CN115030147A - 搅拌桩上下喷浆转换机构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种搅拌桩上下喷浆转换机构，包括：阴六角连接头(1)、侧通上连接盘(2)、下连接盘(3)、锁定环(4)、下喷浆过渡段(5)、阳六角连接头(6)；所述阴六角连接头(1)与侧通上连接盘(2)连接；侧通上连接盘(2)的连接轴(203)穿过下连接盘(3)的连接孔(304)，并将凹型齿槽(204)与下连接盘(3)的凸型齿(301)齿合，齿合后留有3个空隙，空隙各接盘的1/9，以实现侧通上连接盘(2)与下连接盘(3)的相互转动；侧通上连接盘(2)的连接轴(203)上安装锁定环(4)。通过钻杆的正反方向旋转控制上下喷浆，省去了原设备独立的设置上喷浆中心管，减少设备吨位，降低桩机对地基的承载力要求。

Description

搅拌桩上下喷浆转换机构及施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，一种搅拌桩上下喷浆转换机构，具体的来说涉及一种搅拌桩上下喷浆转换机构及施工方法。

背景技术

现有单轴和多轴水泥土搅拌桩施工方法主要存在以下几个问题：

1)、现有四轴搅拌桩设备(见图1)，其上喷浆口依托的是固定中心杆，下喷浆口位于四个搅拌轴的底部，虽然解决上下喷浆的问题，但是中心杆增加了设备的吊重，为了满足设备稳定性要求，显著增加了步履式或履带式主机吨位，既增加主机设备的购置费和设备运输费用，又增加了设备对施工场地承载力的要求。

2)、对于单轴、双轴、三轴和六轴等其他多轴搅拌桩机，难以设计或安装上喷浆口中心杆，现有施工设备难以实现上下喷浆搅拌施工工艺。

3)、现有单轴和多轴搅拌桩通常采用“两喷三搅”施工方法，需多次在桩顶与桩底之间来回喷浆和搅拌，施工耗时长，功效相对较低。

4)、“两喷三搅”施工方法，喷浆搅拌过程通常由桩顶向桩底推进，在喷浆搅下沉过程中，随浆液的喷灌、钻杆的挤压和叶片的搅动，导致大量的浆液和搅拌混合土从桩顶返出，造成浆液的大量浪费。

5)、现有四轴搅拌桩工艺难以保证上下喷浆搭接段的施工质量，上下喷搭接段的固化土无侧限抗压强度较低，现有四轴搅拌桩工艺如图2所示，下喷浆开始过程中(见图2曲线中①阶段)，浆管线路中充满了水，从图1曲线①阶段开始喷浆，将导致下喷浆开始位置及其以下的1～2米范围内实为喷水搅拌。同时，图2施工曲线中④、⑤阶段结束后，浆管线路中充满了水，⑥阶段上喷浆搅拌实为喷水，这将导致大量的水集中在上下喷浆搭接段附近，尤其是下喷浆开始位置以下0.8～2米(上下喷浆搭接0.8米)实际没有喷浆，形成了薄弱段，现有四轴搅拌桩施工工艺的取芯结果如图3所示，薄弱段无侧限抗压强度(UCS)难以满足设计要求。

6)、现有四轴搅拌桩工艺粘结剂损耗量大，现有四轴搅拌桩工艺如图2所示，图2施工曲线中②、③、④阶段实为喷浆，大量的浆液集中在桩底，虽然对桩底有一定的加固重要，但是造成了大量的浪费。同时，上喷浆阶段(图2施工曲线⑦阶段)持续喷浆至桩顶，没有浆水切换，即没有充分利用浆管中剩余的浆液，导致浆液大量浪费。根据图2施工曲线，计算得出施工工艺理论浆液损耗为约为20％，且搅拌桩越短浆液损耗越大。

上述存在的问题概括起来主要是由施工设备和施工工艺的缺陷或局限性引起的，这些问题已严重阻碍了搅拌桩技术的应用和发展。因此，对地基加固的搅拌桩施工方法的研发与创新是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种搅拌桩上下喷浆转换机构及施工方法。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

