CN102619224B - 变截面钻孔灌注桩的施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种变截面钻孔灌注桩的施工方法及其钻具。其变截面螺旋钻具是由钻机动力头、内外管、螺旋叶片、旋扩臂、底盖、传感器和浇注管等组成的。工作时，钻机动力头转动带动钻具钻入孔中预定深度，启动混凝土泵使混凝土进入内管空间内。到预定扩头的深度时，旋扩臂逐渐打开，钻机在原深度转动，切削或碾压，最后形成一个扩大腔体。然后收回旋扩臂，再提升一个高度，重复上述步骤，就可形成多个扩大头的混凝土灌注桩。此方法也可作为锚杆桩的施工。这种施工方法可做到孔底无沉渣、施工场地无泥浆护壁、施工过程中无振动、无噪音、快速、环保并可大量节约混凝土，使桩基的承载力大幅提高。
Description
技术领域：
本发明涉及一种建筑基桩工程中变截面桩的施工方法，尤其是涉及一种勘察、钻孔、扩孔、浇注、检测一体化完成变截面钻孔灌注桩(锚杆)的施工方法。
技术背景：
普通的钻孔灌注桩工艺己受到广泛应用，因为是等截面直孔灌注桩，所以主要发挥的是桩的侧阻力，桩基的端阻力得不到充分发挥。多节三岔挤扩灌注桩(DX桩)，它是一种变截面灌注桩，可发挥各土层的端阻力，使承载力大幅提高。但在施工中钻孔后再进行扩孔，再清孔、下笼、浇注后成桩。本发明是设计一种勘察、钻孔、扩孔、浇注、检测一体化完成的螺旋钻具。它可以完成任意变截面桩，工艺简单，施工质量得到充分保障。并且有效地解决了的挤土效应问题.不但充分发挥了桩的侧阻力，同时也提高了端阻力，使桩的承载力进一步提高。施工过程无泥浆护壁、无成渣、达到经济、快速、环保的施工效果。
发明内容：
本发明的目的在于：提供一种高效、快捷，集勘察、钻孔、扩孔、浇注、检测一体的变截面钻孔灌注桩(锚杆)的施工方法。
本发明是这样实现的：本发明所述的变截面桩的施工方法，其特征是：
①将变截面螺旋钻具的钻板安置在下连接管下面，下连接管通过扁销连接内管，下连接管的外表面上安置有螺旋叶片，下面有底盖和压力侧阻传感器，三组上、下旋扩臂通过轴销分别与上、下连接管连接，上连接管外侧安装有螺旋叶片，又通过扁销与外管连接，外管侧面安置有螺旋叶片，外管上侧面设有外键与动力头连接，外管上部与回转支撑连接，回转支撑又与随动架连接，随动架上安置有顶升油缸，顶升油缸的进油口和回油口分别设置在油缸的侧面，顶升油缸的上部连接上回转支撑，上回转支撑连接内管同时与浇注口连接；
②施工时，钻机对准桩位将钻具的底盖盖好，钻机动力头转动并向下加压带动变截面螺旋钻具钻入孔中预定深度；
③启动混凝土泵通过浇注管使混凝土进入内管腔内；
④钻具向上旋转的同时底盖打开，边旋转边拔起钻具，到预定扩头的深度时，顶升油缸的进油口进油，顶升油缸升起带动内管向上位移的同时，三组旋扩臂也随之逐渐打开， 此时钻机在原深度转动，正转对土体进行切削，反转对土体进行碾压，最后形成一个锥型扩大腔体，然后，回油口进油，顶升油缸带动内管向下位移，使旋扩臂回收，再提升一个高度，重复上述步骤，就可形成多个扩大头的混凝土灌注桩。
当需要制作带有螺纹的混凝土灌注桩时工作步骤如下：先按上述步骤①、②、③工作，当钻进预定深度后，钻具向上旋转，同时底盖打开，边旋转边拔起钻具，这时，使顶升油缸的进油口进油，顶升油缸升起带动内管向上位移的同时，三组旋扩臂也随之逐渐打开，到一定程度后，边旋转边上提钻具直至到地面，形成一个带有三头螺纹的混凝土灌注桩。
