護筒（3）預留注漿孔標高處；

4）旋轉護筒（3）的可旋轉襯筒（9）打開襯筒預留注漿通道（11），操作噴射注漿管位置控制裝置（2）將可旋轉三向噴頭（5）伸入襯筒預留注漿通道（11）內可向周圍土層噴射高壓水泥漿液；

5）對土質情況較差的土層，采用復噴來增加噴射強度；

6）重復步驟4）以及步驟5）從下至上依次完成護筒（3）全部注漿孔的注漿工作，再將護筒（3）從樁孔中提出，進行灌注樁施工。