CN113737802A - 一种扩大头施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩大头施工方法，涉及一种施工方法，包括准备多根钢丝绳，在预制孔孔底安装喷浆装置和导向装置，在导向装置内放入一根钢丝绳，驱动导向装置内钢丝绳的顶端旋转下行，使导向装置内钢丝绳的底端呈水平且绕轴旋转的状态排出导向装置底端，直至钢丝绳的顶端处于导向装置底端内，钢丝绳顶端仅旋转，同时令供浆装置动作切割其前方土体，喷出时长达目标时长后停止供浆，同时驱动装置不再驱动钢丝绳顶端动作；高压浆液凝固时，令驱动装置仅驱动钢丝绳顶端下行，使得钢丝绳的顶端完全排出导向装置；施工完成的钢丝绳及其外围凝固的高压浆液形成底部横梁结构；重复施工，形成多个底部横梁结构；本发明能够有效形成底部横梁式的扩大头。

Description

一种扩大头施工方法

技术领域

本发明涉及一种施工方法，尤其涉及一种施工桩底扩大头的方法。

背景技术

传统桩底扩大头多用于抗拔，主要通过可伸缩的设备等在桩底进行括径，形成底端外径大于上部桩体外径的扩大头结构，从而形成抗拔效果。

但是传统的扩大头施工设备一方面尺寸较大，不利于小孔径的桩的施工，另一方面可伸缩设备处于桩底施工时多为旋转施工，对施工设备材料要求抗剪强度高，导致设备制造难度大；其次，形成的扩大头均呈圆柱形，同时形成的扩大头尺寸相比于桩体尺寸仅略大，抗拔效果差；其次，施工大孔径的扩大头时其对设备的尺寸需求较大，增加了设备制造成本，同时对设备强度要求更高。

因此，提供一种施工成本低，能够适用小孔径且抗拔效果好的扩大头施工方法是急需解决的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种扩大头施工方法，以解决现有技术中扩大头施工成本高、不适用小孔径的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种扩大头施工方法，包括以下步骤：

步骤1、预先施工预制孔；

步骤2、布设设备；

根据需要准备多根外径不小于3cm的钢丝绳，在预制孔孔底活动安装喷浆装置和用于容纳一根钢丝绳并可对其内钢丝绳导向的导向装置，在地表布置可驱动导向装置内钢丝绳顶端旋转下行的驱动装置及为喷浆装置提供高压浆液的供浆装置；

步骤3、在导向装置内放入一根钢丝绳，令驱动装置动作，驱动导向装置内钢丝绳的顶端旋转下行，导向装置动作令处于其内钢丝绳的底端在其顶端的带动下呈水平且绕轴旋转的状态排出导向装置底端，钢丝绳中排出导向装置的部分的前端呈绕轴旋转并沿其轴水平向外的向预制孔外土体内旋钻；

步骤4、令钢丝绳主体部分逐步从导向装置的底端排出，直至钢丝绳的顶端处于导向装置底端内，然后驱动装置不再为钢丝绳提供下行力仅令钢丝绳顶端旋转，同时令供浆装置动作，使喷浆装置喷出高压浆液切割其前方土体，且高压浆液喷出方向与当前钢丝绳底端旋钻方向相同，在高压浆液喷出量达到目标量后令供浆装置停止供浆，同时驱动装置不再驱动钢丝绳顶端动作；

步骤5、待喷浆装置喷出的高压浆液凝固时，令驱动装置仅驱动钢丝绳顶端下行，使得钢丝绳的顶端完全排出导向装置；驱动装置复位，调整导向装置的底端朝向后固定；施工完成的钢丝绳及其外围凝固的高压浆液形成底部横梁结构；

步骤6、重复步骤3-5，施工其它的钢丝绳，形成多个底部横梁结构；

步骤7、拆除驱动装置、导向装置和喷浆装置，对预制孔底部进行注浆，令所有钢丝绳未凝固在对应底部横梁内的部分共同凝固在预制孔底注浆形成的底部桩头结构内，底部桩头与所有底部横梁构成底部扩大头结构。

