擴底灌注樁和擴底灌注樁的成樁方法
2023-05-27 13:18:41 1
專利名稱：擴底灌注樁和擴底灌注樁的成樁方法
技術領域：
本發明涉及灌注樁施工技術領域，具體而言，涉及一種擴底灌注樁和一種擴底灌注樁的成樁方法。
背景技術：
隨著我國聞速公路、聞速鐵路等基礎設施的大力建設，旋挖鑽機得到了快速發展和廣泛的應用，伴隨著常規擴底樁型的出現，旋挖鑽機也逐步的適應著在擴底樁工法上應用。鑽孔擴底樁是在普通灌注樁基礎上發展起來的一種新樁型，通過在樁底形成擴大頭，增大樁端有效承載面積，提高樁端承載力，從而可減少樁身直徑及樁數，也有可能替代大直徑 超長灌注樁，進而大大減少鋼筋、混凝土用量，有很廣的應用前景。但目前的擴底樁型底部為一個單一的擴大頭，旋挖鑽機常規的鑽具雖然能夠有效的進行擴底掃孔，但是底部擴孔以後的鑽渣卻不能有效的清除，常常需要人工清渣或者採用反循環清渣工藝才能將底部的鑽渣清除，不僅極大的影響了施工效率，而且人工清孔的時候也增加了工人的危險係數。因此很有必要設計一種既能夠保持這種靠增加樁端的持力面積來增加樁端承載力的樁型又能夠有效快捷的清渣的技術，來提高施工的效率和安全性。
發明內容
本發明正是基於上述問題，提出了一種擴底灌注樁和一種擴底灌注樁的成樁方法，不僅能夠實現常規擴底樁擴底的功能，而且能夠有效的解決常規擴底鑽頭無法有效收渣的問題，有效的提高旋挖擴底樁的施工效率和安全性。有鑑於此，本發明提出了一種擴底灌注樁，包括樁體和擴大頭，所述樁體包括樁身，所述樁身的一端與所述擴大頭的一端相連；以及樁尾，所述樁尾的一端與所述擴大頭的
另一端相連。在上述技術方案中，優選地，所述樁身和所述樁尾為圓柱形，所述樁尾的直徑小於或等於所述樁身的直徑。在上述技術方案中，優選地，所述樁尾的長度為所述樁身的直徑的O. 5至I. 5倍。在上述技術方案中，優選地，所述擴底灌注樁中設置有鋼筋籠。本發明還提供了一種擴底灌注樁的成樁方法，包括步驟202，使用常規鑽頭在目標地點鑽進直孔，並清理所述直孔中的鑽渣；步驟204，將所述常規鑽頭更換為下方設置有清渣筒的擴底鑽頭，並在所述清渣筒的底部與所述直孔的底部接觸後，使用所述擴底鑽頭將所述直孔擴底為灌注孔，以形成直徑大於所述直孔的直徑的擴大頭空間，且所述擴大頭空間的底面高於所述直孔的底面。在上述技術方案中，優選地，所述擴底鑽頭還包括支撐結構、鑽體、至少一塊擴底板和對應的至少一塊清渣板，每塊所述擴底板的一端可轉動地連接至所述鑽體的上部，該擴底板的另一端可轉動地連接至對應的清渣板的一端，且該清渣板的另一端可轉動地連接至所述支撐結構，所述清渣筒位於所述鑽體的下部，且與所述支撐結構的一端連接，以及所述鑽體可沿所述支撐結構伸縮運動，則所述步驟204具體包括所述鑽體沿所述支撐結構伸縮，帶動所述擴底板下壓，使所述擴底板張開；以及所述鑽體轉動時，帶動所述擴底板和所述清渣板轉動，以對所述直孔進行擴底，且所述清渣板將所述擴底板擴底時產生的鑽渣掃至所述清渣筒中。在上述技術方案中，優選地，所述步驟204之後，還包括步驟206，取出所述擴底鑽頭，並將鋼筋籠放入所述灌注孔內；步驟208，向所述灌注孔內灌注混凝土，以形成所述擴底灌注樁。在上述技術方案中，優選地，所述步驟204還包括所述擴大頭空間將所述直孔分為上部的樁身空間和下部的樁尾空間，所述樁尾空間的直徑小於或等於所述樁身空間的直徑。在上述技術方案中，優選地，所述樁尾空間的高度為所述樁身空間的直徑的O. 5至I. 5倍。在上述技術方案中，優選地，所述步驟204之後，還包括利用所述擴底鑽頭對所述擴大頭空間進行至少一次清渣處理。通過以上技術方案，不僅能夠實現常規擴底樁擴底的功能，而且能夠有效的解決常規擴底鑽頭無法有效收渣的問題，有效的提高旋挖擴底樁的施工效率和安全性。
