擴底壓漿樁成樁方法及其專用設備的製作方法
2023-09-23 04:07:35
專利名稱：擴底壓漿樁成樁方法及其專用設備的製作方法
樁基礎是建築物、構築物基礎的主要形式之一，其成樁施工方法首先涉及到成孔工藝，如錘擊、振動、鑽孔、衝孔、人工挖孔等。近年來，中國專利報導了一系列新的成樁方法。例如單管注漿擴底樁成型方法(93112088.8，CN 1083150A)，螺旋鑽孔灌注樁(95104637.3，CN 1115818A)，螺旋擠壓灌注樁(95213822.0，CN 2230777Y)，振動螺旋擠壓成型(93213508.0，CN 2157223Y)，滑模灌注擴底樁(96115374.1，CN 1168437A)，內擊擴底樁(93117428.7，CN 1099448A)，引孔壓漿沉樁成樁法(92105033.X，CN 1080681A)等。這些方法及其成樁設備，在一定土層條件和環境條件下，在提高樁的承載力、保證樁身質量等方面，進行了積極的探索和實踐，在成樁技術方面取得了顯著進步。
本發明的目的是採用改進的螺旋鑽與擴底器組合的成孔工具，將擴底與壓漿工藝有機結合，開發出擴底壓漿樁的成樁方法及其專用設備。
本方法所成樁屬鑽孔灌注樁，所採用的鑽具為後述的專用設備。此鑽具主要由兩部分組合而成，在此稱其為鑽進擴底組合鑽具一是螺旋鑽，二是擴底器。螺旋鑽是中空的，擴底器置於螺旋鑽中空位置。
本發明成樁方法在一般粘性土中應用的基本步驟為1.螺旋鑽(2)與擴底器(1)作為一個整體，同時下鑽至樁底；2.將螺旋鑽(2)上提至擴大頭頂端，使下部樁孔與排漿通道(4)連通。同時，通過注漿通道(3)向樁底注水；3.開動擴底器(1)進行擴底，邊擴底邊繼續注水；4.擴底器(1)切削下來的土與注入的水形成泥漿，通過排漿通道(4)外排；5.擴大頭達到設計尺寸要求後，繼續注水清底；6.清底結束後，通過注漿通道(3)向樁底注水泥漿；7.擴大頭水泥漿注滿後，一邊繼續注漿，一邊上提擴底器(1)，使螺旋鑽(2)與擴底器(1)又成為一個整體，將排漿通道(4)封閉；8.加大壓力繼續注漿。此後的注漿，可以是水泥漿，也可以是水泥砂漿或細石砼。藉助注漿壓力，將組合鑽具頂起；
9.注漿高度至孔壁可以自行保持穩定的位置時，停止注漿，移開組合鑽具；10.下鋼筋籠和補漿管；11、投骨料；12.通過補漿管再進行二、三次補漿，而後將補漿管提出。
這樣，就完成了一根擴底壓漿樁。
如果是易塌孔的砂石類土，則應直接注泥漿，而不注水，以支撐孔壁，防止塌孔。而後再進行清底、注漿、提擴底器等步驟。
如果是不易塌孔的砂石類土，則既不用注水，也不用注泥漿，而直接用擴底器削土。切削下來的砂石散落在樁底，以後實施提擴底器、壓漿等步驟。
本發明擴底壓漿樁成樁用的專用設備，即鑽進擴底組合鑽具結構由附
圖1-7示出。
圖1.鑽進擴底組合鑽具結構示意圖，也是摘要附圖。
圖2.螺旋鑽外觀示意圖。
圖3.螺旋鑽縱剖面示意圖(A-A)。
圖4.螺旋鑽連接齒示意圖(B-B)。
圖5.外加套筒之離心式擴底器示意圖。
圖6.擴底器筒身連接齒示意圖。
圖7.活動翼與鑽具位置關係示意圖(D-D)。