一种搅拌桩上下喷浆转换机构，包括：阴六角连接头(1)、侧通上连接盘(2)、下连接盘(3)、锁定环(4)、下喷浆过渡段(5)、阳六角连接头(6)；所述阴六角连接头(1)与侧通上连接盘(2)连接；侧通上连接盘(2)的连接轴(203)穿过下连接盘(3)的连接孔(304)，并将凹型齿槽(204)与下连接盘(3)的凸型齿(301)齿合，齿合后留有3个空隙，空隙各接盘的1/9，以实现侧通上连接盘(2)与下连接盘(3)的相互转动；侧通上连接盘(2)的连接轴(203)上安装锁定环(4)；下连接盘(3)连接下喷浆过渡段(5)，下喷浆过渡段(5)连接阳六角连接头(6)。

侧通上连接盘(2)中心沿轴向设有中心浆孔(201)，中心浆孔(201)的底部封闭，中心浆孔(201)的底部设有一个侧面出浆孔(202)，并与中心浆孔(201)联通，侧通上连接盘(2)下部设有连接轴(203)，侧通上连接盘(2)均匀的设有3个凹型齿槽(204)。

下连接盘(3)由铁圆盘和开孔铁柱焊接而成，铁盘均匀的设有3个凸型齿(301)，3个凸型齿(301)各占圆盘的1/9，开孔铁柱设有上喷浆孔通道(302)、下喷浆孔通道(303)和连接孔(304)，上喷浆孔通道(302)沿径向布置，并通向下连接盘(3)的侧面，开孔铁柱中心设有连接孔(304)，在连接孔(304)的侧壁沿轴向设有下喷浆孔通道(303)，上喷浆孔通道(302)与下喷浆孔通道(303)应保持足够的间隔，上喷浆孔通道(302)与下喷浆孔通道(303)的中心间隔角度约40°，上喷浆孔通道302于下喷浆孔通道303大小尺寸宜不同。

所述的上下喷浆转换机构(B02)安装在原有搅拌桩设备光钻杆(B01)的底端，在上下喷浆转换机构(B02)的上喷浆孔通道(302)外侧安装单向皮阀即为上喷浆口(B03)，下喷浆口(B06)位于搅拌轴(B05)的底部。

所述上下喷浆转换机构(B02)以及上喷浆口(B03)的侧面焊接搅拌叶片(B04)。

上下喷浆转换机构(B02)，钻杆正方向旋转时，下喷浆孔通道(303)和侧面出浆孔(202)联通，以实现下喷浆或下喷口喷水；钻杆反方向旋转时，上喷浆孔通道(302)和侧面出浆孔(202)联通，以实现上喷浆或上喷口喷水。

所述锁定环(4)为两个锁定钢环。

所述锁定环(4)为一个单向推力轴承和一个锁定钢环，轴承外侧设置保护机构，以防止水泥浆进入轴承。

阴六角连接头(1)和阳六角连接头(6)为可更换接头。

一种如权利要求1所述的搅拌桩上下喷浆转换机构的施工方法，

1)、移机定位，并检查钻杆正反向转动时，上下喷浆口的畅通情况；

喷水，钻杆由正向转动切换为反向或由反向转动切换为正向，观察上下喷浆口的畅通情况和流量计压力的起伏变化；

2)、搅拌桩机正向转动，钻头自地面以最快的速度下钻至设计嵌入层顶标高以上H米处，H≥2米；

3)、根据正向转动下钻的情况设定固定下钻参数，按固定下钻参数从设计嵌入层顶标高以上H米处继续下钻；根据下钻至设计嵌入层顶标高附近时，搅拌钻机扭矩或搅拌钻机电流的变化，判定实际嵌入层顶标高；

