本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域，具體涉及一種潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝及設(shè)備。

背景技術(shù)：

高壓旋噴樁用于處理淤泥、粉土、填土、砂土等土體的的地基加固，更多用于基坑、水利、地鐵等工程的止水。由于傳統(tǒng)旋噴工藝其設(shè)備動力較小，在施工卵礫石層、漂石等堅(jiān)硬地層時，成孔深度、垂直度、樁身直徑等質(zhì)量要素?zé)o法保證，止水效果一般且返漿量大，水泥利用率低，施工現(xiàn)場臟亂、清污工作量大。

水泥攪拌樁是用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、砂性土、泥炭土等各種成因的飽和軟粘土地基的一種方法，利用水泥作為固化劑，通過攪拌機(jī)械將土和水泥強(qiáng)制攪拌，利用水泥和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的加固體。主要用于形成復(fù)合地基、支護(hù)結(jié)構(gòu)、防滲帷幕等。由于目前我國攪拌機(jī)械的性能比較落后，成樁深度一般小于30m，且斷樁現(xiàn)象極為常見。地層適用性差，僅適用于軟粘性土、淤泥質(zhì)土等一般地層，在砂層、卵礫石層等堅(jiān)硬地層中攪拌困難，成樁深度較低。

就以上兩種傳統(tǒng)工法的不足進(jìn)行分析：

1、成樁效果差：傳統(tǒng)高壓旋噴樁、水泥攪拌樁施工工藝，在成樁直徑、成樁深度、垂直度等方面存在諸多問題。旋噴樁當(dāng)前常用單管法、雙重管法、三重管法，最大成樁直徑小于1.0m，旋噴設(shè)備動力較小，有效成樁深度一般在20.0m～25.0m，在賦存承壓水的砂層中受動水影響成樁效果極差，且動力位于鉆桿頂部，垂直度受地層影響較大且不易控制；水泥攪拌樁常用的有單軸、雙軸、三軸攪拌法，成樁直徑一般為500～800mm，有效成樁深度小于30.0m。由于現(xiàn)采用的攪拌法在設(shè)備和工藝方面存在諸多不足，極易造成攪拌深度、樁身均勻性和連續(xù)性無法保證。表現(xiàn)為：a、出漿口位置在攪拌軸上，漿液多集中在噴漿口的樁軸附近，葉片外緣缺漿，形成水泥漿富集。b、噴漿方式不合理，當(dāng)前有下沉噴漿和提升噴漿二種形式，下沉噴漿時土未攪碎，漿液不易向四周土體中擴(kuò)散，出漿口處容易形成水泥漿芯柱；提升噴漿后缺少必要的攪拌次數(shù)，易造成水泥土強(qiáng)度過低。c、噴漿后水泥土攪拌次數(shù)不足，包括如下幾種原因：噴漿提升速度過快、攪拌次數(shù)不足、葉片數(shù)量過少、電機(jī)功率偏低、攪拌軸上下循環(huán)的攪拌次數(shù)偏少。

2、鉆進(jìn)性差：以上兩種工藝設(shè)備動力頭均位于鉆桿頂部且鉆桿導(dǎo)向性差，不易垂直鉆進(jìn)，當(dāng)遇到砂卵礫石層、漂石、人工填海地層、拋石、混凝土舊基礎(chǔ)、基巖等復(fù)雜地層時則無法鉆進(jìn)或產(chǎn)生樁位偏移；當(dāng)在支護(hù)樁間施工止水樁時，受支護(hù)樁擴(kuò)徑(“大肚子”)影響較大，造成無法鉆進(jìn)或需要補(bǔ)樁處理。攪拌樁在砂卵石地層，由于動力裝置功率較低、葉片承載能力差，攪拌深度有限，一般無法在類似地層應(yīng)用。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題：現(xiàn)有的攪拌樁施工成樁效果差、鉆進(jìn)性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝及設(shè)備，以解決現(xiàn)有的攪拌樁施工成樁效果差、鉆進(jìn)性差的問題。

