CN213233469U - 三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，包括钻机、三轴动力装置(3)和三个潜孔冲击钻杆组件(1)，所述钻机含有桅杆(10)，三轴动力装置(3)由绕过桅杆(10)顶部滑轮的钢丝绳悬吊，三个潜孔冲击钻杆组件(1)之间相互平行，每个潜孔冲击钻杆组件(1)均含有从上向下依次连接的钻杆(2)、潜孔冲击器(6)和锤头(7)，潜孔冲击器(6)上设有喷嘴(8)，三轴动力装置(3)能够驱动三个潜孔冲击钻杆组件(1)同时钻进。该三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备将潜孔锤工艺与高压喷射注浆工艺相结合，可在复杂地层中顺利成桩，所形成的水泥土桩质量和垂直度均有保证。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土工程设备领域，具体的是一种三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备。
背景技术
在软弱土层中进行地基加固、做防渗帷幕常采用水泥土搅拌桩。单(多)轴水泥土搅拌桩是以水泥作为固化主剂，通过单(多)轴水泥土搅拌桩机将固化剂和地基土进行强制搅拌，使地基土硬化成具有连续性、抗渗性和一定强度的桩体。但普通单(多)轴水泥土搅拌桩地层适用性差，仅适用于黏性土、粉土、标贯击数小于40击的密实砂层等一般地层，而在地下水丰富且标贯击数大于50击的砂层、抛石(填海、填沟、填湖、填坑)碎石填土、杂填土(不含生活垃圾)、卵砾石土、砂卵砾石土、漂石土、各类岩石的全风化、强风化等坚硬地层中，由于单(多)轴搅拌设备无法钻进，而且钻杆导向性差，在上述坚硬地层钻进时极易产生偏移，垂直度无法满足规范要求，导致止水帷幕桩体无法咬合搭接，形成的止水帷幕出现漏水等严重问题。
实用新型内容
为了解决单(多)轴水泥土搅拌桩在坚硬地层中成桩质量无法保证的难题，本实用新型提供了一种三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，该三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备将潜孔锤工艺与高压喷射注浆工艺相结合，可在碎石填土(抛石填海填土、开山填沟填土)、建筑垃圾杂填土、卵砾石土、砂卵砾石土、漂石土、各类风化岩，以及上述填土地层与淤泥质土、黏性土、粉土、砂土等一般地层组合的复杂地层中顺利成桩，所形成的水泥土桩质量和垂直度均有保证。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，包括钻机、三轴动力装置和三个潜孔冲击钻杆组件，所述钻机含有桅杆，三轴动力装置由绕过桅杆顶部滑轮的钢丝绳悬吊，三个潜孔冲击钻杆组件之间相互平行，每个潜孔冲击钻杆组件均含有从上向下依次连接的钻杆、潜孔冲击器和锤头，潜孔冲击器上设有喷嘴，三轴动力装置能够驱动三个潜孔冲击钻杆组件同时钻进。
三轴动力装置与每个潜孔冲击钻杆组件的钻杆的上端连接，每个潜孔冲击钻杆组件的钻杆的上部外均套设有气浆分离减震装置。
钻杆的外表面设有螺旋叶片，三个潜孔冲击钻杆组件的喷嘴的喷浆范围之间部分重叠。
三个潜孔冲击钻杆组件的构造和尺寸相同，三个潜孔冲击钻杆组件的轴线均位于同一竖直平面内。
钻杆内含有轴向贯通通道，轴向贯通通道内设有高压浆液内管、高压气内管和高压空气通道。
喷嘴位于潜孔冲击器的下部，喷嘴的喷射方向为水平方向或倾斜向下的方向，高压浆液内管的下端和高压气内管的下端均与喷嘴连接。
高压浆液内管的轴线与钻杆的轴线重合，高压浆液内管的上端位于钻杆的上端外。
高压气内管的上端与气浆分离减震装置的位置相对应，气浆分离减震装置含有注气接口，高压气内管和高压空气通道均与注气接口连通。
三轴动力装置通过抱瓦与桅杆连接，三个潜孔冲击钻杆组件通过底护筒约束与桅杆连接，所述钢丝绳能够使三轴动力装置和三个潜孔冲击钻杆组件上下移动。
所述三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备还包括高压浆液供应机构和高压气体供应机构，所述高压浆液供应机构能够向钻杆内供应高压浆液，所述高压气体供应机构能够向钻杆内供应高压气体。
本实用新型的有益效果是：该三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备可实现三根钻杆同时在土体内钻进、喷浆，在钻进过程中，可实现高压喷射各类加固土体的浆液、添加剂或水，钻至预定深度后可实现提升钻具的同时喷射各类加固土体的浆液、添加剂或水。所述气浆减震分离装置，可承受60MPa高压浆液及0.7MPa～4MPa高压空气的输送。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型所述三轴动力装置和潜孔冲击钻杆组件的示意图。
图2是钻杆与气浆分离减震装置连接的示意图。
图3是钻杆的断面示意图。