4)、持续正向转动下钻，从实际嵌入层顶标高至桩底；

5)、钻杆正向转动提升搅拌并喷浆挤水；

从桩底上提高度A，搅拌打散切碎桩身嵌入段的泥块，下喷浆口喷浆将输浆管线中的水挤出；

搅拌桩机设有上下喷浆口，高度A为上下喷浆口的距离+max(0.5m，相邻钻头下喷浆口之间的高度差)；

6)、钻杆正向转动下钻搅拌并下喷浆口喷浆；

从A高度处喷浆下钻至B，然后下钻喷水挤浆到桩底，喷水挤浆的体积应小于输浆管内浆液体积；

7)、原位喷水挤浆，同时钻杆由正向转动切换为反向转动；

先按一定的流量进行原位喷水挤浆30秒，再钻杆由正向转动切换为反向转动，正反转切换过程中应观察流量压力的变化，若流量压力发生起伏变化，表明反向转动切换完成，即上下喷浆转换机构将下喷浆切换至上喷浆；切换完成后停止喷水挤浆，然后再原位搅拌30秒；

8)、钻杆反向转动，桩底搅拌和喷浆挤水；

先从桩底提升搅拌1米，然后下钻并上喷浆口喷浆挤水到桩底，喷浆的体积应不小于输浆管内水体积；

9)、钻杆反向转动，提升喷浆；

从桩底提升并上喷浆口喷浆搅拌，至桩顶标高以上；

当上喷浆口快接近桩顶时开启喷水挤浆，将上输浆管内的浆液挤出用于制桩，喷水挤浆的停浆位置高于桩顶设计标高不小于0.2m，喷水挤浆的体积应小于输浆管内浆液体积；

10)、持续搅拌直到最底层叶片到达设计桩顶；

11)、钻头及输浆管路清洗，完成后移动至下一桩位。

有益效果，在搅拌桩机的钻杆上安装上下喷浆转换机构，通过钻杆的正反方向旋转控制上下喷浆，省去了原设备独立的设置上喷浆中心管，减少设备吨位，降低桩机对地基的承载力要求；上下喷浆转换机构安装简单，不需要对原有设备进行改装，减少了设备改造费，并为伸缩杆搅拌桩机研发提供基础；搅拌桩机的钻杆上安装上下喷浆转换机构，通过钻杆的正反方向旋转控制上下喷浆，实现了“一喷一搅”施工方法，该方法代替原单轴和多轴搅拌桩的“两喷三搅”等，可大幅提升搅拌桩的生产效率，大幅减少桩顶返浆，提高了资源利用率；“一喷一搅”施工方法考虑了上下喷浆转换机构、输浆管线的长度、搅拌钻头形式、桩底的切割次数等因素对施工工艺的影响，并充分利用了输浆管线中的浆液，并针对搅拌桩上下喷浆搭接处、桩底和桩顶等质量薄弱位置，施工工艺提出了改进措施和加强措施；本施工工艺加固地基具有施工速度快，强度均匀性好，承载力相对较高和施工质量可控的优势，大幅减少了施工工艺本身理论的浆液损耗量，降低了施工成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1现有四轴搅拌桩设备结构示意图。

