CN102635114A

CN102635114A - 扩底灌注桩和扩底灌注桩的成桩方法

Info

Publication number: CN102635114A
Application number: CN2012101389484A
Authority: CN
Inventors: 冯建伟; 崔永伟
Original assignee: Beijing Sany Heavy Machinery Co Ltd
Current assignee: Beijing Sany Heavy Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明提供了一种扩底灌注桩，包括桩体和扩大头，所述桩体包括：桩身，所述桩身的一端与所述扩大头的一端相连；以及桩尾，桩尾的一端与所述扩大头的另一端相连。相应的，本发明还提出了一种扩底灌注桩的成桩方法。通过本发明的技术方案，不仅能够实现常规扩底桩扩底的功能，而且能够有效的解决常规扩底钻头无法有效收渣的问题。

Description

扩底灌注桩和扩底灌注桩的成桩方法

技术领域

本发明涉及灌注桩施工技术领域，具体而言，涉及一种扩底灌注桩和一种扩底灌注桩的成桩方法。

背景技术

随着我国高速公路、高速铁路等基础设施的大力建设，旋挖钻机得到了快速发展和广泛的应用，伴随着常规扩底桩型的出现，旋挖钻机也逐步的适应着在扩底桩工法上应用。钻孔扩底桩是在普通灌注桩基础上发展起来的一种新桩型，通过在桩底形成扩大头，增大桩端有效承载面积，提高桩端承载力，从而可减少桩身直径及桩数，也有可能替代大直径超长灌注桩，进而大大减少钢筋、混凝土用量，有很广的应用前景。但目前的扩底桩型底部为一个单一的扩大头，旋挖钻机常规的钻具虽然能够有效的进行扩底扫孔，但是底部扩孔以后的钻渣却不能有效的清除，常常需要人工清渣或者采用反循环清渣工艺才能将底部的钻渣清除，不仅极大的影响了施工效率，而且人工清孔的时候也增加了工人的危险系数。

因此很有必要设计一种既能够保持这种靠增加桩端的持力面积来增加桩端承载力的桩型又能够有效快捷的清渣的技术，来提高施工的效率和安全性。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种扩底灌注桩和一种扩底灌注桩的成桩方法，不仅能够实现常规扩底桩扩底的功能，而且能够有效的解决常规扩底钻头无法有效收渣的问题，有效的提高旋挖扩底桩的施工效率和安全性。

有鉴于此，本发明提出了一种扩底灌注桩，包括桩体和扩大头，所述桩体包括：桩身，所述桩身的一端与所述扩大头的一端相连；以及桩尾，所述桩尾的一端与所述扩大头的另一端相连。

在上述技术方案中，优选地，所述桩身和所述桩尾为圆柱形，所述桩尾的直径小于或等于所述桩身的直径。

在上述技术方案中，优选地，所述桩尾的长度为所述桩身的直径的0.5至1.5倍。

在上述技术方案中，优选地，所述扩底灌注桩中设置有钢筋笼。

本发明还提供了一种扩底灌注桩的成桩方法，包括：步骤202，使用常规钻头在目标地点钻进直孔，并清理所述直孔中的钻渣；步骤204，将所述常规钻头更换为下方设置有清渣筒的扩底钻头，并在所述清渣筒的底部与所述直孔的底部接触后，使用所述扩底钻头将所述直孔扩底为灌注孔，以形成直径大于所述直孔的直径的扩大头空间，且所述扩大头空间的底面高于所述直孔的底面。

在上述技术方案中，优选地，所述扩底钻头还包括支撑结构、钻体、至少一块扩底板和对应的至少一块清渣板，每块所述扩底板的一端可转动地连接至所述钻体的上部，该扩底板的另一端可转动地连接至对应的清渣板的一端，且该清渣板的另一端可转动地连接至所述支撑结构，所述清渣筒位于所述钻体的下部，且与所述支撑结构的一端连接，以及所述钻体可沿所述支撑结构伸缩运动，则所述步骤204具体包括：所述钻体沿所述支撑结构伸缩，带动所述扩底板下压，使所述扩底板张开；以及所述钻体转动时，带动所述扩底板和所述清渣板转动，以对所述直孔进行扩底，且所述清渣板将所述扩底板扩底时产生的钻渣扫至所述清渣筒中。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤204之后，还包括：步骤206，取出所述扩底钻头，并将钢筋笼放入所述灌注孔内；步骤208，向所述灌注孔内灌注混凝土，以形成所述扩底灌注桩。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤204还包括：所述扩大头空间将所述直孔分为上部的桩身空间和下部的桩尾空间，所述桩尾空间的直径小于或等于所述桩身空间的直径。

在上述技术方案中，优选地，所述桩尾空间的高度为所述桩身空间的直径的0.5至1.5倍。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤204之后，还包括：利用所述扩底钻头对所述扩大头空间进行至少一次清渣处理。

