擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁及其施工裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁及其施工裝置，該樁體的樁身的底部設(shè)有上小下大的圓臺體樁端擴大頭；該施工裝置包括活門（1）、芯管（2）、注漿管（4）和高壓注漿泵，芯管（2）的外圓周面上設(shè)有螺旋葉片（3），注漿管（4）固定在芯管（2）內(nèi)且末段伸出通孔，螺旋葉片（3）上固定兩個擋板（5）。該樁體及其施工裝置能提高樁基承載力、縮短工期。
【專利說明】擴頭式長螺旋鉆孔壓灌粧及其施工裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及土木工程領(lǐng)域中的樁基施工技術(shù)，具體講是一種擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的結(jié)構(gòu)以及該樁體的施工工具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展及樁基施工技術(shù)的不斷研發(fā)和應(yīng)用，長螺旋鉆孔壓灌樁的工藝得到越來越廣泛的推廣和應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)的用于施工長螺旋鉆孔壓灌樁的裝置為鉆桿，它包括中空的芯管和活門，活門為錐尖體活門，芯管的外圓周面上設(shè)有螺旋葉片，芯管的下端與活門連接，具體地說，芯管下端的一側(cè)與活門的一側(cè)鉸接，而芯管下端的另一側(cè)設(shè)有帶卡槽的活門扣，活門的另一側(cè)設(shè)有用于過盈配合在活門扣卡槽內(nèi)的卡頭。錐尖體的活門、最下端的一段芯管和最下方的一圈螺旋葉片構(gòu)成了鉆頭。鉆頭下鉆時，卡頭過盈配合在活門扣的卡槽內(nèi)，活門將芯管封住，而需要灌混凝土時，將芯管上端與混凝土泵連通，將混凝土注入芯管，在混凝土的壓力下，卡頭從活門扣的卡槽脫離，活門不再封閉芯管，形成混凝土的出料口。所述的長螺旋是行業(yè)內(nèi)通用的叫法，實質(zhì)上是指鉆桿的芯管的外圓周面上從上到下全部設(shè)有螺旋葉片。
[0004]傳統(tǒng)的長螺旋鉆孔壓灌樁的施工方法為:鉆桿在預(yù)定樁位上向下鉆孔，在鉆孔的過程中，被鉆碎的土體會隨著鉆桿的螺旋葉片旋轉(zhuǎn)從孔頂排擠出，一直下鉆直至鉆頭達到孔底標高，再經(jīng)芯管灌注混凝土，并一邊上提鉆桿一邊繼續(xù)從下往上灌注混凝土，直至混凝土澆筑到樁頂以上一定高度，即樁頂超灌，最后用插筋器將樁體的鋼筋籠沉入樁體的混凝土內(nèi)。傳統(tǒng)的施工方法存在以下缺陷:鉆頭鉆孔時，鉆出孔內(nèi)大部分土體，但仍然有少量殘土碎渣留存在孔底，使得樁基承載力不足；而且，更關(guān)鍵的是，受機械成孔的直徑和深度的限制，粧基承載力無法進一步提聞。
[0005]為改善上述的少量殘土碎渣留存在孔底的缺陷，有人提出了二次注漿法，即將鋼筋籠沉入樁體的混凝土時，在鋼筋籠內(nèi)固定注漿管，使得注漿管隨著鋼筋籠沉入樁體混凝土，并在樁體混凝土干硬后，將注漿管上端與4?6MPa的普通注漿泵連接，經(jīng)注漿管向樁底注入水泥漿，水泥漿在樁底擴散，與樁底的留存的殘土碎渣固結(jié)形成水泥土。但上述施工方法仍存在較大的缺陷:首先必須等待樁身混凝土干硬，這樣勢必延長工期，耽誤時間；更重要的時，由于水泥漿在樁底的擴散屬于一種不均勻的擴散，導(dǎo)致形成的水泥土密度不均勻，如離出漿口近的位置水泥土密實堅硬，離出漿口遠的位置水泥土稀薄松軟，這樣，水泥土的強度自然也不均勻，無法大幅度提高樁基承載力。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型要解決的一個技術(shù)問題是，提供一種能提高樁基承載力且能縮短工期的擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的施工裝置。
[0007]本實用新型的一個技術(shù)解決方案是，提供一種擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的施工裝置，它包括活門和中空的與混凝土泵連通的芯管，芯管的外圓周面上設(shè)有螺旋葉片，芯管的下端與活門連接，它還包括一根注漿管和一個與注漿管連通的高壓注漿泵，注漿管固定在芯管內(nèi)，芯管的管壁上接近活門的部位設(shè)有一個通孔，注漿管的末段伸出通孔，螺旋葉片上固定兩個平行的用于保護注漿管末段的擋板。
[0008]利用該裝置施工擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的方法，其步驟如下:
[0009]a、鉆桿在預(yù)定樁位上向下鉆孔，并在鉆孔過程中，鉆碎的土體隨著旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片從孔頂排出；