图1a为图1的局部放大图。

图2现有搅拌桩工艺曲线。

图3现有搅拌桩施工工艺的取芯无侧限抗压强度结果表。

图4本发明所述的设有上下喷浆转换机构的搅拌桩设备示意图。

图4a为图4的局部放大图。

图5a上下喷浆转换机构顺时针旋转上喷浆示意图。

图5b上下喷浆转换机构逆时针旋转下喷浆示意图。

图5c上下喷浆转换机构顺时针旋转下喷浆示意图。

图5d上下喷浆转换机构逆时针旋转上喷浆示意图。

图6a顺时针旋转上喷浆侧通上连接盘和下连接盘状态示意图。

图6b逆时针旋转下喷浆侧通上连接盘和下连接盘状态示意图。

图6c顺时针旋转下喷浆侧通上连接盘和下连接盘状态示意图。

图6d逆时针旋转上喷浆侧通上连接盘和下连接盘状态示意图。

图7设有上下喷浆转换机构的搅拌桩施工工艺

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参看图1和图1a。

现有四轴搅拌桩设备，其上喷浆口A02依托的是固定中心杆A01，下喷浆口A04位于四个搅拌轴A03的底部。

参看图2

现有搅拌桩工艺如图2所示，下喷浆开始过程中(见图2曲线中①阶段)，浆管线路中充满了水，从图2曲线①阶段开始喷浆，将导致下喷浆开始位置及其以下的1～2米范围内实为喷水搅拌。同时，图2施工曲线中④、⑤阶段结束后，浆管线路中充满了水，⑥阶段上喷浆搅拌实为喷水，这将导致大量的水集中在上下喷浆搭接段附近，尤其是下喷浆开始位置以下0.8～2米(上下喷浆搭接0.8米)实际没有喷浆，形成了薄弱段。

现有搅拌桩工艺如图2所示，图2施工曲线中②、③、④阶段实为喷浆，大量的浆液集中在桩底，虽然对桩底有一定的加固重要，但是造成了大量的浪费。同时，上喷浆阶段(图2施工曲线⑦阶段)持续喷浆至桩顶，没有浆水切换，即没有充分利用浆管中剩余的浆液，导致浆液大量浪费。根据图2施工曲线，计算得出施工工艺理论浆液损耗为约为18.2％，浆管长度越长该工艺浆液损耗量就越大。

参考图2现有四轴搅拌桩工艺18米桩长设计水泥浆用量为

2/0.4×533+16/0.4×578＝25785L

参考图2施工工艺的水泥浆用量为

参考图2中①(1.7/0.4-0.3)×578+0.3×578/2+2.8/0.4×533＝6101L

参考图2中②1/0.4×240＝600L

参考图2中⑥3×578＝1734L

参考图2中⑦(18-3.445+0.7)/0.4×578＝22043L

注：浆泵的启动并到达设计流量的时间为0.3min；上下喷浆口的距离为3.445m，钻头“零”位置至下喷浆口的距离约为0.7m。

参考图2现有四轴搅拌桩工艺18米桩长，施工工艺的水泥浆用量合计为6101+600+1734+22043＝30478L

参考图2施工工艺的理论浆液损耗率为

(30478-25785)/25785×100％＝18.2％

由于每施工一根桩现有工艺(参考图2)理论造成的水泥浆液损耗为4693(30478-25785＝4693L)，且搅拌桩越短浆液损耗越大。

参看图3

现有搅拌桩施工工艺的取芯结果如图3所示，上下喷浆搭接段附近无侧限抗压强度难以满足设计要求；施工曲线上喷浆的实际停浆位置为桩顶设计标高，难以保证桩顶质量。

参看图4和图4a

搅拌桩施工设备不用设置独立的中心杆，只需在原有设备光钻杆B01的底端连接上下喷浆转换机构B02，在上下喷浆转换机构B02的上喷浆孔通道302外侧安装单向皮阀即为上喷浆口B03，下喷浆口B06位于搅拌轴B05的底部。为了进一步提高搅拌效果，可以在上喷浆口B03附近及上下喷浆转换机构B02的侧面焊接搅拌叶片B04。

