[發明專利]一種深厚軟土自制護壁成孔用擴攪器及利用該擴攪器的成孔方法

在審

• 申請號: 201911109727.2
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110820735A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 鄒正盛;鄭清潔;王新宇;鄒友峰;王樹仁;頓志林;秦莞臻;王恒利
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E02D5/46
• 分類號: E02D5/46;E02D15/04;E21B7/28
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 李秋紅

本發明涉及一種深厚軟土自制護壁成孔用擴攪器及利用該擴攪器的成孔方法，擴攪器包括管體、鉆頭、切削攪拌架和粉體輸送系統，管體包括外管和內管，外管的上端與帶芯管的雙重管鉆桿可拆卸連接，外管的下部嵌合套設有內管，內管下端可拆卸連接有鉆頭；切削攪拌架周向陣列于管體外。成孔方法為：根據鉆孔設計有效深度和護壁厚度計算擴攪范圍，進而確定擴攪器尺寸；采用擴攪器進行擴攪，從擴攪器中噴出的粉體與土體攪拌后固化，形成護壁圈，鉆桿的螺旋葉片將鉆孔內土粉混合體帶出孔外，成孔。利用本發明擴攪器和成孔方法，克服了鉆孔縮徑、孔底涌泥的問題；且因鉆孔周邊有硬質土粉固化體而使樁承載力增大。

技術領域

本發明屬于建筑施工技術領域，具體涉及一種深厚軟土自制護壁成孔用擴攪器及利用該擴攪器的成孔方法。

背景技術

目前軟土區城市建設多采用樁基礎，然而由于軟土孔隙率大、含水量高、強度低、滲透性很弱，軟土中鉆孔易縮徑，且深度越大縮徑越嚴重，甚至出現塌孔和孔底涌泥等問題，導致鉆進無進尺，地面下陷，附近的工程樁偏斜。半個世紀來，隨著大量樁基礎的應用，各種樁基礎施工方法層出不窮，但目前多采用鋼套管護壁解決此問題，如實用新型專利（公告號：CN201232184Y）公開了一種具有干作業優越性并提高承截力、可避免浪費大量的水資源與減少排污的鋼管護壁干取土灌注樁成樁裝置。然深孔孔底涌泥問題難解決。對于鉆孔深度范圍內存在厚軟土層時，因軟土層之上一直到地面均需要有鋼套管護壁而費用增加。另外，隨著高層建筑的發展，深長樁基礎應用越來越多，超長鋼套管護壁施工也面臨新的挑戰，其中之一就是壓拔困難。

發明內容

本發明為解決深厚軟土中深長樁基礎施工中鉆孔縮徑、孔底涌泥的問題，提供一種深厚軟土自制護壁成孔用擴攪器及利用該擴攪器的成孔方法，開發出以原地護壁圈替代護壁鋼管的新思路。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的第一方面，提供一種深厚軟土自制護壁成孔用擴攪器，包括管體、鉆頭、切削攪拌架和粉體輸送系統，所述管體包括外管和內管，所述外管的上端與帶芯管的雙重管鉆桿可拆卸連接，所述鉆桿外壁設置螺旋葉片，外管的下部嵌合套設有內管，所述內管下端可拆卸連接有鉆頭；

所述切削攪拌架周向陣列于管體外，切削攪拌架包括上切削板和與上切削板的下端鉸接的下切削板，上切削板的上端與外管鉸接，下切削板的下端與內管鉸接；

所述粉體輸送系統包括芯管、底通管和粉體通道，所述芯管固定設置在外管內的上部，芯管底部連接有底通管，所述粉體通道包括鉆頭孔道、內管孔道和位于下切削板內的板內孔道，底通管與鉆頭孔道連通，鉆頭孔道與內管孔道連通，內管孔道通過連接管與板內孔道連通；所述下切削板的一側靠近上切削板和下切削板鉸接處設置有噴粉孔，所述噴粉孔與板內孔道連通。

進一步的，所述外管內壁設置有若干個導槽，內管外壁對應導槽的位置設置有凸起，導槽和凸起相匹配且能使外管和內管相互滑動。

進一步的，所述外管的上端與鉆桿螺紋連接，所述芯管與鉆桿的芯管螺紋連接，以接入來自鉆桿芯管的粉體，內管下端螺紋連接有鉆頭。

進一步的，所述上切削板和下切削板均呈板狀結構，下切削板與噴粉孔相對的一側設置有切削刃，上切削板的一側也設置有切削刃且與下切削板的切削刃位于同側。

進一步的，所述芯管上部通過若干個連接片與外管的內壁固定連接，芯管的下部通過內隔板與外管的內壁固定連接。

進一步的，所述內管外套設有若干定位箍，定位箍用以控制外管的下行進程，以調節切削攪拌架的最大張開程度。當外管下滑與定位箍相接觸時，定位箍將對外管起阻止下滑作用，也即此時切削攪拌架達到了最大張開度。