CN215290090U - 灌注桩全回转双套管成桩结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及岩溶发育地区灌注桩施工技术领域，公开了灌注桩全回转双套管成桩结构，包括外套管和内套管，内套管配合于外套管中，外套管的内壁与内套管的外壁形成有间隙，内套管套接有调整其与外套管同心同轴布置的定位结构，定位结构位于所述间隙之间，定位结构具有开环口，开环口具有相对设置的第一端面和第二端面；包括调节第一端面与第二端面之间宽度的锁件；外套管及内套管均通过全回转钻机驱动，且钻进施工场地的测量定点桩心形成阶梯孔，阶梯孔下方钻进形成有嵌岩孔，阶梯孔与嵌岩孔相互衔接连通，形成阶梯状的嵌岩桩孔。外套管和内套管的配合钻进形成阶梯状的嵌岩桩孔，使用定位结构可提高内套管与外套管之间的定位精度和降低摩擦力。

Description

灌注桩全回转双套管成桩结构

技术领域

本实用新型涉及岩溶发育地区灌注桩施工技术领域，具体而言，涉及灌注桩全回转双套管成桩结构。

背景技术

近年来，我国社会基础建设的迅速发展，同时在基础建设的过程也面临着多种挑战，如在基坑施工建设中，某些地区是属于喀斯特岩溶发育地区，地层分布极其复杂，存在单层和多层(串珠状)溶洞。

在喀斯特岩溶发育地区进行超长灌注桩施工时容易发生各种施工困扰问题，施工难度极大；面临的施工困扰问题包括双套管钻孔时难以达到同轴定位精度要求，同时斜岩面偏孔纠偏处理难度大，给超深大直径钻进成孔造成极大困难；且受超长套管管壁摩擦阻力大的影响，深长超过80m的护壁套筒起拔极其困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供灌注桩全回转双套管成桩结构，旨在解决现有技术中，在岩溶发育地区进行超长灌注桩施工时，难以达到同轴定位精度要求，超长灌注桩成孔易偏孔，超长套管管壁摩擦阻力大的问题。

本实用新型是这样实现的，灌注桩全回转双套管成桩结构，包括外套管和内套管，所述内套管配合于所述外套管的管孔内，所述外套管的内壁与所述内套管的外壁形成有间隙，所述内套管套接有调整其与所述外套管同心同轴布置的定位结构，所述定位结构位于所述间隙之间，所述定位结构具有开环口，所述开环口具有相对设置的第一端面和第二端面；

包括调节所述第一端面与所述第二端面之间宽度的锁件；

所述外套管及所述内套管均通过全回转钻机驱动，且钻进施工场地的测量定点桩心形成阶梯孔，所述阶梯孔下方通过更换岩钻头钻进形成有嵌岩孔，所述阶梯孔与所述嵌岩孔相互衔接连通，形成阶梯状的嵌岩桩孔。

进一步地，所述定位结构为环形状或半环状或扇环状，所述定位结构主要由加强筋和弹性层构成，所述弹性层设于所述加强筋的两侧；所述加强筋及所述弹性层上形成有若干滑孔，所述滑孔中装配有降低所述外套管内壁与所述内套管外壁之间摩擦力的滚动件，所述滚动件在所述滑孔中呈活动连接关系。

进一步地，所述滑孔以环绕所述定位结构的外侧面而布置，所述滑孔在所述定位结构的外侧面所形成的端口的直径，小于所述滑孔中部形成的直径；所述滚动件为圆球状或椭圆状，所述滚动件的直径小于所述滑孔中部的直径，而大于所述端口的直径。

进一步地，所述滚动件具有部分通过所述端口凸出至所述定位结构的外侧面。

进一步地，所述锁件包括摆动杆和卡件，所述摆动杆活动连接在所述第二端面的侧部，所述卡件从所述第一端面的侧部嵌入所述定位结构内，所述摆动杆通过摆动将其另一端卡接在所述卡件中。

进一步地，所述第一端面及所述第二端面均设有端面凹槽，所述定位结构的上部且靠近所述第二端面的端面凹槽的邻侧，设有活动连接所述摆动杆的支撑台；所述卡件嵌入至所述第一端面的端面凹槽内，所述卡件朝所述定位结构的上部方向设有卡口，所述摆动杆通过摆动将另一端卡接在所述卡口中，且所述摆动杆与所述卡口卡接的一端具有阻挡件，所述阻挡件卡接在所述卡口远离所述摆动杆一侧。