当需要制作钢筋混凝土变截面桩时，在浇注完成后将钢筋笼插入混凝土中形成现浇的混凝土变截面桩于地基中。
所述变截面螺旋钻具根据具体需要形成有扩大头和螺纹相结合的混凝土变截面桩。
所述变截面螺旋钻具在钻进时，因压力侧阻传感器设置在内管底部，所以在钻进时就相当于静力触探，将地层的端阻及侧阻全部记录，相当于桩的原位勘察。
所述变截面螺旋钻具在拔起的同时，积分仪可将扩大头面积及侧阻面积乘以它的端阻值和侧阻值，就能计算出桩的承载力。
本发明的积极效果在于：变截面螺旋钻具能使隐蔽工程施工过程可视化，现场制作模具化、使传统的等截面桩变成任意变截面桩，不仅提高了承载力，更使施工质量得到充分的保障。
具体体现在：
①钻孔过程是中空拧入方式钻进的，可做到孔底无沉渣。
②施工中无泥浆护壁，故施工场地干净、快速、环保。
③施工过程中无噪音、无振动。
④变截面桩不但提高了桩的侧阻力还提高桩的端阻力，使承载力大大提高。
⑤施工过程集勘察、钻孔、扩孔、浇注、检测一体化，施工质量得到充分保证。
附图说明：
图1是本发明施工用变截面螺旋钻具的结构示意图。
图2是本发明施工用变截面螺旋钻具的下部结构示意图。
图3是本发明施工用变截面螺旋钻具的上部结构示意图。
图4是本发明施工用变截面螺旋钻具仰视示意图。
具体实施方式：
如图1、图2、图3、图4所示：将变截面螺旋钻具的钻板15安置在下连接管14下， 下连接管14又通过扁销13连接内管16，下连接管14外表面上安置有螺旋叶片19，下连接管14下安装有底盖17，还有压力侧阻传感器21，三组(或N组)下旋扩臂12与上旋扩臂10通过轴销11分别与下连接管14和上连接管9连接。上连接管外侧安装有螺旋叶片19，又通过扁销13与外管7连接。外管7侧面安置有螺旋叶片19，外管7上侧面设有外键20与动力头18连接，外管上部与回转支撑8连接，回转支撑8又与随动架6连接，随动架6上安置有顶升油缸4，顶升油缸4的进油口5和回油口3分别设置在顶升油缸4的侧面，顶升油缸4的上部连接上回转支撑2。上回转支撑2连接内管16。浇注口1与上回转支撑2连接。
本发明变截面钻孔灌注桩的施工方法，包括以下施工步骤：
①施工时，钻机对准桩位将钻具的底盖17盖好，钻机动力头18转动并向下加压带动变截面螺旋钻具钻入孔中预定深度。
②启动混凝土泵通过浇注管1使混凝土进入内管16内。
③钻具向上旋转，同时底盖打开，边旋转边拔起钻具，到预定的扩头深度时，顶升油缸4的进油口5进油，顶升油缸4升起带动内管16向上位移的同时，三组旋扩臂10、12也随之逐渐打开，此时钻机在原深度转动。因旋扩臂是楔形的结构，正转对土体进行切削，反转对土体进行碾压，最后形成一个锥型扩大腔体。然后，回油口3进油，顶升油缸4带动内管16向下位移，使旋扩臂10、12回收。再提升一个高度，重复上述步骤，就可形成多个扩大头的混凝土灌注桩。
④当需要制作带有螺纹的混凝土灌注桩时工作步骤如下：先按上述步骤①、②、③工作，当钻进预定深度后，钻具向上旋转，同时底盖17，边旋转边拔起钻具，这时，也可使顶升油缸4回油口3进油，顶升油缸4升起带动内管16向上位移的同时，三组旋扩臂10、12也随之逐渐打开，到一定程度后，边旋转边上提钻具直至到地面，形成一个带有三头螺纹的变截面混凝土灌注桩。
⑤当需要制作钢筋混凝土变截面桩时，可在浇注完成后将钢筋笼插入混凝土中形成现浇的钢筋混凝土变截面桩于地基中。
⑥此钻具可根据具体需要，形成有扩大头和螺纹相结合的混凝土变截面桩。