圖I示出了根據本發明的一個實施例的擴底灌注樁的結構示意圖；圖2為圖I所示的實施例的擴底灌注樁在擴孔過程中的渣土掉落情況的示意圖；圖3A示出了根據本發明的一個實施例的擴底鑽頭縮回時的結構示意圖；圖3B為圖3A所示的實施例的擴底鑽頭張開時的結構示意圖；圖4A示出了根據本發明的一個實施例的擴底灌注樁的成樁方法的過程流程圖；圖4B為圖4A所示的實施例的擴底灌注樁的成樁方法的過程示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是，本發明還可以採用其他不同於在此描述的其他方式來實施，因此，本發明的保護範圍並不受下面公開的具體實施例的限制。圖I示出了根據本發明的一個實施例的擴底灌注樁的結構示意圖。如圖I所示，擴底灌注樁包括樁體和擴大頭104，在一種具體的實施方式中，樁體包括樁身102,樁身102的一端與擴大頭104的一端相連；以及樁尾106,樁尾106的一端與擴大頭104的另一端相連。該技術方案保留了現有技術中擴大頭部分，擴大頭104可以增大樁端有效承載面積，提高樁端承載力，從而可減少樁身直徑及樁數，也有可能替代大直徑超長灌注樁，進而大大減少鋼筋、混凝土用量。與現有技術方案不同的是該技術方案增加了樁尾106部分，可以配合帶清渣筒的擴底樁鑽具來進行擴底，擴底的過程中能夠有效的、實現自動清洛功能。在上述技術方案中，樁身102和樁尾106為圓柱形，樁尾106的直徑小於或等於樁身102的直徑。具體施工過程中，樁尾106的直徑可根據實際施工情況不同來確定。該技術方案既要滿足不同的實際施工情況的需求，還要保證鑽渣108的清理過程方便可行。需要說明的是樁尾106的直徑小於或等於樁身102的直徑是因為帶清渣筒的擴底樁鑽具的清渣筒的直徑是小於或等於樁身102直徑的，否則無法由樁身102下放至樁尾106，因此需要樁尾106的直徑配合擴底樁鑽具的清渣筒的直徑才能達到有效的清渣功能。如果樁尾106的直徑大於樁身102的直徑則會使鑽渣108落入樁尾內壁與清渣筒之間的縫隙中，無法達到預期清渣效果。在上述技術方案中，樁尾的長度為樁身的直徑的O. 5至I. 5倍。樁尾106的高度同樣可以根據實際情況作出調整。該技術方案中樁尾106的作用為配合帶清渣筒的擴底樁鑽具實現清渣，因此樁尾106尺寸能滿足容納清渣筒即可。 當然，在進行一個擴孔及清渣過程後，將清渣筒中的鑽渣108倒出，可以再次將擴孔鑽頭下放，對擴大孔部分進行清渣處理。該過程可以根據實際情況反覆多次執行，以便實現對鑽渣108的有效清理。圖2為圖I所示的實施例的擴底灌注樁在擴孔過程中的渣土掉落情況的示意圖。在該技術方案擴底灌注樁施工過程當中，擴孔過程掉落的鑽渣如圖2所示可以掉落到樁尾部分。配合帶清渣筒的擴底樁鑽具能夠有效的實現自動清渣功能。圖3A和圖3B示出了根據本發明的實施例的擴底鑽頭結構示意圖。