CN213014294U - 一种双管高压旋喷桩的成桩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双管高压旋喷桩的成桩装置，包括：钻杆，钻杆内上部分别设有高压水泥浆液通道和高压气体通道，钻杆内下部设有气压腔，钻杆外壁的中部设有喷嘴、以及设置于喷嘴周围的喷气口，高压水泥浆液通道连接喷嘴，高压气体通道分别连接喷气口和气压腔上部；内设切削腔的切削接头，切削接头上端连接钻杆下端，气压腔与切削腔之间设有气压控制阀，切削腔内设滑块、定位弹簧、以及多个切削刃，切削腔内滑块上方形成密闭空间，定位弹簧上端连接滑块、下端固定于切削腔内，每一切削刃上端与滑块铰接、下端延伸出切削接头。本实用新型的有益效果：旋喷时切削刃对土体进行切割，补偿喷射深度，使喷射浆液更具有冲击力，避免萝卜桩的产生。

Description

一种双管高压旋喷桩的成桩装置

技术领域

本实用新型涉及基坑围护止水或地基加固施工技术领域，尤其涉及一种双管高压旋喷桩的成桩装置。

背景技术

目前地下工程发展迅猛，深基坑的围护和地基加固在施工中越来越重要，而现有常用双管高压旋喷桩来处理。双管高压旋喷桩施工过程中由于孔底压力高，孔口压力低，在旋喷施工后常常会出现萝卜桩情况，无法起到单独作为止水桩使用。旋喷桩成桩后桩径小，质量差，无法满足设计要求，常与灌注桩搭配作为基坑止水围护的结构。

现有的双管高压旋喷装置存在以下缺陷：首先浆液在不同地层条件下遇到的土体阻力大小不同，浆液扩散范围不同，桩径无法保证一致性；再者注浆泵虽然可以增大喷浆压力，但实际操作发现增压效果有限，无法从根本上解决桩径下端小，上部大的问题。同时旋喷过程中高压气体和水泥浆液不能混合充分，土体的切割力量不均匀，导致桩径也出现不一致问题。综上所述，现有的双管高压旋喷桩由于桩径的不一致，无法起到止水围护的作用，常常会有水渗透进基坑，造成施工事故。

实用新型内容

针对现有技术中双管高压旋喷桩的成桩装置不足，解决现有双管旋喷桩一般只作围护结构，而不能单独作止水桩的问题。本实用新型的实施例提供了一种双管高压旋喷桩的成桩装置。

本实用新型的实施例提供一种双管高压旋喷桩的成桩装置，包括：

钻杆，所述钻杆内上部分别设有高压水泥浆液通道和高压气体通道，所述钻杆内下部设有气压腔，所述钻杆外壁的中部设有喷嘴、以及设置于所述喷嘴周围的喷气口，所述高压水泥浆液通道连接所述喷嘴，所述高压气体通道分别连接所述喷气口和所述气压腔上部；

内设切削腔的切削接头，所述切削接头上端连接所述钻杆下端，所述气压腔与所述切削腔之间设有气压控制阀，所述切削腔内设可滑动设置的滑块、定位弹簧、以及多个切削刃，所述切削腔内所述滑块上方形成密闭空间，所述定位弹簧上端连接所述滑块下端、下端固定于所述切削腔内，每一所述切削刃上端与所述滑块铰接、下端延伸出所述切削接头。

进一步地，所述切削腔内设有多个活动臂，所述滑块的下方设有定位销，每一所述活动臂下端与所述定位销铰接、上端与一所述切削刃中部铰接。

进一步地，所述切削刃的数量为两个，两所述切削刃与两所述活动臂围成平行四边形结构。

进一步地，所述钻杆内设内管和外管，所述内管设置于所述外管内部，所述内管设置于所述气压腔的上部，所述内管连接所述高压水泥浆液通道，所述喷嘴连接所述内管，所述外管外壁与所述气压腔内部之间具有间隙。

进一步地，所述气压控制阀包括阀座、阀芯、复位弹簧和线圈，所述阀座内设气流通道，所述阀芯横穿所述气流通道且滑动设置，所述线圈环绕所述阀芯设置，所述复位弹簧一端固定于所述阀座上、另一端连接所述阀芯，所述线圈用于驱动所述阀芯运动从而阻断所述气流通道。

进一步地，所述气流通道内设有封堵口，所述阀芯背离所述复位弹簧的一端与所述封堵口相对设置。

进一步地，所述阀芯背离所述复位弹簧的一端设有密封圈。

进一步地，所述切削腔的内壁设有滑轨，所述滑块与所述滑轨滑动连接。

进一步地，所述钻杆的上端分别设有高压气通管和高压水泥浆管，所述高压气通管连接所述高压气体通道，所述高压水泥浆管连接所述高压水泥浆液通道。

本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型的一种双管高压旋喷桩的成桩装置，利用气压腔的高压气体推动切削接头中的滑块在滑轨上缓缓滑动，滑块向下滑动挤压定位弹簧并推动切削刃下滑延伸出切削接头，在钻杆旋转时切削刃对周围土体进行进一步切割，从而补偿喷射深度，切割土体深度更高，使喷射浆液更具有冲击力，使下部桩体直径呈圆柱形，桩身上下径一致，避免萝卜桩的产生；另外切削刃均匀地对周围的泥土进行切割，保证切削土体深度和强度一致，同时保证浆液渗透四周土体的范围和强度大致相同，保证水泥浆最终凝结强度一致。