参看图5a、图5b、图5c、图5d。

搅拌桩上下喷浆转换机构B02包括：阴六角连接头1、侧通上连接盘2、下连接盘3、锁定环4、下喷浆过渡段5、阳六角连接头6。

在原来搅拌桩施工设备的光钻杆底部连接上下喷浆转换机构即可实现自由上下喷浆。阴六角连接头1和阳六角连接头6一般为标准的钻杆接头，也可根据钻杆接头的实际情况调整。

图5a上下喷浆转换机构a钻杆顺时针转动时上喷浆，钻杆逆时针转动时下喷浆；图5b上下喷浆转换机构b钻杆顺时针转动时下喷浆，钻杆逆时针转动时上喷浆。

参看图5a、图5b、图5c、图5d和图6a、图6b、图6c、图6d。

阴六角连接头1与侧通上连接盘2焊接。侧通上连接盘2中心沿轴向设有中心浆孔201，中心浆孔201的底部封闭，中心浆孔201的底部设有一个侧面出浆孔202，并与中心浆孔201联通，侧通上连接盘2下部设有连接轴203，侧通上连接盘2均匀的设有3个凹型齿槽204。下连接盘3的设有3个凸型齿301、上喷浆孔通道302、下喷浆孔通道303和连接孔304。然后，将侧通上连接盘2的连接轴203穿过下连接盘3的连接孔304，并将凹型齿槽204与下连接盘3的凸型齿301齿合，齿合后留有3个空隙，以实现侧通上连接盘2与下连接盘3的相互转动。再在侧通上连接盘2的连接轴203上安装锁定环4。最后，焊接下连接盘3和下喷浆过渡段5，焊接下喷浆过渡段5和阳六角连接头6。

钻杆正方向旋转时，下喷浆孔通道303和侧面出浆孔202联通，以实现下喷浆或下喷口喷水；钻杆反方向旋转时，上喷浆孔通道302和侧面出浆孔202联通，以实现上喷浆或上喷口喷水。

上喷浆孔通道302于下喷浆孔通道303大小尺寸宜不同，在流量相同下实现上喷浆和下喷浆的稳定浆液压力不同，以便于监控施工过程中的喷浆状态，保证施工质量。

参看图7

设有上下喷浆转换机构的搅拌桩“一喷一搅”施工工艺，其200米输浆管工艺曲线参考图7，包含的施工步骤如下：

1)、移机定位，并检查钻杆正反向转动时，上下喷浆口的畅通情况；

按步骤7)的流量大小喷水，钻杆由正向转动切换为反向或由反向转动切换为正向，观察上下喷浆口的畅通情况和流量计压力的起伏变化；

2)、搅拌桩机正向转动，钻头自地面以最快的速度下钻至设计嵌入层顶标高以上H米处，H≥2米；

3)、根据正向转动下钻的情况设定固定下钻参数，按固定下钻参数从设计嵌入层顶标高以上H米处继续下钻；根据下钻至设计嵌入层顶标高附近时搅拌钻机扭矩或搅拌钻机电流的变化，判定实际嵌入层顶标高；

4)、持续正向转动下钻，从实际嵌入层顶标高至桩底；

5)、钻杆正向转动提升搅拌并喷浆挤水；

钻杆正向转动，从桩底上提高度A，搅拌打散切碎桩身嵌入段的泥块，下喷浆口喷浆将输浆管线中的水挤出；

搅拌桩机设有上下喷浆口，高度A为上下喷浆口的距离+max(0.5m，相邻钻头下喷浆口之间的高度差)；

参考图7中①阶段，提升高度为4.2m(较高的下喷浆口至上喷浆口的距离为3.7m，max(0.5m，相邻钻头下喷浆口之间的高度差0.345))，提升速度1m/min，耗时为4.2min，浆泵输浆速度从0增加至设计速度需要0.3min，加速过程按匀速考虑，喷浆挤水流量388L/min；储浆桶至下喷浆口总的输浆管长度为200m，输浆管内径50mm，4根输浆管，则浆管内水的体积为

200×3.14×0.025×0.025×4×1000＝1570L

参考图7中①阶段，喷浆挤水的体积为

(4.2/1-0.3)×388+0.3×388/2＝1571L>1570L

输浆管路中的水被完全挤出，同时被挤出的水由下喷浆口喷出，均匀的喷在了桩底以上高度A米范围内，避免了水的集中，同时可以适当增加嵌入硬土层内的喷浆挤水流量，以减少嵌入层内的土团，提高嵌入层的搅拌均匀性。

6)、钻杆正向转动下钻搅拌并下喷浆口喷浆；

从A高度处喷浆下钻至B，然后下钻喷水挤浆到桩底，喷水挤浆的体积应小于输浆管内浆液体积；

下钻一定距离B(B<A)，钻杆正向转动匀速下钻，并“下喷浆口”喷浆，同时搅拌叶片进行转动搅拌切土，喷浆量、下钻速度、转动搅拌转数根据设计的水泥掺量进行综合计算。参考图7中②阶，由于输浆管路中浆液的体积为1570L，下钻速度为0.6m/min，喷浆流量为936L/min，为确保桩底质量，则

