同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁的製作方法

2023-12-10 23:11:17 1

專利名稱：同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種土木建築工程的樁基礎，尤其是涉及一種採用同步旋壓沉管與螺旋在管內取土的同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁。
背景技術：
現有樁基礎工程中屬非擠土性最常用的樁型是泥漿護壁鑽孔灌注樁，該泥漿護壁鑽孔灌注樁可以根據設計承載力值的要求，方便選取樁徑與樁長，無擠土影響，自樁基礎採用商品砼以來，該樁的砼質量可靠性大幅度提高，因而該鑽孔灌注樁型在工程中得到普遍應用，如高層建築樁基礎中有80%以上的樁是採用泥漿護壁的鑽孔灌注樁型。然而，該鑽孔灌注樁在城市施工為產生廢棄的鑽孔泥漿造成對城市環境的嚴重汙染；該泥漿又流入下水道引起堵塞排水管道；或者排入城市的江河，使江河的河床上升而引起過水斷面縮小，由此影響城市的排洪安全；例如施工I立方米的鑽孔灌注樁的砼，須要7立方米潔淨水，產生4立方米廢棄的鑽孔泥漿；如果說每年應用鑽孔灌注樁30萬根，平均樁徑Φ800毫米，平均樁長為50米，則由此產生3000萬立方米的廢棄鑽孔泥漿，這相當於3個杭卅西湖的容積；如此大量的廢棄的鑽孔泥漿，在城市周圍根本找不到可儲存的地方。其次，現有的泥漿護壁鑽孔灌注樁其工藝方法與施工效率較低。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種具有較高承載力與施工效率的同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為:一種同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁，其特徵在於，包括連接有螺旋鑽杆的上部旋轉動力頭，該螺旋鑽杆呈管狀，該螺旋鑽杆又穿過下部旋轉動力頭，該下部旋轉動力頭的底部設有管接頭，該管接頭與螺旋鋼管上端套接，所述螺旋鑽杆進入所述螺紋鋼管內；該螺旋鋼管的下部設有外螺旋。由於採用上述的樁身帶外螺旋的螺紋灌注樁，而且均勻嵌入土層，樁與土之間沒有摩阻力，而嵌入土層的螺紋與土存在土的剪切力，該土的剪切力遠大於樁與土之間的摩阻力，因而本發明螺紋灌注樁具有高承載力的性能。所述外螺旋設置在所述螺旋鋼管的下部；外螺旋作用使得螺旋鋼管有效嵌入土層。為了螺旋鋼管旋壓沉入土層時進入螺旋鋼管的土體通過下旋轉動力頭排出至地面，所述下部旋轉動力頭設有出土口，該出土口與所述螺旋鋼管的管孔連通。所述螺旋鋼管上部沿園周方向設有多個矩形凸塊，其作用是土體通過該矩形凸塊與螺旋鋼管內壁之間形成的間隙進入該鋼管內，可將該土體帶至下旋轉動力頭的出土口排出。所述矩形凸塊設置4個，並沿所述螺旋鋼管的圓周均布設置。為了實現所述下部旋轉動力頭、所述管接頭與所述螺紋鋼管三者準確定位與牢固連接成一整體，所述管接頭上端設有連接法蘭盤與加強筋，該管接頭底端的外周設有由豎槽與橫槽組成的T形槽；所述連接法蘭盤與所述下部旋轉動力頭用螺釘固接；所述矩形凸塊的寬度與所述豎槽的寬度相配合，該矩形凸塊的高度與所述橫槽的高度相配合；這樣，當所述螺旋鋼管上部的矩形凸塊插進所述管接頭的豎槽後，隨著該螺旋鋼管的旋轉，矩形凸塊即進入所述T形槽的橫槽，從而實現螺旋鋼管與下部旋轉動力頭相連接的目的；使下部旋轉動力頭通過所述管接頭傳遞扭矩給螺旋鋼管。所述T形槽上部設有中心小孔，該中心小孔垂直中心線與所述豎槽的垂直中心線