通过以上技术方案，不仅能够实现常规扩底桩扩底的功能，而且能够有效的解决常规扩底钻头无法有效收渣的问题，有效的提高旋挖扩底桩的施工效率和安全性。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的扩底灌注桩的结构示意图；

图2为图1所示的实施例的扩底灌注桩在扩孔过程中的渣土掉落情况的示意图；

图3A示出了根据本发明的一个实施例的扩底钻头缩回时的结构示意图；

图3B为图3A所示的实施例的扩底钻头张开时的结构示意图；

图4A示出了根据本发明的一个实施例的扩底灌注桩的成桩方法的过程流程图；

图4B为图4A所示的实施例的扩底灌注桩的成桩方法的过程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的一个实施例的扩底灌注桩的结构示意图。

如图1所示，扩底灌注桩包括桩体和扩大头104，在一种具体的实施方式中，桩体包括：桩身102，桩身102的一端与扩大头104的一端相连；以及桩尾106，桩尾106的一端与扩大头104的另一端相连。该技术方案保留了现有技术中扩大头部分，扩大头104可以增大桩端有效承载面积，提高桩端承载力，从而可减少桩身直径及桩数，也有可能替代大直径超长灌注桩，进而大大减少钢筋、混凝土用量。与现有技术方案不同的是该技术方案增加了桩尾106部分，可以配合带清渣筒的扩底桩钻具来进行扩底，扩底的过程中能够有效的实现自动清渣功能。

在上述技术方案中，桩身102和桩尾106为圆柱形，桩尾106的直径小于或等于桩身102的直径。具体施工过程中，桩尾106的直径可根据实际施工情况不同来确定。该技术方案既要满足不同的实际施工情况的需求，还要保证钻渣108的清理过程方便可行。需要说明的是桩尾106的直径小于或等于桩身102的直径是因为带清渣筒的扩底桩钻具的清渣筒的直径是小于或等于桩身102直径的，否则无法由桩身102下放至桩尾106，因此需要桩尾106的直径配合扩底桩钻具的清渣筒的直径才能达到有效的清渣功能。如果桩尾106的直径大于桩身102的直径则会使钻渣108落入桩尾内壁与清渣筒之间的缝隙中，无法达到预期清渣效果。

在上述技术方案中，桩尾的长度为桩身的直径的0.5至1.5倍。桩尾106的高度同样可以根据实际情况作出调整。该技术方案中桩尾106的作用为配合带清渣筒的扩底桩钻具实现清渣，因此桩尾106尺寸能满足容纳清渣筒即可。

当然，在进行一个扩孔及清渣过程后，将清渣筒中的钻渣108倒出，可以再次将扩孔钻头下放，对扩大孔部分进行清渣处理。该过程可以根据实际情况反复多次执行，以便实现对钻渣108的有效清理。

图2为图1所示的实施例的扩底灌注桩在扩孔过程中的渣土掉落情况的示意图。在该技术方案扩底灌注桩施工过程当中，扩孔过程掉落的钻渣如图2所示可以掉落到桩尾部分。配合带清渣筒的扩底桩钻具能够有效的实现自动清渣功能。

图3A和图3B示出了根据本发明的实施例的扩底钻头结构示意图。如图3A和图3B所示，扩底钻头还包括支撑结构308、钻体304、扩底板306和对应的清渣板310，每块扩底板306的一端可转动地连接至钻体304的上部，该扩底板306的另一端可转动地连接至对应的清渣板310的一端，且该清渣板310的另一端可转动地连接至支撑结构308，清渣筒312位于钻体304的下部，且与支撑结构308的一端连接，以及钻体304可沿支撑结构308伸缩运动。在该结构中，可包括一块扩底板306和清渣板310，即可实现本发明的技术方案，但为了达到更好的扩孔及清渣效果，可以安装多块扩底板306和清渣板310。

图3A为该结构缩回扩底板306和清渣板310时的示意图，通过将扩底板306和清渣板310缩回，以便在需要进行扩孔时，将扩孔钻头顺利地沿直径相对较小的直孔放入到目标位置，再张开，以进行扩孔。施工过程中，钻体304沿支撑结构308伸缩，带动扩底板306下压，使扩底板306张开，图3B即为扩底板306和清渣板310张开时的示意图。钻体304通过钻顶302连接至钻杆，从而通过钻杆转动时，带动钻体304转动，并由钻体304进一步带动扩底板306和清渣板310转动，以对直孔进行扩底，且清渣板310能够与扩大孔的底部接触、扫动，将扩底板306扩底时产生的钻渣扫至清渣筒312中。

下面结合图4A和图4B，对基于本发明的技术方案的扩底灌注桩的成桩方法和过程进行详细说明，其中，图4A示出了根据本发明的实施例的扩底灌注桩的成桩方法的过程流程图；图4B示出了根据本发明的实施例的扩底灌注桩的成桩方法的过程示意图。