[0010]b、當活門下鉆到擴底段頂設(shè)計標高時，啟動高壓注漿泵，使得高壓水泥漿從注漿管向外噴射；
[0011]C、一邊噴射高壓水泥漿一邊繼續(xù)下鉆活門，該過程中，活門向下的速度和旋轉(zhuǎn)的速度均不斷減慢，而高壓注漿泵的壓力不斷增大，直至活門到達擴底段底設(shè)計標高；
[0012]d、停止鉆桿，啟動混凝土泵，經(jīng)芯管向孔底灌注混凝土 ；
[0013]e、一邊上提鉆桿一邊繼續(xù)從下往上灌注混凝土，直至混凝土澆筑到樁頂；
[0014]f、用插筋器將鋼筋籠沉入樁身的混凝土內(nèi)。
[0015]本實用新型要解決的又一個技術(shù)問題是，提供一種能提高樁基承載力且能縮短工期的擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁。
[0016]本實用新型的又一個技術(shù)解決方案是，提供一種擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁，它包括混凝土樁身，混凝土樁身內(nèi)設(shè)有鋼筋籠，樁身的底部設(shè)有上小下大的圓臺體樁端擴大頭。
[0017]正是由于采用了本實用新型的施工裝置即帶有注漿管及高壓注漿泵的鉆桿，使得施工方法能采用旋噴注漿的方式擴底，形成樁底為上小下大的圓臺體樁端擴大頭。具體的說，當鉆頭達到擴底段頂設(shè)計標高時，一邊向外噴射高壓水泥漿，一邊繼續(xù)旋轉(zhuǎn)鉆頭，實現(xiàn)了旋噴注漿的技術(shù)效果，高壓水泥漿在旋轉(zhuǎn)噴射的過程中切割破碎孔壁的土體，且水泥漿與碎土混合形成混合物，該混合物的大部分被旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片推擠從孔頂排出，以形成直徑擴大的空腔，再向空腔內(nèi)灌注混凝土，就形成了混凝土的擴大頭。由于是旋噴注漿，注漿管末段的噴射口是不斷旋轉(zhuǎn)噴射的，相對于現(xiàn)有技術(shù)的水泥漿的噴射口不旋轉(zhuǎn)，本實用新型的水泥漿的擴散方式明顯更均勻，水泥漿與碎土的混合物從孔底排出后形成的空腔形狀比較規(guī)則對稱，向規(guī)則對稱的空腔內(nèi)灌入混凝土，就會形成密度均勻、強度理想的混凝土擴大頭，大幅度提高樁基承載力。而且，在旋噴注漿的過程中，鉆頭下鉆過程越來越慢，即鉆頭向下的速度和旋轉(zhuǎn)的速度均逐步減慢，而注漿壓力卻逐漸增大，噴射的水泥漿的量越來越多，這樣，高度較高的土體被噴射的時間較短，被噴射的水泥漿的量也較少，被切割的土體自然也較少，最后形成的混凝土擴大頭的直徑較小，而越往下土體被噴射的時間越長，被噴射的水泥漿的量越來越多，被切割的土體越多，最后形成的混凝土擴大頭的直徑也越大，即成型的混凝土擴大頭為上小下大的圓臺體，該形狀的樁端擴大頭有效增大了樁體的直徑，大幅度提高了樁基承載力，在保證相同承載力的前提下，本實用新型的樁體直徑和深度均小于現(xiàn)有技術(shù)的樁體，節(jié)省了成本。況且，旋噴注漿的水泥漿均勻擴散到樁端擴大頭與土體的分界處，與土體形成一層均勻致密的水泥土外殼，該水泥土外殼包覆在樁端擴大頭外，有效提高樁側(cè)的摩擦阻力，進一步提高樁基承載力。還由于水泥漿與碎土混合成的混合物，大部分被旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片推擠從孔頂排出，雖仍有少部分混合物留存在孔底，但該混合物混合了水泥漿，強度遠遠大于現(xiàn)有技術(shù)孔底留存的碎土殘渣，故進一步增大了樁基承載力。還由于旋噴注漿擴底的步驟是隨著鉆頭下鉆的步驟一起完成的，兩個步驟一起完成，無需像現(xiàn)有技術(shù)的二次注漿一樣需要等到樁體的混凝土干硬后再單獨二次注漿，顯而易見的節(jié)省了時間，縮短了工期。
[0018]綜上所述，本實用新型擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的結(jié)構(gòu)、施工裝置與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，具有以下優(yōu)點和效果:
[0019]利用該施工裝置施工出來的擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁，其樁基承載力大幅度增強，施工成本降低且明顯縮短了工期。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的施工裝置的正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是沿圖1中A-A方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本實用新型擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的施工裝置的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是本實用新型擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中所示1、活門，2、芯管，3、螺旋葉片，4、注漿管，5、擋板，6、擴底段頂設(shè)計標高，