(A-B)/0.6×936<1570L

因此，B>3.20m，取B＝3.4m。

下钻喷水挤浆到桩底下钻的距离为A-B(B<A)，为减少水泥浆浪费及水泥浆凝固堵塞管道，为保证桩底质量，该步骤用于成桩的浆液体积应小于输浆管内浆液体积。参考图7中③阶，下钻距离为A-B为0.8m，输浆管路中浆液浆液利用率为

0.8/0.6×936/1570×100％＝80％

7)、原位喷水挤浆，同时钻杆由正向转动切换为反向转动；

先按一定的流量进行原位喷水挤浆30秒，再钻杆由正向转动切换为反向转动，正反转切换过程中应观察流量压力的变化，若流量压力发生起伏变化，表明反向转动切换完成，即上下喷浆转换机构将下喷浆切换至上喷浆；切换完成后停止喷水挤浆，然后再原位搅拌30秒。

参考图7中③阶,浆液利用的体积如下：

0.8/0.6×936＝1248L

浆管内剩余浆液体积为

1570-1248＝322L

参考图7中④阶，首先钻杆正向转动-下喷浆，按400L/min流量进行原位喷水挤浆30秒进行加强桩底(400*0.5＝200L<322L)，然后保持400L/min流量喷水挤浆，将钻杆由正向转动切换为反向转动(正反转切换过程中应观察流量压力的变化，若流量压力发生起伏变化，表明反向转动切换完成，即上下喷浆转换机构将下喷浆切换至上喷浆)，切换完成后停止喷水挤浆，然后再原位反向转动搅拌切割30秒。

8)、钻杆反向转动，桩底搅拌和喷浆挤水；

钻杆反向转动，先从桩底提升搅拌1米，然后下钻并上喷浆口喷浆挤水到桩底，喷浆的体积应不小于输浆管内水体积；

参考图7中⑥阶段，此时储浆桶至上喷浆口总的输浆管长度为196m(储浆桶至下喷浆口总的输浆管长度200m减去较高的下喷浆口至上喷浆口的距离)，输浆管内径50mm，4根输浆管，则浆管内水的体积为

196×3.14×0.025×0.025×4×1000＝1538.6L

又由于步骤8的下钻深度为1m，下钻速度为0.6m/min，流量为1015L/min，则

(1/0.6-0.3)×1015+1015×0.3/2＝1539.4L>1538.6L

则，步骤8能充分将输浆管路中的水挤出。

9)、钻杆反向转动，提升喷浆；

钻杆反向转动，从桩底提升并上喷浆口喷浆搅拌，至桩顶标高以上；

当上喷浆口快接近桩顶时开启喷水挤浆，将上输浆管内的浆液挤出用于制桩，喷水挤浆的停浆位置高于桩顶设计标高不小于0.2m，喷水挤浆的体积应小于输浆管内浆液体积；

参考图7中⑦阶，步骤9上喷浆口喷浆，并与下喷浆已完成桩段搭接0.5米。步骤9采用“上喷浆口”一次喷浆完成，然后叶片紧随其后一次搅拌完成，并达到设计切割次数。为了提高桩顶质量在步骤9提升喷浆最后喷水挤浆阶段，喷水挤浆的停浆位置高于桩顶设计标高不小于0.2m，步骤9提升喷浆最后喷水挤浆阶段浆液利用率(按实际停浆位置计算)为

0.95/0.6×936/1542×100％＝96.1％

为了更好的确保浆液和土体混合的均匀性，下钻过程中的切割次数应不予考虑，切割搅拌次数的计算应为该桩段喷浆完成后叶片切割的次数。搅拌钻头的最低层为2个叶片，其上0.57m有3个叶片，桩底1米的切割次数如下：

