本實(shí)用新型涉及一種攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁，屬于土木工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

復(fù)合樁在土木建筑工程的樁基、復(fù)合樁基、復(fù)合地基以及沿海地區(qū)、沿江地區(qū)、沿湖地區(qū)高速公路、高速鐵路軟土地基處理以及上述地區(qū)機(jī)場(chǎng)、碼頭、堆場(chǎng)等工作領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。

中國(guó)專利“砼芯水泥土攪拌樁機(jī)及其施工工藝方法”（ZL200510041006.4）及中國(guó)專利“水泥土插芯復(fù)合樁施工機(jī)械”(ZL200410093838.6)等公開(kāi)了一種水泥土樁內(nèi)插芯復(fù)合樁的施工方法及施工機(jī)械，在水泥土攪拌樁或者高壓旋噴樁完成施工的基礎(chǔ)上，通過(guò)靜壓或打入同心預(yù)制樁，形成所謂插芯水泥土復(fù)合剛芯組合樁，該工法提高了預(yù)制樁的樁周土的強(qiáng)度，從而提高了組合樁的綜合承載力，但是，其缺陷也是顯而易見(jiàn)的，主要是：

1、圓柱形復(fù)合樁表面相對(duì)光滑，樁土間摩阻力小，限制了復(fù)合樁抗壓和抗拔摩阻力的充分發(fā)揮；

2、必須固定地先施工外樁，后施工內(nèi)樁，且必須在外樁成型6小時(shí)內(nèi)制作內(nèi)樁，機(jī)械效率低；

3、無(wú)法保證內(nèi)外樁的同心度、同垂度，因此復(fù)合樁承載力離散度較大；

4、水泥土樁的固結(jié)材料是單一的水泥漿液，如果地基土屬于酸性土（如泥炭土、污染土等），則水泥固化劑對(duì)土顆粒幾乎沒(méi)有固化作用，限制了復(fù)合樁的應(yīng)用范圍。

因此，克服傳統(tǒng)復(fù)合剛芯樁的缺陷，提供一種具有良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能的復(fù)合樁及其制造方法，就顯得非常重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提出的是一種攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁，其目的旨在提供一種承載力大、經(jīng)濟(jì)性能好、施工效率高的復(fù)合樁及其施工方法。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案：一種攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁，其結(jié)構(gòu)包括外樁1、內(nèi)樁3；其中外樁1包裹在內(nèi)樁3外側(cè)，外樁1表面帶有螺紋2；

攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁的施工方法，其特征是該方法為先施工外樁1后施工內(nèi)樁3或先施工內(nèi)樁3后施工外樁1的兩種方法中的任意一種；當(dāng)先施工外樁1后施工內(nèi)樁3時(shí)，采用閉口式攪噴鉆具施工外樁1；當(dāng)先施工內(nèi)樁3后施工外樁1時(shí)，采用開(kāi)口式攪噴鉆具施工外樁1。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：

1、外樁1表面帶有螺紋2，加強(qiáng)了樁土間的側(cè)摩阻力與剪力，因此，樁的承載力大大提高，經(jīng)濟(jì)性大大提高；同條件下，攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁與圓柱樁相比，樁側(cè)摩阻力提高15%~28%。

2、采用特制機(jī)械、機(jī)具、可以先施工外樁1后施工內(nèi)樁3，也可以先施工內(nèi)樁3后施工外樁1，可以極大地提高施工內(nèi)樁的機(jī)械效率；

3、可保證內(nèi)外樁的同心度、同垂度，提高了復(fù)合樁的承載力、沉降可靠性高，造價(jià)低廉，無(wú)污染和樁身質(zhì)量穩(wěn)定；

4、外樁采用采用就地壓漿攪拌、高壓噴射攪拌成樁，解決了不適合水泥土做固化劑場(chǎng)地施工復(fù)合樁問(wèn)題，擴(kuò)大了復(fù)合樁的應(yīng)用范圍。

附圖說(shuō)明

附圖1是攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁樁身構(gòu)造圖。

附圖2是閉口式攪噴鉆具示意圖。

附圖3是開(kāi)口式攪噴鉆具示意圖。

附圖中1是外樁；2是螺紋；3是內(nèi)樁；4是攪拌軸；5是A固定攪拌翼；6是A折疊攪拌翼6、7是螺旋掘土片、8是橫向噴漿口、9是豎向噴漿口、10是導(dǎo)向錐；11是噴攪鉆具；12是B固定攪拌翼；13是B折疊攪拌翼；14是套管型腔；15是輸漿管；16是套管內(nèi)管；17是橫向噴嘴；18是漿液換向閥；19是刀忍；20加勁箍。

具體實(shí)施方式

對(duì)照附圖，攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁，其結(jié)構(gòu)包括外樁1、內(nèi)樁3；其中外樁1包裹在內(nèi)樁3外側(cè)，外樁1表面帶有螺紋2。