图4是本实用新型所述三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备的示意图。
图5是本实用新型所述三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备的施工顺序示意图。
1、潜孔冲击钻杆组件；2、钻杆；3、三轴动力装置；4、高压浆外管；5、高压气外管；6、潜孔冲击器；7、锤头；8、喷嘴；9、气浆分离减震装置；10、桅杆；11、第一幅止水帷幕桩；12、第二幅止水帷幕桩；13、第三幅止水帷幕桩；14、相邻两幅止水帷幕桩的搭接桩；15、底护筒约束；16、自动化后台；17、搅拌桶；18、储浆桶；19、注浆泵；20、空压机；
201、轴向贯通通道；202、高压浆液内管；203、高压气内管；204、高压空气通道；
901、注气接口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
一种三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，包括钻机、三轴动力装置3和三个潜孔冲击钻杆组件1，所述钻机含有桅杆10，三轴动力装置3由绕过桅杆10顶部滑轮的钢丝绳悬吊，三个潜孔冲击钻杆组件1之间相互平行，每个潜孔冲击钻杆组件1均含有从上向下依次连接的钻杆2、潜孔冲击器6和锤头7，潜孔冲击器6上设有喷嘴8，三轴动力装置3能够驱动三个潜孔冲击钻杆组件1同时钻进，如图1所示。
在每个潜孔冲击钻杆组件1中，潜孔冲击钻杆组件1、钻杆2、潜孔冲击器6和锤头7均为直立状态，潜孔冲击钻杆组件1的轴线、钻杆2的轴线、潜孔冲击器6的轴线和锤头7的轴线重合。三个潜孔冲击钻杆组件1的轴线之间相互平行。
在本实施例中，三轴动力装置3与每个潜孔冲击钻杆组件1的钻杆2的上端连接，每个潜孔冲击钻杆组件1的钻杆2的上部外均套设有气浆分离减震装置9，如图2所示。三轴动力装置3和气浆分离减震装置9均可以采用现有技术产品。
在本实施例中，三个钻杆2之间的距离可以根据需要进行调节，钻杆2的外表面设有螺旋叶片，三个潜孔冲击钻杆组件1的喷嘴8的喷浆范围之间部分重叠。钻杆2也可以采用螺纹钻杆或外表面光滑的普通圆柱形钻杆。
在本实施例中，三个潜孔冲击钻杆组件1的构造和尺寸相同，三个潜孔冲击钻杆组件1的轴线均位于同一竖直平面内。三轴动力装置3可以是机械式也可以是液压式；三轴动力装置3能够驱动三根钻杆同时转动，转速可以调整。
在本实施例中，钻杆2内含有轴向贯通通道201，轴向贯通通道201内设有高压浆液内管202、高压气内管203和高压空气通道204。高压浆液内管202和高压气内管203套设于钻杆2内，高压空气通道204位于高压浆液内管202和高压气内管203与钻杆2的侧壁之间，如图3所示。
在本实施例中，喷嘴8位于潜孔冲击器6的下部，喷嘴8的数量有多个，多个喷嘴8可以沿潜孔冲击器6的周向均匀间隔排列，喷嘴8的喷射方向为水平方向或倾斜向下的方向，高压浆液内管202的下端和高压气内管203的下端均与喷嘴8连接。
喷嘴8为现有技术产品，高压浆液内管202内的高压浆液和高压气内管203内的高压气体可以从喷嘴8喷出，喷嘴8可以实现气包浆。高压浆液内管202和高压气内管203与喷嘴8的具体连接结构可以参见中国专利CN 206928295 U，公开日期2018年1月26日，公开的一种《实现气包浆的喷射器》。
在本实施例中，高压浆液内管202的轴线与钻杆2的轴线重合，高压浆液内管202贯穿钻杆2的上下两端，高压浆液内管202的上端位于钻杆2的上端外。钻杆2转动时，高压浆液内管202和高压气内管203均随钻杆2同步转动。
在本实施例中，高压气内管203的上端与气浆分离减震装置9的位置相对应，气浆分离减震装置9含有注气接口901，高压气内管203和高压空气通道204均与注气接口901连通。高压气体可以通过注气接口901进入高压气内管203和高压空气通道204，高压空气通道204内的高压气体可以驱动潜孔冲击器6工作。
在本实施例中，三轴动力装置3通过抱瓦与桅杆10连接，三个潜孔冲击钻杆组件1通过底护筒约束15与桅杆10的下部连接，所述钢丝绳能够使三轴动力装置3和三个潜孔冲击钻杆组件1上下移动，如图4所示。
在本实施例中，所述钻机可以采用现有技术产品，所述钻机可以采用现有的长螺旋钻机，所述机架可以采用现有的长螺旋钻机的机架。桅杆10的顶部设有定滑轮，所述钻机的卷扬装置的钢丝绳绕过定滑轮与三轴动力装置3连接，该卷扬装置通过收放钢丝绳可以使三轴动力装置3和三个潜孔冲击钻杆组件1沿竖直方向上下移动。
在本实施例中，所述三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备还包括高压浆液供应机构和高压气体供应机构，所述高压浆液供应机构能够向钻杆2内供应高压浆液，所述高压气体供应机构能够向钻杆2内供应高压气体。
所述高压浆液供应机构含有依次连接的自动化后台16、搅拌桶17、储浆桶18和注浆泵19，该注浆泵通过高压浆外管4与高压浆液内管202的上端连接，该注浆泵能够通过高压浆外管4将储浆桶内的浆液输送至高压浆液内管202内。