参考图7中②～③阶段[36×2×1+36×3×(1-0.57)]/0.6＝197

参考图7中④阶段(36×2+36×3)×1＝180

参考图7中⑤～⑥阶段[36×2+36×3×(1-0.57)]/0.6*2＝394

参考图7中⑦阶段[36×2×1+36×3×(1-0.57)]/0.6＝197

参考图7中②～③+④+⑤～⑥+⑦＝968

参考图7，搅拌桩桩长为18米，设计水泥浆用量为

18×1560＝28080L

根据参考图7，施工工艺的水泥浆用量为

参考图7中①(4.2/1-0.3)×388+0.3×388/2＝1571L

参考图7中②3.4/0.6×936＝5304L

参考图7中⑥(1/0.6-0.3)×1015+1015×0.3/2＝1539L

参考图7中⑦[18-(4.2-0.5)-(0.95-0.2)]/0.6×936＝21138L

施工工艺的水泥浆用量合计为

1571+5304+1539+21138＝29552L

搅拌桩桩长为18米，施工工艺的理论浆液损耗率为

(29552-28080)/28080×100％＝5.24％

设有上下喷浆转换机构的搅拌桩施工工艺理(参考图7)论造成的水泥浆液损耗仅为1472L(29552-28080＝1472L)，远远小于现有工艺(参考图2)损耗(4693L)。

10)、钻杆持续反向转动搅拌直到最底层叶片到达设计桩顶；

11)、钻头清洗，钻杆反向转动清洗输浆管路，完成后移动至下一桩位。

当然在上述引搅拌桩机可以是单轴、多轴搅拌机等，搅拌桩施工可以在陆上也可以在海里，这些都是本领域的常识，在此不多叙述。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种搅拌桩上下喷浆转换机构，其特征在于，包括：阴六角连接头(1)、侧通上连接盘(2)、下连接盘(3)、锁定环(4)、下喷浆过渡段(5)、阳六角连接头(6)；所述阴六角连接头(1)与侧通上连接盘(2)连接；侧通上连接盘(2)的连接轴(203)穿过下连接盘(3)的连接孔(304)，并将凹型齿槽(204)与下连接盘(3)的凸型齿(301)齿合，齿合后留有3个空隙，空隙各接盘的1/9，以实现侧通上连接盘(2)与下连接盘(3)的相互转动；侧通上连接盘(2)的连接轴(203)上安装锁定环(4)；下连接盘(3)连接下喷浆过渡段(5)，下喷浆过渡段(5)连接阳六角连接头(6)。

2.根据权利要求1所述的一种搅拌桩上下喷浆转换机构，其特征在于，侧通上连接盘(2)中心沿轴向设有中心浆孔(201)，中心浆孔(201)的底部封闭，中心浆孔(201)的底部设有一个侧面出浆孔(202)，并与中心浆孔(201)联通，侧通上连接盘(2)下部设有连接轴(203)，侧通上连接盘(2)均匀的设有3个凹型齿槽(204)。

3.根据权利要求1所述的一种搅拌桩上下喷浆转换机构，其特征在于，下连接盘(3)由铁圆盘和开孔铁柱焊接而成，铁盘均匀的设有3个凸型齿(301)，3个凸型齿(301)各占圆盘的1/9，开孔铁柱设有上喷浆孔通道(302)、下喷浆孔通道(303)和连接孔(304)，上喷浆孔通道(302)沿径向布置，并通向下连接盘(3)的侧面，开孔铁柱中心设有连接孔(304)，在连接孔(304)的侧壁沿轴向设有下喷浆孔通道(303)，上喷浆孔通道(302)与下喷浆孔通道(303)应保持足够的间隔，上喷浆孔通道(302)与下喷浆孔通道(303)的中心间隔角度约40°，上喷浆孔通道302于下喷浆孔通道303大小尺寸宜不同。