进一步，步骤3和4中钢丝绳的旋转方向均为钢丝绳的拧紧方向，并令该旋转方向为正转。

进一步，在步骤4中驱动装置不再为钢丝绳提供下行力仅令钢丝绳顶端旋转中仅令钢丝绳顶端旋转的操作具体为：先进行目标时长的反转再进行目标时长的正转。

进一步，将导向装置底端导出钢丝绳底端时钢丝绳底端呈水平绕轴旋转的状态更改为倾斜向上并绕轴旋转的状态。

进一步，所述钢丝绳至少为两个，且为两根时形成的两个底部横梁关于预制孔轴线对称设置，两根以上时形成的底部横梁绕预制孔轴线均匀分布。

进一步，所述导向装置具体由竖向管、导向管和伸缩撑壁装置构成，所述竖向管的外壁上绕其轴均匀安装有多个伸缩撑壁装置，所述竖向管的底部连通有所述导向管，且所述导向管的底端为水平状，并满足在外力驱动设于导向管内的钢丝绳顶端旋转向下时可令钢丝绳底端呈水平且绕轴旋转的状态排出导向管的底端，所述驱动装置具体由驱动杆、可带动驱动杆旋转下行的驱动机和多节驱动件构成，所述驱动机设置在预制孔所在地表，所述驱动机与驱动杆顶端活动连接，所述多节驱动件由多个驱动块自上而下依次铰接而成，所述驱动杆的底端插入所述竖向管内并与处于最上方的所述驱动块活动连接，每个所述钢丝绳的顶端均安装有顶部横截面为方形的连接件，处于最下方的驱动块底部开设有用于嵌置连接件顶端的嵌置槽，所述竖向管的长度不小于一根钢丝绳和多节驱动件的长度之和。

进一步，所述注浆装置具体为套设在所述导向管底端外侧的注浆套管，所述注浆套管内设有与供浆装置通过管道连接的注浆空间，所述注浆套管临近所述钢丝绳底端导出方向的侧壁上绕其轴均匀开设有与注浆空间连通的注浆孔。

进一步，所述钢丝绳上还焊接有多条长条状毛刺，且每个所述毛刺外端朝向钢丝绳顶端倾斜设置，所述钢丝绳底端上安装有与其同轴分布的钻头，且所述钻头的旋进方向与钢丝绳拧紧方向相同。

进一步，所述伸缩撑壁装置具体由电动菱形伸缩架和撑板构成，所述电动菱形伸缩架的固定端与所述竖向管的外壁固定连接，所述电动菱形伸缩架的动作端与撑板连接。

进一步，所述导向管的底端倾斜向上，将预制孔替换为预制桩。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明提供的一种扩大头施工方法，能够有效实现小孔径的扩大头制备，同时设备制造成本低；避免了传统伸缩设备旋转形成扩大头的缺陷；可形成底部横梁结构，抗拔效果佳。

附图说明

图1为实施例提供的一种扩大头施工方法步骤1中预制孔施工完成后的结构示意图；

图2为实施例提供的一种扩大头施工方法步骤2和3施工完成后预制孔中设备结构示意图；

图3为实施例提供的一种扩大头施工方法步骤4施工完成后预制孔中设备结构示意图；

图4为实施例提供的一种扩大头施工方法步骤5施工完成后预制孔中设备结构示意图；

图5为实施例提供的一种扩大头施工方法步骤6和7施工完成后预制孔底形成的扩大头结构示意图。

图中：1、钢丝绳；2、竖向管；3、导向管；4、驱动杆；5、驱动机；6、多节驱动件；7、连接件；8、嵌置槽；9、注浆套管；10、供浆装置；11、毛刺；12、钻头；13、电动菱形伸缩架；14、撑板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

结合附图1-5，本实施例提供一种扩大头施工方法，具体包括以下步骤：

步骤1、如图1，预先施工预制孔；也可替换为预制桩，本实施例的目的在于在预制孔或预制桩的底部形成起到抗拔作用的扩大头，从而提高成桩的稳定性。

步骤2、布设设备；

具体的，如图2，根据需要准备多根外径不小于3cm的钢丝绳1，钢丝绳1本身具有一定的硬度和连接强度，在预制孔孔底活动安装有喷浆装置和用于容纳并可对钢丝绳1导向的导向装置，在地表布置可驱动导向装置内钢丝绳1的驱动装置及为喷浆装置提供高压浆液的供浆装置10；

其中，本实施例中钢丝绳1的目的一方面在于令其在预制孔底部形成水平方向的钻探能力，即在钢丝绳1呈水平设置并由一端施加轴向前进力和绕轴的旋转力时，其能够沿轴向向前旋进，而不会过早的发生弯折，因此需要其具有一定的抗弯强度，在本实施例中令钢丝绳1的外径不小于3cm，另一方面钢丝绳1本身具有弹性，在后期能够起到加筋效果；为了令钢丝绳1能够由竖直状态变为水平状态，在本实施例中设置有导向装置，为了对处于导向装置内的钢丝绳1施加旋转向下的力，还设置有驱动装置；为了便于对后期钢丝绳1形成水平孔注浆固结形成底部横梁，本实施例中设置有喷浆装置及设于地表与喷浆装置连接的供浆装置10。