所述高压气体供应机构含有空压机20，空压机20通过高压气外管5与气浆分离减震装置9含有注气接口901连接，空压机20能够通过高压气外管5向高压气内管203和高压空气通道204注入高压气体。
该三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备将潜孔锤工艺与高压喷射注浆工艺相结合，可在碎石填土(抛石填海填土、开山填沟填土)、建筑垃圾杂填土、卵砾石土、砂卵砾石土、漂石土、各类风化岩，以及上述填土地层与淤泥质土、黏性土、粉土、砂土等一般地层组合的复杂地层中顺利形成连续并相互咬合的水泥土桩体，可以作为上述地层内基坑侧向和封底的截水帷幕，可以作为上述地层内地基加固竖向增强体，可以作为上述地层内水泥土复合桩的水泥土外桩，并且所形成的水泥土桩体垂直度可以达到0.5％，强度均匀。
下面介绍该三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备的工作过程，具体的包括以下步骤。
步骤1、该三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备就位，将锤头7对准桩位；
步骤2、开动三轴动力装置3，同时启动空压机20，通过高压气外管5向潜孔冲击器6和锤头7输送高压气体(高压空气)，潜孔冲击器6在高压空气的驱动下开始工作，锤头7破碎岩土体；
步骤3、三轴动力装置3带动三个潜孔冲击钻杆组件1同时向下旋转钻进，同时，通过高压浆外管4向喷嘴8提供高压水，喷嘴8喷射高压水流，切割软化土体。
步骤4、当钻进至设计桩底标高时，上提该三轴动力装置3和三个潜孔冲击钻杆组件1，同时通过高压浆外管4向喷嘴8提供高压水泥浆液，高压气外管5通过高压气内管203向喷嘴8提供高压空气，喷嘴8开始喷浆和高压气，形成气包浆。边上提三轴动力装置3和三个潜孔冲击钻杆组件1边喷浆，直至喷浆至设计标高后，将三个潜孔冲击钻杆组件1提出孔外，形成三根相互咬合的水泥土桩。
(或者另外设置一台高压注浆泵，以及在钻机上再加一条第二高压浆外管，该第二高压浆外管与高压气内管203连通，该高压注浆泵向该第二高压浆外管中泵入添加剂浆液，添加剂浆液再进入高压气内管203中，与水泥浆液混合后形成流动度小、抵抗地下动水冲蚀的复合浆夜。)
如图5所示，采用所述三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备实现高压喷射注浆的施工顺序为：
步骤1、采用所述三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备先施工第一幅止水帷幕桩11。
步骤2、间隔第二幅止水帷幕桩12施工第三幅止水帷幕桩13。
步骤3、再施工第二幅止水帷幕桩12，相邻两幅止水帷幕桩的搭接桩14为套钻施工桩。
在本实用新型中，在钻杆2的下端连接潜孔冲击器6和锤头7，潜孔锤(潜孔冲击器6+锤头7)不仅可在一般的素填土、粘性土、粉土等软地层中钻进，更适用于钻进卵砾石、抛石填海、建筑垃圾回填、支护桩间扩径等复杂地层。
采用上部三轴动力装置3+下部潜孔锤双动力钻进，潜孔锤牵引导向性可保证钻进过程中垂直度不断修正，成桩垂直度好。
每根钻杆中均有高压浆液内管202、高压气内管203和高压空气通道204。高压气内管203中通入高压气可实现气包浆，通入增稠、抗冲蚀的添加剂浆液可实现使高水灰比的水泥浆液流动度减小，增加浆液的抗冲蚀性，在动水区抛石填海地层中注浆时水泥浆液不易流失，形成有效加固体。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，其特征在于，所述三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备包括钻机、三轴动力装置(3)和三个潜孔冲击钻杆组件(1)，所述钻机含有桅杆(10)，三轴动力装置(3)由绕过桅杆(10)顶部滑轮的钢丝绳悬吊，三个潜孔冲击钻杆组件(1)之间相互平行，每个潜孔冲击钻杆组件(1)均含有从上向下依次连接的钻杆(2)、潜孔冲击器(6)和锤头(7)，潜孔冲击器(6)上设有喷嘴(8)，三轴动力装置(3)能够驱动三个潜孔冲击钻杆组件(1)同时钻进。
2.根据权利要求1所述的三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，其特征在于，三轴动力装置(3)与每个潜孔冲击钻杆组件(1)的钻杆(2)的上端连接，每个潜孔冲击钻杆组件(1)的钻杆(2)的上部外均套设有气浆分离减震装置(9)。
3.根据权利要求1所述的三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，其特征在于，钻杆(2)的外表面设有螺旋叶片，三个潜孔冲击钻杆组件(1)的喷嘴(8)的喷浆范围之间部分重叠。
4.根据权利要求1所述的三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，其特征在于，三个潜孔冲击钻杆组件(1)的构造和尺寸相同，三个潜孔冲击钻杆组件(1)的轴线均位于同一竖直平面内。
