挖扩堵水支护桩板墙的施工方法及其专用钻机

技术领域

本发明属于堵水支护桩板墙施工领域，具体涉及一种挖扩连接板墙沟槽的施工方法。

背景技术

由于经济建设发展需要，我国各地高层建筑、超高层建筑大量出现，高层建筑密度增大，由此产生大量深基坑工程，规模和深度不断加大。为满足深基坑工程开挖需要，堵水支护结构一般设计支护防水挡土墙，当前常用的支护堵水挡土墙有地下连续墙、旋喷桩堵水墙等，其中地下连续墙造价高、有污染，旋喷桩堵水墙在硬土层旋喷困难，施工速度慢。

利用现有的堵水支护桩板墙工艺施工支护防水挡土墙，具有施工速度快，造价低，无污染等优点，但有较硬土层定喷墙板时，高压水泥浆定喷射流只能切割较薄浅的土层，制作的水泥土肋板较薄，往往满足不了深基坑桩之间的水、土压力。

因此，为解决上述问题，急需对现有的堵水支护桩板墙及其施工方法和设备作改进。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种挖扩堵水支护桩板墙的施工方法。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种挖扩堵水支护桩板墙的专用钻机。

本发明挖扩堵水支护桩板墙的施工方法，包括以下步骤：

1)用堵水桩专用钻机钻孔到设计深度，在提升螺旋空心钻杆时设在上段钻杆下端部的板墙刮刀自动伸出；

2)调整板墙刮刀方向使其对准支护桩上板墙中心位置，在提升螺旋空心钻杆板墙刮土时，板墙刮刀下部设置的水泥浆喷嘴同时喷射水泥浆，水泥浆通过下段钻杆与上段钻杆的空隙上升到上段钻杆周围土层内，水泥浆中水份渗透散失在土层中，湿润软化土体；

3)下段钻杆上的喷嘴提升到刮刀刮出的沟槽位置时，水泥浆高压射流冲击、切割破碎、冲坍被水泥浆中水份渗透软化的沟槽内的松散土层，螺旋空心钻杆一直提升到设计标高，停止提升，形成很宽的与堵水桩和支护桩相连的水泥土板墙，很宽的水泥土板墙把堵水桩与支护桩紧密的粘在一起，形成水泥土堵水支护桩板墙；或上提钻杆刮刀和高喷水泥浆挖扩连接板墙沟槽时，可通过螺旋空心钻杆的中空芯管压灌混凝土，形成混凝土堵水支护桩板墙。

本发明专用钻机，其中，包括螺旋空心钻杆，螺旋空心钻杆的芯管外壁或内壁一侧由上至下安装有高压注浆管，螺旋空心钻杆包括上段钻杆和下段钻杆，其中上段钻杆螺旋叶片的直径d大于下段钻杆螺旋叶片的直径d1，上段钻杆螺旋叶片的底部设置有两个板墙刮刀，两个板墙刮刀上下布置且位于螺旋空心钻杆两侧，下段钻杆的两侧螺旋叶片上设置有两组与高压注浆管连通的高压喷嘴，每组高压喷嘴包括2-3个喷嘴，喷嘴直径为2-3mm，每组高压喷嘴中相邻两个喷嘴之间的间距为2-6cm，喷嘴的外端距下段钻杆螺旋叶片外边缘0.5cm，喷嘴射流方向与螺旋空心钻杆的芯管轴线垂直，两组喷嘴射流方向稍向内倾斜，射流中心在叶片外边缘以外12cm～20cm处交叉。

本发明专用钻机，其中，每个所述板墙刮刀的端部设置有2-3个勾齿，板墙刮刀采用板式或弓臂式结构。

本发明专用钻机，其中，板墙刮刀与喷嘴的间距为一个叶片的高度。

本发明专用钻机，其中，板墙刮刀与喷嘴的间距为20-50cm。

本发明专用钻机，其中，所述上段钻杆的直径d比下段钻杆的直径d1大10-30cm。

本发明专用钻机，其中，所述下段钻杆的长度≥0.3m。

本发明专用钻机，其中，所述板墙刮刀采用可伸缩刮刀。

本发明有益效果：

本发明挖扩堵水支护桩板墙的施工方法，本发明挖扩堵水支护桩板墙的施工方法，采用专用钻机施工，在螺旋钻杆上安装板墙刮刀，提升钻杆时板墙刮刀自动伸出，把支护桩与堵水桩之间连接板墙位置刮成较宽的槽沟松动土层，经过板墙刮刀下方的喷嘴喷射水泥浆冲坍沟槽侧壁土层，经高压水泥浆搅拌混合的水泥土，把堵水桩与支护桩用很宽很厚的水泥土板墙紧密的连接到一起，组成堵水支护桩板墙，动力需求小，可操作性高，施工方便迅速。

下面结合附图对本发明的挖扩堵水支护桩板墙的施工方法及其专用钻机作进一步说明。

附图说明

图1为本发明挖扩堵水支护桩板墙的施工方法的示意图；

图2为堵水支护桩板墙的示意图；

图3为本发明挖扩堵水支护桩板墙的施工方法中采用的专用钻机的结构示意图；

图4为板墙刮刀分布示意图；

图5为喷嘴分布示意图。

具体实施方式

如图3所示，本发明挖扩堵水支护桩板墙的施工方法中采用的专用钻机，包括螺旋空心钻杆，螺旋空心钻杆的芯管外壁或内壁一侧由上至下安装有一根高压注浆管12，螺旋空心钻杆包括上段钻杆7和下段钻杆11，其中上段钻杆螺旋叶片的直径d大于下段钻杆螺旋叶片的直径d

