螺旋擠土變徑樁鉆具及施工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種螺旋擠土變徑樁鉆具及施工方法。鉆具，包括中空的內(nèi)鉆桿，內(nèi)鉆桿為外壁具有外螺紋的圓柱體，內(nèi)鉆桿外部通過(guò)螺紋連接帶有內(nèi)螺紋的擠土體，擠土體為兩頭細(xì)中間粗的紡錘體。利用所述鉆具進(jìn)行施工的方法，包括以下步驟：鉆機(jī)就位動(dòng)力頭正向旋轉(zhuǎn)，擠土體到達(dá)第一個(gè)持力層深度；內(nèi)鉆桿繼續(xù)向下鉆進(jìn)，直到螺旋鉆頭達(dá)到第二個(gè)持力層位置；動(dòng)力頭反向旋轉(zhuǎn)，灌注混凝土，提升鉆具，形成螺紋狀樁體；當(dāng)螺旋鉆頭向上第一個(gè)持力層位置，動(dòng)力頭正向旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)灌注混凝土，擠土體旋轉(zhuǎn)并提升，形成圓柱體樁，將鉆具拔出形成了樁體。
【專(zhuān)利說(shuō)明】螺旋擠土變徑粧鉆具及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑工程、鐵路、公路、橋梁灌注樁施工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種螺旋擠土變徑樁鉆具及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,建筑物逐漸向高層大跨度大面積方向發(fā)展，建筑物、構(gòu)筑物的荷載越來(lái)越大，大部分的天然地基都滿(mǎn)足不了建筑物荷載的要求，這就使樁基在工程建筑物、構(gòu)筑物的基礎(chǔ)體系中大量應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的灌注樁施工大部分沿用傳統(tǒng)工藝，采用泥漿護(hù)壁成孔的施工工藝。
[0004]在傳統(tǒng)施工工藝中，灌注樁施工中所使用的機(jī)械設(shè)備主要是回轉(zhuǎn)鉆機(jī)及沖擊鉆機(jī)、長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)等，均為非擠土灌注樁，成孔過(guò)程中將土取出，造成土的應(yīng)力消散，樁的承載力普遍低下，施工過(guò)程中還產(chǎn)生大量的渣土，部分工藝采用泥漿循環(huán)、護(hù)壁，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)非常污染，后期泥漿處理也會(huì)造成環(huán)境污染，同時(shí)護(hù)壁泥漿的存在也會(huì)造成施工質(zhì)量不易保證；在傳統(tǒng)的工藝中，無(wú)法避免的樁底沉渣和樁周泥皮也會(huì)造成樁的承載力降低，不能充分發(fā)揮材料的性能。
[0005]中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開(kāi)了申請(qǐng)?zhí)枮閆L03128265.2，名稱(chēng)為半螺絲樁及其成樁工法一項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)；和申請(qǐng)?zhí)枮閆L200710063983.3，名稱(chēng)為雙向螺旋擠擴(kuò)樁施工方法及雙向螺旋封閉擠擴(kuò)鉆頭的一項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)。這兩種工法均在一定程度上提高了樁的承載力。但是上述兩種成樁方法都存在一定問(wèn)題:1、半螺絲樁成樁工法是一種半擠土樁，施工過(guò)程中還要產(chǎn)生一定量的渣土，該工法樁形成的螺紋可以有效的提高樁的承載力，但是在較軟的淤泥和淤泥質(zhì)土中不但形不成螺紋，而且還極易產(chǎn)生縮徑和斷樁，造成施工質(zhì)量問(wèn)題，其適用性有一定的限制。2.雙向螺旋擠擴(kuò)樁施工工法，是一種擠土樁，施工過(guò)程中基本不產(chǎn)生渣土，該工法經(jīng)過(guò)其擠土效應(yīng)，可以有效的提高樁的承載力，但是受設(shè)備限制，其入巖及穿透能力有限，在標(biāo)貫擊數(shù)N> 35的密實(shí)砂土中成孔較困難；且其成樁為圓柱形，樁下部材料的性能沒(méi)有充分發(fā)揮，存在一定的材料浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的之一是提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用的螺旋擠土變徑樁鉆具，能夠施工形成變徑樁。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案如下:
一種螺旋擠土變徑樁鉆具，包括中空的內(nèi)鉆桿，其特征在于:內(nèi)鉆桿為外壁具有外螺紋的圓柱體，內(nèi)鉆桿外部通過(guò)螺紋連接帶有內(nèi)螺紋的擠土體，擠土體為兩頭細(xì)中間粗的紡錘體。