如圖3A和圖3B所示，擴底鑽頭還包括支撐結構308、鑽體304、擴底板306和對應的清渣板310，每塊擴底板306的一端可轉動地連接至鑽體304的上部，該擴底板306的另一端可轉動地連接至對應的清渣板310的一端，且該清渣板310的另一端可轉動地連接至支撐結構308，清渣筒312位於鑽體304的下部，且與支撐結構308的一端連接，以及鑽體304可沿支撐結構308伸縮運動。在該結構中，可包括一塊擴底板306和清渣板310，即可實現本發明的技術方案，但為了達到更好的擴孔及清渣效果，可以安裝多塊擴底板306和清渣板310。圖3A為該結構縮回擴底板306和清渣板310時的示意圖，通過將擴底板306和清渣板310縮回，以便在需要進行擴孔時，將擴孔鑽頭順利地沿直徑相對較小的直孔放入到目標位置，再張開，以進行擴孔。施工過程中，鑽體304沿支撐結構308伸縮，帶動擴底板306下壓，使擴底板306張開，圖3B即為擴底板306和清渣板310張開時的示意圖。鑽體304通過鑽頂302連接至鑽杆，從而通過鑽杆轉動時，帶動鑽體304轉動，並由鑽體304進一步帶動擴底板306和清渣板310轉動，以對直孔進行擴底，且清渣板310能夠與擴大孔的底部接觸、掃動，將擴底板306擴底時產生的鑽渣掃至清渣筒312中。下面結合圖4A和圖4B，對基於本發明的技術方案的擴底灌注樁的成樁方法和過程進行詳細說明，其中，圖4A示出了根據本發明的實施例的擴底灌注樁的成樁方法的過程流程圖；圖4B示出了根據本發明的實施例的擴底灌注樁的成樁方法的過程示意圖。在該實施例中，擴底灌注樁的成樁方法包括步驟202，先使用鑽杆404連接常規鑽頭406在目標地點鑽直孔402，並清理直孔402中的鑽渣。步驟204，將常規鑽頭406更換為下方設置有清渣筒的擴底鑽頭408，並在清渣筒的底部與直孔402的底部接觸後，使用擴底鑽頭408將直孔402擴底為灌注孔403，以形成直徑大於直孔的直徑的擴大頭空間，且擴大頭空間的底面高於直孔402的底面。步驟204具體包括擴底鑽頭408的鑽體沿支撐結構伸縮，帶動擴底板下壓，使擴底板張開；以及鑽體轉動時，帶動擴底板和清渣板轉動，以對直孔402進行擴底，且清渣板將擴底板擴底時產生的鑽渣掃至清渣筒中。這裡，樁尾空間的直徑小於或等於樁身空間的直徑。因為帶清渣筒的擴底樁鑽具的清渣筒的直徑是小於或等於樁身直徑的，因此需要樁尾的直徑配合擴底樁鑽具的清渣筒的直徑才能達到有效的清渣功能。如果樁尾的直徑大於樁身的直徑則會使鑽渣落入樁尾，無法達到預期清渣效果。此外，樁尾空間的高度可以為樁身空間的直徑的0.5至1.5倍。樁尾的高度同樣可以根據實際情況作出調整。該技術方案中樁尾的作用為配合帶清渣筒的擴底樁鑽具實現清渣，因此樁尾尺寸能滿足容納鑽渣即可。步驟206，取出擴底鑽頭408，並將鋼筋籠410放入灌注孔403內。步驟208，向灌注孔403內灌注混凝土，以形成擴底灌注樁412。該技術方案可以使清渣過程簡單易操作，並且根據實際情況，可以在進行步驟206時，在放入鋼筋籠之前，再進行一次或多次清渣處理，以便達到更好的清渣效果。以上結合附圖詳細說明了本發明的技術方案，考慮到現有技術中鑽渣不能夠有效的清除，常常需要人工清渣或者採用反循環清渣工藝才能將底部的鑽渣清除，因此，本發明提供了一種擴底灌注樁和一種擴底灌注樁的成樁方法。通過本發明的技術方案，不僅能夠實現常規擴底樁擴底的功能，而且能夠有效的解決常規擴底鑽頭無法有效收渣的問題，提高了施工的效率和安全性。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。權利要求