7、鋼筋籠，8、樁身，9、擴大頭，10、卡槽，11、卡頭，12、活門扣，13、鉆頭。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0026]如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的施工裝置，該裝置為鉆桿，該鉆桿包括活門I和中空的與混凝土泵連通的芯管2，活門I為錐尖體活門I。芯管2的外圓周面上設(shè)有螺旋葉片3。芯管2的下端與活門I連接，具體的說，芯管2下端的一側(cè)與活門I的一側(cè)鉸接，而芯管2下端的另一側(cè)設(shè)有帶卡槽10的活門扣12，活門I的另一側(cè)設(shè)有用于過盈配合在卡槽10內(nèi)的卡頭11。錐尖體的活門1、最下端的一段芯管2和最下方的一圈螺旋葉片3構(gòu)成了鉆頭13。鉆頭13下鉆時，卡頭11過盈配合在活門扣12的卡槽10內(nèi)，活門I將芯管2封住，而需要灌混凝土時，將芯管2上端與混凝土泵連通，將混凝土注入芯管2，在混凝土的壓力下，卡頭11從活門扣12的卡槽10脫離，活門I不再封閉芯管2，形成混凝土的出料口。該鉆桿還包括一根注漿管4和一個與注漿管4連通的高壓注漿泵，高壓注漿泵是指壓力大于20MPa的注漿泵。注漿管4固定在芯管2內(nèi)，即注漿管4的豎管段焊接在芯管2的管內(nèi)壁上。芯管2的管壁上接近活門I的部位設(shè)有一個通孔，該通孔高度在芯管2底端的上方10-20cm之間。注漿管4的末段即注漿管的水平管段伸出通孔，且注漿管4的水平管段與通孔之間完全焊死不留縫隙。螺旋葉片3上固定兩個平行的用于保護注漿管4末段的擋板5，兩擋板5與注漿管4的水平管段平行且位于水平管段的兩側(cè)，兩擋板5與螺旋葉片3焊接。
[0027]如圖4所示，利用本實用新型的施工裝置施工擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的方法，其步驟如下:
[0028]a、鉆桿在預(yù)定樁位上向下鉆孔，并在鉆孔過程中，鉆碎的土體隨著旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片3從孔頂排出。
[0029]b、當鉆頭13的活門I下鉆到擴底段頂設(shè)計標高6時，啟動高壓注漿泵，使得高壓水泥漿從注漿管4向外噴射；所述的擴底段頂設(shè)計標高6是指，高于孔底1.5D?2D的高度，D是指樁身8未擴大的正常段的直徑。[0030]C、一邊噴射高壓水泥漿一邊繼續(xù)下鉆活門1，即旋噴注漿，該過程中，活門I向下的速度和旋轉(zhuǎn)的速度均不斷減慢，而高壓注漿泵的壓力不斷被調(diào)大，使得注漿壓力不斷增大，直至活門I到達擴底段底設(shè)計標高也就是孔底標高。
[0031]d、停止鉆桿，啟動混凝土泵，經(jīng)芯管2向孔底灌注混凝土。
[0032]e、一邊上提鉆桿一邊繼續(xù)從下往上灌注混凝土，直至混凝土澆筑到樁頂；在實際操作中，混凝土并不是只澆筑到樁頂?shù)臉烁撸抢^續(xù)向上澆筑一米左右，即樁頂超灌一米，再在后續(xù)的開挖工序中將超灌的樁段截掉，這樣，能清除混凝土中的浮渣，保證樁身8混凝土的強度。
[0033]f、用插筋器將鋼筋籠7沉入樁身8的混凝土內(nèi)。
[0034]如圖4所示，本實用新型擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁，它包括混凝土樁身8，混凝土樁身8內(nèi)設(shè)有鋼筋籠7，樁身8的底部設(shè)有上小下大的圓臺體樁端擴大頭9。
【權(quán)利要求】
1.一種擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁的施工裝置，它包括活門(I)和中空的與混凝土泵連通的芯管(2)，芯管(2)的外圓周面上設(shè)有螺旋葉片(3)，芯管(2)的下端與活門(I)連接，其特征在于:它還包括一根注漿管(4)和一個與注漿管(4)連通的高壓注漿泵，注漿管(4)固定在芯管(2)內(nèi)，芯管(2)的管壁上接近活門(I)的部位設(shè)有一個通孔，注漿管(4)的末段伸出通孔，螺旋葉片(3)上固定兩個平行的用于保護注漿管(4)末段的擋板(5)。
2.一種擴頭式長螺旋鉆孔壓灌樁，它包括混凝土樁身(8)，混凝土樁身(8)內(nèi)設(shè)有鋼筋籠(7)，其特征在于:樁身(8)的底部設(shè)有上小下大的圓臺體樁端擴大頭(9)。
【文檔編號】E02D5/44GK203559413SQ201320749496
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】李福連, 陶靈聰, 趙堅, 華昆 申請人:寧波鴻晨建設(shè)有限公司, 華豐建設(shè)股份有限公司