5.根据权利要求2所述的三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，其特征在于，钻杆(2)内含有轴向贯通通道(201)，轴向贯通通道(201)内设有高压浆液内管(202)、高压气内管(203)和高压空气通道(204)。
6.根据权利要求5所述的三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，其特征在于，喷嘴(8)位于潜孔冲击器(6)的下部，喷嘴(8)的喷射方向为水平方向或倾斜向下的方向，高压浆液内管(202)的下端和高压气内管(203)的下端均与喷嘴(8)连接。
7.根据权利要求5所述的三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，其特征在于，高压浆液内管(202)的轴线与钻杆(2)的轴线重合，高压浆液内管(202)的上端位于钻杆(2)的上端外。
8.根据权利要求5所述的三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，其特征在于，高压气内管(203)的上端与气浆分离减震装置(9)的位置相对应，气浆分离减震装置(9)含有注气接口(901)，高压气内管(203)和高压空气通道(204)均与注气接口(901)连通。
9.根据权利要求1所述的三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，其特征在于，三轴动力装置(3)通过抱瓦与桅杆(10)连接，三个潜孔冲击钻杆组件(1)通过底护筒约束(15)与桅杆(10)连接，所述钢丝绳能够使三轴动力装置(3)和三个潜孔冲击钻杆组件(1)上下移动。
10.根据权利要求1所述的三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备，其特征在于，所述三轴潜孔冲击高压喷射注浆设备还包括高压浆液供应机构和高压气体供应机构，所述高压浆液供应机构能够向钻杆(2)内供应高压浆液，所述高压气体供应机构能够向钻杆(2)内供应高压气体。
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| CN114703839B (zh) * | 2022-03-23 | 2024-08-27 | 深圳市工勘岩土集团有限公司 | 深厚填石层潜孔锤引孔与旋喷钻喷一体化成桩施工方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Dai Bin Inventor after: Yang Kunlong Inventor after: Huan Pan Inventor after: Tang Hengsen Inventor after: Ma Yunfei Inventor after: Liu Hongyun Inventor after: Li Linyang Inventor after: Gong Wenjun Inventor after: Zhang Youxiang Inventor after: Zhang Cunyi Inventor after: Zuo Xiangchuang Inventor after: Liu Shuxin Inventor before: Dai Bin Inventor before: Yang Kunlong Inventor before: Huan Pan Inventor before: Tang Hengsen Inventor before: Ma Yunfei Inventor before: Liu Hongyun Inventor before: Li Linyang Inventor before: Gong Wenjun Inventor before: Zhang Youxiang Inventor before: Zhang Cunyi Inventor before: Zuo Xiangchuang Inventor before: Liu Shuxin |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 100085 building 6, courtyard a 1, Xisanqi, Haidian District, Beijing Patentee after: Beijing Blue Ocean Construction Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 101500 room 106-200, building 2, courtyard 8, Xingsheng South Road, Miyun District, Beijing Patentee before: BEIJING RONGCHUANG GEOTECHNICAL ENGINEERING Co.,Ltd. Country or region before: China |