為此，本發(fā)明提出一種潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工設(shè)備，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工設(shè)備包括：

鉆桿；

潛孔沖擊器，設(shè)置在所述鉆桿的底端；

攪拌裝置，連接在所述鉆桿或潛孔沖擊器的側(cè)向；

噴嘴，設(shè)置在所述潛孔沖擊器的外側(cè)；

其中，所述鉆桿與潛孔沖擊器之間具有連通的高壓空氣通路；所述潛孔沖擊器還包括：與鉆桿連接的高壓漿液管路，所述高壓漿液管路與高壓空氣通路相分隔；所述噴嘴連接所述高壓漿液管路。

進(jìn)一步地，所述攪拌裝置為螺旋葉片或采用間隔設(shè)置的葉片。

進(jìn)一步地，所述攪拌裝置設(shè)置在所述鉆桿或潛孔沖擊器的外壁上。

進(jìn)一步地，所述潛孔沖擊器包括：上端口、下端口、位于上端口和下端口之間的中空內(nèi)腔、包圍所述中空內(nèi)腔的側(cè)壁、連接在所述下端口上的內(nèi)筒、連接在所述內(nèi)筒之外的套管、連接在所述內(nèi)筒和套管底部的潛孔沖擊器釬頭、以及設(shè)置在所述套管外側(cè)的噴嘴，其中，所述噴嘴位于所述潛孔沖擊器釬頭的上方并且設(shè)置在所述套管外側(cè)，

所述噴嘴連接所述高壓漿液管路，所述高壓漿液管路連接所述套管。

進(jìn)一步地，所述高壓漿液管路包括：沿所述鉆桿的軸線設(shè)置的第一段管路、設(shè)置在所述側(cè)壁中并沿平行所述鉆桿的軸線設(shè)置的第三段管路、以及連接在所述第一段管路和第三段管路之間的第二段管路，所述第二段管路沿所述鉆桿的徑向設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述噴嘴的噴射方向?yàn)樗交蛐毕蛳?，所述噴嘴的?shù)目為多個。

本發(fā)明還提出一種潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝，采用前面所述的潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工設(shè)備，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝包括以下步驟：

步驟a：利用位于鉆桿底端的潛孔沖擊器，在沖擊下沉過程中產(chǎn)生的高頻振動和高壓空氣對土體進(jìn)行沖擊破壞進(jìn)行成孔；

步驟b：潛孔沖擊器工作的同時，噴嘴噴出高壓水進(jìn)行側(cè)向旋噴；

步驟c：潛孔沖擊器工作的同時，攪拌裝置同步旋轉(zhuǎn)作業(yè)；結(jié)合所述高壓水的切割作用，對土體進(jìn)行旋切攪拌，使土體軟化成流塑狀態(tài)，為后續(xù)噴射水泥漿提供條件。

進(jìn)一步地，成孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后將高壓水切換為高壓水泥漿，噴嘴噴射高壓水泥漿的同時，攪拌裝置將高壓水泥漿和流塑狀態(tài)的土進(jìn)行二次攪拌，通過噴嘴的潛孔沖擊旋噴、以及攪拌裝置的旋切攪拌的聯(lián)合作用，使流塑狀態(tài)的土和高壓水泥漿充分混合，形成水泥土樁。

進(jìn)一步地，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝用于施工帷幕樁和復(fù)合地基時，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝具體包括：

步驟d：樁位測放：按照設(shè)計(jì)樁位，采用傳統(tǒng)測量設(shè)備或gps定位測量技術(shù)進(jìn)行樁位測量及定位；

步驟e：鉆進(jìn)成孔作業(yè)：潛孔沖擊旋噴攪拌樁機(jī)就位后，開啟動力裝置驅(qū)動鉆桿轉(zhuǎn)動，向鉆桿底部潛孔沖擊器提供高壓空氣，驅(qū)動沖擊器開始工作；攪拌裝置在鉆桿的驅(qū)動用下開始旋轉(zhuǎn)作業(yè)，對土體進(jìn)一步旋切攪拌；鉆進(jìn)的同時向鉆桿提供不小于15mpa壓力的高壓水，進(jìn)行切割軟化土體；在高頻振動、旋切攪拌、高壓水、高壓氣共同作用下，一邊破壞土體一邊下沉鉆進(jìn)，當(dāng)遇堅(jiān)硬障礙物時，直接沖擊破碎，利用攪拌裝置將破碎形成的塊體與流塑狀態(tài)的土體攪拌均勻；

