CN103161163B - 旋压凿岩植入嵌岩预应力管桩 - Google Patents
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Abstract
一种旋压凿岩植入嵌岩预应力管桩，包括连接有螺旋钻杆的上部旋转动力头，该螺旋钻杆呈管状，它又穿过下部旋转动力头，下部旋转动力头底部设有管接头并与导向护筒上端相连；螺旋钻杆贯穿下部旋转动力头后与潜孔锤及合金嵌岩钻头相连接，螺旋钻杆管内设有高压气管，它与潜孔锤连通，下部旋转动力头设有出土口并与导向护筒连通，在管桩的桩孔内沿着导向护筒植入底开口的高强度预应力管桩，它的外径小于嵌岩钻头；本发明优点是具有较高承载力、施工效率大为提高、施工过程中不会产生废弃泥浆对周围环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种土木建筑工程的桩基础，尤其是涉及一种采用超强能力快速穿越卵石层、碎石层、直至进入中风化岩石层的桩孔内，再植入嵌岩预应力管桩的旋压凿岩植入嵌岩预应力管桩。
背景技术
随着全国城市化的进程，为了尽量少占平原土地，保证农业的发展，城市建设由平原向山丘地拓展，而涉及山丘地的地基其地面起伏大，地质条件复杂，大都上层为软土层(有时软土层缺失)，以下为坡积的卵石层，碎石层及不同风化程度的岩石层，建筑桩基的持力层一般选择中风化的岩石层，则须穿越的卵石层、碎石层及嵌岩；现有的预制型桩不能穿越卵石层、碎石层及岩石层，也不能嵌岩施工；又现有的泥浆护壁钻孔灌注桩因传统钻头无法穿越，唯有泥浆护壁的冲孔灌注桩可以穿越卵石层、碎石层，但不能进入中风化的岩石层，即使这样冲孔效率极低，施工一根长度为25～30米的桩，须耗时7～10天；而且还存在该泥浆护壁的冲孔灌注桩的废弃钻孔泥浆对周边环境的污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种在山丘地的桩基础施工中具有超强能力快速穿越卵石层、碎石层及不同风化程度的岩石层，直至进入中风化或未风化岩层的旋压凿岩植入嵌岩预应力管桩。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种旋压凿岩植入嵌岩预应力管桩，其特征在于，包括连接有螺旋钻杆的上部旋转动力头，该螺旋钻杆呈螺旋管状，该螺旋钻杆又穿过下部旋转动力头，该下部旋转动力头的底部设有管接头，该管接头与导向护筒上端相连接；所述螺旋钻杆贯穿所述下部旋转动力头后与潜孔锤及合金嵌岩钻头相连接。
所述螺旋钻杆管内设有高压气管，该高压空气管接通所述潜孔锤；该高压空气管内气压为2.4Mpa。
所述下部旋转动力头设有出土口，该出土口与所述导向护筒的管孔连通。
所述管桩的桩孔内，沿着所述导向护筒植入底开口的高强度预应力管桩。
所述高强预应力管桩的外径小于所述嵌岩钻头的直径，该小于值为80～100毫米。
所述旋压凿岩植入嵌岩预应力管桩的成桩步骤是：
桩机就位，带合金嵌岩钻头的螺旋钻杆落地对准设计桩位，校正垂直；所述下部旋转动力头带动所述导向护筒沿逆时针旋转，埋入土层4～5米为止，使得所述导向护筒产生导向效果；所述上部旋转动力头连接所述螺旋钻杆带动所述潜孔锤与所述嵌岩钻头沿顺时针旋转；同时，所述螺旋钻杆的管内接通压缩空气管，并使所述潜孔锤在2.4MPa压力下进行凿岩施工，所述上部旋转动力头带动所述嵌岩钻头沿顺时针方向旋转切削岩层，并与所述潜孔锤的快速凿岩，形成钻与凿的组合动作，达到快速穿越卵石层、碎石层及岩石层；
从导向护筒内拔出与上部旋转动力头连接的螺旋钻杆、潜孔锤与嵌岩钻头；所述下部旋转动力头脱离所述导向护筒的上口，所述嵌岩钻头钻入岩层至要求的深度、钻凿岩层的石骨屑与所述潜孔锤冲凿岩层的石粉与软土混合为混合软土填入桩孔。
所述导向护筒内植入管底开口的高强预应力管桩，该高强预应力管桩进入嵌岩钻凿岩层的深度，部分混合软土进入该管底开口的高强预应力管桩内。
所述下部旋转动力头套入所述导向护筒的上口上拔，拔出地面即成桩。
与现有技术相比，本发明的优点在于：管桩具有较高承载力；其次，施工效率大为提高，又可降低工程成本；其三是施工过程中不会产生废弃泥浆对周围环境的污染。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例成桩程序示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～图2所示，本实施例具体地采用如下结构：它包括连接有螺旋钻杆6的上部旋转动力头2，该螺旋钻杆6呈管状并顺时针方向旋转；该螺旋钻杆6又穿过下部旋转动力头3进入导向护筒1的筒内；