如图3-5所示，上段钻杆螺旋叶片的底部设置有两个板墙刮刀9，两个板墙刮刀上下布置且位于螺旋空心钻杆两侧，下段钻杆的两侧螺旋叶片上设置有两组与高压注浆管12连通的高压喷嘴，每组高压喷嘴包括2-3个喷嘴10，喷嘴10直径为2-3mm，每组高压喷嘴中相邻两个喷嘴10之间的间距为2-6cm，当喷射砂土时，间距取大值，喷嘴10的外端距下段钻杆螺旋叶片外边缘0.5cm，喷嘴10射流方向与螺旋空心钻杆的芯管轴线垂直，两组喷嘴射流方向稍向内倾斜，射流中心在叶片外边缘以外12cm～20cm处交叉。

如图1、3所示，螺旋空心钻杆的下段钻杆11底端铰接有出料口活门13。

每个板墙刮刀9的端部设置有2-3个勾齿，在提升定喷钻杆过程中，根据两种桩间的土层厚度，自动调整刮刀9伸出的长短，使刮刀齿在支护桩表面向上移动，刮出深浅不同的沟槽、松动板墙位置土层，定喷的水泥浆上升到沟槽以上，水泥浆中的水份渗透松动软化沟槽土层，定喷水泥浆冲坍沟槽两边土层，把支护桩1表面冲刷干净，用较厚的水泥土板墙，把堵水桩与支护桩紧密的粘在一起，形成水泥土堵水支护桩板墙。或上提钻杆刮刀和高喷水泥浆挖扩连接板墙沟槽时，可通过螺旋空心钻杆的中空芯管开启出料口活门13压灌混凝土，形成混凝土堵水支护桩板墙。

板墙刮刀9采用板式或弓臂式结构。

板墙刮刀9在喷嘴10上部，二者间距为一个叶片的高度，约20-50cm。

板墙刮刀9采用可伸缩刮刀，利用传动和制动装置驱动伸缩，传动和制动装置包括液压油缸、液压油缸的活塞杆与传动杆的一端固定连接，传动杆的另一端与板墙刮刀的端部固定连接，液压油缸的伸缩带动板墙刮刀9自动伸缩，其中由液压站或其它液压油源配合溢流调节阀系统为液压油缸供油，实现液压油缸活塞杆的伸缩，进而实现板墙刮刀9的自动伸缩。其中的液压油缸可替换为气缸，则液压站或其它液压油源替换为气源。传动和制动装置还可采用电机配合蜗轮蜗杆结构，与板墙刮刀9传动连接，电机正反转实现板墙刮刀9的自动伸缩。传动和制动装置设置在螺旋空心钻杆芯管上，在提升螺旋空心钻杆定喷水泥浆时，传动和制动装置工作，板墙刮刀自动伸缩。

如图1、2所示，本发明挖扩堵水支护桩板墙的施工方法，包括以下步骤：

1)用上述专用钻机在两棵支护桩1之间对准桩位，钻进成孔，钻孔到设计深度后，提升专用钻机的螺旋空心钻杆，在提升螺旋空心钻杆时设在上段钻杆7下端部的板墙刮刀9自动伸出；

2)调整板墙刮刀9方向使其对准支护桩1上板墙中心位置，在提升螺旋空心钻杆刮土时，板墙刮刀9把连接板墙3位置的土层刮松，勾成宽沟，通过下段钻杆11与上段钻杆7的空隙掉下的土体下落到桩孔水泥浆中，成为较宽的连接板沟槽4；板墙刮刀9下部设置的水泥浆喷嘴10同时喷射水泥浆，水泥浆通过下段钻杆11与上段钻杆7的空隙上升到上段钻杆7周围土层内，水泥浆中水份渗透散失在土层中，湿润软化土体；

3)下段钻杆11上的喷嘴提升到沟槽4位置时，水泥浆高压射流冲击、切割破碎、冲坍被水泥浆中水份渗透软化的沟槽4内的松软土层，和水泥浆搅拌在一起成为喷槽塌落水泥土6，流落在沟槽空隙5和堵水桩孔内，形成很宽的与堵水桩和支护桩相连的水泥土板墙3，螺旋空心钻杆一直提升到设计标高，停止提升，很宽的水泥土板墙把堵水桩2与支护桩1紧密的粘在一起，形成堵水支护桩板墙。或上提螺旋空心钻杆的板墙刮刀和高喷水泥浆挖扩连接板墙沟槽时，可通过螺旋空心钻杆的中空芯管开启出料口活门13压灌混凝土，形成混凝土堵水支护桩板墙。

制作很宽很厚的支护与堵水桩之间的板墙，主要是板墙刮刀挖掘板墙沟槽和定喷扩孔两种工艺复合的结果。

本发明挖扩堵水支护桩板墙的施工方法，采用专用钻机施工，在螺旋钻杆上安装板墙刮刀，提升钻杆时板墙刮刀自动伸出，把支护桩与堵水桩之间连接板墙位置刮成较宽的槽沟松动土层，经过板墙刮刀下方的喷嘴喷射水泥浆冲坍沟槽侧壁土层，经高压水泥浆搅拌混合的水泥土，把堵水桩与支护桩用很宽很厚的水泥土板墙紧密的连接到一起，组成堵水支护桩板墙，动力需求小，可操作性高，施工方便迅速。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。