步驟f：成樁作業(yè)：當(dāng)成孔至設(shè)計(jì)深度后，將所噴射的高壓水切換為高壓水泥漿，通過高壓水泥漿的高壓射流及攪拌裝置的二次攪拌作用，將高壓水泥漿與流塑狀態(tài)的土混合均勻，可根據(jù)施工需要提升、下放鉆頭進(jìn)行重復(fù)旋噴攪拌，形成直徑較大、水泥土均勻的樁體。

進(jìn)一步地，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝用于施工樁基礎(chǔ)和抗浮錨桿時，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝具體包括：

步驟h：樁位測放：按照設(shè)計(jì)樁位，采用傳統(tǒng)測量設(shè)備或gps定位測量技術(shù)進(jìn)行樁位測量及定位；

步驟i：水泥土外樁成孔作業(yè)：潛孔沖擊旋噴攪拌樁機(jī)就位后，開啟動力裝置驅(qū)動鉆桿轉(zhuǎn)動，向鉆桿底部潛孔沖擊器提供高壓空氣，驅(qū)動沖擊器開始工作。攪拌裝置在鉆桿的驅(qū)動用下開始旋轉(zhuǎn)作業(yè)，對土體進(jìn)一步旋切攪拌；鉆進(jìn)的同時向鉆桿提供不小于15mpa壓力的高壓水，進(jìn)行切割軟化土體；在高頻振動、旋切攪拌、高壓水、高壓氣共同作用下，一邊破壞土體一邊下沉鉆進(jìn)，當(dāng)遇堅(jiān)硬障礙物時，直接沖擊破碎，利用攪拌裝置將破碎形成的塊體與流塑狀態(tài)的土體攪拌均勻；

步驟j：水泥土外樁成樁作業(yè)：當(dāng)成孔至設(shè)計(jì)深度后，將所噴射的高壓水切換為高壓水泥漿，通過高壓水泥漿的高壓射流及攪拌裝置的二次攪拌作用，將高壓水泥漿與流塑狀態(tài)的土混合均勻，可根據(jù)施工需要提升、下放鉆頭進(jìn)行重復(fù)旋噴攪拌，形成直徑較大、水泥土均勻的樁體；

步驟k：芯樁成樁作業(yè)：其中，所述芯樁成樁作業(yè)具體為

當(dāng)芯樁為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁時，在水泥土外樁成樁4～6小時后,采用沉管鉆機(jī)套管跟進(jìn)沖擊成孔,沖擊成孔的同時,對水泥土外樁進(jìn)行擠密加固,達(dá)到設(shè)計(jì)深度后下放鋼筋籠,澆筑芯樁混凝土,提拔套管成樁；或者

當(dāng)芯樁為預(yù)制管樁時，在水泥土外樁成樁后，立即采用振動法、錘擊法或靜壓法將預(yù)制管樁下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高；或者

當(dāng)用于抗浮錨桿施工時，水泥土外樁成樁后，植入錨桿。

本發(fā)明與傳統(tǒng)高壓旋噴樁(單管法、雙重管法、三重管法)和水泥攪拌樁(單軸、雙軸、三軸)方法不同，其特點(diǎn)為：

(1)鉆機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)簡單，采用一次成孔成樁模式，鉆桿無需拆卸、無需引孔。