进一步地，所述端面凹槽沿所述第一端面、第二端面与所述定位结构上部的交接直角处内凹开设，所述第一端面、所述第二端面各自所形成的端面凹槽呈相对设置。

进一步地，所述阶梯孔包括自上而下相互衔接的第一阶梯孔、第二阶梯孔及嵌岩孔，所述第一阶梯孔、所述第二阶梯孔及所述嵌岩孔的孔径依次逐渐递减，且呈同心同轴布置；

所述内套管通过所述定位结构调整至与所述外套管同心同轴后，从所述第一阶梯孔的孔底开始钻进，钻进至持力层面停止；

所述岩钻头对准所述第二阶梯孔的孔底中心部钻进，钻进至桩底标高停止。

进一步地，所述嵌岩桩孔的所述第一阶梯孔的深度为50m，宽度为2.6m；所述第二阶梯孔的深度为76m，宽度为2.2m；所述嵌岩孔的深度为4m，宽度为2m。

进一步地，所述定位结构通过所述锁件调节自身直径后，所述定位结构的内壁与所述内套的外壁贴附连接，所述定位结构外侧面的滚动件与所述外套管的内壁相抵接，且当所述内套管相对所述外套管上下活动时，所述滚动件沿所述外套管内壁滑动。

与现有技术相比，本实用新型提供的灌注桩全回转双套管成桩结构，包括外套管和内套管，先通过全回转钻机驱动外套管施工场地测量定点桩心钻进，全回转钻机更换连接内套管，外套管和内套管的配合钻进形成阶梯状的嵌岩桩孔，在内套管外壁上套接有定位结构，将内套管朝外套管中并利用定位结构调整至同心同轴后钻进，实现双套管定位精度要求；在内套管相对外套管上下活动时，通过定位结构的滚动件沿外套管的内壁滑动，以此降低内套管与外套管之间的摩擦力。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的定位结构套接于外套管与内套管之间的示意图；

图2是图1中A处的放大视图；

图3是本实用新型实施例提供的滚动件装配于定位结构上，且滚动件部分凸出滑孔的端口的平面视图；

图4是本实用新型实施例提供的定位结构的俯视图；

图5是图4中B处的放大示意图；

图6是本实用新型实施例提供的嵌岩桩孔的平面剖视图；

图7是本实用新型实施例提供的外套管及内套管位置关系及尺寸示意图；

图8是本实用新型实施例提供的成型变截面的灌注桩的示意图。

图中：100-外套管、200-内套管、300-定位结构、301-加强筋、302-弹性层、303-滑孔、3031-端口、304-滚动件、400-开环口、401-第一端面、402第二端面、403-端面凹槽、500-锁件、501摆动杆、5011-阻挡件、502-卡件、5021-卡口、503-支撑台、600-全回转钻机、700-第一阶梯孔、800-第二阶梯孔、900-嵌岩孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-图8所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

灌注桩全回转双套管成桩结构，包括外套管100和内套管200，内套管200配合于外套管100的管孔内，外套管100的内壁与内套管200的外壁形成有间隙，内套管200套接有调整其与外套管100同心同轴布置的定位结构300，定位结构300位于间隙之间；定位结构300具有开环口400，开环口400具有相对设置的第一端面401和第二端面402,相当于是定位结构300开设开环口400后，留有两个端面，当定位结构300弯曲后，自然地两个端面会呈相对设置的状态。

包括调节第一端面401与第二端面402之间宽度的锁件500，同时也可以通过该锁件500来连接或解开第一端面401和第二端面402。

外套管100及内套管200均通过全回转钻机600驱动，外套管100和内套管200分前后钻进施工场地的测量定点桩心形成阶梯孔，阶梯孔下方通过全回转钻机600更换岩钻头钻进形成有嵌岩孔900，阶梯孔与嵌岩孔900相互衔接连通，形成阶梯状的嵌岩桩孔，嵌岩桩孔中通过灌注混凝土后形成阶梯状的桩身结构。

在实际应用中，全回转钻机600分别驱动外套管100、内套管200及岩钻头钻进形成嵌岩桩孔的具体施工步骤如下：

一)、在施工场地测量定点桩心，吊装全回转钻机600与桩心同轴重合；在施工设备进入施工现场前，先对施工现场进行平整，清除现场土堆，对软土进行夯实；根据现场设计要求及结合图纸的设计要求，计算需要施工开孔打桩的桩中心点坐标具体位置，采用全站仪进行定位，并在桩距2.5m处，设立导向控制线，弹上基线，保证桩位偏差在0.1m内；

