CN2538850Y - 长螺旋钻孔灌注桩、cfg桩的桩端预压浆装置 - Google Patents

Abstract

一种长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，螺旋桩管管芯连接混凝土输送管和混凝土泵，在螺旋桩管顶部与动力头之间固定连接一个旋转注浆接头，旋转注浆接头是由随螺旋桩管旋转的内套和固定的外套经旋转轴承组合而成，外套与内套中部之间形成一环形输料腔，该腔的外套侧壁分别与高压注浆管和水管连接，内套由连通孔连接至少一根输浆输水管，输浆输水管可附着于螺旋桩管外壁或内壁，在灌注混凝土之前进行桩端进行预压浆，可喷水钻进，防止“抱杆”现象发生。水泥浆经高压输浆管、旋转注浆接头、输浆输水管内至钻头注浆口，加固桩底虚土和桩端周围的土体，桩体可根据设计要求放置钢筋笼。能大幅度提高桩的单桩承载力，减少桩的沉降量，提高施工质量和施工效率，可应用于各种地质条件的长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩施工。

Description

长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置

技术领域

本实用新型涉及一种建筑基桩处理机械，特别是长螺旋钻孔、钢筋混凝土现场灌注桩、CFG桩的桩机。

背景技术

现有长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩机，在主机架上有螺旋桩管，螺旋桩管上有动力头，下有钻头，螺旋桩管管芯连接混凝土输送管和混凝土泵，在施工中存在以下问题：

1.在钻进过程中，钻头部分始终存在一些虚土无法被螺旋桩管带出，故成桩后桩端总有一定的虚土存在，使得桩端与持力层土体无法密实接触，导致桩端阻力降低、桩的沉降增大。

2.对于桩基础，无论是端承桩或摩擦型桩，其桩端持力层土的强度总是高于浅层地基土的强度，如果增加桩端的底面积，更多地利用强度较高的持力层土体，则单桩承载力可以进一步提高。

3.长螺旋钻机钻进成孔过程中，钻出的废土沿着螺旋桩管上的螺旋叶片旋转上升排出。在粘度较高的土层中钻进时，常因废土粘结于螺旋叶片上不能顺利排出影响成孔，严重时会形成活塞状的土柱，施工中称“抱杆”现象，完全不能钻进。施工中需要反复起拔螺旋桩管，靠人力清理粘结在叶片上的废土，同时向钻孔中注水，以便粘土软化和降低其粘结力。“抱杆”现象对长螺旋桩机的施工质量、施工效率影响极大。

技术内容

本实用新型解决现有桩机不能处理桩端虚土、桩端与持力层土体无法密实接触、造成单桩承载力低、建筑物总体沉降量大和粘土“抱杆”技术问题。

技术方案：本实用新型长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，在主机架上有螺旋桩管，螺旋桩管上有动力头，下有钻头，螺旋桩管管芯连接混凝土输送管和混凝土泵，其特征在于：在螺旋桩管顶部与动力头之间固定连接一个旋转注浆接头，旋转注浆接头是由随螺旋桩管旋转的内套和固定的外套经旋转轴承组合而成，外套与内套中部之间形成一环形输料腔，该腔的外套侧壁分别与连接砂浆泵和水泵的高压注浆管和水管连接，内套由连通孔连接至少一根输浆输水管，输浆输水管附着于螺旋桩管壁，出口在钻头注浆口。

上述旋转注浆接头的内、外套之间有密封圈。

上述旋转轴承是滚珠轴承或耐磨铜套。

上述输浆输水管可附着于螺旋桩管内壁。

上述输浆输水管也可附着于螺旋桩管外壁。

上述旋转注浆接头与螺旋桩管和动力头之间法兰连接。

上述环形输料腔的外套中部环状外凸。

上述钻头注浆口上设有单向阀。

上述旋转注浆接头外套侧壁连接三通管，分别连接高压注浆管和水管。

长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆施工方法的步骤是：

a、长螺旋桩机的螺旋桩管旋转钻进，将钻孔内的土排出，至设计深度；

b、成孔后，螺旋桩管不拔出，启动砂浆泵进行压力注浆，水泥浆经高压输浆管、旋转注浆接头、输浆输水管内至钻头注浆口，对桩端进行预压浆，加固桩底虚土和桩端周围的土体，注浆过程中，螺旋桩管可以旋转或不转；

c、启动混凝土泵，泵送混凝土经输送管、螺旋桩管至钻头出料口，进行压力灌注，并同步拔管、成桩。不放置钢筋笼是CFG桩，放置钢筋笼是钻孔灌注桩。

成桩后或成桩过程中，启动水泵，喷水钻进，水沿输浆输水管至钻头流出，清洗旋转注浆接头内环形输料腔里残留的水泥浆或“抱杆”粘土。有益效果

“一次成桩”法施工长螺旋灌注桩、CFG桩，混凝土通过中空的动力头、螺旋桩管至钻头的输送系统，在旋转或不旋转的状态下，连续压力灌注。本实用新型的桩端预压浆施工，由于输送的材料不同、压力不同，需要有与混凝土输送系统完全不连通的、独立的浆液输送系统。本实用新型的注浆、注水(钻进时喷水作业所需)输送系统从砂浆泵经输浆管(水泵经水管)接至动力头下，螺旋桩管顶部的旋转注浆接头，注浆接头在旋转或不旋转的状态下，均可经螺旋桩管内部或外部的输浆输水管输送水泥浆或水至钻头的注浆口进行压力注浆。其优点有一下几点：

