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原文传递淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置及方法

专利名称：	淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置及方法
摘要：	本发明公开一种淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置，包括一号导管、二号导管、一号喷浆口、钻头叶片、二号喷浆口及水泥搅拌桩机钻杆；一号导管一端和外部水泥浆液输料装置连接，另一端插入水泥搅拌桩机钻杆内部并延伸向位于水泥搅拌桩机钻杆底部的钻头叶片的内部并与钻头叶片表面的一号喷浆口连通，二号导管一端和外部外加剂输料装置连接，另一端插入水泥搅拌桩机钻杆内部并延伸向位于水泥搅拌桩机钻杆底部的钻头叶片的内部并与钻头叶片表面的二号喷浆口连通；喷浆口位于水泥搅拌桩钻头叶片表面；还公开对应施工方法，水泥浆液喷射范围广，可只在水泥固结效果差的土层进行外加剂的掺入，能使水泥搅拌桩在淤泥地质中更好的成形，提高成桩质量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中国一冶集团有限公司
发明人：	周浇锋;李白;梁振硕
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-31T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311116070.9
公开号：	CN117127595A
代理机构：	武汉知伯乐知识产权代理有限公司
代理人：	胡江
分类号：	E02D5/46;E02D3/12;E02D15/04;E;E02;E02D;E02D5;E02D3;E02D15;E02D5/46;E02D3/12;E02D15/04
申请人地址：	430000 湖北省武汉市青山区36街坊(青山区工业路3号一冶科技大楼)
主权项：	1.一种淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置，其特征在于：包括一号导管(1)、二号导管(2)、一号喷浆口(3)、钻头叶片(4)、二号喷浆口(6)及水泥搅拌桩机钻杆(7)；一号导管(1)一端和外部水泥浆液输料装置连接，另一端插入水泥搅拌桩机钻杆内部并延伸向位于水泥搅拌桩机钻杆底部的钻头叶片(4)的内部并与钻头叶片(4)表面的一号喷浆口(3)连通，用于输送要喷射的水泥浆液；二号导管(2)一端和外部外加剂输料装置连接，另一端插入水泥搅拌桩机钻杆内部并延伸向位于水泥搅拌桩机钻杆底部的钻头叶片(4)的内部并与钻头叶片(4)表面的二号喷浆口(6)连通，用于输送要喷射的外加剂；喷浆口(3)位于水泥搅拌桩钻头叶片(4)表面，作为喷射水泥浆液的出口；二号喷浆口(6)位于水泥搅拌桩钻头叶片(4)表面，作为喷射外加剂的出口；钻头叶片(4)位于水泥搅拌桩钻杆底部，呈倾斜角度，便于切割土体。 2.根据权利要求1所述的淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置，其特征在于：所述一号喷浆口(3)、二号喷浆口(6)有多个，均呈散射状布置在钻头叶片(4)表面，不仅可防止喷浆口被堵塞无法喷浆，还可保证喷浆范围。 3.根据权利要求1所述的淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置，其特征在于：所述钻头叶片的倾斜角度为10-20度。 4.根据权利要求1所述的淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置，其特征在于：所述水泥搅拌桩机钻杆(7)外侧还设置有压力传感器(5)，通过钻孔时压力的不同以形成的电流大小来实时改变所需的喷浆压力。 