[0008]本發(fā)明目的之二是提供一種利用螺旋擠土變徑樁鉆具進(jìn)行施工的方法，能夠擠土、變徑、形成螺紋樁一次性完成，施工速度快，施工質(zhì)量好，且環(huán)保節(jié)能。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案如下: 一種利用所述螺旋擠土變徑樁鉆具進(jìn)行施工的方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)將擠土體調(diào)整到內(nèi)鉆桿下部，內(nèi)鉆桿上端連接光桿鉆桿后與鉆機(jī)的動(dòng)力頭連接，且內(nèi)鉆桿下端連接螺旋鉆頭；
2)鉆機(jī)就位、調(diào)直后開(kāi)啟動(dòng)力頭正向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)擠壓土體成孔,使擠土體到達(dá)第一個(gè)持力層深度；動(dòng)力頭繼續(xù)正向旋轉(zhuǎn)，擠土體停在第一個(gè)持力層位置，內(nèi)鉆桿繼續(xù)向下鉆進(jìn)，直到螺旋鉆頭達(dá)到設(shè)計(jì)的第二個(gè)持力層位置；
3)開(kāi)啟動(dòng)力頭反向旋轉(zhuǎn)，打開(kāi)螺旋鉆頭的活門(mén)，同時(shí)向孔內(nèi)泵送灌注混凝土，隨著混凝土的灌注，提升螺旋擠土變徑樁鉆具，此時(shí)形成與螺旋鉆頭同直徑的螺紋狀樁體；當(dāng)螺旋鉆頭到達(dá)第一個(gè)持力層位置時(shí)，啟動(dòng)動(dòng)力頭正向旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)連續(xù)泵送灌注混凝土，內(nèi)鉆桿帶動(dòng)擠土體同時(shí)旋轉(zhuǎn)并提升，此時(shí)形成的為與擠土體直徑相同的圓柱體樁，逐漸將螺旋擠土變徑樁鉆具拔出，停止泵送灌注混凝土，形成了樁體。
[0010]上述方法中，其還包括有在步驟3)中形成的樁體內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)需要插入鋼筋籠。
[0011]本發(fā)明與原有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、螺旋擠土變徑樁鉆具擠土體能夠沿內(nèi)鉆桿移動(dòng)，使形成的樁體變徑位置可調(diào)，可以根據(jù)土層的深度變化調(diào)整變徑位置，充分利用土層的力學(xué)性能；
2、本發(fā)明施工方法采用完全擠土成樁，既能在較軟的淤泥和淤泥質(zhì)土中成樁，還具備較強(qiáng)的穿透能力，大幅度提高了樁體的承載力，沒(méi)有泥漿，沒(méi)有渣土，完全沒(méi)有泥漿、渣土處理對(duì)環(huán)境的污染，非常環(huán)保；
3、本發(fā)明施工方法中形成的樁上部直徑大，下部直徑小，能充分利用地下兩個(gè)土層的端承力，上部大下部小的結(jié)構(gòu)使樁身結(jié)構(gòu)和樁身應(yīng)力分布相適應(yīng)，能充分發(fā)揮材料的性倉(cāng)泛;
4、本發(fā)明施工方法的樁體下部小直徑樁身可以形成螺紋，可以大幅度提高樁側(cè)摩擦力，能有效的發(fā)揮材料的力學(xué)性能，能節(jié)省大量建材；
5、本發(fā)明施工方法擠土、變徑、成螺一次性完成，施工速度快，施工質(zhì)量好，且環(huán)保節(jié)倉(cāng)泛。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明螺旋擠土變徑樁鉆具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明螺旋擠土變徑樁鉆具準(zhǔn)備進(jìn)行施工的狀態(tài)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明螺旋擠土變徑樁鉆具施工到第一持力層位置時(shí)的狀態(tài)示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明螺旋擠土變徑樁鉆具施工到第二持力層位置時(shí)的狀態(tài)示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明施工泵送灌注混凝土的狀態(tài)示意圖。
[0017]圖6為本發(fā)明形成樁體的狀態(tài)示意圖。
[0018]圖中1、光桿鉆桿，2、內(nèi)鉆桿，3、擠土體，4、螺旋鉆頭，5、圓柱體樁，6、螺紋狀樁體，