(2)地層適應(yīng)性強(qiáng)，適用于素填土、雜填土、粘性土、粉土及砂土等一般地層，且特別適用于軟土地區(qū)的淤泥質(zhì)土、高飽和粘性土以及難以鉆進(jìn)的卵礫石層、漂石、人工填海等復(fù)雜地層。

(3)提出新的工作機(jī)理，將潛孔沖擊旋噴工藝與攪拌工藝有機(jī)結(jié)合，使之形成互補(bǔ)。在潛孔沖擊器的高頻振動、攪拌裝置的旋切攪拌以及高壓水(漿)、高壓氣的聯(lián)動作用下，形成強(qiáng)度較高、均勻性好的水泥土樁。

(4)節(jié)能環(huán)保效果好，本工藝水泥利用率高，解決了傳統(tǒng)旋噴工藝返漿量大，現(xiàn)場污染嚴(yán)重的問題，將潛孔沖擊旋噴工藝與水泥攪拌工藝的有機(jī)結(jié)合減少了螺旋葉片倒土量?！皾摽讻_擊旋噴+旋切攪拌”的聯(lián)合模式使水泥漿與土體的混合更為均勻，形成樁體的強(qiáng)度也較傳統(tǒng)工藝要高，因此水泥利用率得以提高，而在同等強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)條件下，所需的水泥量要有所降低。通過減少水泥這樣一種高能耗、高污染的材料用量可以有效降低能耗，減少工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境產(chǎn)生的污染和影響，為低碳經(jīng)濟(jì)和社會建設(shè)做出一定的貢獻(xiàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝流程示意圖；

圖2為本發(fā)明的潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝中的成樁過程流程圖；

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例的潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的鉆桿的俯視示意圖；

圖5為本發(fā)明第一具體實(shí)施例的攪拌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明第二具體實(shí)施例的攪拌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的施工工藝用于支護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕的第一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明的施工工藝用于支護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕的第二具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的施工工藝用于復(fù)合地基的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明的施工工藝用于基礎(chǔ)樁的第一具體實(shí)施例的示意圖；

圖11為本發(fā)明的施工工藝用于基礎(chǔ)樁的第二具體實(shí)施例的示意圖；

圖12為本發(fā)明的施工工藝用于抗浮錨桿的第一具體實(shí)施例的示意圖；

圖13為本發(fā)明的施工工藝用于抗浮錨桿的第二具體實(shí)施例的示意圖；

圖14為本發(fā)明的潛孔沖擊器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為圖14中a-a處的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號說明：

1、潛孔沖擊器2、攪拌裝置3、噴嘴

4、鉆桿5、高壓漿液管路6、固定支架

7、高壓空氣通路8、進(jìn)氣管9、進(jìn)水管

10、動力裝置11、沖擊器潤滑油儲存容器12、空壓機(jī)