1.一種擴底灌注樁，包括樁體和擴大頭，其特徵在於，所述樁體包括 樁身，所述樁身的一端與所述擴大頭的一端相連；以及 樁尾，所述樁尾的一端與所述擴大頭的另一端相連。
2.根據權利要求I所述的擴底灌注樁，其特徵在於，所述樁身和所述樁尾為圓柱形，所述樁尾的直徑小於或等於所述樁身的直徑。
3.根據權利要求2所述的擴底灌注樁，其特徵在於，所述樁尾的長度為所述樁身的直徑的O. 5至I. 5倍。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的擴底灌注樁，其特徵在於，所述擴底灌注樁中設置有鋼筋籠。
5.一種擴底灌注樁的成樁方法，其特徵在於，包括 步驟202，使用常規鑽頭在目標地點鑽進直孔，並清理所述直孔中的鑽渣； 步驟204，將所述常規鑽頭更換為下方設置有清渣筒的擴底鑽頭，並在所述清渣筒的底部與所述直孔的底部接觸後，使用所述擴底鑽頭將所述直孔擴底為灌注孔，以形成直徑大於所述直孔的直徑的擴大頭空間，且所述擴大頭空間的底面高於所述直孔的底面。
6.根據權利要求5所述的擴底灌注樁的成樁方法，其特徵在於，所述擴底鑽頭還包括支撐結構、鑽體、至少一塊擴底板和對應的至少一塊清渣板，每塊所述擴底板的一端可轉動地連接至所述鑽體的上部，該擴底板的另一端可轉動地連接至對應的清渣板的一端，且該清渣板的另一端可轉動地連接至所述支撐結構，所述清渣筒位於所述鑽體的下部，且與所述支撐結構的一端連接，以及所述鑽體可沿所述支撐結構伸縮運動，則所述步驟204具體包括 所述鑽體沿所述支撐結構伸縮，帶動所述擴底板下壓，使所述擴底板張開；以及 所述鑽體轉動時，帶動所述擴底板和所述清渣板轉動，以對所述直孔進行擴底，且所述清渣板將所述擴底板擴底時產生的鑽渣掃至所述清渣筒中。
7.根據權利要求6所述的擴底灌注樁的成樁方法，其特徵在於，所述步驟204之後，還包括 步驟206，取出所述擴底鑽頭，並將鋼筋籠放入所述灌注孔內； 步驟208，向所述灌注孔內灌注混凝土，以形成所述擴底灌注樁。
8.根據權利要求7所述的擴底灌注樁的成樁方法，其特徵在於，所述步驟204還包括 所述擴大頭空間將所述直孔分為上部的樁身空間和下部的樁尾空間，所述樁尾空間的直徑小於或等於所述樁身空間的直徑。
9.根據權利要求8所述的擴底灌注樁的成樁方法，其特徵在於，所述樁尾空間的高度為所述樁身空間的直徑的O. 5至I. 5倍。
10.根據權利要求5至9中任一項所述的擴底灌注樁的成樁方法，其特徵在於，所述步驟204之後,還包括 利用所述擴底鑽頭對所述擴大頭空間進行至少一次清渣處理。
全文摘要
本發明提供了一種擴底灌注樁，包括樁體和擴大頭，所述樁體包括樁身，所述樁身的一端與所述擴大頭的一端相連；以及樁尾，樁尾的一端與所述擴大頭的另一端相連。相應的，本發明還提出了一種擴底灌注樁的成樁方法。通過本發明的技術方案，不僅能夠實現常規擴底樁擴底的功能，而且能夠有效的解決常規擴底鑽頭無法有效收渣的問題。
文檔編號E02D5/44GK102635114SQ201210138948
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月7日 優先權日2012年5月7日
發明者馮建偉, 崔永偉 申請人:北京市三一重機有限公司