一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置及其使用方法与流程

本发明涉及根植桩领域，具体为一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置及其使用方法。

背景技术：

1、静压根植桩基础技术是一种采用钻孔后依靠桩身自重将预制桩埋入桩孔的施工方法，兼具了埋入式施工方法及工厂化生产预制桩二者之长，且采用了桩端、桩周注浆的方式，并对桩端进行扩底处理，使其形成扩大体提高桩身的支撑力。

2、传统的静压根植桩扩大体直径主要由钻杆端部的扩大翼决定，当持力层土质松软，扩大翼扩孔后注浆形成的扩大体大小无法提供足够的支撑力，而且由于现有静压根植桩的钻杆注浆口位于其外周上，注浆半径一定，注浆时由于水泥浆受泥土的阻挡，使得注浆口喷出的高压水泥浆的压力削减幅度大，从而导致扩大体边缘的水泥量少，造成扩大体的有效支撑强度低。

3、因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置及其使用方法，用于克服现有技术中的上述缺陷。

2、本发明提供了一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置，包括钻杆，所述钻杆外周上固设有螺旋叶，所述螺旋叶下端固定有钻头，所述钻杆内部中空，所述钻杆外周壁上固设有可改变注浆半径的变径注浆组件，所述变径注浆组件靠近所述钻杆下端。

3、通过上述的技术方案，变径注浆组件可根据泥土持力层不同土质改变注浆半径，从而改变根植桩端部扩大体的直径大小，使得根植桩满足在不同土质下的支撑强度要求，同时相比较于传统钻杆的注浆形式，可延伸的注浆口使得在相同直径下扩大体边缘的水泥浆量，提高了扩大体的有效支撑强度。

4、进一步地，所述变径注浆组件包括套筒，所述套筒内固设有注浆管，所述注浆管轴线与所述套筒轴线重合，所述注浆管外周上滑动连接有伸缩套管，所述伸缩套管与所述套筒外侧一端滑动配合。

5、通过上述的技术方案，注浆时，伸缩套管从套筒内伸出，水泥浆从伸缩套管端口喷出，从而延长注浆半径。

6、进一步地，所述伸缩套管外周与所述套筒内侧壁之间形成密封腔，所述伸缩套管内侧一端外周上固设有环形凸起的限位座，所述限位座在所述密封腔内滑动。

7、通过上述的技术方案，密封腔可限制伸缩套管伸出的距离，密封腔前端与限位座之间的气体可在未注浆时将限位座限制在密封腔内侧一端。

8、进一步地，所述套筒位于所述钻杆外侧的部分沿垂直于所述钻杆轴线方向贯穿所述螺旋叶且与所述螺旋叶固定连接。

9、通过上述的技术方案，提高了套筒与钻杆外周壁之间的连接强度，减少了在钻孔过程中沿螺旋叶表面运动的泥土对套筒的影响。

10、进一步地，所述钻杆内侧壁上固设有支撑板，所述支撑板上侧设置有压板，所述压板滑动连接于所述钻杆内部空腔内，所述压板与所述支撑板之间设置有环形的油囊，所述油囊内存储有液压油，所述油囊与所述密封腔之间连接有输油管。

11、通过上述的技术方案，压板挤压油囊，可将油囊内的液压油挤入密封腔内，从而推动伸缩套管伸出套筒外。

12、进一步地，所述油囊由丁腈橡胶制成且具备弹性。

13、通过上述的技术方案，丁腈橡胶具有较好的耐油性，可减少油囊受液压油的侵蚀。

14、进一步地，所述支撑板上端面固设有输浆管，所述输浆管贯穿所述压板，所述压板与所述输浆管之间滑动配合，所述输浆管上端固定有灌浆斗，所述灌浆斗可与所述压板上端面抵接。

15、通过上述的技术方案，灌浆斗用于压板的限位，从而限制压板的滑动距离。

16、进一步地，所述灌浆斗为漏斗状，所述输浆管上端与所述灌浆斗连通，所述输浆管下端与所述注浆管内侧一端连通。

17、通过上述的技术方案，漏斗状的灌浆斗便于水泥浆注入输浆管内。

18、本发明还提供了一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置的使用方法，其具体步骤包括：

19、s1、钻机定位，将高压旋喷桩的钻机移动至指定桩位，钻杆对准桩位中心，钻杆上端与钻机连接；

20、s2、钻进，启动钻机钻杆旋转，通过钻杆下端的两个钻头破开土层，钻孔至持力层，螺旋叶随钻杆旋转将桩位的泥土沿螺旋叶表面输送至地面，形成桩孔；

21、s3、扩大体内圈注浆，当钻杆头部到达指定深度后，钻机向钻杆内输送高压水泥浆，此时水泥浆的压力小于密封腔内的高压气体的压力，高压水泥浆通过灌浆斗进入输浆管内，经由注浆管端口喷出高压水泥浆射流，水泥浆射流随钻杆的转动实现扩大体内圈的注浆；

22、s4、扩大体内圈形成，在s3中的注浆过程中，通过钻杆缓慢提升钻杆至扩大体的设计高度，从而使得从注浆管端口喷出的水泥浆射流以螺旋线的运动轨迹逐渐上升，则水泥浆射流持续切割土层并与土层混合形成扩大体的内圈；