附图说明

图1是本实用新型一种双管高压旋喷桩的成桩装置的示意图；

图2是图1中A处的局部放大示意图。

图中：1-高压气通管、2-高压水泥浆管、3-钻杆、4-内管、5-定位块、6-外管、7-喷嘴、8-气压腔、9-连接销、10-滑轨、11-定位销、12-切削刃、13-定位弹簧、14-滑块、15-气压控制阀、16-高压气体通道、17-高压水泥浆液通道、18-切削接头、19-切削口、20-切削腔、21-阀芯、22-复位弹簧、23-出气口、24-进气口、25-阀座、26-密封圈、27-线圈、28-喷气口、29-活动臂、30-气流通道、31-封堵口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种双管高压旋喷桩的成桩装置，包括：

钻杆，所述钻杆内上部分别设有高压水泥浆液通道17和高压气体通道16，所述钻杆3内下部设有气压腔8，所述钻杆3外壁的中部设有喷嘴7、以及设置于所述喷嘴7周围的喷气口28，所述高压水泥浆液通道17连接所述喷嘴7，所述高压气体通道16分别连接所述喷气口28和所述气压腔8上部；

内设切削腔20的切削接头18，所述切削接头18上端连接所述钻杆3下端，所述气压腔8与所述切削腔20之间设有气压控制阀15，所述切削腔20内设可滑动设置的滑块14、定位弹簧13、以及多个切削刃12，所述切削腔20内所述滑块14上方形成密闭空间，所述定位弹簧13上端连接所述滑块18下端、下端固定于所述切削腔20内，每一所述切削刃12上端与所述滑块14铰接、下端延伸出所述切削接头12。

具体的，所述钻杆3的上端分别设有高压气通管1和高压水泥浆管2，所述高压气通管1连接所述高压气体通道16，通过所述高压气通管1向所述高压气体通道16内通入压缩气体，所述高压水泥浆管2连接所述高压水泥浆液通道17，通过所述高压水泥浆管2向所述高压水泥浆液通道17内输入高压水泥浆。

所述钻杆3内设内管4和外管6，所述内管4设置于所述钻杆3的轴线上，所述内管4设置于所述外管6内部，所述外管6通过三定位块5固定，三所述定位块5分别固定于所述气压腔8内壁上，且三所述定位块5围绕所述外管6设置并将所述外管6夹紧固定。所述内管4设置于所述气压腔8的上部，所述内管4上端连接所述高压水泥浆液通道17，所述喷嘴7与所述内管4垂直设置，所述喷嘴7位于所述钻杆3内的一端连接所述内管4。所述外管6外壁与所述气压腔8内部之间具有供气体通过的间隙。所述喷气口28同时和所述高压进气通道16和所述气压腔8连通，以便输出所述高压进气通道16和所述气压腔8内的空气。

请参考图2，所述气压控制阀15设置于所述切削接头18的上端，所述气压控制阀15用于控制所述气压腔8内的气体流入所述切削腔20内。这里所述气压控制阀15包括阀座25、阀芯21、复位弹簧和22线圈27，所述阀座25内设气流通道30，所述气流通道30上端口为进气口24，所述进气口24与所述气压腔8连通；所述气流通道30下端口为出气口23，所述出气口23与所述切削腔20连通。所述阀芯26横穿所述气流通道30且滑动设置，所述线圈27环绕所述阀芯21设置，所述复位弹簧22一端固定于所述阀座25上、另一端连接所述阀芯21，所述气流通道30内设有封堵口31，所述阀芯21背离所述复位弹簧22的一端与所述封堵口31相对设置。所述线圈27用于驱动所述阀芯21运动使所述阀芯21堵住所述封堵口31，从而阻断所述气流通道30。进一步的，所述阀芯21背离所述复位弹簧22的一端设有密封圈26，所述密封圈26加强所述阀芯21对所述封堵口31的密封效果。

所述切削腔20的内壁设有滑轨10，所述滑块14与所述滑轨10滑动连接，所述滑块14可沿着所述滑轨10滑动进而改变所述滑块14上方的密闭空间的体积。

所述切削腔20内还设有多个活动臂29，所述活动臂29的数量与所述切削刃12的数量相同。所述滑块14上设有连接销9，所述滑块14的下方设有定位销11，所述定位销11位于所述连接销9的正下方，每一所述切削刃12上端与所述连接销9铰接、下端由所述切削腔20侧壁上的切削口19延伸出所述切削接头18，这里所述切削刃12可沿着所述切削口19滑动。每一所述活动臂29下端与所述定位销11铰接、上端与一所述切削刃12中部铰接。在所述活动臂29的支撑牵引作用下，所述切削刃12可以准确的由所述切削口19滑出或缩回。

