一种地基加固用高压旋喷桩装置及施工方法与流程

本技术属于旋喷桩，具体而言涉及一种地基加固用高压旋喷桩装置及施工方法。

背景技术：

1、高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水、(空气)成为高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度逐渐提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体(即旋喷桩)，以达到加固地基或止水防渗的目的。

2、由于土层的各深度下的密度、质地不同，在同一个喷射压力下，土层被喷射出的厚度各不相同，容易导致旋喷桩的整体直径不均匀，目前的旋喷桩这方面内容较为空白。同时旋喷桩形成后，用于混凝土浆液成型后，本身可能产生收缩作用，使得旋喷桩顶端凹陷，需要进行补浆，补浆时，需要将补浆设备进行固定，目前并没有出现类似的固定结构。基于此，本技术提出一种既能够形成均匀旋喷桩又能对补浆设备进行固定的旋喷桩装置。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种地基加固用高压旋喷桩装置及施工方法，用以解决现有技术中存在的上述问题中的一者或多者。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种地基加固用高压旋喷桩装置及施工方法，包括：

4、钻机，所述钻机上设置旋喷管结构；

5、框架，可拆卸连接在所述钻机的钻杆侧壁靠近钻头位置，所述框架外壁与地面上待旋喷的孔的孔壁具有间距；

6、螺杆，设置在所述框架内；

7、测量驱动组件，设置在所述框架内，与所述螺杆驱动连接，用于驱动所述螺杆移动；

8、弹性端头，连接在所述螺杆朝外的一端，所述弹性端头可以在预定范围内移动；

9、活动轮组件，与所述弹性端头可拆卸连接；

10、压力传感器，设置在弹性端头，用于测量所述弹性端头受到的回压力；

11、可偏置滑轨组件，转动连接设置在所述框架内，与所述螺杆平行，所述活动轮组件滑动连接在所述可偏置滑轨组件上，所述可偏置滑轨组件能够转动预定角度，以使得所述活动轮组件与所述弹性端头分离；

12、回缩驱动组件，设置在所述框架内，所述回缩驱动组件能够抵接到所述可偏置滑轨组件的一端并且使其转动；

13、所述可偏置滑轨组件靠近另一端的部分设置有检测位置的传感器，用于检测所述活动轮组件是否到达预定位置；

14、其中，所述旋喷管结构的喷射压力能够根据所述压力传感器检测的数值进行对应调整，以使得喷射浆液喷出的孔壁各深度位置的厚度均匀。

15、在本技术提供的地基加固用高压旋喷桩装置中，所述弹性端头包括：

16、固定端，螺纹连接连接在所述螺杆的端部；

17、活动套，活动套接在所述固定端上，所述压力传感器连接在活动套的内端面上；

18、弹簧，一端连接在所述固定端上，相对的另一端延伸到所述活动套中，并且与所述压力传感器连接；

19、限位台阶，连接在所述固定端的外壁，用于限定所述活动套与所述固定端的相对套设重合长度；

20、其中，所述活动轮组件超出所述活动套的位置。

21、在本技术提供的地基加固用高压旋喷桩装置中，所述测量驱动组件包括：

22、测量驱动支架，连接在所述框架内部底面；

23、测量驱动电机，连接在所述测量驱动支架上；

24、测量驱动齿轮，连接在所述测量驱动电机的电机轴上；

25、圆形螺母，与所述螺杆螺纹连接；

26、螺母支架，连接在所述框架上，所述圆形螺母与所述螺母支架转动连接；

27、所述圆形螺母的外壁设有齿，所述测量驱动齿轮于所述圆形螺母啮合。

28、在本技术提供的地基加固用高压旋喷桩装置中，所述螺母支架包括两个，螺母支架包括支杆和环形盖，所述环形盖连接在所述支杆上，所述支杆与所述框架连接，两个环形盖分别套设在所述圆形螺母的侧面，环形盖与所述螺母能够相对转动，所述螺杆通过所述环形盖端面的孔穿设所述环形盖，所述圆形螺母上的齿设置在两个所述环形盖间。

29、在本技术提供的地基加固用高压旋喷桩装置中，所述活动轮组件包括转轮和轮架，所述轮架与所述弹性端头上的卡槽卡接，所述轮架沿远离所述弹性端头方向移动时，所述轮架移出所述卡槽，所述转轮转动连接在所述轮架上，所述转轮能够沿孔壁上下方向滚动。