所述的內(nèi)樁3的長(zhǎng)度大于或小于或等于外樁1長(zhǎng)度，內(nèi)樁3的樁形是圓形、方形、竹節(jié)形、螺紋形、菱形、三角形、X形、Y形中的任意一種。

所述的螺紋2的橫截面形狀是方形螺牙、梯形螺牙、三角形螺牙中的任意一種。

攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁的施工方法，其特征是該方法為先施工外樁1后施工內(nèi)樁3或先施工內(nèi)樁3后施工外樁1的兩種方法中的任意一種；當(dāng)先施工外樁1后施工內(nèi)樁3時(shí)，采用閉口式攪噴鉆具施工外樁1；當(dāng)先施工內(nèi)樁3后施工外樁1時(shí)，采用開(kāi)口式攪噴鉆具施工外樁1。

所述的施工外樁1所用的材料為水泥漿液、石灰漿液、水玻璃漿液中的一種漿液材料或幾種混合的漿液材料。

所述的閉口式攪噴鉆具，其結(jié)構(gòu)包括攪拌軸4、A固定攪拌翼5、A折疊攪拌翼6、螺旋掘土片7、橫向噴漿口8、豎向噴漿口9、導(dǎo)向錐10；攪拌軸4與動(dòng)力頭連接，A固定攪拌翼5、螺旋掘土片7固定在攪拌軸4上，A固定攪拌翼5與A折疊式攪拌翼6之間裝有單向鉸鏈，拌軸4上有橫向噴漿口8和豎向噴漿口9，橫向噴漿口8和豎向噴漿口9與注漿泵連接。

所述的開(kāi)口式攪噴鉆具，其結(jié)構(gòu)包括噴攪鉆具11、B固定攪拌翼12、B折疊攪拌翼13、套管型腔14、輸漿管15、套管內(nèi)管16、橫向噴嘴17、漿液換向閥18、刀忍19、加勁箍20；漿液換向閥18與注漿泵連接，噴攪鉆具11與動(dòng)力頭連接。

所述的先施工外樁1后施工內(nèi)樁3，具體為：先施工外樁1，然后在外樁1完全凝固前保持與外樁同心度、同軸度植入內(nèi)樁3；

先施工外樁1，具體為：將導(dǎo)向錐10對(duì)準(zhǔn)樁位中心，啟動(dòng)動(dòng)力頭，動(dòng)力頭帶動(dòng)個(gè)閉口式攪噴鉆具的攪拌軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌軸4帶動(dòng)A固定攪拌翼5、螺旋掘土片7旋攪拌土并下沉，下沉過(guò)程中同時(shí)啟動(dòng)注漿泵，漿液在壓力作用下被送入橫向噴漿口8、豎向噴漿口9噴入土體；當(dāng)攪拌軸4下沉到預(yù)定深度后，切換動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)動(dòng)方向并帶動(dòng)閉口式攪噴鉆具攪拌軸4向相反方向向旋轉(zhuǎn)，并均勻提升攪拌軸4，同時(shí)，A折疊式攪拌翼6在阻力作用下徐徐展開(kāi)，其所留下的軌跡便是螺紋2，當(dāng)攪拌軸4提升結(jié)束后便完成外樁1的施工，旋轉(zhuǎn)切土下沉?xí)r，此時(shí)A折疊式攪拌翼6不參與工作；采用不同形狀的A折疊式攪拌翼6可形成具有不同橫截面形狀的螺紋2；

然后在外樁1完全凝固前保持與外樁同心度、同軸度植入內(nèi)樁3，具體為：通過(guò)靜壓、錘擊、震動(dòng)等沉樁設(shè)備，將內(nèi)樁3中心對(duì)準(zhǔn)外樁1中心，保持與外樁1同心度、同垂直度沉設(shè)至預(yù)定深度，預(yù)定深度小于或等于外樁1深度；內(nèi)樁3優(yōu)選為預(yù)制樁。

所述的先施工內(nèi)樁3后施工外樁1，具體為：

1）先施工內(nèi)樁3, 施工方法是：采用打樁設(shè)備將預(yù)制樁打入、壓入、或者振動(dòng)沉入土中；

2）然后用開(kāi)口式攪噴鉆具11將內(nèi)樁3罩在內(nèi)部，內(nèi)樁3便是施工外樁1的“軌道”，內(nèi)樁3與開(kāi)口式攪噴鉆具保持同心度、同垂直度，然后啟動(dòng)注漿泵，漿液從漿液換向閥18經(jīng)橫向噴嘴17注入土體，同時(shí)啟動(dòng)動(dòng)力頭帶動(dòng)噴攪鉆具11旋轉(zhuǎn)下沉；

3）當(dāng)噴攪鉆具11下沉至外樁1的設(shè)計(jì)深度后，切換動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，帶動(dòng)噴攪鉆具11反向旋轉(zhuǎn)并勻速提升，此時(shí)，開(kāi)口式攪噴鉆具的B折疊攪拌翼13在阻力作用下徐徐打開(kāi)，B折疊攪拌翼13所留下的“軌跡”即為螺紋2，完成外樁1的施工，所述設(shè)計(jì)深度小于或等于或大于內(nèi)樁深度；采用不同形狀的B折疊式攪拌翼13可形成具有不同橫截面形狀的螺紋2；