圖中(1).離心式擴底器(2).螺旋鑽(3).注漿通道(4).排漿通道(5).螺旋葉片(6).螺旋鑽傳動管(7).擴底器傳動管(8).套筒上蓋(9).套筒(筒身)
(10).套筒下蓋(11).活動翼(12).密封環(13).螺旋鑽連接齒(14).套筒連接齒(15).螺旋葉片(16).豎孔本發明的鑽進擴底組合鑽具的特徵在於螺旋鑽(2)是中空的，其中同心的放置擴底器(1)，擴底器(1)下方外加一套筒(9)，圓錐形的套筒上蓋(8)周邊密封條與螺旋鑽之密封環(12)對應，由圓鋼管構成的筒身(9)與離心式擴底器(1)之活動翼(11)對應處開有可供活動翼(11)張開的豎孔(16)，筒身(9)上有豎向連接齒(14)與螺旋鑽之豎向連接齒(13)嚙合，倒圓錐形的下蓋(10)外有利於鑽進的螺旋葉片(15)，由鋼管做成的傳動管(7)內為注漿通道(3)，擴底器傳動管(7)與螺旋鑽傳動管(6)中空間隙為排漿通道(4)。
下面詳述套筒(9)的構成與成樁施工中的功能。
1.上蓋圓錐形，周邊與螺旋鑽之密封環對應位置有密封條。上蓋與密封環壓緊後即可將排漿通道密封，這是保證注漿高壓之關鍵；2.筒身圓鋼管，與離心式擴底器之活動翼對應處開豎孔，活動翼可以從此豎孔處張開，以進行切土、擴底。筒身亦有豎向連接齒。此連接齒與螺旋鑽之連接齒嚙合，目的是保證組合鑽具豎向鑽進時，螺旋鑽帶動擴底器同步轉動，而在擴底、壓漿時，可根據需要，使螺旋鑽與擴底器在豎向一定範圍內可以相互滑動，這是保證組合鑽具兼有鑽進、擴底功能之關鍵；3.下蓋倒圓錐形，外有螺旋葉片，以利於鑽進。
擴底器之傳動管為鋼管，下端有噴嘴，以兼作注漿管。
擴底器還有連杆式、液壓式等。這兩種形式的擴底器一般都有套筒，只要將其套筒按上述要求改造即可用於本組合鑽具。
組合鑽具之使用方法已如前述。
從上述即可看出，擴底壓漿樁兼有一般擴底灌注樁和鑽孔壓漿樁之所長，從根本上解決了擴底灌注樁樁端有虛土、鑽孔壓漿樁無擴底兩大問題，大大提高了樁端承載力，樁的整體承載力也即得到了提高。如樁端承載力僅為樁側承載力一半的鑽孔壓漿樁，按本方法做成擴底壓漿樁，擴大頭直徑較樁身直徑大一倍，則其承載力可提高一倍。一般說，鑽孔壓漿樁是以樁側承載力為主的，對擴底灌注樁這種以端承為主的樁來說，擴底壓漿樁的效果更加顯著。如樁側承載力達樁端承載力一半的一般擴底灌注鑽樁，按本方法做成擴底壓漿樁，則其承載力可提高兩倍。而本成樁方法之工藝簡單，機械化程度高，成樁速度快、效率高。可見擴底壓漿樁極其明顯之經濟、技術優勢和良好應用前景。
下面，結合實施例，對擴底壓漿樁成樁方法及其專用設備，即鑽進擴底組合鑽具進行具體描述。
一.設備數據螺旋鑽外徑400mm，鋼管外徑200mm；擴底器套筒外徑190mm，高度800mm；傳動管外徑50mm。
二.成樁步驟土為粘性土。
