一种旋喷桩扩径助喷施工及桩径检测方法与流程

1.本发明涉及建筑技术领域，具体是一种旋喷桩的施工及检测方法。


背景技术：

2.旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计深度，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基得到加固。
3.实际工程中被加固地层往往存在差异，极易出现旋喷桩直径达不到设计要求的情况，且该情况在旋喷桩施工过程中往往不能被及时发现，以至于被加固基础仍不能达到承载力要求，造成经济损失及施工进度的延误。行业中常见的保障措施往往存在检测滞后于施工、同步检测手段前期准备较为复杂且连续检测困难、检测出问题后缺乏治理手段，旋喷桩施工质量与施工进度间冲突显著。如何在确保旋喷桩施工效率的同时，提高成桩质量、实时检测并及时处理成为了当下急需解决的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种旋喷桩扩径助喷施工及桩径检测方法，操作步骤包括：
5.s1：旋喷钻头钻进至设计深度；
6.s2：压缩泵达到设计压力值后向旋喷口供浆；
7.s3：扩径旋喷装置扩张至旋喷桩设计直径，在扩径助喷装置扩张、收缩阶段始终保持旋喷口按浆压设计值线性喷浆，切割被加固地层；
8.s4：扩径助喷装置收缩、旋喷钻头重回设计桩深后，开始按施工要求旋喷回退至2-3倍桩径处；
9.s5：重复上述s3中扩径助喷及s4旋喷回退操作，至最后一次非扩径助喷段超出地表位置停止回退；
10.s6：旋喷钻头重新伸至首个未扩径旋喷段中部，停止旋转，扩径助喷装置外撑，若扩径助喷装置伸缩缸外撑所需液压小于1/5初次扩张液压值，则旋转回退至下一非扩径旋喷段中部继续检测桩身直径；若扩张液压值超过1/5初次扩张液压值，则在该段扩径后，该段按施工要求复喷；
11.s7：桩身各段直径均达到设计要求后，旋喷桩施工结束，移至下一桩位。
12.扩径旋喷施工将2-3倍桩径的间隔作为需要扩径旋喷的必要位置，并将该间隔范围内旋喷桩径是否达到设计要求，作为该段非扩径助喷桩身是否到到设计值得衡量标准。
13.在充分利用输浆杆杆壁以机械挤压方式切割、破坏被加固地层的同时高压喷浆同步进行线性切割，扩径后形成片状垂直切割面，该切割面可将高压浆液冲击地层并搅拌加固，转变为切割搅拌加固，大大降低了旋喷浆液的能量损失，并为旋喷半径提供保障。
14.根据液压缸的流量表的读数来判断扩径旋喷装置的扩张尺寸。
15.本发明的优点是：以机械方式扩大孔径促使旋喷触壁面发生剪切破坏，高压喷浆线性线性切割地层，辅助旋喷回退以实现旋喷施工对被加固地层充分搅拌。根据桩径设计扩径助喷间隔，在成桩前利用扩径助喷装置作为桩径检测手段，若抽检位置没能达到桩径要求，可直接于该段扩径后复喷，实现了在确保旋喷桩施工效率的同时，提高成桩质量、实时检测并及时处理，在设计扩径助喷装置时增加了用于清除附着土的三角形截面结构，防止支臂回位时发生卡滞。可显著提高旋喷桩施工效率和成桩质量，对基础工程领域意义重大。
附图说明
16.图1为本发明的流程图；
17.图2为扩径助喷装置的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图具体说明本发明，扩径助喷装置的结构如图2所示，土壤2内设置桩孔1，桩孔1内设置旋喷管3，所述旋喷管的上方与起吊装置及旋转装置连接，所述旋喷管的下方与钻头4连接；旋喷管内设置输浆管5，所述输浆管5与钻头的喷浆孔6连接；此为现有技术，本发明的发明点在于：为了清除桩孔内壁的一些无法利用高压浆液切割的障碍物，对旋喷管的下端进行了改进，具体为：