所述預(yù)制樁，是指在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的各種材料、各種形式的樁,如:混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼樁等，可以用打樁設(shè)備將樁打入、壓入或振動(dòng)沉入土中。

所述的動(dòng)力頭同時(shí)帶動(dòng)N個(gè)閉口式攪噴鉆具或開(kāi)口式攪噴鉆具工作，N≥1。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

先施工外樁1后施工內(nèi)樁3的方法施工攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁，具體為： 將閉口式攪噴鉆具的導(dǎo)向錐10對(duì)準(zhǔn)樁位中心，啟動(dòng)動(dòng)力頭，動(dòng)力頭帶動(dòng)個(gè)閉口式攪噴鉆具的攪拌軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌軸4帶動(dòng)A固定攪拌翼5、螺旋掘土片7旋攪拌土并下沉，下沉過(guò)程中同時(shí)啟動(dòng)注漿泵，水泥漿液在壓力作用下被送入橫向噴漿口8、豎向噴漿口9噴入土體；當(dāng)攪拌軸4下沉到預(yù)定深度后，切換動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)動(dòng)方向并帶動(dòng)閉口式攪噴鉆具攪拌軸4向相反方向向旋轉(zhuǎn)，并均勻提升攪拌軸4，同時(shí)，A折疊式攪拌翼6在阻力作用下徐徐展開(kāi)，其所留下的軌跡便是螺紋2，當(dāng)攪拌軸4提升結(jié)束后便完成外樁1的施工，旋轉(zhuǎn)切土下沉?xí)r，此時(shí)A折疊式攪拌翼6不參與工作；

然后在外樁1完全凝固前保持與外樁同心度、同軸度植入內(nèi)樁3，具體為：通過(guò)靜壓、錘擊、震動(dòng)等沉樁設(shè)備，將內(nèi)樁3中心對(duì)準(zhǔn)外樁1中心，保持與外樁1同心度、同垂直度沉設(shè)至外樁1相同深度；內(nèi)樁3選鋼樁為預(yù)制樁。

實(shí)施例2

所述的先施工內(nèi)樁3后施工外樁1的方法施工攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁，具體為：

1）先施工內(nèi)樁3； 施工方法是：采用打樁設(shè)備將混凝土方樁打入、壓入、或者振動(dòng)沉入土中；

2）然后用開(kāi)口式攪噴鉆具套住內(nèi)樁3，內(nèi)樁3便是施工外樁1的“軌道”，內(nèi)樁3與開(kāi)口式攪噴鉆具保持同心度、同垂直度，然后啟動(dòng)注漿泵，水泥漿液從漿液換向閥18經(jīng)橫向噴嘴17注入土體，同時(shí)啟動(dòng)動(dòng)力頭帶動(dòng)噴攪鉆具11旋轉(zhuǎn)下沉；

3）當(dāng)噴攪鉆具11下沉至外樁1的相同深度后，切換動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，帶動(dòng)噴攪鉆具11反向旋轉(zhuǎn)并勻速提升，此時(shí)，開(kāi)口式攪噴鉆具的B折疊攪拌翼13在阻力作用下徐徐打開(kāi)，B折疊攪拌翼13所留下的“軌跡”即為螺紋2，完成外樁1的施工。

實(shí)施例3

所述的先施工內(nèi)樁3后施工外樁1的方法施工攪噴螺紋異形固結(jié)體復(fù)合剛芯樁，具體為：

1）先施工內(nèi)樁3； 施工方法是：采用打樁設(shè)備將混凝土方樁打入、壓入、或者振動(dòng)沉入土中；

2）然后用開(kāi)口式攪噴鉆具套住內(nèi)樁3，內(nèi)樁3便是施工外樁1的“軌道”，內(nèi)樁3與開(kāi)口式攪噴鉆具保持同心度、同垂直度，然后啟動(dòng)注漿泵，水泥漿液從漿液換向閥18經(jīng)橫向噴嘴17注入土體，同時(shí)啟動(dòng)動(dòng)力頭帶動(dòng)噴攪鉆具11旋轉(zhuǎn)下沉；

3）當(dāng)噴攪鉆具11下沉至外樁1的一半深度后，切換動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，帶動(dòng)噴攪鉆具11反向旋轉(zhuǎn)并勻速提升，此時(shí)，開(kāi)口式攪噴鉆具的B折疊攪拌翼13在阻力作用下徐徐打開(kāi)，B折疊攪拌翼13所留下的“軌跡”即為螺紋2，完成外樁1的施工，此處采用的B折疊攪拌翼13所形成螺紋2的橫截面形狀是三角形螺牙；

三角形螺牙加強(qiáng)了樁土間的側(cè)摩阻力與剪力，也更有利于樁土間的結(jié)合；外樁1包裹在內(nèi)樁3外側(cè)也更有利于對(duì)內(nèi)樁3的保護(hù)。