13、注漿泵14、儲水桶15、攪漿桶

16、濾漿桶17、儲漿桶18、鉆機(jī)機(jī)架

19、支護(hù)樁20、止水樁21、基礎(chǔ)墊層

22、褥墊層23、水泥土樁24、水泥土外樁

25、現(xiàn)澆鋼筋砼芯樁(鋼筋混凝土樁)26、預(yù)制管樁27、錨桿桿體

61側(cè)壁62、o形圈65內(nèi)筒

611、高壓注漿管連接接頭612、錐形絲扣613、第一段管路614、第三段管路

615、第二段管路

631、錐形絲扣632、環(huán)形凹槽633、高壓水(漿)管路634、套管

635潛孔沖擊器釬頭

641、空心螺栓642、內(nèi)襯套

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明。

如圖3所示，本發(fā)明的潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工設(shè)備包括：

鉆桿4；

潛孔沖擊器1，設(shè)置在所述鉆桿4的底端；

攪拌裝置2，連接在所述潛孔沖擊器1的外側(cè)；攪拌裝置與所述潛孔沖擊器同步工作；

噴嘴3，設(shè)置在所述鉆桿的側(cè)向；

如圖4所示，鉆桿4內(nèi)部設(shè)有貫通的通道，分別連接至所述鉆頭或潛孔沖擊器1的高壓漿液管路5及高壓空氣通路7；高壓漿液管路5與高壓空氣通路相分隔；高壓空氣通過鉆桿內(nèi)部的環(huán)空狀高壓空氣通路7到達(dá)潛孔沖擊器，驅(qū)動潛孔沖擊器工作，高壓水(漿)通過鉆桿內(nèi)部的高壓漿液管路5到達(dá)噴嘴3。其中，所述鉆桿4與潛孔沖擊器1之間具有連通的高壓空氣通路7。鉆桿端部的潛孔沖擊器，在沖擊下沉過程中產(chǎn)生的高頻振動和高壓空氣對土體進(jìn)行沖擊破壞，潛孔沖擊器工作的同時，攪拌裝置同步旋轉(zhuǎn)作業(yè)，結(jié)合高壓水的切割作用，對土體進(jìn)行旋切攪拌，為后續(xù)噴射水泥漿提供條件。本發(fā)明提出了“潛孔沖擊旋噴+旋切攪拌”的全新工作機(jī)理，可提高樁身強(qiáng)度、均勻性以及樁身成型質(zhì)量。

進(jìn)一步地，如圖5和圖6所示，所述攪拌裝置2為螺旋葉片或采用間隔設(shè)置的葉片，間隔設(shè)置的葉片即非連續(xù)攪拌葉片。葉片數(shù)量、尺寸、間距、位置根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行布置。

進(jìn)一步地，所述攪拌裝置2可以通過焊接的方式設(shè)置在所述鉆桿4或潛孔沖擊器1的外壁上。攪拌裝置可單獨(dú)設(shè)置在鉆桿或潛孔沖擊器外壁，也可組合形式設(shè)置在鉆桿及潛孔沖擊器外壁，例如，在鉆桿或潛孔沖擊器外壁上都布置有攪拌裝置。

本發(fā)明可以在潛孔沖擊高壓旋噴樁的成熟工藝的基礎(chǔ)上，在鉆桿4端部及鉆頭1上增加攪拌裝置2，提出了“潛孔沖擊旋噴+旋切攪拌”的全新工作機(jī)理，可提高樁身強(qiáng)度、均勻性以及樁身成型質(zhì)量。其中，潛孔沖擊器和噴嘴可以采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，也可以采用下面描述的結(jié)構(gòu)：

如圖14和圖15所示，所述潛孔沖擊器1包括：上端口(位于高壓注漿管連接接頭611處)、下端口(位于錐形絲扣631處)、位于上端口和下端口之間的中空內(nèi)腔67、包圍所述中空內(nèi)腔的側(cè)壁61、連接在所述下端口上的內(nèi)筒65、連接在所述內(nèi)筒之外的套管634、連接在所述內(nèi)筒和套管底部的潛孔沖擊器釬頭635(即錘頭)、以及設(shè)置在所述套管外側(cè)的噴嘴3，其中，所述噴嘴3位于所述潛孔沖擊器釬頭635的上方；其中，所述噴嘴3為高壓噴嘴；側(cè)壁1與套管634連接；上端口的端部還設(shè)有高壓注漿管連接接頭611，以實(shí)現(xiàn)與高壓注漿管的連接；

高壓漿液管路5，用于輸送高壓水或高壓漿液，高壓漿液管路5連接所述鉆桿并且高壓漿液管路5連接所述套管634；這里所說的高壓漿液是高壓旋噴樁施工中所采用的高壓，壓力至少大于大氣壓，一般壓力可達(dá)幾個大氣壓，例如為15mpa；

套管634中設(shè)有高壓水(漿)管路633，與高壓漿液管路5連接，因而高壓漿液管路5連接潛孔沖擊器外套管634和高壓水(漿)管路633，能夠形成高壓水(漿)的通路。高壓水(漿)管路633到達(dá)潛孔沖擊器底部高壓噴嘴3，高壓水(漿)從噴嘴3離開潛孔沖擊器1。