步骤3、如图2，在导向装置内放入一根钢丝绳1，令驱动装置动作，驱动导向装置内钢丝绳1的顶端旋转下行，导向装置动作令处于其内钢丝绳1的底端呈水平且绕轴旋转的状态排出其底端，排出的钢丝绳1底端呈水平状态向预制孔外土体内旋钻；

即，令钢丝绳1在被限位的条件下，能够实现底端呈水平且绕轴旋转的状态排出导向装置出现在预制孔的底部，并逐渐向其前方土体旋钻，实现前述水平向前旋钻的目的，并且导向装置底端外侧为土体，则钢丝绳1的底端呈水平且绕轴旋转的状态导出导向装置内后，初始时受导出尺寸的限制其导出部分强度最大，不会弯折，则导出部分的前端会在后方轴向力和绕轴旋转力的驱动下旋钻进前方土体内，为后继的导出部分提供前进通道，同时通道外围的土体也会对其进行限位保障其前进的方向，从而形成稳定向前的前进通道；

步骤4、如图3，持续令钢丝绳1底端呈水平且绕轴旋的转状态从导向装置的底端排出，直至钢丝绳1的顶端处于导向装置的底端内，然后驱动装置仅驱动钢丝绳1顶端旋转，同时令供浆装置10动作，使喷浆装置喷出高压浆液切割其前方土体，且高压浆液喷出方向与当前钢丝绳1底端旋钻方向相同，在高压浆液喷出量达到目标量后令供浆装置10停止供浆，同时驱动装置不再驱动钢丝绳1顶端旋转；

即，钢丝绳1底端向前旋钻形成的前进通道达到目标长度也即底部横梁的目标长度，喷浆装置喷出高压浆液切割其前方土体，且喷出方向与钢丝绳1旋钻方向相同，使得切割的土体处于钢丝绳1的外围，进而达到扩孔的效果，同时钢丝绳1的持续旋转而不再前进，使得钢丝绳1本身会向外发散旋转，从而进一步起到扩孔效果，高压浆液可冲出被切割的土体，喷出量达到目标值后，钢丝绳1不再旋转，从而等待固结。

步骤5、如图4，待喷浆装置喷出的高压浆液凝固时，令驱动装置仅驱动钢丝绳1顶端下行，使得钢丝绳1的顶端完全排出导向装置的底端；驱动装置复位，调整导向装置的底端朝向后固定其当前位置；施工完成的钢丝绳1及其外围凝固的高压浆液形成底部横梁结构；

即钢丝绳1及其外围的浆液固结后形成底部横梁结构，同时将处于导向装置内的钢丝绳1顶端排出后，可有效进行下一个钢丝绳1的施工。

步骤6、重复步骤3-5，施工其它的钢丝绳1，形成多个底部横梁结构；

步骤7、如图5，拆除驱动装置、导向装置和喷浆装置，对预制孔底部进行注浆，令所有钢丝绳1未凝固在对应底部横梁内的部分共同凝固在预制孔底注浆形成的底部桩头结构内，底部桩头与所有底部横梁构成底部扩大头结构。

即，多个底部横梁中钢丝绳1未固结在混凝土内的部分与预制孔底的底部桩头固结在一起，从而可有效连接底部横梁与底部桩头，从而达到形成扩大头的目的。

特别的，在步骤3和4中钢丝绳1的旋转方向均为钢丝绳1的拧紧方向，并令该旋转方向为正转，保障钢丝绳1底端向前旋钻时的强度，可降低钢丝绳1外漏部分的弯折程度。

特别的，在步骤4中驱动装置不再为钢丝绳1提供下行力仅令钢丝绳1顶端旋转中仅令钢丝绳1顶端旋转的操作具体为：先进行目标时长的反转再进行目标时长的正转。

即钢丝绳1旋钻至目标长度后，进行反转可令钢丝绳1整体呈松散状态，扩大了其外径，并且可切割其外围的土体，达到扩孔效果，辅助高压浆液，可进一步提高扩孔效果，反转时长达标后进行目标时长的正转，目的在于收拢过于松散的钢丝绳1，使其收拢至较佳的固结形态，从而避免过度松散导致底部横梁强度降低的缺陷。