上部旋转动力头2连接螺旋钻杆6顺时针旋转，下部旋转动力头3带动导向护筒1逆时针旋转；将导向护筒埋入土层深度4～5米终止，螺旋钻杆6贯穿下部旋转动力头3后与潜孔锤4及合金嵌岩钻头5相连接；
合金嵌岩钻头5的直径要大于植入高强预应力管桩20直径的80～100毫米，而导向护筒10的内径要大于合金嵌岩钻头5直径的50毫米；而螺旋钻杆6管内设有高压气管8并与潜孔锤4接通；
上部旋转动力头2带动嵌岩钻头5沿顺时针旋转穿过导向护筒与土体直至岩石层切削岩层，同时压力为2.4Mpa的压缩空气进入潜孔锤4，高频高压锤击岩层凿岩，达到超强嵌岩的能力。旋压施工沉入土层达到设计深度，完成嵌岩施工。
达到嵌岩深度的桩孔内，沿着导向护筒植入底开口的高强预应力管桩20，因合金嵌岩钻头5的直径比高强预应力管桩的外径大80～100毫米，而合金嵌岩钻头5巳为高强预应力管桩20穿越土层时扫清障碍，高强预应力管桩20沿着导向护筒可顺利进入设计要求的嵌岩深度；
高强预应力管桩20穿越软土层时，因上部旋转动力头2带动嵌岩钻头5上拔时带出的转凿产生的石屑与石粉，因螺旋上拔石屑、石粉与软土混合为混合土21，除了进入管桩内，同时也填满桩孔；拔出导向护筒，完成旋压凿岩植入嵌岩预应力管桩。
本实施例具体成桩步骤是：
第一步，桩机就位，带合金嵌岩钻头的螺旋钻杆落地对准设计桩位，校正垂直；
第二步，下部旋转动力头3带动导向护筒1沿逆时针旋转，埋入土层4～5米为止，使得导向护筒产生导向效果；上部旋转动力头2连接螺旋钻杆6带动潜孔锤4与嵌岩钻头5沿顺时针旋转；同时，螺旋钻杆6的管内接通压缩空气管8，并使潜孔锤在2.4MPa压力下进行凿岩施工；上部旋转动力头带动嵌岩钻头沿顺时针方向旋转切削岩层，与高压空气的潜孔锤4的快速凿岩，形成钻与凿的组合动作，达到超强嵌岩的能力，达到快速穿越卵石层、碎石层及嵌入设计要求与深度的岩石层；
第三步，从导向护筒内拔出上旋转动力头2连接的螺旋钻杆6、潜孔锤4与嵌岩钻头5；下部旋转动力头3脱离导向护筒1的上口，嵌岩钻头钻入岩层的石骨屑与潜孔锤冲凿岩层的石粉上软土混合为混合软土21填入桩孔。
第四步，在导向护筒内植入管底开口的高强预应力管桩20，高强预应力管桩的外壁与桩孔的内壁间隙有40～50毫米，便于高强预应力管桩20进入嵌岩的深度，部分混合软土21进入管底开口的高强预应力管桩20内。
第五步，下部旋转动力头3套入导向护筒的上口上拔，拔出地面进入下一个桩位施工。
Claims (1)
1.一种旋压凿岩植入嵌岩预应力管桩，包括连接有螺旋钻杆(6)的上部旋转动力头(2)，该螺旋钻杆呈管状，该螺旋钻杆又穿过下部旋转动力头(3)，该下部旋转动力头的底部设有管接头(7)，该管接头与导向护筒(1)套接；所述螺旋钻杆(6)贯穿所述下部旋转动力头(3)后与潜孔锤(4)及合金嵌岩钻头(5)相连接，
所述螺旋钻杆(6)管内设有高压气管(8)，该高压空气管(8)接通所述潜孔锤(4)，所述下部旋转动力头(3)设有出土口(9)，该出土口(9)与所述导向护筒(1)的管孔连通，所述管桩的桩孔内，沿着所述导向护筒(1)植入底开口的高强度预应力管桩(20)，其特征在于，该旋压凿岩植入嵌岩预应力管桩的成桩步骤是：
第一步，桩机就位，带合金嵌岩钻头的所述螺旋钻杆(6)落地对准设计桩位，校正垂直；
第二步，所述下部旋转动力头(3)带动所述导向护筒(1)沿逆时针旋转，埋入土层4～5米为止，使得所述导向护筒(1)产生导向效果；所述上部旋转动力头(2)连接所述螺旋钻杆(6)带动所述潜孔锤与所述嵌岩钻头沿顺时针旋转；同时，所述螺旋钻杆的管内接通压缩空气管，并使所述潜孔锤(4)在2.4MPa压力下进行凿岩施工，所述上部旋转动力头(2)带动所述嵌岩钻头(5)沿顺时针方向旋转切削岩层，与所述潜孔锤的快速凿岩，形成钻与凿的组合动作，达到快速穿越卵石层、碎石层及岩石层；
第三步，从所述导向护筒(1)内拔出所述螺旋钻杆(6)、潜孔锤(4)与嵌岩钻头(5)；所述下部旋转动力头(3)脱离所述导向护筒(1)的上口，所述嵌岩钻头钻入岩层的石骨屑与所述潜孔锤冲凿岩层的石粉与软土混合为混合软土填入桩孔；
第四步，在所述导向护筒(1)内植入管底开口的所述高强预应力管桩(20)，该高强预应力管桩进入嵌岩深度，部分混合软土进入该管底开口的高强预应力管桩内；
第五步，所述下部旋转动力头(3)套入所述导向护筒(1)的上口上拔，拔出地面即成桩。
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