進(jìn)一步地，所述高壓漿液管路5包括：沿所述鉆桿的軸線設(shè)置的第一段管路613、設(shè)置在所述側(cè)壁61中并沿平行所述鉆桿的軸線設(shè)置的第三段管路614、以及連接在所述第一段管路和第三段管路之間的第二段管路615，所述第二段管路615沿所述鉆桿的徑向設(shè)置。第一段管路613采用高壓無縫管，第三段管路614為設(shè)置在側(cè)壁中的孔道，第二段管路615的一邊為連接第一段管路613的高壓無縫管，另一邊為設(shè)置在側(cè)壁中連接第三段管路614的孔道。這樣，高壓漿液管路5，即高壓水(漿)管路，為折線設(shè)計(jì)，充分利用了筒狀中空內(nèi)腔67和側(cè)壁，實(shí)現(xiàn)不同通道的分工。第三段管路例如為圓形，以便制作。

進(jìn)一步地，所述噴嘴3由空心螺栓641制成，所述空心螺栓包括：螺帽和螺柱，所述螺帽和螺柱依次從外向內(nèi)穿設(shè)在側(cè)壁中，所述空心螺栓內(nèi)設(shè)有合金制成的內(nèi)襯套642，所述內(nèi)襯套沿所述空心螺栓的軸向伸出所述螺帽的外側(cè)，以實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的噴射效果。噴嘴3采用空心硬質(zhì)高強(qiáng)螺栓641，且該噴嘴內(nèi)鑲嵌有硬質(zhì)合金的內(nèi)襯套642，所述內(nèi)襯套642沿高壓噴嘴3軸向伸出至高壓噴嘴3外。內(nèi)襯套642的壁厚不小于1mm，以保證承受足夠的噴射壓力。

潛孔沖擊器1設(shè)有環(huán)形凹槽632，以對所述鉆桿4實(shí)現(xiàn)定位連接。

進(jìn)一步地，所述噴嘴3的噴射方向?yàn)樗交蛐毕蛳?，以?shí)現(xiàn)水平噴射或者斜向下噴射，所述噴嘴3的數(shù)目為多個，以實(shí)現(xiàn)高效旋噴。

進(jìn)一步地，所述上端口設(shè)有外錐形絲扣，即與鉆桿相連接的錐形絲扣612，第三段管路以實(shí)現(xiàn)連接鉆桿。

進(jìn)一步地，所述下端口設(shè)有內(nèi)錐形絲扣，即錐形絲扣631，以實(shí)現(xiàn)連接潛孔沖擊器1的內(nèi)筒和套管。

進(jìn)一步地，所述潛孔沖擊器1的內(nèi)筒和套管通過o型密封圈62連接在所述下端口上，以實(shí)現(xiàn)密封。

進(jìn)一步地，如圖3所示，本發(fā)明一個實(shí)施例的潛孔沖擊旋噴樁施工設(shè)備包括鉆機(jī)機(jī)架18、鉆桿4、攪拌裝置2、潛孔沖擊器1、噴嘴3或高壓水(漿)噴嘴；其中動力裝置為長螺旋鉆機(jī)動力頭，潛孔沖擊器選用110～1000mm，鉆桿4支撐在固定支架6上，鉆機(jī)機(jī)架18優(yōu)選采用潛孔沖擊旋噴鉆機(jī)機(jī)架，鉆桿為石油鉆探鉆桿，所述鉆桿選用外徑為89～1000mm，鉆桿4其內(nèi)部設(shè)有高壓空氣通路7以及貫通至的高壓漿液管路5；高壓漿液管路5連接至鉆桿頂部用于將高壓水(漿)通過設(shè)置在鉆桿內(nèi)部的管路到達(dá)噴嘴3。所述高壓空氣通路與鉆桿頂部的進(jìn)氣管連接，且進(jìn)氣管8與空壓機(jī)12連接，空壓機(jī)12通過沖擊器潤滑油儲存容器11進(jìn)行潤滑。所述高壓空氣具有不小于0.7mpa的壓力。