⑦此变截面螺旋钻具在钻进时，因压力侧阻传感器21设置在内管16底部，所以在钻进时就相当于静力触探。将地层的端阻及侧阻全部记录，相当于桩的原位勘察。
⑧此变截面螺旋钻具在拔起的同时，积分仪可将扩大头面积及侧阻面积乘以压力侧阻传感器21所获得的端阻值和侧阻值，就能计算出桩的承载力。
Claims (6)
1.一种集勘察、钻孔、扩孔、浇注、检测一体完成变截面钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：
①将变截面螺旋钻具的钻板安置在下连接管下面，下连接管通过扁销连接内管，下连接管的外表面上安置有螺旋叶片，下面有底盖和压力侧阻传感器，三组上、下旋扩臂通过轴销分别与上、下连接管连接，上连接管外侧安装有螺旋叶片，又通过扁销与外管连接，外管侧面安置有螺旋叶片，外管上侧面设有外键与动力头连接，外管上部与回转支撑连接，回转支撑又与随动架连接，随动架上安置有顶升油缸，顶升油缸的进油口和回油口分别设置在油缸的侧面，顶升油缸的上部连接上回转支撑，上回转支撑连接内管同时与浇注口连接；
②施工时，钻机对准桩位将钻具的底盖盖好，钻机动力头转动并向下加压带动变截面螺旋钻具钻入孔中预定深度；
③启动混凝土泵通过浇注管使混凝土进入内管腔内；
④钻具向上旋转的同时底盖打开，边旋转边拔起钻具，到预定扩头的深度时，顶升油缸的进油口进油，顶升油缸升起带动内管向上位移的同时，三组旋扩臂也随之逐渐打开，此时钻机在原深度转动，正转对土体进行切削，反转对土体进行碾压，最后形成一个锥型扩大腔体，然后，回油口进油，顶升油缸带动内管向下位移，使旋扩臂回收，再提升一个高度，重复上述步骤，就可形成多个扩大头的混凝土灌注桩。
2.根据权利要求1所述的变截面钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：当需要制作带有螺纹的混凝土灌注桩时工作步骤如下：先按上述步骤①、②、③工作，当钻进预定深度后，钻具向上旋转，同时底盖打开，边旋转边拔起钻具，这时，使顶升油缸的进油口进油，顶升油缸升起带动内管向上位移的同时，三组旋扩臂也随之逐渐打开，到一定程度后，边旋转边上提钻具直至到地面，形成一个带有三头螺纹的混凝土灌注桩。
3.根据权利要求1所述的变截面钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：当需要制作钢筋混凝土变截面桩时，在浇注完成后将钢筋笼插入混凝土中形成现浇的混凝土变截面桩于地基中。
4.根据权利要求1所述的变截面钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述变截面螺旋钻具根据具体需要形成有扩大头和螺纹相结合的混凝土变截面桩。
5.根据权利要求1所述的变截面钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述变截面螺旋钻具在钻进时，因压力侧阻传感器设置在内管底部，所以在钻进时就相当于静力触探，将地层的端阻及侧阻全部记录，相当于桩的原位勘察。
6.根据权利要求1所述的变截面钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述变截面螺旋钻具在拔起的同时，积分仪可将扩大头面积及侧阻面积乘以它的端阻值和侧阻值，就能计算出桩的承载力。
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