CN102767332B - 一种螺旋桩机及钻孔灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑机械技术领域，具体地说是一种螺旋桩机，其特征在于设有回转装置，回转装置设有壳体，壳体与桩架或动力头壳体相连接，壳体内设有回转体，回转体的上端经连接法兰与芯管或动力头的旋转轴相连接，回转体的下端经连接法兰与芯管相连接，壳体与回转体形成浆腔，壳体与回转体相配合的上、下两端分别设有水封，壳体上设有与浆腔相连通的导浆管，导浆管的另一端与注浆泵相连接，回转体内设有注浆通道，注浆通道的一端与浆腔相连通，注浆通道的另一端与设在回转体下端的注浆管相连通，注浆管穿过芯管上的螺旋状叶片与钻头上的注浆嘴相连通，实现灌注桩和压浆同步进行，具有施工速度快、基桩的侧阻力和端阻力大等优点。

Description

一种螺旋桩机及钻孔灌注桩施工方法

技术领域

 本发明涉及建筑机械技术领域，具体地说是一种钻孔、灌注同步压浆成桩的螺旋桩机及钻孔灌注桩施工方法。

背景技术

众所周知，建筑物都需要有稳定的基础，特别是高层建筑物都需要有牢固的基桩，建筑物越高所需要的基桩的承载力就越大，基桩的承载力为基桩的侧阻力和端阻力之和，建基桩需要由打桩机、混凝土配料机、混凝土搅拌机、混凝土输送泵等配合工作，现有的螺旋桩机包括桩架、行走装置、动力头、螺旋钻杆和钻头，其中的螺旋钻杆设有多段芯管，芯管上设有螺旋状叶片，芯管的两端设有法兰，芯管间由法兰相连接，芯管的上端经法兰与动力头相连接，芯管的下端经法兰与钻头相连接，所述的钻头是由法兰、芯管、叶片、销轴和钻尖组成，芯管上端与法兰固定连接，下端经销轴与钻尖相连接，这种桩机工作时先钻孔，再灌注混凝土，然后下钢筋笼或柱，不能压浆，而常规的后压浆工艺是采用水泥浆或护筒护型，机械成孔后，再安放带有注浆管的钢筋笼，然后灌注混凝土成桩，成桩后待混凝土有一定强度时，再通过注浆管对桩体周边和桩端注水泥浆液，其不足是工序多、操作不方便、压浆与灌注桩不能同步形成，基桩的承载力差，基桩的侧阻力小。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种对桩体端部及提升钻杆过程中对桩体侧面的土体进行喷浆，提高端阻力和侧阻力的长螺旋钻孔灌注同步压浆的螺旋桩机及钻孔灌注桩施工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种螺旋桩机，包括桩架、行走装置、动力头、螺旋钻杆和钻头，其中的螺旋钻杆设有多段芯管，芯管上设有螺旋状叶片，芯管的两端设有法兰，芯管间由法兰相连接，芯管的下端经法兰与钻头相连接，其特征在于设有回转装置，回转装置设有壳体，壳体与桩架或动力头壳体相连接，壳体内设有回转体，回转体的上端经连接法兰与芯管或动力头的旋转轴相连接，回转体的下端经连接法兰与芯管相连接，壳体与回转体形成浆腔，壳体与回转体相配合的上、下两端分别设有水封，壳体上设有与浆腔相连通的导浆管，导浆管的另一端与注浆泵相连接，回转体内设有注浆通道，注浆通道的一端与浆腔相连通，注浆通道的另一端与设在回转体下端的注浆管相连通，注浆管穿过芯管上的螺旋状叶片与钻头上的注浆嘴相连通。

本发明所述的注浆嘴设在钻头的背面，注浆嘴为一段注浆管，注浆管的前端封闭，注浆管的管壁上设有至少两个喷浆孔，对桩端和桩侧进行喷浆。

本发明至少设有两条注浆管，注浆管呈直线状并与芯管的外壁相连接。

一种钻孔灌注桩施工方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、钻桩孔，选定桩基位置，采用螺旋桩机将钻头固定在钻孔桩中心，利用螺旋钻头前端的的刀齿切削土层，桩孔内的土体被螺旋钻头切削后，沿带有螺旋叶片的芯管旋转上升排出孔外，钻至设计持力层，

步骤二、清桩孔，芯管继续旋转，以将螺旋叶片及芯管上的土体排出桩孔外，

步骤三、喷底浆液并灌注桩底混凝土，芯管继续旋转并上、下移动，移动速度为0.05-0.08m/分钟，移动距离为0.5-1.5m，开启注浆泵，浆液由导浆管进入由壳体与回转体形成浆腔，并经回转体内的注浆通道、注浆管由注浆嘴喷出，注浆压力为不小于15MPa，高压的浆液由注浆嘴喷出，将桩孔底部孔壁的土体冲开并进行混合成混凝土，喷浆5-8分钟后开启混凝土输送泵将混凝土由芯管、钻头混凝土出口排出，混凝土灌满桩底孔，在桩孔下端形成倒蘑菇状的混凝土基桩座，提高了基桩的端阻力和侧阻力，浆液为525#以上标号的水泥浆，水泥浆的比重为1.1-1.5,