特别的，将导向装置底端导出钢丝绳1底端时钢丝绳1底端呈水平绕轴旋转的状态更改为倾斜向上并绕轴旋转的状态。

即钢丝绳1底端导出时可由水平状态变为倾斜向上的状态，从而形成的底部横梁可呈倾斜向上的状态，其抗拔效果更佳。

特别的，所述钢丝绳1至少为两根，且为两根时形成的两个底部横梁关于预制孔轴线对称设置，其与预制孔成桩后形成倒T字型结构，起到抗拔作用；两根以上时形成的底部横梁绕预制孔轴线均匀分布，形成伞形结构，起到抗拔作用。

特别的，所述导向装置具体由竖向管2、导向管3和伸缩撑壁装置构成，所述竖向管2的外壁上绕其轴均匀安装有多个伸缩撑壁装置，所述竖向管2的底部连通有所述导向管3，且所述导向管3的底端为水平状，结合附图，竖向管2内径及导向管3内径均略大于钢丝绳1，从而便于导向，导向管3呈弧形且底端为水平状，从而便于改变钢丝绳1底端方向，导向管3的强度满足在外力驱动设于导向管3内的钢丝绳1顶端旋转向下时可令钢丝绳1底端呈水平且绕轴旋转的状态排出导向管3的底端，所述驱动装置具体由驱动杆4、多节驱动件6、可带动驱动杆4旋转下行的驱动机5构成，所述驱动机5设置在预制孔所在地表，所述驱动机5与驱动杆4顶端活动连接，所述多节驱动件6由多个驱动块自上而下依次铰接而成，所述驱动杆4的底端插入所述竖向管2内并与处于最上方的所述驱动块活动连接，每个所述钢丝绳1的顶端均安装有顶部横截面为方形的连接件7，处于最下方的驱动块底部开设有用于嵌置连接件7顶端的嵌置槽8，所述竖向管2的长度不小于一根钢丝绳1和多节驱动件6的长度之和。

其中，竖向管2长度不小于多节驱动件6和一个钢丝绳1长度之和的设置，使得通过竖向管2依次放入钢丝绳1和多节驱动件6后便可，然后通过驱动杆4下压多节驱动件6便可下压钢丝绳1进入导向管3内，从而不用人工将钢丝绳1下压进入导向管3，便于设备的操作；通过多个伸缩撑壁装置将竖向管2固定在预制孔底后，令导向管3的底端临近预制孔底部侧壁，使得钢丝绳1底端导出导向管3时便直接与土体接触，从而便于旋钻。

特别的，所述注浆装置具体为套设在所述导向管3底端外侧的注浆套管9，所述注浆套管9内设有与供浆装置10通过管道连接的注浆空间，所述注浆套管9临近所述钢丝绳1底端导出方向的侧壁上绕其轴均匀开设有与注浆空间连通的注浆孔。

特别的，为了增加所形成底部横梁的强度，所述钢丝绳1上还焊接有多条长条状毛刺11，且每个所述毛刺11外端朝向钢丝绳1顶端倾斜设置，从而便于由导向管3内导出；其次，所述钢丝绳1底端上安装有与其同轴分布的钻头12，且所述钻头12的旋进方向与钢丝绳1拧紧方向相同，从而便于钢丝绳1的旋钻。

特别的，所述伸缩撑壁装置具体由电动菱形伸缩架13和撑板14构成，所述电动菱形伸缩架13的固定端与所述竖向管2的外壁固定连接，所述电动菱形伸缩架13的动作端与撑板14连接。

特别的，为了进一步增加形成扩大头的强度，可以通过调整导向装置竖直方向上的位置，使得同一竖直方向上，自上而下的形成多层底部横梁结构，多层底部横梁结构由分别与中部的底部桩头结构连接，从而可有效增强扩大头的强度。

特别的，为了便于被切割的土体的排出及降低被切割土体对底部横梁形成的影响，在本实施例中于预制孔或预制桩底部还下挖有预存孔，即在预制孔底部提前挖掘一定深度，形成预存孔，以存留后期的被切割土体。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扩大头施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、预先施工预制孔；

步骤2、布设设备；

根据需要准备多根外径不小于3cm的钢丝绳，在预制孔孔底活动安装喷浆装置和用于容纳一根钢丝绳并可对其内钢丝绳导向的导向装置，在地表布置可驱动导向装置内钢丝绳顶端旋转下行的驱动装置及为喷浆装置提供高压浆液的供浆装置；