23、s5、扩大体外圈注浆，当扩大体内圈形成后，钻机带动钻杆向下运动至扩大体的底部，此时增大向钻杆内输送的水泥浆压力，使其大于密封腔内空气的压力，则压力增大后的高压水泥浆挤压压板，使其向支撑板靠近，从而将油囊内的液压油推入密封腔内，使得伸缩套管从套筒内伸长，则高压水泥浆从而伸长的伸缩套管端口喷出，从而增加扩大体的直径，从而对扩大体的外圈进行注浆，进而增加扩大体的直径；

24、s6、扩大体外圈形成，在s5的注浆过程中，钻机带动钻杆二次上升至扩大体的设计高度，则使得水泥浆射流与土层混合形成扩大体外圈，于此同时伸长的伸缩套管可对扩大体内圈的水泥浆以及涂层搅拌，使其混合更加均匀；

25、s7、桩身形成，在扩大体形成后，减小水泥浆的压力，则伸缩套管缩回套筒内，钻机带动钻杆缓慢上升，水泥浆注入桩孔内填充扩大体中心部分，使其扩大体完整成型，随着钻杆的提升，使得水泥浆注满桩孔形成桩身；

26、s8、植桩，将竹节桩沉入桩孔内至设计标高，待桩孔内的水泥凝固，植桩完成。

27、本发明的有益效果是：通过调节注入钻杆内的水泥浆压力，可控制伸缩套管从套筒内伸出的长度，从而改变注浆半径，使得形成的扩大体半径更符合不同土质的泥土持力层要求，确保静压根植桩的支撑强度，而且伸缩套管伸出后可对扩大体注浆后进行更加充分的搅拌，进而确保扩大体直径增加厚内部水泥浆与泥土的混合程度，从而确保扩大体的成型质量，同时相比较于传统钻杆的注浆形式，可延伸的注浆口使得在相同直径下扩大体边缘的水泥浆量，提高了扩大体的有效支撑强度。

技术特征：

1.一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置，包括钻杆(10)，所述钻杆(10)外周上固设有螺旋叶(11)，所述螺旋叶(11)下端固定有钻头(12)，其特征在于：所述钻杆(10)内部中空，所述钻杆(10)外周壁上固设有可改变注浆半径的变径注浆组件，所述变径注浆组件靠近所述钻杆(10)下端。

2.根据权利要求1所述的一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置，其特征在于：所述变径注浆组件包括套筒(20)，所述套筒(20)内固设有注浆管(23)，所述注浆管(23)轴线与所述套筒(20)轴线重合，所述注浆管(23)外周上滑动连接有伸缩套管(22)，所述伸缩套管(22)与所述套筒(20)外侧一端滑动配合。

3.根据权利要求2所述的一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置，其特征在于：所述伸缩套管(22)外周与所述套筒(20)内侧壁之间形成密封腔(21)，所述伸缩套管(22)内侧一端外周上固设有环形凸起的限位座(24)，所述限位座(24)在所述密封腔(21)内滑动。

4.根据权利要求2所述的一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置，其特征在于：所述套筒(20)位于所述钻杆(10)外侧的部分沿垂直于所述钻杆(10)轴线方向贯穿所述螺旋叶(11)且与所述螺旋叶(11)固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置，其特征在于：所述钻杆(10)内侧壁上固设有支撑板(33)，所述支撑板(33)上侧设置有压板(30)，所述压板(30)滑动连接于所述钻杆(10)内部空腔内，所述压板(30)与所述支撑板(33)之间设置有环形的油囊(32)，所述油囊(32)内存储有液压油，所述油囊(32)与所述密封腔(21)之间连接有输油管(35)。

6.根据权利要求5所述的一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置，其特征在于：所述油囊(32)由丁腈橡胶制成且具备弹性。

7.根据权利要求5所述的一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置，其特征在于：所述支撑板(33)上端面固设有输浆管(34)，所述输浆管(34)贯穿所述压板(30)，所述压板(30)与所述输浆管(34)之间滑动配合，所述输浆管(34)上端固定有灌浆斗(31)，所述灌浆斗(31)可与所述压板(30)上端面抵接。

8.根据权利要求7所述的一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置，其特征在于：所述灌浆斗(31)为漏斗状，所述输浆管(34)上端与所述灌浆斗(31)连通，所述输浆管(34)下端与所述注浆管(23)内侧一端连通。

9.一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置的使用方法，采用如权利要1-8任意一项所述的一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置，其特征在于：其具体步骤包括：

技术总结本发明涉及根植桩领域，具体公开了一种静压根植桩用高压旋喷变径注浆装置及其使用方法，包括钻杆，钻杆外周上固设有螺旋叶，螺旋叶下端固定有钻头，钻杆内部中空，钻杆外周壁上固设有可改变注浆半径的变径注浆组件，变径注浆组件靠近钻杆下端。通过调节注入钻杆内的水泥浆压力，可控制伸缩套管从套筒内伸出的长度，从而改变注浆半径，使得形成的扩大体半径更符合不同土质的泥土持力层要求，确保静压根植桩的支撑强度，而且伸缩套管伸出后可对扩大体注浆后进行更加充分的搅拌，从而确保扩大体的成型质量，同时相比较于传统钻杆的注浆形式，可延伸的注浆口使得在相同直径下扩大体边缘的水泥浆量，提高了扩大体的有效支撑强度。技术研发人员：沈琴琴,陈利,穆田飞受保护的技术使用者：浙江岩科建设有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5