CN104032730A - 三角梅花形钻孔桩及成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垂直度好、抗倾斜能力好、具有满负荷承载能力的三角梅花形钻孔桩及成形方法，包括混凝土钻孔桩，所述混凝土钻孔桩的两端面及桩身由三朵梅花花瓣相连构成。优点：一是三角分布的梅花型水泥钻孔桩由于桩基的承载面积大、承载支撑点呈三角形分布，因而桩基的稳定性好；二是当三角形梅花花瓣构成的桩身处于软土地基时，其夹角相等的三朵梅花花瓣桩身犹如三柱凸起顶柱作用在软土地基壁上，确保了水泥土桩在软土地基中不倾斜、垂直竖立。

Description

三角梅花形钻孔桩及成形方法

技术领域

本发明涉及一种垂直度好、抗倾斜能力好、具有满负荷承载能力的三角梅花形钻孔桩及成形方法，属水泥钻孔桩制造领域。

背景技术

CN1632233 A、名称“双向搅拌桩的成桩操作方法”，a：整平场地； b：双向搅拌桩机定位：起重机悬吊搅拌机到指定桩位并对中； c：搅拌下沉：启动双向搅拌桩机，使双向搅拌桩机钻杆沿导向架向下切土，开启送浆泵，向土体喷水泥浆，双向搅拌桩机钻杆上分别正、反向旋转 的叶片同时旋转搅拌水泥土； d：双向搅拌桩机钻杆持续下沉并搅拌水泥土，直到设计深度； e：搅拌提升的同时，双向搅拌桩机钻杆上正反向旋转的叶片继续搅拌水泥土； f：提升、搅拌到地表或设计标高以上50cm，完成双向搅拌混凝土钻孔桩的施工。其不足之处：一是背景技术成型的桩仍为单柱水泥土桩，处于软土地基的单柱水泥土桩由于桩基面积小、桩四周土质稀软、垂直靠撑力不足以支撑单柱水泥土桩保持垂直，因而极易造成所成型的单柱水泥土桩发生倾斜而报废；二是由于单柱水泥土桩中水泥浆与土的搅拌为同向搅拌，无法使水泥浆与土之间的混合无法达到均匀，因而势必造成所成型的单柱水泥土桩桩身强度低。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种垂直度好、抗倾斜能力好、具有满负荷承载能力的三角梅花形钻孔桩及成形方法。

设计方案：为了实现上述设计目的。1、混凝土钻孔桩的两端面及桩身由三朵梅花花瓣相连构成的设计，是本发明的技术特征之一。这样设计的目的在于：由于本申请的混凝土钻孔桩的桩基（桩端面）呈三角梅花形、桩身由夹角相互相等的三朵梅花花瓣构成的整体结构，不仅桩基的支撑面大、呈三角形稳定支撑，而且处于软土中的桩身由于形成的是三角鼎足相互支撑，因而有效地解决了单柱水泥土桩极易倾斜的缺陷。2、三轴钻杆钻头通过控制器的控制，使三轴钻杆之间以相互相反的方向转动的设计，是本发明的技术特征之二。这样设计的目的在于：这样设计的目的在于：由于三轴钻杆呈三角形分布，并且三角形分布的三轴钻杆之间的钻孔孔径半径之间相互重叠、形成三瓣相互连通的三角形梅花桩孔，该三瓣相互连通的三角形梅花桩孔所成形的搅拌桩，其三角形梅花桩基中的三瓣桩身之间形成觕角之撑，提高了桩基的稳定性，而三瓣三角形梅花桩身又极大地增大了桩身与土层之间的接触面积，不仅提高了桩的承载能力，而且增强了桩身的稳定性。3、三朵梅花混凝土钻孔桩桩身上的有多圈凸起部之间呈间距分布的设计，是本发明的技术特征之三。这样设计的目的在于：在三朵梅花混凝土钻孔桩桩身的间距设有环向凸起，既犹如桩身的加强筋，又犹如一圈支撑台，不仅增大了桩身与地基间的摩擦系数，有效地提设桩身的承载力，而且使桩的承载强度得到了有效地提高。