5.根据权利要求5所述的淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置的施工方法，其特征在于：所述喷浆口出口处安装可替换的磨口环,作为快速更换的磨损部件,当磨口环磨损后可以快速更换,延长喷浆口使用寿命(或者在喷浆口出口处，应用新型防磨涂层,如铝氧化物溅涂层等,预先涂覆在易磨部位，增强耐磨性)。 6.根据权利要求1所述的淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置的施工方法，其特征在于：包括如下步骤： S1、根据地勘资料，地质中含有淤泥质土，水泥搅拌桩后台位置处设有一个泥浆池和一个外加剂集料桶； S2、桩机根据现场测量放点摆好就位后，采取分段搅拌的施工方法，对不同地质土依据土质进行分成淤泥段标段和非淤泥段标段，确定标段标高的最低点、分界点； S3、启动桩机设备，通过泥浆泵在泥浆池从一号导管(1)泵送水泥浆液至钻头叶片(4)，边喷浆边搅拌下钻，在钻头叶片(4)转动下钻时使一号喷浆口(3)喷射的水泥浆液达到有效的喷浆范围，也避免喷浆口(3)堵塞，根据钻头下钻时压力传感器(5)反馈的电流大小实时改变所需的喷浆压力大小，保证喷浆口(3)有效喷浆，钻头喷浆搅拌下钻至淤泥段标段标高最低处； S4、从淤泥段标段标高最低处喷水泥浆液搅拌提升至淤泥段标段的中点处；因该处土层为淤泥层，地下水含水量大，为了保证桩底的成桩质量，从淤泥段标段的中点处到至淤泥段标段标高最低处不喷水泥浆液搅拌下钻和提升m次，然后第m+1次时不喷水泥浆液搅拌下钻到淤泥段标段标高最低处，从淤泥段标段标高最低处喷水泥浆液并通过二号导管(2)加入该段水泥含量0.05％的20％浓度三乙醇胺外加剂搅拌提升至淤泥段标段的中点处； S5、从淤泥段标段的中点处喷水泥浆液搅拌提升至淤泥段标段的最高点处，为了保证桩身的整体性，对淤泥段标段的中点处下钻0.5～1.5米进行接桩，因该处地质仍是淤泥层，故从淤泥段标段的最高点处到接桩处重复不喷水泥浆液搅拌下钻和提升m次，然后从淤泥段标段的最高点处第m+1次不喷水泥浆液搅拌下钻至接桩处，再从接桩处喷水泥浆液及通过二号导管(2)加入该段水泥含量0.05％的20％浓度三乙醇胺外加剂搅拌提升至淤泥段标段的最高点处； S6、从淤泥段标段的最高点处喷水泥浆液搅拌提升到非淤泥段标段中点处，为了保证桩身的整体性，对淤泥段标段的最高点处下钻0.5～1.5米进行第二次接桩,因该段地质为较好的土层，故从非淤泥段标段中点处到接桩处之间只需重复不喷水泥浆液搅拌下钻和提升n次，再从非淤泥段标段中点处第n+1次不喷水泥浆液搅拌下钻至第二次接桩处，再从第二次接桩喷水泥浆液搅拌提升至非淤泥段标段中点处，因该处土层含水量较少，则无需加入三乙醇胺外加剂； S7、非淤泥段标段中点处喷浆搅拌提升到非淤泥段标段最高点处；为了保证桩身的整体性，对非淤泥段标段中点处下钻0.5～1.5米进行第三次接桩,只需不喷水泥浆液搅拌下钻和提升p次，再从非淤泥段标段最高点处不喷水泥浆液搅拌下钻至第三次接桩处后从第三次接桩处喷水泥浆液搅拌提升至非淤泥段标段最高点处，，因该处土层含水量较少，则无需加入三乙醇胺外加剂该分段施工方法以含有淤泥层地质作为示范例子，其也可适用于其他不良地质的施工，分段次数及搅拌次数需结合实际地勘的地质资料进行调整。 7.根据权利要求6所述的淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置的施工方法，其特征在于：所述步骤S1中泥浆池中搅拌掺入量为20％的42.5(R)硅酸盐水泥，水灰比为0.55的水泥浆，集料桶中为20％浓度的三乙醇胺，施工参数中，喷浆压力为0.4～0.6MPa，下钻速度为0.7-0.8m/min，提升速度为0.4-0.5m/min。 8.根据权利要求6所述的淤泥环境下分段水泥搅拌桩施工装置的施工方法，其特征在于：所述m的取值范围为4-6，n的取值范围为1-3,p的取值范围为1～2。