[發(fā)明專(zhuān)利]一種原位加固軟土的攪噴混合鉆具與施工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910050842.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109763482A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉斐然;張?jiān)?/a>
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 王琪
• 主分類(lèi)號(hào): E02D3/12
• 分類(lèi)號(hào): E02D3/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種原位加固軟土的攪噴混合鉆具與施工方法，是由鉆桿、鉆頭、攪拌葉片、噴漿口、氣流噴口，和抽排口等組成。鉆桿為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)與外層鉆桿獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；相鄰兩層攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)方向和速度不同；噴漿口位于鉆頭部位；噴漿口被氣流噴口包圍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上下攪拌葉片互為反向旋轉(zhuǎn)的方式結(jié)合高壓射流切割，將原位的土體充分破碎，使加固劑與土顆粒得到充分混合，用于加固處理軟土地基，或形成勁性復(fù)合樁的柔性樁體，使其具有均勻的強(qiáng)度、較高的承載力和較好的止水效果，施工造價(jià)低，綠色環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體的來(lái)說(shuō)涉及一種地層的原位加固設(shè)備及其施工方法。

背景技術(shù)

在土木工程領(lǐng)域中，對(duì)于淤泥及粉質(zhì)粘土類(lèi)軟弱土層，由于土體的承載力較低，需要做原位加固，才能滿足工程設(shè)計(jì)的要求。常用的方法就是在軟土中摻入固化劑，充分混合，使固化劑與軟土顆粒充分接觸，生成多晶狀物質(zhì)，軟土被硬化，從而提高其承載力。

由于軟弱土層加固時(shí)，地層的承載力較低，采用多軸攪拌樁基等設(shè)備進(jìn)行原位攪拌，需要先做地基處理，或鋪設(shè)較高承載力的路基，這樣不僅需要花費(fèi)大量時(shí)間，增加施工工期，而且處理成本較高。

為了減少施工地基的處理成本，需要降低原位加固地基的設(shè)備重量，降低施工設(shè)備對(duì)地基承載力的要求。當(dāng)前常用單軸攪拌樁機(jī)或高壓旋噴樁機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于單軸攪拌樁機(jī)，由于其多層攪拌葉片鉆桿同向旋轉(zhuǎn)，攪拌葉片之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，難以將地基土層給攪碎并將固化劑與之混合均勻，尤其是粘粒含量較高的土層。高壓旋噴樁利用高壓射流將土體切割，能使固化劑與土顆粒混合均勻，但效率較低，施工時(shí)間長(zhǎng)，造價(jià)高。

原位加固土體中植入剛性樁，形成勁性復(fù)合樁，對(duì)提高樁基的承載力意義重大，但原位加固土體的施工設(shè)備及方法對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用推廣有重大的影響，形成較高強(qiáng)度的原位加固土，是保證勁性復(fù)合樁質(zhì)量的關(guān)鍵。

針對(duì)軟弱土體的原位加固要求，采用輕型施工設(shè)備，滿足低凈空的施工條件，并具有較高的施工效率，同時(shí)能將固化劑與土顆粒混合均勻，是工程界迫切需要解決的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種原位加固軟土的施工設(shè)備和方法。具體的噴攪混合鉆具的結(jié)構(gòu)和特征如下：

所述的一種原位加固軟土的攪噴混合鉆具，是由鉆桿、鉆頭、攪拌葉片、噴漿口、噴氣口，和吸排漿口等組成；

所述的鉆桿為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層與外層鉆桿獨(dú)立反向旋轉(zhuǎn)；

所述的攪拌葉片從鉆頭底部向上沿高度分布二層及二層以上；攪拌葉片與鉆桿呈垂直方向布置；葉片呈徑向分布有多個(gè)切齒；上層和下層攪拌葉片分別與內(nèi)外層鉆桿連接；攪拌葉片的中部有一個(gè)齒套，用于安裝或拆除易損的攪拌齒；攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到30rid/min以上；在鉆桿同一水平上布置2個(gè)以上攪拌葉片；

所述的攪拌葉片，相鄰兩層攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)方向和速度是不同的；

所述的噴漿口位于鉆頭部位，噴漿口被氣流噴口包圍；噴漿口產(chǎn)生的射流能切割較硬和較致密的地層，減少鉆進(jìn)和攪拌的阻力。通過(guò)調(diào)節(jié)噴漿的施工參數(shù)，能產(chǎn)生一個(gè)擴(kuò)大直徑的加固體。

所述的抽吸口位于攪拌葉片的上部，將攪拌過(guò)程產(chǎn)生的廢泥漿排出并收集起來(lái)；

所述的噴氣口中能?chē)姵龉袒瘎┓蹌构袒瘎┡c分散的土顆粒混合。

所述的一種原位加固軟土的施工方法，具體過(guò)程如下：

(1)鉆頭旋轉(zhuǎn)、噴射水氣切割鉆進(jìn)；攪拌葉片將原位土體重塑；

(2)提鉆，噴漿口和噴氣口同時(shí)噴出的漿液和氣體，將土體破碎，

(3)使固化劑與土體攪拌混合。

(4)打開(kāi)抽吸口，將攪拌區(qū)域的廢漿吸出；