相重合。所述矩形凸塊下方設有定位小凸點，該定位小凸點與所述矩形凸塊在同一垂直中心線上。該定位小凸點的作用是當螺旋鋼管須要與下部旋轉動力頭分離拔出時，只須對準管接頭的中心小孔與螺旋鋼管的小凸點在一條垂線上，此時，矩形凸塊在豎槽的中心位置，即可將螺旋鋼管從下部旋轉動力頭的管接頭處拔出。本發明具體成樁步驟是:第一步，所述下部旋轉動力頭與所述管接頭連接，該管接頭套接所述螺旋鋼管的上口；所述上部旋轉動力頭連接所述螺旋鑽杆進入螺旋鋼管的上口，再穿過下部旋轉動力頭進入螺旋鋼管內，在設計樁位就位；第二步，下部旋轉動力頭帶動螺旋鋼管沿順時針旋轉沉入土層，同時，與上部旋轉動力頭連接的螺旋鑽杆穿過下部旋轉動力頭進入螺旋鋼管內，同步沿順時針旋轉將進入螺旋鋼管內的土體被螺旋鑽杆的螺葉旋轉向上推升或間斷上拔，螺旋鋼管內的土體到達下部旋轉動力頭的出土口位置時，土體從出土 口排出；上、下部旋轉動力頭持續正轉旋壓與土體排出，直至達到所要求的灌注樁深度為止；第三步，上部旋轉動力頭連接的螺旋鑽杆拔出螺紋鋼管的上口，下部旋轉動力頭底部的管接頭脫離螺旋鋼管的上口，然後，在螺旋鋼管內置入鋼筋籠並灌滿砼；下部旋轉動力頭的底部管接頭套接螺旋鋼管的上口，並帶動螺旋鋼管沿逆時針旋轉，將螺旋鋼管旋拔上升，螺旋鋼管內的砼自重壓力作用下，砼充填外螺旋旋轉上升留出的空間至出地面，即成螺紋灌注樁。與現有技術相比，本發明的優點在於:首先，採用幹取土工藝，根本上消除鑽孔護壁泥漿對周圍環境的汙染；其次，採用全樁長鋼管護壁的非擠土性的施工方法，又是因樁身帶旋轉螺紋而且均勻嵌入樁周的土層，因而具有較高承載力性能以及可顯著提高樁的施工效率。


圖1為本發明實施例的結構示意圖。圖2為本發明實施例的管接頭示意圖。圖3為本發明實施例螺旋鋼管結構示意圖。圖4為本發明實施例成樁程序示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。如圖1 圖4所示，本實施例具體地採用如下結構:它包括連接有螺旋鑽杆6的上部旋轉動力頭2,該螺旋鑽杆6呈管狀並順時針方向旋轉；該螺旋鑽杆6又穿過下部旋轉動力頭3進入螺旋鋼管I的管內，該螺旋鋼管I的下部設有外螺旋10，該螺旋鋼管I的上部沿園周方向設有多個凸口 8，土體通過該凸口與鋼管壁之間形成的間隙11而進入螺旋鋼管I內，又通過螺旋鑽杆6順時針的旋轉，將該土體帶至下旋轉動力頭3的出土口 9排出；下部旋轉動力頭的下部設有管接頭7，該管接頭7與螺旋鋼管I上端套接，並用螺栓固定在下部旋轉動力頭的底部以傳遞扭矩；該螺旋鋼管由下部旋轉動力頭帶動旋轉；該下部旋轉動力頭帶動螺旋鋼管沿著螺紋旋入方向切土，順時針方向旋轉沉管，如圖1所示；管接頭7設有連接法蘭盤15與加強筋16，該連接法蘭盤用於與下部旋轉動力頭固接；該管接頭外周設有由豎槽13與橫槽14組成的T形槽，該T形槽上部設有中心小孔4，該中心小孔與豎槽13中心相重合；螺旋鋼管I的上端設有矩形凸塊8，該矩形凸塊8寬度與豎槽13的寬度相配合，該矩形凸塊8高度與橫槽14的高度相配合；將螺旋鋼管I上端的矩形凸塊8插入管接頭7的豎槽13，然後，隨著與螺旋鋼管的旋轉，矩形凸塊8即旋轉進入橫槽14，從而實現螺旋鋼管I與下部旋轉動力頭3相連接的目的；使下部旋轉動力頭3通過鋼管I傳遞扭矩給螺旋鋼管。矩形凸塊8中心線下方設有定位小凸點5，該定位小凸點5的作用是顯示矩形凸塊8的中心位置，當螺旋鋼管需要與下部旋轉動力頭分離拔出時，只須對準管接頭的中心小孔4與螺旋鋼管的小凸點5在一條垂線上，此時，矩形凸塊8在豎槽13的中心位置，即可將螺旋鋼管從下部旋轉動力頭的管接頭處拔出。通過螺旋鑽杆6順時針旋轉,將螺旋鋼管內的土體帶至下旋轉動力頭3的出土口9排出；同步沉管與旋挖取土過程是這樣的:下部旋轉動力頭3帶動螺旋鋼管I旋壓沉入土層，進入螺旋鋼管I的土體，由上旋轉動力頭2連接螺旋鑽杆6順時針旋轉將土體上推或上拔，土體帶至下部旋轉動力頭3的出土口 9處排出至地面，直至到達所要求的灌注樁深度為止；上部旋轉動力頭2連接螺旋鑽杆6拔出螺旋鋼管I的上口，下部旋轉動力頭3也脫離螺旋鋼管I的上口，然後清理樁孔，置入鋼筋籠21，灌入砼22，下部旋轉動力頭通過管接頭7與螺旋鋼管I的上端連接，下部旋轉動力頭逆時針方向旋轉，將螺旋鋼管I拔出地面，即成鋼筋砼螺紋灌注樁。