二)、按照桩身设计要求，加工多段外套管100及直径小于外套管100直径的内套管200，吊装外套管100与全回转钻机600固定连接，外套管与桩心同轴布置，启动全回转钻机600下压外套管100钻进至设计标高；桩身的桩径设计为2.2m，桩深至少为80m的入岩灌注桩；加工好的首节外套管100约为2.6m，将加工好的首节外套管100吊装并垂直放入到全回转钻机600内，找正桩心，将底部装有特制刀头的外套管100用定位缸夹紧，并旋转下压外套管100，同时在外套管100内取土；因此，在全回转钻机600的不断驱动下，外套管100下压至桩顶以下50m回填层底时，完成外套管100的钻进，此时外套管100钻进形成第一阶梯孔700；

三)、待外套管100的刀头钻进至回填层底后，全回转钻机600更换内套管200夹具，通过夹具与内套管200连接，按内套管200与外套管100同心同轴定位要求，内套管200配合于外套管100的管孔内，或者说吊装内套管200下放至外套管100内；

同时内套管200套接有定位结构300；具体地，定位结构300具有开环口400，开环口400的开设宽度可根据实际需求来确定，定位结构300具有相对设置的第一端面401和第二端面402，通过锁件500来调节第一端面401与第二端面402之间的宽度来调节定位结构300的直径，根据内套管200的直径套接相适配的定位结构300；由于外套管100的内壁与内套管200的外壁形成有间隙，因此定位结构300位于外套管100内壁与内套管200外壁的间隙之间；

确认内套管200与外套管100满足同心同轴条件后，启动全回转钻机600下压内套管200，内套管200的上端与外套管100的上端平齐，内套管200的下端延伸至外套管100的下方，且穿过溶洞区钻进至持力层面，在内套管200的持续钻进下，形成第二阶梯孔800；内套管200与外套管100呈内外同心同轴相互装配，且内套管200的长度长于外套管100的长度；

四)、待内套管200钻进至持力层面后停止钻进，这时通知监理、地勘、设计及业主各参建单位确认持力层面，确认后全回转钻机600更换连接岩钻头，全回旋钻机驱动岩钻头在内套管内钻进至桩底标高，驱动岩钻头朝第一阶梯孔700及所述第二阶梯孔800同心同轴钻进形成嵌岩孔900；

根据设计要求，第一阶梯孔700、第二阶梯孔800及嵌岩孔900自上而下依次衔接形成阶梯状的嵌岩桩孔，确认钻进至桩底标高终孔后，采用超声波法对孔位、孔径、孔深、倾斜度进行检查，使用捞渣斗进行孔内捞渣；

五)、起吊制作好的钢筋笼到桩孔的上方，按垂直度要求，将钢筋笼下放至桩孔内，然后在桩孔中安放灌注导管，灌注导管的底部与桩孔的底部具有灌注间隔，根据桩孔内待灌注的混凝土的灌注量，确定灌注间隔；优选的，该灌注间隔可定为0.5m；

六)、通过灌注导管往桩孔内灌注混凝土；

七)、在灌注混凝土的同时，起拔桩孔内的内套管；在起拔内套管的同时，内套管200的底部在桩孔内的混凝土的液面的下方，优选的，内套管200的底部在桩孔内的混凝土的液面以下20m深度，持续观察混凝土的液面上升的高度，当混凝土的液面达到灌注设计高度，将内套管200拔出桩孔；

八)、当内套管200拔出桩孔后，通过全回转钻机600起拔外套管100，在起拔外套管100的同时，同步往桩孔内灌注混凝土，直至混凝土的顶部延伸至桩孔的上方，优选的，混凝土的顶部延伸至桩孔上方高出0.5m；待混凝土凝固后，拔掉外套管100，混凝土在桩孔内形成桩身，沿着自上而下的方向，桩身包括直径依序减少的第一阶梯孔700、第二阶梯孔800以及嵌岩孔900。

因此，利用全回转钻机600先后驱动外套管100、内套管200及岩钻头来实现钻进成孔，并按照同心同轴的方式钻进，实现双套管定位精度要求；在内套管200相对外套管100上下活动时，通过定位结构300的滚动件304沿外套管100的内壁滑动，以此降低内套管200与外套管100之间的摩擦力，是后续起拔套管更加便利，提高工作效率。

定位结构300为环形状或半环状或扇环状，于本实施例中，以环形状的定位结构300展开说明，定位结构300主要由加强筋301和弹性层302构成，弹性层302设于加强筋301的两侧，也就是说加强筋301作为定位结构300中部的主干骨，加强筋301部分优选使用橡胶材质，具有较强的韧性或弹性，然后弹性层302作为定位结构300的内层和外层的主要成分，弹性层302主要起到缓冲加强筋301外部压力的效果。

