一种可自动启闭的水泥搅拌桩喷浆孔装置的制作方法

本发明涉及建筑地基处理的水泥搅拌桩领域，尤其涉及一种可自动启闭的水泥搅拌桩喷浆孔装置。

背景技术：

水泥搅拌桩一般施工流程为：①桩位对中；②开始喷浆，正转预搅下沉至桩底搅拌土体；③调至正常喷浆压力反转搅拌提升至桩顶设计标高；④正转复搅下沉至桩底设计标高；⑤反转复搅提升至地面，为防止喷浆孔被淤泥堵塞，喷浆压力调至正常喷浆压力的1/2⑥机位移至下一桩位。步骤②预搅下沉和⑤复搅过程中的喷浆工序目的为防止喷浆孔被淤泥堵塞，此时喷浆压力为正常压力的1/2，但如果不喷浆，很容易导致喷浆孔堵塞。

以上施工流程中可以看出，传统的施工方法有以下不足：1、预搅下沉时喷浆，因土体还未充分搅碎、打散，水泥浆液无法向四周扩散，往往造成水泥浆液沿钻杆上涌溢出地面，造成水泥浆的浪费和环境污染；2、当水泥搅拌桩桩顶标高低于地面标高较多时，在预搅下沉时就开始喷浆，导致桩顶以上的桩头部分过长，造成水泥浆不必要的消耗；3、预搅下沉和复搅过程中喷浆为边喷浆边搅拌的方式，较难使水泥和土充分地搅拌均匀，从而可能影响了水泥搅拌桩桩身质量，同时水泥浆液也浪费较多。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种可自动启闭的水泥搅拌桩喷浆孔装置，以防止喷浆孔堵塞和降低水泥的浪费为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种可自动启闭的水泥搅拌桩喷浆孔装置，包括钢管节段，所述的钢管节段的侧壁上设有喷浆孔，钢管节段的下端设有钻头尖，钢管节段内设有喷浆孔启闭装置，所述的钢管节段的上端与动力钻杆连接，所述的喷浆孔启闭装置为活塞式启闭装置，包括活塞、弹性件和支撑托板，所述的支撑托板可拆卸的连接于钻头尖的上部，所述的弹性件的下端连接于支撑托板上，所述的活塞的下端与弹性件连接，所述的活塞的上端的钢管节段空间与动力钻杆相通，所述的活塞与钢管节段内壁滑动连接，钻孔前，活塞侧壁在弹性件的支撑下封堵住钢管节段侧壁的喷浆孔，当钻孔压浆时，在喷浆压力的作用下，活塞受压下移，弹性件压缩，活塞侧壁的上端下移到低于喷浆孔位置，喷浆孔打开喷浆。优化了桩身结构，结构简单，制作方便，可方便的实现被动式喷浆孔启闭，喷浆孔可通过开、停浆来自动控制喷浆孔的启闭，喷浆孔启闭稳定且不堵孔，在预搅下沉和复搅过程中不需要再喷浆防堵，可有效降低施工工艺的复杂性，避免了预搅和复搅喷浆的不必要工序，提高了水泥搅拌桩施工效率，减少水泥浆浪费。

作为优选技术手段：所述的钢管节段的上端与动力钻杆之间通过螺纹丝扣连接，钢管节段的下端与钻头尖之间通过螺纹丝扣连接。可方便实现连接处上下空间的贯通，并且拆卸安装方便。

作为优选技术手段：所述的弹性件为均布支撑的多个弹簧。成本低，稳定性好，性能可靠。

作为优选技术手段：所述的活塞包括环形橡胶套和活塞帽，所述的活塞帽为不锈钢材质，所述的环形橡胶套可拆卸地固定于活塞帽的上端。环形橡胶套可有效实现活塞式滑动，橡胶材质具有弹性，相对钢管节段的侧壁滑动时，存在侧压，密封性能好，不锈钢活塞帽具有较好的结构强度，被压迫时保持不变形。

有益效果：

1、该装置结构简单，制作方便，安装拆卸方便，便于检修维护。

2、可通过开、停浆来自动控制喷浆孔的启闭，喷浆孔启闭稳定且不堵孔。

3、在预搅和复搅过程中可停浆搅拌，从而可减少水泥浪费量，节约施工成本。

4、该装置既保证了桩身质量，又优化了水泥搅拌桩施工工艺，避免了预搅和复搅喷浆的不必要工序，提高了水泥搅拌桩施工效率。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明钢管节段分离示意图。

图3是本发明喷浆孔装置停浆状态示意图。

图4是本发明喷浆孔装置喷浆状态示意图。

图中：1-环形橡胶套；2-活塞帽；3-弹簧；4-支撑托板；5-喷浆孔；6-钢管节段；7-钻头尖；8-动力钻杆。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1-2所示，一种可自动启闭的水泥搅拌桩喷浆孔装置，包括钢管节段6，钢管节段6的侧壁上设有喷浆孔5，钢管节段6的下端设有钻头尖7，钢管节段6内设有喷浆孔启闭装置，钢管节段6的上端与动力钻杆8连接，喷浆孔启闭装置为活塞式启闭装置，包括活塞、弹性件和支撑托板4，支撑托板4可拆卸的连接于钻头尖7的上部，弹性件的下端连接于支撑托板4上，活塞的下端与弹性件连接，活塞的上端的钢管节段6空间与动力钻杆8相通，活塞与钢管节段6内壁滑动连接，钻孔前，活塞侧壁在弹性件的支撑下封堵住钢管节段6侧壁的喷浆孔5，当钻孔压浆时，在喷浆压力的作用下，活塞受压下移，弹性件压缩，活塞侧壁的上端下移到低于喷浆孔5位置，喷浆孔5打开喷浆。

为了方便拆卸维护，钢管节段6的上端与动力钻杆8之间通过螺纹丝扣连接，钢管节段6的下端与钻头尖7之间通过螺纹丝扣连接。可方便实现连接处上下空间的贯通，并且拆卸安装方便，便于检修维护。

为了降低成本，弹性件为均布支撑的5个弹簧3。成本低，稳定性好，性能可靠。

为了实现活塞气密效果，活塞包括环形橡胶套1和活塞帽2，活塞帽2为不锈钢材质，环形橡胶套1可拆卸地固定于活塞帽2的上端。环形橡胶套1可有效实现活塞式滑动，橡胶材质具有弹性，相对钢管节段6的侧壁滑动时，存在侧压，密封性能好，不锈钢活塞帽2具有较好的结构强度，被压迫时保持不变形。

如图3所示，当开钻前，活塞在弹簧3的回弹力作用下保持未被压缩的原位状态，活塞与钢管节段6内壁紧密接触，将喷浆孔5封盖，此时喷浆孔5为关闭状态，故此时预搅下沉不需喷浆，且喷浆孔5不会被淤泥堵塞。

如图4所示，当钻头下沉至设计标高之后，开启压浆泵，注入水泥浆，活塞在喷浆压力的作用下，弹簧3受压，活塞由上向下位移，喷浆孔5打开，向外喷浆。

当停止注浆时，压浆泵关闭，活塞上表面压力减小，弹簧3回弹，活塞堵住喷浆孔5，以防泥沙进入，避免喷浆孔5被淤泥堵塞。

在进行一定周期的使用后，可将本装置进行拆卸检查，查看活塞与钢管节段6之间的密封性、环形橡胶套1的磨损量和弹簧3的回弹复位的准确性等因素，从而确保自动启闭装置可靠有效。

以上图1-4所示的一种可自动启闭的水泥搅拌桩喷浆孔装置是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。