1.組合鑽具鑽孔，深度12m；2.螺旋鑽上提，高度1.0m，同時，通過注漿通道向樁底注水；3.用擴底器擴底，擴底直徑800mm，邊擴底邊繼續注水；4.通過排漿通道排出泥漿；5.擴大頭直徑達到800mm後，停止外擴，但擴孔器繼續轉動，同時注水進行清底；6.清底結束後，通過注漿通道向樁底注水泥漿；7.擴大頭水泥漿注滿後，一邊繼續注漿，一邊上提擴底器，使螺旋鑽與擴底器又成為一個整體，將排漿通道封閉；8.加大壓力繼續注漿。注漿壓力2-5MPa。藉助注漿壓力，將組合鑽具頂起；9.注漿高度至地面2.0m時，停止注漿，移開組合鑽具；10.下鋼筋籠和補漿管.鋼筋籠縱筋為810，箍筋為6@200。補漿管為40鋼管；
11.投卵石，粒徑5-20mm；12.通過補漿管再進行二次補漿，補漿壓力5-10MPa。至水泥漿從樁頂冒出，停止補漿，然後將補漿管提出。
這樣，就完成了一根樁長12m、樁身直徑400mm、擴大頭直徑800mm的擴底壓漿樁。
如果不擴底，也即為一般鑽孔壓漿樁，在此條件下，其承載力為450KN。其中，樁側承載力300KN，樁端150KN。而此擴底壓漿樁的承載力高達900KN。
權利要求
1.一種擴底壓漿樁的成樁方法，採用由螺旋鑽與擴底器組合而成的鑽進擴底組合鑽具，其特徵在於成樁中採用下述步驟1.螺旋鑽(2)與擴底器(1)作為一個整體，同時下鑽至樁底；2.將螺旋鑽(2)上提至擴大頭頂端，使下部樁孔與排漿通道(4)連通。同時，通過注漿通道(3)向樁底注水；3.開動擴底器(1)進行擴底，邊擴底邊繼續注水；4.擴底器(1)切削下來的土與注入的水形成泥漿，通過排漿通道(4)外排；5.擴大頭達到設計尺寸要求後，繼續注水清底；6.清底結束後，通過注漿通道(3)向樁底注水泥漿；7.擴大頭水泥漿注滿後，一邊繼續注漿，一邊上提擴底器(1)，使螺旋鑽(2)與擴底器(1)又成為一個整體，將排漿通道(4)封閉；8.加大壓力繼續注漿。此後的注漿，可以是水泥漿，也可以是水泥砂漿或細石砼。藉助注漿壓力，將組合鑽具頂起；9.注漿高度至孔壁可以自行保持穩定的位置時，停止注漿，移開組合鑽具；10.下鋼筋籠和補漿管；11.投骨料；12.通過補漿管再進行二、三次補漿，而後將補漿管提出。
2.根據權利要求1的成樁方法，其特徵在於所述的鑽進擴底組合鑽具是由螺旋鑽(2)和擴底器(1)組合而成，螺旋鑽(2)是中空的，其中同心的放置擴底器(1)，擴底器(1)下方外加一套筒(9)，圓錐形的套筒上蓋(8)周邊密封條與螺旋鑽之密封環(12)對應，由圓鋼管構成的筒身(9)與離心式擴底器(1)之活動翼(11)對應處開有可供活動翼(11)張開的豎孔(16)，筒身(9)上有豎向連接齒(14)與螺旋鑽之豎向連接齒(13)嚙合，倒圓錐形的下蓋(10)外有利於鑽進的螺旋葉片(15)，由鋼管做成的傳動管(7)內為注漿通道(3)，擴底器傳動管(7)與螺旋鑽傳動管(6)中空間隙為排漿通道(4)。
全文摘要
一種擴底壓漿樁的成樁方法和專用設備,本發明屬於建築基礎的施工方法,採用由螺旋鑽和擴底器組合的鑽進擴底組合鑽具,使成樁中擴底壓漿樁兼有一般擴底灌注樁和鑽孔壓漿樁的長處,從根本上解決了擴底灌注樁樁端有虛土,鑽孔壓漿樁無擴底功能之兩大問題,大大提高了承載能力。
文檔編號E02D5/44GK1246567SQ9811875
公開日2000年3月8日 申請日期1998年9月1日 優先權日1998年9月1日
發明者畢建東, 律鳳梅 申請人:畢建東