19.所述旋喷管3上设置对称的通孔7，所述通孔的下端设置下支板9，通孔的上端设置上支板8，上支板与下支板间设置液压缸10，上支板与液压缸的活塞端连接，下支板与液压缸的缸体连接；下支板固定在旋喷管的内壁上使得下支板与旋喷管间无轴向移动；上支板的外侧与旋喷管的内壁抵接，因此，上支板可以沿旋喷管内壁进行轴向移动；上支板与两个上支臂12轴接；下支板与两个下支臂11轴接，同一侧的上支臂和下支臂轴接；这样，可利用液压缸活塞的运动带动两个上支臂及两个下支臂形成径向移动，当上支臂和下支臂均探出通孔时，就扩大了旋喷管的直径，因此，可利用上支臂和下支臂对一些障碍物进行切割；
20.为了实时检测上支臂及下支臂所在位置处的桩孔直径，可在所述液压缸的液压管道上设置压力表及流量表。这样，可根据流量表判断上支臂及下支臂的探出长度；可根据压力表的读数对该位置处的孔径进行判断，当压力过大时可判断该位置具有障碍物，当压力为泥浆中的压力范围时(该压力值可预先通过实验的方法取得)，则判断该位置没有障碍物，桩孔直径符合要求。
21.为防止扩径时通孔内流入水泥浆等，所述上支板上设置封板13，所述封板的下方固定在上支板8上，封板的外侧与通孔7的内壁抵接；这样就可以通过封板将通孔裸露位置封闭。
22.为防止泥沙等夹持在上支臂及下支臂间，造成上支臂及下支臂无法归位，以及便于切割障碍物，所述上支臂及下支臂的截面均为三角形；这样，可通过三角形的结构使得泥沙等杂物被推出。
23.所述上支板为圆盘状，外圆与旋喷管内壁抵接，中间设置通孔，套装在输浆管上。
24.本发明的操作步骤包括：
25.s1：旋喷钻头钻进至设计深度；
26.s2：压缩泵达到设计压力值后向旋喷口供浆；
27.s3：扩径旋喷装置扩张至旋喷桩设计直径，在扩径助喷装置扩张、收缩阶段始终保持旋喷口按浆压设计值线性喷浆，切割被加固地层；
28.s4：扩径助喷装置收缩、旋喷钻头重回设计桩深后，开始按施工要求旋喷回退至2-3倍桩径处；
29.s5：重复上述s3中扩径助喷及s4旋喷回退操作，至最后一次非扩径助喷段超出地表位置停止回退；
30.s6：旋喷钻头重新伸至首个未扩径旋喷段中部，停止旋转，扩径助喷装置外撑，若扩径助喷装置伸缩缸外撑所需液压小于1/5初次扩张液压值，则旋转回退至下一非扩径旋喷段中部继续检测桩身直径；若扩张液压值超过1/5初次扩张液压值(这里的初次扩张液压值是指扩径助喷装置扩张至指定桩径时所需要的压力值)，则在该段扩径后，该段按施工要求复喷；
31.s7：桩身各段直径均达到设计要求后，旋喷桩施工结束，移至下一桩位。
32.扩径旋喷施工将2-3倍桩径的间隔作为需要扩径旋喷的必要位置，并将该间隔范围内旋喷桩径是否达到设计要求，作为该段非扩径助喷桩身是否到到设计值得衡量标准。
33.之所以采用2-3倍桩径的间隔是因为根据力学统计，钻孔时受到的影响范围为2-3倍孔径的球形体范围；
34.在充分利用输浆杆杆壁以机械挤压方式切割、破坏被加固地层的同时高压喷浆同步进行线性切割，扩径后形成片状垂直切割面，该切割面可将高压浆液冲击地层并搅拌加固，转变为切割搅拌加固，大大降低了旋喷浆液的能量损失，并为旋喷半径提供保障。
35.由于无法采用具体的量具测量桩孔的直径，本发明根据液压缸的流量表的读数来判断扩径旋喷装置的扩张尺寸，通过液压系统的流量可判断液压缸的伸出行程，进而判断出上支臂和下支臂的伸出长度，最终判断出桩孔的直径。
36.本发明采用流量表和压力表判断某位置的具体桩径和是否该位置具有障碍物，进而可通过上支臂及下支臂的探出来进行机械切割，结合高压喷浆的冲击，保证了实时检测及实时处理。