技术方案1：一种三角梅花形钻孔桩，包括混凝土钻孔桩，所述混凝土钻孔桩的两端面及桩身由三朵梅花花瓣相连构成。

技术方案2：一种三角梅花形钻孔桩的成形方法，（一）准备阶段:（1）桩位放样：测量人员将三角梅花形钢管打入强风化层作为定位桩；（2）将吊装工字钢焊接的钢围堰导向桩与定位桩分层联结固定，确保导向框位置准确；（3）插打三角梅花形钢护筒，护筒下沉深度穿过覆盖层；（4）插打钢板桩围堰，直至穿过覆盖层为止；（二）钻孔阶段:（1）安设三轴钻机，使三轴钻杆中心重合，其水平位移及倾斜度误差按规范要求调整；（2）用三轴冲击钻钻孔时，应待相邻孔位上已灌注好的混凝土凝固并已达到一定强度时，才能开钻；（3）三轴钻孔过程采用正循环回转钻进施工技术，在黏土层，适当少投泥土，靠钻进自行造浆，在砂土层则加大泥浆浓度固壁，三轴钻进速度始终和泥浆排出量相适应；（4）三角梅花孔内始终保持0.2kg/cm2的静水压力，三角形护筒内水位始终高于水库水位，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和稠度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求；（5）钻进过程随时留取渣样，每米不少于1组，在离设计标高1.0～1.5m范围内，每30cm留1组，每根桩渣样不少于3组；（三）清孔阶段：（1）钻孔结束后，将三轴钻头提至距孔底的0.2-O.3m处，使之空转，然后将残存在孔底的钻渣吸出；（3）当三角梅花形钢筋笼下沉固定后，再次复检孔深和沉渣厚度，若沉渣超标，用导管中附属的风管再次清孔，直至全部符合设计要求和工艺标准；（四）灌注混凝土：清完孔之后，将预制的三角梅花形钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象，混凝土连续灌注到三角梅花形孔顶且等其凝固即得三角梅花形钻孔桩。

本发明与背景技术相比，一是三角分布的梅花型水泥钻孔桩由于桩基的承载面积大、承载支撑点呈三角形分布，因而桩基的稳定性好； 二是当三角形梅花花瓣构成的桩身处于软土地基时，其夹角相等的三朵梅花花瓣桩身犹如三柱凸起顶柱作用在软土地基壁上，确保了水泥土桩在软土地基中不倾斜、垂直竖立。

附图说明

图1是混凝土钻孔桩的立体结构示意图。

图2是带有环形凸起部的混凝土钻孔桩的立体结构示意图。

图3是混凝土钻孔桩的俯视结构示意图。

具体实施方式

实施例1：参照附图1。一种三角梅花形钻孔桩，包括混凝土钻孔桩1，所述混凝土钻孔桩1的两端面及桩身2由三朵梅花花瓣相连构成。三朵梅花花瓣之间的夹角相等或不相等。混凝土钻孔桩1中的钢筋笼3呈三角形梅花形。