本实施例中，所述切削刃12的数量为两个，两所述切削刃12与两所述活动臂29围成平行四边形结构。这样两切削刃12与两所述活动臂29形成可活动的连杆结构，稳定性能好。

本实用新型的一种双管高压旋喷桩的成桩装置的具体实施过程如下：首先将所述钻杆3放线定点后，再将高压气体通入所述高压气通管1中，然后将高压水泥浆液通入所述高压水泥管2中，高压气体进入所述高压气体通道16内，并进入所述气压腔8内，此时所述高压气体通道16内的一部分高压气体可经所述喷嘴7上方的喷气口28喷出，另外所述气压腔8累积的高压气体也会由所述喷嘴7下方的喷气口28喷出；同时高压水泥浆液由所述高压水泥浆液通道17流入所述内管5中，并由所述喷嘴7喷出，从而对周围壁上泥土进行旋喷施工，可以充分保证高压气体对高压水泥浆液的保护，确保水泥土浆液的能量大，减少切割的能量损失。

当进行钻孔下部成桩时，通电打开所述气压控制阀15，所述气压腔8中高压气体通过进气口24进入气压控制阀15，打开气流通道30，高压气体进入切削腔20，推动滑块14沿着滑轨10向下滑动，所述滑块14挤压所述定位弹簧13，并带动所述切削刃12从切削口19滑出，对钻杆3周围的土体进行补充切削，同时喷嘴7喷射混合浆液，确保水泥浆液喷射完成后桩身上下桩径一致，均匀加固孔壁，使孔壁强度相同，杜绝由于孔底压力过低导致的萝卜桩问题产生。

可以通过控制所述气压控制阀15灵活控制由所述气压腔8进入所述切削腔20内的气流量，确定所述滑块14的滑动距离，进而控制切削刃12伸出所述切削口19的长度，即控制所述切削刃12切割深度，保证补偿切割的质量，保证了切削接头启动的灵动性。

在对上部桩体进行旋喷施工时，在所述定位弹簧13的作用下，所述滑块14带动所述切削刃12缩回所述切削腔20内，然后可封堵所述切削口19，可以保证切削腔20内各部件的质量，减少其他因素的影响，确保在钻孔下部成桩时所述切削刃12可顺利从所述切削口19滑出切割土体。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双管高压旋喷桩的成桩装置，其特征在于，包括：

钻杆，所述钻杆内上部分别设有高压水泥浆液通道和高压气体通道，所述钻杆内下部设有气压腔，所述钻杆外壁的中部设有喷嘴、以及设置于所述喷嘴周围的喷气口，所述高压水泥浆液通道连接所述喷嘴，所述高压气体通道分别连接所述喷气口和所述气压腔上部；

内设切削腔的切削接头，所述切削接头上端连接所述钻杆下端，所述气压腔与所述切削腔之间设有气压控制阀，所述切削腔内设可滑动设置的滑块、定位弹簧、以及多个切削刃，所述切削腔内所述滑块上方形成密闭空间，所述定位弹簧上端连接所述滑块下端、下端固定于所述切削腔内，每一所述切削刃上端与所述滑块铰接、下端延伸出所述切削接头。

2.如权利要求1所述的一种双管高压旋喷桩的成桩装置，其特征在于：所述切削腔内设有多个活动臂，所述滑块的下方设有定位销，每一所述活动臂下端与所述定位销铰接、上端与一所述切削刃中部铰接。

3.如权利要求2所述的一种双管高压旋喷桩的成桩装置，其特征在于：所述切削刃的数量为两个，两所述切削刃与两所述活动臂围成平行四边形结构。

4.如权利要求1所述的一种双管高压旋喷桩的成桩装置，其特征在于：所述钻杆内设内管和外管，所述内管设置于所述外管内部，所述内管设置于所述气压腔的上部，所述内管连接所述高压水泥浆液通道，所述喷嘴连接所述内管，所述外管外壁与所述气压腔内部之间具有间隙。

5.如权利要求1所述的一种双管高压旋喷桩的成桩装置，其特征在于：所述气压控制阀包括阀座、阀芯、复位弹簧和线圈，所述阀座内设气流通道，所述阀芯横穿所述气流通道且滑动设置，所述线圈环绕所述阀芯设置，所述复位弹簧一端固定于所述阀座上、另一端连接所述阀芯，所述线圈用于驱动所述阀芯运动从而阻断所述气流通道。

6.如权利要求5所述的一种双管高压旋喷桩的成桩装置，其特征在于：所述气流通道内设有封堵口，所述阀芯背离所述复位弹簧的一端与所述封堵口相对设置。

7.如权利要求6所述的一种双管高压旋喷桩的成桩装置，其特征在于：所述阀芯背离所述复位弹簧的一端设有密封圈。

8.如权利要求1所述的一种双管高压旋喷桩的成桩装置，其特征在于：所述切削腔的内壁设有滑轨，所述滑块与所述滑轨滑动连接。

9.如权利要求1所述的一种双管高压旋喷桩的成桩装置，其特征在于：所述钻杆的上端分别设有高压气通管和高压水泥浆管，所述高压气通管连接所述高压气体通道，所述高压水泥浆管连接所述高压水泥浆液通道。

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