可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置攪拌裝置2的位置、間距、數(shù)量和尺寸形狀，較佳的外徑選擇400～1000mm，攪拌裝置2沿鉆桿4及潛孔沖擊器1的側(cè)向設(shè)置，較佳的采用連續(xù)螺旋葉片；當(dāng)采用非連續(xù)攪拌葉片時，采用間隔均勻設(shè)置，使各葉片的軸向投影位置不相重合，以達(dá)到更佳的攪拌效果，使樁體更加均勻。

鉆桿4內(nèi)部的高壓漿液管路5，通過進(jìn)水(漿)管9與高壓注漿泵13連接，且高壓注漿泵13連接水泥漿制漿系統(tǒng)和供水系統(tǒng)14，水泥漿制漿系統(tǒng)具體包括攪漿桶15、濾漿桶16、儲漿桶17通過漿水控制閥進(jìn)入注漿泵13。高壓水(漿)壓力選用10～40mpa。

優(yōu)選地，噴嘴3設(shè)于潛孔沖擊器1端部兩側(cè)或底部；高壓水(漿)穿過設(shè)置在鉆桿4及潛孔沖擊器1內(nèi)部的高壓漿液管路5送達(dá)高壓水(漿)噴嘴3。

施工時，鉆機(jī)就位，啟動動力裝置10，向鉆頭1提供高壓空氣,向噴嘴3提供高壓水,潛孔沖擊器在高壓空氣的驅(qū)動下振動沖擊鉆進(jìn),鉆進(jìn)的同時,攪拌裝置2同時轉(zhuǎn)動工作,結(jié)合噴嘴3噴射的高壓水射流,對土體進(jìn)一步旋切攪拌,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,將高壓水切換為高壓水泥漿,位于沖擊器端部的高壓水(漿)噴嘴3噴射水泥漿的同時，攪拌裝置2對水泥漿液和流塑狀態(tài)的土進(jìn)行二次攪拌,使水泥漿和軟化的土體充分混合,形成樁徑較大、強(qiáng)度較高、均勻性較好的水泥土樁。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明還提出一種潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝，采用前面所述的潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工設(shè)備，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝包括以下步驟：

步驟a：利用位于鉆桿底端的潛孔沖擊器，在沖擊下沉過程中產(chǎn)生的高頻振動和高壓空氣對土體進(jìn)行沖擊破壞進(jìn)行成孔；

步驟b：潛孔沖擊器工作的同時，噴嘴噴出高壓水進(jìn)行側(cè)向旋噴；

步驟c：潛孔沖擊器工作的同時，攪拌裝置同步旋轉(zhuǎn)作業(yè)；結(jié)合所述高壓水的切割作用，對土體進(jìn)行旋切攪拌，使土體軟化成流塑狀態(tài)，為后續(xù)噴射水泥漿提供條件。

進(jìn)一步地，成孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后將高壓水切換為高壓水泥漿，噴嘴噴射高壓水泥漿的同時，攪拌裝置將高壓水泥漿和流塑狀態(tài)的土進(jìn)行二次攪拌，通過噴嘴的潛孔沖擊旋噴、以及攪拌裝置的旋切攪拌的聯(lián)合作用，使流塑狀態(tài)的土和高壓水泥漿充分混合，形成水泥土樁。

進(jìn)一步地，如圖7、圖8和圖9所示，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝用于施工帷幕樁和復(fù)合地基時，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝具體包括：