本實施例具體成樁步驟是:第一步，下部旋轉動力頭3的底部與管接頭7連接，該管接頭套接螺旋鋼管I的上口 ；上部旋轉動力頭2連接螺旋鑽杆6進入螺旋鋼管I的上口，再穿過下部旋轉動力頭3進入螺旋鋼管I內，在設計樁位就位；第二步，下部旋轉動力頭3帶動螺旋鋼管I沿順時針旋轉沉入土層，同時，與上部旋轉動力頭2連接的螺旋鑽杆6穿過下部旋轉動力頭3進入螺旋鋼管I內，同步沿順時針旋轉，將進入螺旋鋼管I內的土體被螺旋鑽杆6向上推升或間斷上拔，螺旋鋼管I內的土體到達下部旋轉動力頭3的出土口 9位置排出；上、下部旋轉動力頭持續正轉旋壓與土體排出，直至達到所要求的灌注樁深度為止。第三步，上部旋轉動力頭2連接的螺旋鑽杆6拔出螺旋鋼管I的上口，下部旋轉動力頭3底部的管接頭7脫離螺旋鋼管I的上口，在螺旋鋼管I內置入鋼筋籠21並灌滿砼22 ；然後，下部旋轉動力頭的底部管接頭套接螺旋鋼管的上口並帶動螺旋鋼管沿逆時針旋轉上拔，螺旋鋼管內的砼自重壓力作用下，砼充填外螺旋旋轉上升留出的空間至出地面；
第四步，即完成本發明的鋼筋砼螺紋灌注樁。
權利要求
1.一種同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁，其特徵在於，包括連接有螺旋鑽杆(6)的上部旋轉動力頭(2)，該螺旋鑽杆呈管狀，該螺旋鑽杆又穿過下部旋轉動力頭(3)，該下部旋轉動力頭的底部設有管接頭(7)，該管接頭與螺旋鋼管(I)上端套接；該螺旋鋼管的下部設置有外螺旋(10)。
2.根據權利要求1所述同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁，其特徵在於，其特徵在於，所述下部旋轉動力頭(3)設有出土口(9)，該出土口(9)與所述螺旋鋼管(I)的管孔連通。
3.根據權利要求1所述同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁，其特徵在於，所述管接頭(7)上端設有連接法蘭盤(15)與加強筋(16)，該管接頭底端的外周設有由豎槽(13)與橫槽(14)組成的T形槽；所述連接法蘭盤與所述下部旋轉動力頭(3)固接。
4.根據權利要求3所述同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁，其特徵在於，所述螺旋鋼管(I)的上端設有矩形凸塊(8)，該矩形凸塊的寬度與所述豎槽(13)的寬度相配合，該矩形凸塊的高度與所述橫槽(14)的高度相配合。
5.根據權利要求3所述同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁，其特徵在於，所述T形槽上部設有中心小孔(4)，該中心小孔垂直中心線與所述豎槽(13)的垂直中心線相重合。
6.根據權利要求4所述全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，其特徵在於，所述矩形凸塊(8)設置4個，並沿所述螺旋鋼管(I)的圓周均布設置。
7.根據權利要求6所述全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，其特徵在於，所述矩形凸塊(8)下方設有定位小凸點(5)，該定位小凸點垂直中心線與所述矩形凸塊(8)垂直中心線相重合。
全文摘要
一種同步沉管與旋挖取土的螺紋灌注樁，包括連接有管狀螺旋鑽杆的上部旋轉動力頭，該螺旋鑽杆又穿過下部旋轉動力頭，它的底部設有管接頭並與螺旋鋼管上端套接，螺旋鋼管的下部設有外螺旋，下部旋轉動力頭設有出土口並與螺旋鋼管孔連通，管接頭設有連接法蘭盤與T形槽，螺旋鋼管上端設有矩形凸塊，它的寬度、高度分別與T形槽的豎槽寬度、橫槽高度相配合；本發明優點是採用幹取土工藝，根本上消除鑽孔護壁泥漿對周圍環境的汙染，其次是採用全樁長鋼管護壁的非擠土性的施工方法，樁身帶旋轉螺紋而且均勻嵌入樁周的土層，因而具有較高承載力性能以及可顯著提高樁的施工效率。
文檔編號E21B4/00GK103161156SQ20131011606
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者孔超, 孔清華 申請人:孔超