7、鋼筋籠，a、地平面，b、第一個(gè)持力層位置，C、第二個(gè)持力層位置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，首先，應(yīng)該指出的是，本節(jié)描述的僅僅是用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在不改變本發(fā)明的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在這里描述的技術(shù)方案做出改型，這些改型也將落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0020]參考附圖1，一種螺旋擠土變徑樁鉆具，包括中空的內(nèi)鉆桿2，內(nèi)鉆桿2為外壁具有外螺紋的圓柱體，內(nèi)鉆桿2外部通過(guò)螺紋連接帶有內(nèi)螺紋的擠土體3，擠土體3為兩頭細(xì)中間粗的紡錘體。
[0021]參考附圖2至圖6，一種利用所述螺旋擠土變徑樁鉆具進(jìn)行施工的方法，包括以下步驟:
1)將擠土體3調(diào)整到內(nèi)鉆桿2下部，內(nèi)鉆桿2上端連接光桿鉆桿I后與鉆機(jī)的動(dòng)力頭連接，且內(nèi)鉆桿2下端連接螺旋鉆頭4 ；
2)鉆機(jī)到需要成樁的地平面a上、調(diào)直后開(kāi)啟動(dòng)力頭正向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)擠壓土體成孔，使擠土體3到達(dá)第一個(gè)持力層深度；動(dòng)力頭繼續(xù)正向旋轉(zhuǎn)，擠土體3停在第一個(gè)持力層位置b，內(nèi)鉆桿2繼續(xù)向下鉆進(jìn)，直到螺旋鉆頭4達(dá)到設(shè)計(jì)的第二個(gè)持力層位置c ；
3)開(kāi)啟動(dòng)力頭反向旋轉(zhuǎn)，打開(kāi)螺旋鉆頭4的活門(mén)，同時(shí)向孔內(nèi)泵送灌注混凝土，隨著混凝土的灌注，提升螺旋擠土變徑樁鉆具，此時(shí)形成與螺旋鉆頭4同直徑的螺紋狀樁體6 ;當(dāng)螺旋鉆頭4到達(dá)第一個(gè)持力層位置b時(shí)，啟動(dòng)動(dòng)力頭正向旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)連續(xù)泵送灌注混凝土，內(nèi)鉆桿2帶動(dòng)擠土體3同時(shí)旋轉(zhuǎn)并提升，此時(shí)形成的為與擠土體3直徑相同的圓柱體樁5，逐漸將螺旋擠土變徑樁鉆具拔出，停止泵送灌注混凝土，形成了樁體；
4)步驟3)中形成的樁體內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)需要插入鋼筋籠7，施工完成。
[0022]最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上【具體實(shí)施方式】?jī)H用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋擠土變徑樁鉆具，包括中空的內(nèi)鉆桿，其特征在于:內(nèi)鉆桿為外壁具有外螺紋的圓柱體，內(nèi)鉆桿外部通過(guò)螺紋連接帶有內(nèi)螺紋的擠土體，擠土體為兩頭細(xì)中間粗的紡錘體。
2.一種利用權(quán)利要求1所述螺旋擠土變徑樁鉆具進(jìn)行施工的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將擠土體調(diào)整到內(nèi)鉆桿下部，內(nèi)鉆桿上端連接光桿鉆桿后與鉆機(jī)的動(dòng)力頭連接，且內(nèi)鉆桿下端連接螺旋鉆頭； 2)鉆機(jī)就位、調(diào)直后開(kāi)啟動(dòng)力頭正向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)擠壓土體成孔,使擠土體到達(dá)第一個(gè)持力層深度；動(dòng)力頭繼續(xù)正向旋轉(zhuǎn)，擠土體停在第一個(gè)持力層位置，內(nèi)鉆桿繼續(xù)向下鉆進(jìn)，直到螺旋鉆頭達(dá)到設(shè)計(jì)的第二個(gè)持力層位置； 3)開(kāi)啟動(dòng)力頭反向旋轉(zhuǎn)，打開(kāi)螺旋鉆頭的活門(mén)，同時(shí)向孔內(nèi)泵送灌注混凝土，隨著混凝土的灌注，提升螺旋擠土變徑樁鉆具，此時(shí)形成與螺旋鉆頭同直徑的螺紋狀樁體；當(dāng)螺旋鉆頭向上提升到達(dá)第一個(gè)持力層位置時(shí)，啟動(dòng)動(dòng)力頭正向旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)連續(xù)泵送灌注混凝土，內(nèi)鉆桿帶動(dòng)擠土體同時(shí)旋轉(zhuǎn)并提升，此時(shí)形成的為與擠土體直徑相同的圓柱體樁，逐漸將螺旋擠土變徑樁鉆具拔出，停止泵送灌注混凝土，形成了樁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:其還包括有在步驟3)中形成的樁體內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)需要插入鋼 筋籠。
【文檔編號(hào)】E02D5/36GK104018792SQ201410294699
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】邢占東, 岳霞 申請(qǐng)人:邢占東, 山東威建巖土科技有限公司