步骤3、在导向装置内放入一根钢丝绳，令驱动装置动作，驱动导向装置内钢丝绳的顶端旋转下行，导向装置动作令处于其内钢丝绳的底端在其顶端的带动下呈水平且绕轴旋转的状态排出导向装置底端，钢丝绳中排出导向装置的部分的前端呈绕轴旋转并沿其轴水平向外的向预制孔外土体内旋钻；

步骤4、令钢丝绳主体部分逐步从导向装置的底端排出，直至钢丝绳的顶端处于导向装置底端内，然后驱动装置不再为钢丝绳提供下行力仅令钢丝绳顶端旋转，同时令供浆装置动作，使喷浆装置喷出高压浆液切割其前方土体，且高压浆液喷出方向与当前钢丝绳底端旋钻方向相同，在高压浆液喷出量达到目标量后令供浆装置停止供浆，同时驱动装置不再驱动钢丝绳顶端动作；

步骤5、待喷浆装置喷出的高压浆液凝固时，令驱动装置仅驱动钢丝绳顶端下行，使得钢丝绳的顶端完全排出导向装置；驱动装置复位，调整导向装置的底端朝向后固定；施工完成的钢丝绳及其外围凝固的高压浆液形成底部横梁结构；

步骤6、重复步骤3-5，施工其它的钢丝绳，形成多个底部横梁结构；

步骤7、拆除驱动装置、导向装置和喷浆装置，对预制孔底部进行注浆，令所有钢丝绳未凝固在对应底部横梁内的部分共同凝固在预制孔底注浆形成的底部桩头结构内，底部桩头与所有底部横梁构成底部扩大头结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3和4中钢丝绳的旋转方向均为钢丝绳的拧紧方向，并令该旋转方向为正转。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤4中驱动装置不再为钢丝绳提供下行力仅令钢丝绳顶端旋转中仅令钢丝绳顶端旋转的操作具体为：先进行目标时长的反转再进行目标时长的正转。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将导向装置底端导出钢丝绳底端时钢丝绳底端呈水平绕轴旋转的状态更改为倾斜向上并绕轴旋转的状态。

5.根据权利要求3或4任意所述的方法，其特征在于，所述钢丝绳至少为两个，且为两根时形成的两个底部横梁关于预制孔轴线对称设置，两根以上时形成的底部横梁绕预制孔轴线均匀分布。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述导向装置具体由竖向管、导向管和伸缩撑壁装置构成，所述竖向管的外壁上绕其轴均匀安装有多个伸缩撑壁装置，所述竖向管的底部连通有所述导向管，且所述导向管的底端为水平状，并满足在外力驱动设于导向管内的钢丝绳顶端旋转向下时可令钢丝绳底端呈水平且绕轴旋转的状态排出导向管的底端，所述驱动装置具体由驱动杆、可带动驱动杆旋转下行的驱动机和多节驱动件构成，所述驱动机设置在预制孔所在地表，所述驱动机与驱动杆顶端活动连接，所述多节驱动件由多个驱动块自上而下依次铰接而成，所述驱动杆的底端插入所述竖向管内并与处于最上方的所述驱动块活动连接，每个所述钢丝绳的顶端均安装有顶部横截面为方形的连接件，处于最下方的驱动块底部开设有用于嵌置连接件顶端的嵌置槽，所述竖向管的长度不小于一根钢丝绳和多节驱动件的长度之和。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述注浆装置具体为套设在所述导向管底端外侧的注浆套管，所述注浆套管内设有与供浆装置通过管道连接的注浆空间，所述注浆套管临近所述钢丝绳底端导出方向的侧壁上绕其轴均匀开设有与注浆空间连通的注浆孔。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述钢丝绳上还焊接有多条长条状毛刺，且每个所述毛刺外端朝向钢丝绳顶端倾斜设置，所述钢丝绳底端上安装有与其同轴分布的钻头，且所述钻头的旋进方向与钢丝绳拧紧方向相同。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述伸缩撑壁装置具体由电动菱形伸缩架和撑板构成，所述电动菱形伸缩架的固定端与所述竖向管的外壁固定连接，所述电动菱形伸缩架的动作端与撑板连接。

10.根据权利要求7-9任意所述的方法，其特征在于，所述导向管的底端倾斜向上，将预制孔替换为预制桩。

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