加强筋301及弹性层302上形成有若干滑孔303，在实际操作中，首先对加强筋301部分进行开模形成滑孔303，然后将弹性层302对应加强筋301上的滑孔303位置进行开孔，弹性层302上从而形成与加强筋301上相对应的滑孔303。滑孔303中装配有降低外套管100内壁与内套管200外壁之间摩擦力的滚动件304，滚动件304在滑孔303中呈活动连接关系；该滚动件304可以是橡胶材质或金属材质，滚动件304在滑孔303中成形，在使用的过程中不会掉出滑孔303外。

通过对定位结构300的组成结构进行改进，使定位结构300在实际应用中延长使用寿命，并利用弹性层302的性质来减轻套管间的晃动问题，且在定位结构300中设置滚动件304，这样，在内套管200与外套管100相互移动时，可降低两根套管相互之间的摩擦力。

对于滑孔303的设计要求是，滑孔303以环绕定位结构300的外侧面而布置，滑孔303在定位结构300的外侧面形成朝外的端口3031，滑孔303的端口3031直径小于滑孔303中部形成的直径；滚动件304为圆球状或椭圆状，于本实施例中，优选以圆球状的滚动件304展开说明，且设置的滚动件304的直径小于滑孔303中部的直径，而大于端口3031的直径；滚动件304具有部分通过所述端口3031凸出至定位结构300的外侧面，滚动件304所凸出的部分在实际应用中可直接抵接至外套管100的内壁。

这样，在滑孔303内的滚动件304掉不出情况下，滚动件304可在滑孔303内任意转动，可以考虑的是在滑孔303内壁设置一层耐摩擦层，预防滚动件304对滑孔303内壁过渡磨损，提高滑孔303使用寿命；同时通过滚动件304的任意滚动，当内套管200套接定位结构300后，内套管200与外套管100之间可通过滚动件304的滚动来降低摩擦力。

锁件500包括摆动杆501和卡件502，摆动杆501活动连接在第二端面402的侧部，卡件502从第一端面401的侧部嵌入定位结构300内。具体地，第一端面401及第二端面402均设有端面凹槽403，端面凹槽403沿第一端面401、第二端面402与定位结构300上部的交接直角处内凹开设，第一端面401的端面凹槽403内凹的深度，深于第二端面402的端面凹槽403内凹的深度，且第一端面401、第二端面402各自所形成的端面凹槽403呈相对设置，端面凹槽403具体可设为方形结构。

优选的，卡件502嵌入至第一端面401的端面凹槽403内，在定位结构300的上部且靠近第二端面402的端面凹槽403的邻侧，设有活动连接摆动杆501的支撑台503；因此，摆动杆501可以以支撑台503为支点上下或左右方向摆动，摆动杆501作为摆动的一端设有呈圆球状的阻挡件5011，阻挡件5011可设于摆动杆501的末端或靠近末端杆壁上。

卡件502具体可设为板状或柱状，于本实施例中，以板状的卡件502展开说明，板状的卡件502朝定位结构300的上部，或者说卡件502的上端部自上而下方向开设卡口5021，卡口5021的口径与摆动杆501的直径相匹配；这样，摆动杆501通过摆动将带有阻挡件5011的一端卡接在卡口5021中，且阻挡件5011卡接在卡口5021远离摆动杆501一侧，从而形成卡接固定的关系，使得定位结构300的两端面连接更加便捷。

定位结构300通过锁件500调节自身直径后，定位结构300的内壁与内套的外壁贴附连接，定位结构300外侧面的滚动件304与外套管100的内壁相抵接，尤其是定位结构300与内套管200固定连接后，定位结构300的滚动件304可直接沿外套管100的内壁任意滑动，当内套管200相对外套管100上下活动时，滚动件304沿外套管100内壁的滑动，使得内套管200与外套管100之间的摩擦力很大程度上降低，使内套管200在起拔过程中更顺利，有效提高钻孔施工效率。

阶梯孔包括自上而下相互衔接的第一阶梯孔700、第二阶梯孔800及嵌岩孔900，第一阶梯孔700、第二阶梯孔800及嵌岩孔900的孔径依次逐渐递减，且呈同心同轴布置。各段孔径深度和宽度的具体尺寸设计要求是：外套管100钻进至回填土层后停止，第二阶梯孔800的深度为76m，宽度为2.2m；内套管200通过定位结构300调整至与外套管100同心同轴后，从第一阶梯孔700的孔底开始钻进，钻进至持力层面停止，第一阶梯孔700的深度为50m，宽度为2.6m；岩钻头对准第二阶梯孔800的孔底中心部钻进，钻进至桩底标高停止，嵌岩孔900的深度为4m，宽度为2m。