实施例2：参照附图2和3。在上述实施例1的基础上，三朵梅花混凝土钻孔桩1桩身2有多圈凸起部4。位于三朵梅花混凝土钻孔桩1桩身2上的有多圈凸起部4之间呈间距分布。

实施例3：在上述实施例的基础上，一种三角梅花形钻孔桩的成形方法，（一）准备阶段:（1）桩位放样：测量人员将三角梅花形钢管打入强风化层作为定位桩；（2）将吊装工字钢焊接的钢围堰导向桩与定位桩分层联结固定，确保导向框位置准确；（3）插打三角梅花形钢护筒，护筒下沉深度穿过覆盖层；钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。（4）插打钢板桩围堰，直至穿过覆盖层为止；（5）钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成，具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用，调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。（二）钻孔阶段：（1）安设三轴钻机，使三轴钻杆中心重合，其水平位移及倾斜度误差按规范要求调整；（2）用三轴冲击钻钻孔时，应待相邻孔位上已灌注好的混凝土凝固并已达到一定强度时，才能开钻；（3）三轴钻孔过程采用正循环回转钻进施工技术，在黏土层，适当少投泥土，靠钻进自行造浆，在砂土层则加大泥浆浓度固壁，三轴钻进速度始终和泥浆排出量相适应；（4）三角梅花孔内始终保持0.2kg/cm2的静水压力，三角形护筒内水位始终高于水库水位，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和稠度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求；（5）钻进过程随时留取渣样，每米不少于1组，在离设计标高1.0～1.5m范围内，每30cm留1组，每根桩渣样不少于3组；（三）清孔阶段: 钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直曲。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深孔、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。故：（1）钻孔结束后，将三轴钻头提至距孔底的0.2-0.3m处，使之空转，然后将残存在孔底的钻渣吸出；（3）当三角梅花形钢筋笼下沉固定后，再次复检孔深和沉渣厚度，若沉渣超标，用导管中附属的风管再次清孔，直至全部符合设计要求和工艺标准；（4）灌注水下混凝土：清完孔之后，将预制的三角梅花形钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，由于导管下端壁上固有电动振动棒，因此在灌注时混凝土边灌注、边振动，使混凝土连续在振动中灌注到三角梅花形孔顶且等其凝固即得三角梅花形钻孔桩，灌注时不要中断，否则易出现断桩现象。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种三角梅花形钻孔桩，包括混凝土钻孔桩（1），其特征是：所述混凝土钻孔桩（1）的两端面及桩身（2）由三朵梅花花瓣相连构成。

2.根据权利要求1所述的三角梅花形钻孔桩，其特征是：三朵梅花花瓣之间的夹角相等或不相等。

3.根据权利要求1所述的三角梅花形钻孔桩，其特征是：三朵梅花混凝土钻孔桩（1）桩身（2）有多圈凸起部（4）。

4.根据权利要求3所述的三角梅花形钻孔桩，其特征是：位于三朵梅花混凝土钻孔桩（1）桩身（2）上的有多圈凸起部（4）之间呈间距分布。

5.根据权利要求1所述的三角梅花形钻孔桩，其特征是：混凝土钻孔桩（1）中的钢筋笼（3）呈三角形梅花形。

6.一种三角梅花形钻孔桩的成形方法，其特征是：

（一）准备阶段

（1）桩位放样：测量人员将三角梅花形钢管打入强风化层作为定位桩；

（2）将吊装工字钢焊接的钢围堰导向桩与定位桩分层联结固定，确保导向框位置准确；

（3）插打三角梅花形钢护筒，护筒下沉深度穿过覆盖层；

（4）插打钢板桩围堰，直至穿过覆盖层为止；

（二）钻孔阶段

（1）安设三轴钻机，使三轴钻杆中心重合，其水平位移及倾斜度误差按规范要求调整；

（2）用三轴冲击钻钻孔时，应待相邻孔位上已灌注好的混凝土凝固并已达到一定强度时，才能开钻；

（3）三轴钻孔过程采用正循环回转钻进施工技术，在黏土层，适当少投泥土，靠钻进自行造浆，在砂土层则加大泥浆浓度固壁，三轴钻进速度始终和泥浆排出量相适应；

（4）三角梅花孔内始终保持0.2kg/cm2的静水压力，三角形护筒内水位始终高于水库水位，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和稠度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求；

（5）钻进过程随时留取渣样，每米不少于1组，在离设计标高1.0～1.5m范围内，每30cm留1组，每根桩渣样不少于3组；

（三）清孔阶段

（1）钻孔结束后，将三轴钻头提至距孔底的0.2-0.3m处，使之空转，然后将残存在孔底的钻渣吸出；

（3）当三角梅花形钢筋笼下沉固定后，再次复检孔深和沉渣厚度，若沉渣超标，用导管中附属的风管再次清孔，直至全部符合设计要求和工艺标准；

（四）灌注混凝土：

清完孔之后，将预制的三角梅花形钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象，混凝土连续灌注到三角梅花形孔顶且等其凝固即得三角梅花形钻孔桩。