(1)樁位測放：按照設(shè)計(jì)樁位，采用傳統(tǒng)測量設(shè)備或gps定位測量技術(shù)進(jìn)行樁位測量及定位。

(2)鉆進(jìn)成孔作業(yè)：潛孔沖擊旋噴攪拌樁機(jī)就位后，開啟動力裝置10驅(qū)動鉆桿4轉(zhuǎn)動，向鉆桿4底部潛孔沖擊器1提供高壓空氣，驅(qū)動沖擊器開始工作。攪拌裝置2在鉆桿的驅(qū)動用下開始旋轉(zhuǎn)作業(yè)，對土體進(jìn)一步旋切攪拌；鉆進(jìn)的同時向鉆桿提供不小于15mpa壓力的高壓水，進(jìn)行切割軟化土體。在高頻振動、旋切攪拌、高壓水(漿)、高壓氣共同作用下，一邊破壞土體一邊下沉鉆進(jìn)，當(dāng)遇堅(jiān)硬障礙物時，直接沖擊破碎，利用攪拌裝置2將破碎形成的塊體與流塑狀態(tài)的土體攪拌均勻。

(3)成樁作業(yè)：當(dāng)成孔至設(shè)計(jì)深度后，將所噴射的高壓水切換為高壓水泥漿，通過高壓水泥漿的高壓射流及攪拌裝置2的二次攪拌作用，將水泥漿與流塑狀態(tài)的土混合均勻，可根據(jù)施工需要提升、下放鉆頭進(jìn)行重復(fù)旋噴攪拌，形成直徑較大、水泥土均勻的止水樁20的樁體、水泥土樁23的樁體?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況，再設(shè)置支護(hù)樁19，或者設(shè)置基礎(chǔ)墊層21和褥墊層22。

進(jìn)一步地，如圖10、圖11、圖12、圖13所示，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝用于施工樁基礎(chǔ)和抗浮錨桿時，所述潛孔沖擊旋噴攪拌樁施工工藝具體包括：

(1)樁位測放：按照設(shè)計(jì)樁位，采用傳統(tǒng)測量設(shè)備或gps定位測量技術(shù)進(jìn)行樁位測量及定位。

(2)水泥土外樁24成孔作業(yè)：潛孔沖擊旋噴攪拌樁機(jī)就位后，開啟動力裝置10驅(qū)動鉆桿4轉(zhuǎn)動，向鉆桿4底部潛孔沖擊器1提供高壓空氣，驅(qū)動沖擊器1開始工作。攪拌裝置2在鉆桿4的驅(qū)動作用下開始旋轉(zhuǎn)作業(yè)，對土體進(jìn)一步旋切攪拌；鉆進(jìn)的同時向鉆桿提供不小于15mpa壓力的高壓水，進(jìn)行切割軟化土體。在高頻振動、旋切攪拌、高壓水(漿)、高壓氣共同作用下，一邊破壞土體一邊下沉鉆進(jìn)，當(dāng)遇堅(jiān)硬障礙物(例如為石頭)時，直接沖擊破碎，利用攪拌裝置2將破碎形成的塊體與流塑狀態(tài)的土體攪拌均勻。

(3)水泥土外樁24成樁作業(yè)：當(dāng)成孔至設(shè)計(jì)深度后，將所噴射的高壓水切換為高壓水泥漿，通過高壓水泥漿的高壓射流及攪拌裝置2的二次攪拌作用，將水泥漿與流塑狀態(tài)的土混合均勻，可根據(jù)施工需要提升、下放鉆頭進(jìn)行重復(fù)旋噴攪拌，形成直徑較大、水泥土均勻的樁體。

(4)芯樁成樁作業(yè)：

①當(dāng)芯樁為現(xiàn)澆鋼筋混凝土25時，在水泥土外樁成樁4～6小時后,采用沉管鉆機(jī)套管跟進(jìn)沖擊成孔,沖擊成孔的同時,對水泥土外樁進(jìn)行擠密加固,達(dá)到設(shè)計(jì)深度后下放鋼筋籠,澆筑芯樁混凝土,提拔套管成樁；

②當(dāng)芯樁為預(yù)制管樁時，在水泥土外樁成樁后，立即采用振動法、錘擊法或靜壓法(即連續(xù)作業(yè)，不用在樁后再等待一段時間)將預(yù)制管樁26下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高；

③當(dāng)用于抗浮錨桿施工時，水泥土樁成樁后，植入錨桿27。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。為本發(fā)明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。