1.该装置可对桩基进行预压浆处理，加固长螺旋灌注桩桩端下的虚土，提高桩的端阻力和降低桩的沉降量。

2.预压浆还可以使桩端周围一定范围内的土体得到加固，所施工的桩成为扩大头桩，注浆压力越大、注浆量越多、土的渗透性越大，桩端扩头越大；同时一部分水泥浆沿螺旋桩管侧与土的接触面上渗，使桩端以上一定范围的桩侧阻力得以提高。由于桩端土的强度高、桩端扩头、桩侧阻力提高等因素，桩的承载力明显提高。而且给桩基设计带来更多的选择余地，解决单桩承载力低无法布桩的问题。

3.可喷水钻进，消除长螺旋桩机在粘土地区施工的粘土“抱杆”现象。由于水从钻头处喷出，正处于发生粘结的螺旋桩管和土之间的有效位置；同时边钻进边喷水，水在粘土中分布均匀，搅拌充分，提高基桩的施工质量、施工效率。

4、每根桩压浆时间约3～5分钟，与桩基常规施工的桩长核实、记录、废土清理、桩位复核等工序同步进行，基本不增加施工时间；钻头注浆口外有单向阀门，可防止注浆口外的土颗粒进入造成堵塞，并能注浆保证管内的水泥浆顺利排出，同时也能阻止已压入桩端的水泥浆和灌注的混凝土回流。本实用新型施工方便，实用可靠，可适用于采用“一次成桩”法施工的长螺旋钻孔灌注桩和CFG桩。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2是旋转注浆接头竖向剖面图，输浆输水管安装在螺旋桩管内侧；

图3是图2中I-I剖面图；

图4是输浆输水管安装在螺旋桩管内侧的螺旋桩管横截面图；

图5是旋转注浆接头竖向剖面图，输浆输水管安装在螺旋桩管外侧；

图6是图5中I-I剖面图；

图7是输浆输水管安装在螺旋桩管外侧的螺旋桩管横截面图；

图8是旋转注浆接头的安装示意图；

图9是注浆钻头的结构示意图。

图中：1-动力头、2-螺旋叶片、3-钻头、4-螺旋桩管、5-主机架、6-高压注浆管、7-输送管、8-水管、9-砂浆泵、10-水泵、11-混凝土泵、12-旋转注浆接头、13-固定支架、14-输浆输水管、15-出料口、16-注浆口、17-内套、18-外套、19-环形输料腔、20-轴承、21-连通孔、22-密封圈、23-法兰、24-单向阀。

具体实施方式

实施例：长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，如图1～9所示，主机架5上安装动力头1、在动力头与螺旋桩管之间，安装旋转注浆接头12，旋转注浆接头上面与动力头法兰23连接，下面与螺旋桩管法兰连接，由固定支架13连接在动力头上，螺旋桩管4中心为输送管7，混凝土由混凝土泵11泵送。

旋转注浆接头12由钢制内、外套组成，内、外套间安装耐磨铜套或滚珠轴承20，用O型密封圈22或橡胶垫密封。外套固定于动力头的支架13上，不随螺旋桩管旋转；内套17是不固定的，与空心螺旋桩管4相通并同步旋转，用于混凝土的输送通道；外套18中部环状外凸，与内套17之间形成-环形输料腔19，该腔外套一侧接三通或两侧间隔180度分别连接高压输浆管6和水管8，高压输浆管6连接砂浆泵9，水管8连接水泵10。内套17侧壁开一个连通孔21，连接一根或两根钢制输浆输水管14，钻头3下部带注浆口16和混凝土出料口15，注浆口上带单向阀24。钢制输浆输水管14可附着于螺旋桩管4内侧或外侧，螺旋桩管外有螺旋叶片2。

Claims (9)

1、一种长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，在主机架上有螺旋桩管，螺旋桩管上有动力头，下有钻头，螺旋桩管管芯连接混凝土输送管和混凝土泵，其特征在于：在螺旋桩管顶部与动力头之间固定连接一个旋转注浆接头，旋转注浆接头是由随螺旋桩管旋转的内套和固定的外套经旋转轴承组合而成，外套与内套中部之间形成一环形输料腔，该腔的外套侧壁分别与连接砂浆泵和水泵的高压注浆管和水管连接，内套由连通孔连接至少一根输浆输水管，输浆输水管附着于螺旋桩管壁，出口在钻头注浆口。

2、根据权利要求1所述的长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，其特征在于：所述旋转注浆接头的内、外套之间有密封圈。

3、根据权利要求1所述的长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，其特征在于：所述旋转轴承是滚珠轴承或耐磨铜套。

4、根据权利要求1、2或3所述的长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，其特征在于：所述输浆输水管附着于螺旋桩管内壁。

5、根据权利要求1、2或3所述的长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，其特征在于：所述输浆输水管附着于螺旋桩管外壁。

6、根据权利要求1所述的长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，其特征在于：所述旋转注浆接头与螺旋桩管和动力头之间法兰连接。

7、根据权利要求1所述的长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，其特征在于：所述环形输料腔的外套中部环状外凸。

8、根据权利要求1所述的长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，其特征在于：所述钻头注浆口上设有单向阀。

9、根据权利要求1所述的长螺旋钻孔灌注桩、CFG桩的桩端预压浆装置，其特征在于：所述旋转注浆接头外套侧壁连接三通管，分别连接高压注浆管和水管。

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