4.根据权利要求1所述的一种搅拌桩上下喷浆转换机构，其特征在于，所述的上下喷浆转换机构(B02)安装在原有搅拌桩设备光钻杆(B01)的底端，在上下喷浆转换机构(B02)的上喷浆孔通道(302)外侧安装单向皮阀即为上喷浆口(B03)，下喷浆口(B06)位于搅拌轴(B05)的底部。

5.根据权利要求1所述的一种搅拌桩上下喷浆转换机构，其特征在于，所述上下喷浆转换机构(B02)以及上喷浆口(B03)的侧面焊接搅拌叶片(B04)。

6.根据权利要求1所述的一种搅拌桩上下喷浆转换机构，其特征在于，上下喷浆转换机构(B02)，钻杆正方向旋转时，下喷浆孔通道(303)和侧面出浆孔(202)联通，以实现下喷浆或下喷口喷水；钻杆反方向旋转时，上喷浆孔通道(302)和侧面出浆孔(202)联通，以实现上喷浆或上喷口喷水。

7.根据权利要求1所述的一种搅拌桩上下喷浆转换机构，其特征在于，所述锁定环(4)为两个锁定钢环。

8.根据权利要求1所述的一种搅拌桩上下喷浆转换机构，其特征在于，所述锁定环(4)为一个单向推力轴承和一个锁定钢环，轴承外侧设置保护机构，以防止水泥浆进入轴承。

9.根据权利要求1所述的一种搅拌桩上下喷浆转换机构，其特征在于，阴六角连接头(1)和阳六角连接头(6)为可更换接头。

10.一种如权利要求1所述的搅拌桩上下喷浆转换机构的施工方法，其特征在于，

1)、移机定位，并检查钻杆正反向转动时，上下喷浆口的畅通情况；

喷水，钻杆由正向转动切换为反向或由反向转动切换为正向，观察上下喷浆口的畅通情况和流量计压力的起伏变化；

2)、搅拌桩机正向转动，钻头自地面以最快的速度下钻至设计嵌入层顶标高以上H米处，H≥2米；

3)、根据正向转动下钻的情况设定固定下钻参数，按固定下钻参数从设计嵌入层顶标高以上H米处继续下钻；根据下钻至设计嵌入层顶标高附近时，搅拌钻机扭矩或搅拌钻机电流的变化，判定实际嵌入层顶标高；

4)、持续正向转动下钻，从实际嵌入层顶标高至桩底；

5)、钻杆正向转动提升搅拌并喷浆挤水；

从桩底上提高度A，搅拌打散切碎桩身嵌入段的泥块，下喷浆口喷浆将输浆管线中的水挤出；

搅拌桩机设有上下喷浆口，高度A为上下喷浆口的距离+max(0.5m，相邻钻头下喷浆口之间的高度差)；

6)、钻杆正向转动下钻搅拌并下喷浆口喷浆；

从A高度处喷浆下钻至B，然后下钻喷水挤浆到桩底，喷水挤浆的体积应小于输浆管内浆液体积；

7)、原位喷水挤浆，同时钻杆由正向转动切换为反向转动；

先按一定的流量进行原位喷水挤浆30秒，再钻杆由正向转动切换为反向转动，正反转切换过程中应观察流量压力的变化，若流量压力发生起伏变化，表明反向转动切换完成，即上下喷浆转换机构将下喷浆切换至上喷浆；切换完成后停止喷水挤浆，然后再原位搅拌30秒；

8)、钻杆反向转动，桩底搅拌和喷浆挤水；

先从桩底提升搅拌1米，然后下钻并上喷浆口喷浆挤水到桩底，喷浆的体积应不小于输浆管内水体积；

9)、钻杆反向转动，提升喷浆；

从桩底提升并上喷浆口喷浆搅拌，至桩顶标高以上；

当上喷浆口快接近桩顶时开启喷水挤浆，将上输浆管内的浆液挤出用于制桩，喷水挤浆的停浆位置高于桩顶设计标高不小于0.2m，喷水挤浆的体积应小于输浆管内浆液体积；

10)、持续搅拌直到最底层叶片到达设计桩顶；

11)、钻头及输浆管路清洗，完成后移动至下一桩位。

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