这样，通过全回转钻机600驱动双套管及岩钻头按先后阶梯方式钻进，可形成同心同轴的阶梯状嵌岩桩孔，并按合理的尺寸规定进行钻进，可提高成孔效率，防止偏孔的问题。

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

Claims (10)

1.灌注桩全回转双套管成桩结构，其特征在于，包括外套管和内套管，所述内套管配合于所述外套管的管孔内，所述外套管的内壁与所述内套管的外壁形成有间隙，所述内套管套接有调整其与所述外套管同心同轴布置的定位结构，所述定位结构位于所述间隙之间，所述定位结构具有开环口，所述开环口具有相对设置的第一端面和第二端面；

包括调节所述第一端面与所述第二端面之间宽度的锁件；

所述外套管及所述内套管均通过全回转钻机驱动，且钻进施工场地的测量定点桩心形成阶梯孔，所述阶梯孔下方通过更换岩钻头钻进形成有嵌岩孔，所述阶梯孔与所述嵌岩孔相互衔接连通，形成阶梯状的嵌岩桩孔。

2.如权利要求1所述的灌注桩全回转双套管成桩结构，其特征在于，所述定位结构为环形状或半环状或扇环状，所述定位结构主要由加强筋和弹性层构成，所述弹性层设于所述加强筋的两侧；所述加强筋及所述弹性层上形成有若干滑孔，所述滑孔中装配有降低所述外套管内壁与所述内套管外壁之间摩擦力的滚动件，所述滚动件在所述滑孔中呈活动连接关系。

3.如权利要求2所述的灌注桩全回转双套管成桩结构，其特征在于，所述滑孔以环绕所述定位结构的外侧面而布置，所述滑孔在所述定位结构的外侧面所形成的端口的直径，小于所述滑孔中部形成的直径；所述滚动件为圆球状或椭圆状，所述滚动件的直径小于所述滑孔中部的直径，而大于所述端口的直径。

4.如权利要求3所述的灌注桩全回转双套管成桩结构，其特征在于，所述滚动件具有部分通过所述端口凸出至所述定位结构的外侧面。

5.如权利要求4所述的灌注桩全回转双套管成桩结构，其特征在于，所述锁件包括摆动杆和卡件，所述摆动杆活动连接在所述第二端面的侧部，所述卡件从所述第一端面的侧部嵌入所述定位结构内，所述摆动杆通过摆动将其另一端卡接在所述卡件中。

6.如权利要求5所述的灌注桩全回转双套管成桩结构，其特征在于，所述第一端面及所述第二端面均设有端面凹槽，所述定位结构的上部且靠近所述第二端面的端面凹槽的邻侧，设有活动连接所述摆动杆的支撑台；所述卡件嵌入至所述第一端面的端面凹槽内，所述卡件朝所述定位结构的上部方向设有卡口，所述摆动杆通过摆动将另一端卡接在所述卡口中，且所述摆动杆与所述卡口卡接的一端具有阻挡件，所述阻挡件卡接在所述卡口远离所述摆动杆一侧。

7.如权利要求6所述的灌注桩全回转双套管成桩结构，其特征在于，所述端面凹槽沿所述第一端面、第二端面与所述定位结构上部的交接直角处内凹开设，所述第一端面、所述第二端面各自所形成的端面凹槽呈相对设置。

8.如权利要求7所述的灌注桩全回转双套管成桩结构，其特征在于，所述阶梯孔包括自上而下相互衔接的第一阶梯孔、第二阶梯孔及嵌岩孔，所述第一阶梯孔、所述第二阶梯孔及所述嵌岩孔的孔径依次逐渐递减，且呈同心同轴布置；

所述内套管通过所述定位结构调整至与所述外套管同心同轴后，从所述第一阶梯孔的孔底开始钻进，钻进至持力层面停止；

所述岩钻头对准所述第二阶梯孔的孔底中心部钻进，钻进至桩底标高停止。

9.如权利要求8所述的灌注桩全回转双套管成桩结构，其特征在于，所述嵌岩桩孔的所述第一阶梯孔的深度为50m，宽度为2.6m；所述第二阶梯孔的深度为76m，宽度为2.2m；所述嵌岩孔的深度为4m，宽度为2m。

10.如权利要求2-9任意一项所述的灌注桩全回转双套管成桩结构，其特征在于，所述定位结构通过所述锁件调节自身直径后，所述定位结构的内壁与所述内套的外壁贴附连接，所述定位结构外侧面的滚动件与所述外套管的内壁相抵接，且当所述内套管相对所述外套管上下活动时，所述滚动件沿所述外套管内壁滑动。

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