在该实施例中，扩底灌注桩的成桩方法包括：

步骤202，先使用钻杆404连接常规钻头406在目标地点钻直孔402，并清理直孔402中的钻渣。

步骤204，将常规钻头406更换为下方设置有清渣筒的扩底钻头408，并在清渣筒的底部与直孔402的底部接触后，使用扩底钻头408将直孔402扩底为灌注孔403，以形成直径大于直孔的直径的扩大头空间，且扩大头空间的底面高于直孔402的底面。步骤204具体包括：扩底钻头408的钻体沿支撑结构伸缩，带动扩底板下压，使扩底板张开；以及钻体转动时，带动扩底板和清渣板转动，以对直孔402进行扩底，且清渣板将扩底板扩底时产生的钻渣扫至清渣筒中。

这里，桩尾空间的直径小于或等于桩身空间的直径。因为带清渣筒的扩底桩钻具的清渣筒的直径是小于或等于桩身直径的，因此需要桩尾的直径配合扩底桩钻具的清渣筒的直径才能达到有效的清渣功能。如果桩尾的直径大于桩身的直径则会使钻渣落入桩尾，无法达到预期清渣效果。此外，桩尾空间的高度可以为桩身空间的直径的0.5至1.5倍。桩尾的高度同样可以根据实际情况作出调整。该技术方案中桩尾的作用为配合带清渣筒的扩底桩钻具实现清渣，因此桩尾尺寸能满足容纳钻渣即可。

步骤206，取出扩底钻头408，并将钢筋笼410放入灌注孔403内。

步骤208，向灌注孔403内灌注混凝土，以形成扩底灌注桩412。

该技术方案可以使清渣过程简单易操作，并且根据实际情况，可以在进行步骤206时，在放入钢筋笼之前，再进行一次或多次清渣处理，以便达到更好的清渣效果。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到现有技术中钻渣不能够有效的清除，常常需要人工清渣或者采用反循环清渣工艺才能将底部的钻渣清除，因此，本发明提供了一种扩底灌注桩和一种扩底灌注桩的成桩方法。通过本发明的技术方案，不仅能够实现常规扩底桩扩底的功能，而且能够有效的解决常规扩底钻头无法有效收渣的问题，提高了施工的效率和安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种扩底灌注桩，包括桩体和扩大头，其特征在于，所述桩体包括：

桩身，所述桩身的一端与所述扩大头的一端相连；以及

桩尾，所述桩尾的一端与所述扩大头的另一端相连。

2.根据权利要求1所述的扩底灌注桩，其特征在于，所述桩身和所述桩尾为圆柱形，所述桩尾的直径小于或等于所述桩身的直径。

3.根据权利要求2所述的扩底灌注桩，其特征在于，所述桩尾的长度为所述桩身的直径的0.5至1.5倍。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的扩底灌注桩，其特征在于，所述扩底灌注桩中设置有钢筋笼。

5.一种扩底灌注桩的成桩方法，其特征在于，包括：

步骤202，使用常规钻头在目标地点钻进直孔，并清理所述直孔中的钻渣；

步骤204，将所述常规钻头更换为下方设置有清渣筒的扩底钻头，并在所述清渣筒的底部与所述直孔的底部接触后，使用所述扩底钻头将所述直孔扩底为灌注孔，以形成直径大于所述直孔的直径的扩大头空间，且所述扩大头空间的底面高于所述直孔的底面。

6.根据权利要求5所述的扩底灌注桩的成桩方法，其特征在于，所述扩底钻头还包括支撑结构、钻体、至少一块扩底板和对应的至少一块清渣板，每块所述扩底板的一端可转动地连接至所述钻体的上部，该扩底板的另一端可转动地连接至对应的清渣板的一端，且该清渣板的另一端可转动地连接至所述支撑结构，所述清渣筒位于所述钻体的下部，且与所述支撑结构的一端连接，以及所述钻体可沿所述支撑结构伸缩运动，则所述步骤204具体包括：

所述钻体沿所述支撑结构伸缩，带动所述扩底板下压，使所述扩底板张开；以及

所述钻体转动时，带动所述扩底板和所述清渣板转动，以对所述直孔进行扩底，且所述清渣板将所述扩底板扩底时产生的钻渣扫至所述清渣筒中。

7.根据权利要求6所述的扩底灌注桩的成桩方法，其特征在于，所述步骤204之后，还包括：

步骤206，取出所述扩底钻头，并将钢筋笼放入所述灌注孔内；

步骤208，向所述灌注孔内灌注混凝土，以形成所述扩底灌注桩。

8.根据权利要求7所述的扩底灌注桩的成桩方法，其特征在于，所述步骤204还包括：

所述扩大头空间将所述直孔分为上部的桩身空间和下部的桩尾空间，所述桩尾空间的直径小于或等于所述桩身空间的直径。

9.根据权利要求8所述的扩底灌注桩的成桩方法，其特征在于，所述桩尾空间的高度为所述桩身空间的直径的0.5至1.5倍。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的扩底灌注桩的成桩方法，其特征在于，所述步骤204之后，还包括：

利用所述扩底钻头对所述扩大头空间进行至少一次清渣处理。