30、在本技术提供的地基加固用高压旋喷桩装置中，所述可偏置滑轨组件包括旋转柱、轨道、柱架、浮动机构，所述柱架设置在所述框架内部底面，所述旋转柱与所述柱架转动连接，所述轨道连接在所述旋转柱上，所述浮动机构设置在所述轨道的相对两侧，使得所述轨道保持竖向平衡，所述轮架与所述轨道滑动连接。

31、在本技术提供的地基加固用高压旋喷桩装置中，所述浮动机构包括弹簧和固定板，所述弹簧与所述轨道侧面连接，所述固定板与所述弹簧的另一端连接，所述固定板还固定在所述框架的内部底面，每一侧的所述轨道设置有多个所述浮动机构，分别沿所述轨道长度方向均匀设置。

32、在本技术提供的地基加固用高压旋喷桩装置中，所述回缩驱动组件包括回缩电机和推杆，所述推杆与所述回缩电机的驱动端连接，所述推杆还连接到所述轨道的一端。

33、在本技术提供的地基加固用高压旋喷桩装置中，还包括十字滑台；

34、延伸件，连接在所述十字滑台的移动部件上；

35、弹性兜，能够安装到所述框架上，所述延伸件与所述弹性兜兜内的底面中间位置连接；

36、激光测距传感器，连接在所述弹性兜兜外的底面中间安装的放置盒内；

37、电动阀门，设置在所述弹性兜兜内的底面。

38、一种地基加固用高压旋喷桩施工方法，包括钻机带动框架深入钻孔，控制测量驱动组件驱动螺杆移动，螺杆移动伸出框架，活动轮组件随着弹性端头的移动而移动，直到活动轮组件抵接到孔壁；

39、继续控制螺杆移动，使得压力传感器的数值达到预定值，控制钻机继续深入钻孔，活动轮组件沿孔壁向下移动，压力传感器的数值产生连续的变化，将该压力数据转化为硬度数据记录，而后对旋喷管水泵的喷射压力进行调节，旋喷管结构的喷射压力根据压力传感器检测的数值进行对应调整，使得钻机与旋喷管在后续喷射作业时，在各位置输出不同的喷射压力；

40、检测完成后，钻机回缩，框架位于洞口处时，控制回缩驱动组件驱动可偏置滑轨组件偏置预定角度，使得活动轮组件与弹性端头分离，测量驱动组件驱动螺杆移动，插入钻孔的孔壁中，同时活动轮组件在孔壁阻挡下，向可偏置滑轨组件的另一端移动，设置的检测位置的传感器，检测活动轮组件到达预定位置，控制框架与钻杆分离，将框架留在洞口

41、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果：

42、通过钻机事先打出的孔，将连接到钻机的钻杆上的可拆卸地框架，随着钻机深入钻孔中，通常，钻孔的直径略大于钻杆的直径，随着框架的深入，控制测量驱动组件驱动螺杆移动，螺杆移动伸出框架，使得活动轮组件随着弹性端头的移动而移动，直到活动轮组件抵接到孔壁，此时，压力传感器可以接收到压力数值，继续控制螺杆移动，使得压力传感器的数值达到预定值，控制钻机继续深入钻孔，活动轮组件沿孔壁向下移动，压力传感器的数值产生连续的变化，该变化即各位置下土壤的硬度，将该压力数据转化为硬度数据记录，而后对旋喷管水泵的喷射压力进行调节，所述旋喷管结构的喷射压力能够根据所述压力传感器检测的数值进行对应调整，以使得钻机与旋喷管在后续喷射作业时，在各位置输出不同的喷射压力，硬度大的土壤输出大压力浆液，硬度小的土壤输出小压力浆液，喷射浆液喷出的孔壁各深度位置的厚度均匀。

43、可偏置滑轨组件与回缩驱动组件的设置，使得弹性端头与活动轮组件连接时，活动轮组件能够在可偏置滑轨组件滑动，同时弹性端头可以带动活动轮组件移动。

44、检测完成后，钻机回缩，框架位于洞口处时，控制回缩驱动组件驱动可偏置滑轨组件偏置预定角度，使得活动轮组件与弹性端头分离，测量驱动组件驱动螺杆移动，插入钻孔的孔壁中，同时活动轮组件在孔壁阻挡下，向可偏置滑轨组件的另一端移动，所述可偏置滑轨组件靠近另一端的部分设置的检测位置的传感器，检测所述活动轮组件是否到达预定位置，到达预定位置后，说明螺杆插接深度达标。控制框架与钻杆分离，将框架留下，作为后续的旋喷桩凹陷处补浆结构的固定结构。