步骤四、桩孔壁喷浆并灌注混凝土，芯管继续旋转并向上提升，提升速度为0.1-0.3m/分钟，提升过程中浆液由导浆管进入由壳体与回转体形成浆腔，并经回转体内的注浆通道、注浆管由注浆嘴喷出，注浆压力为8-12MPa，浆液将桩孔壁上的松软土体冲刷并混合成混凝土落入混凝土基桩侧，浆液在桩孔壁上形成一层坚硬的水泥层，提升过程中混凝土输送泵将混凝土由芯管、钻头混凝土出口将混凝土排出，填充桩孔形成桩基，浆液为525#以上档号的水泥浆，水泥浆的比重为1.1-1.5,

步骤五、安放钢筋笼成基桩。

本发明使用时，利用螺旋钻头切削土层，桩孔内的土体被螺旋钻头切削后，沿带有螺旋叶片的钻杆旋转上升排出孔外，当钻头钻至设计持力层后，启动注浆泵将水泥浆液注入浆腔并由注浆通道、注浆管由喷浆孔喷出，高压浆液喷射桩孔底部形成倒蘑菇状基桩座，大大增加了基桩的端阻力和侧阻力，实现了成桩与注浆的同步，具有无振动、无噪音、无泥浆污染、施工速度快、基桩的侧阻力和端阻力大等优点。

附图说明  

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明中回转装置的一种结构示意图。

图3是本发明中注浆嘴的一种结构示意图。

图4是本发明中基桩的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种螺旋桩机，包括桩架、行走装置、动力头、螺旋钻杆和钻头，其中的螺旋钻杆设有多段芯管，芯管上设有螺旋状叶片，芯管的两端设有法兰，芯管间由法兰相连接，芯管的下端经法兰与钻头相连接，上述各组成部分的结构及它们之间的相互连接关系与现有技术相同，此不赘述，本发明的特征在于设有回转装置，回转装置设有壳体1，壳体1与桩架或动力头壳体相连接，壳体1内设有回转体2，回转体2一般呈筒状体，也可以是柱状体，其外壁上设有与壳体1相配合的凸台，回转体2的上端经连接法兰与芯管或动力头的旋转轴相连接，回转体2的下端经连接法兰3与芯管相连接，其连接结构与现有技术相同，此不赘述，壳体1与回转体2相配合形成浆腔，壳体1与回转体2相配合的上、下两端分别设有水封4，以防止浆腔内的浆液泄漏，壳体1上设有与浆腔相连通的导浆管5，导浆管5的另一端与注浆泵相连接，回转体2内设有注浆通道6，一般设有两条注浆通道，注浆通道6的一端与浆腔相连通，注浆通道6的另一端与设在回转体下端的注浆管7相连通，注浆管7穿过芯管上的螺旋状叶片8与钻头9上的注浆嘴10相连通，所述的注浆嘴设在钻头9的背面，注浆嘴10为一段前端封闭注浆管，注浆管的管壁上设有至少两个喷浆孔，喷浆孔也可以设在注浆嘴前端封闭面上，以防止喷浆孔被堵塞，另外，本发明至少设有两条注浆管，注浆管呈直线状并与芯管的外壁相连接，

一种钻孔灌注桩施工方法，步骤如下：

步骤一、钻桩孔，选定桩基位置，采用螺旋桩机将钻头固定在钻孔桩中心，利用螺旋钻头前端的的刀齿切削土层，桩孔内的土体被螺旋钻头切削后，沿带有螺旋叶片的芯管旋转上升排出孔外，钻至设计持力层，

步骤二、清桩孔，芯管及钻头继续旋转，以将螺旋叶片及芯管上的土体排出桩孔外，

步骤三、喷底浆液并灌注桩底混凝土，芯管继续旋转并上、下移动，移动速度为0.05-0.08m/分钟，移动距离为0.5-1.5m，开启注浆泵，浆液由导浆管进入由壳体与回转体形成浆腔，并经回转体内的注浆通道、注浆管由注浆嘴喷出，注浆压力为不小于15MPa，高压的浆液由注浆嘴喷出，将桩孔底部孔壁的土体冲开并进行混合成混凝土，喷浆5-8分钟后开启混凝土输送泵将混凝土由芯管、钻头混凝土出口排出，钻头混凝土出口的结构与与现有技术相同，此不赘述，混凝土灌满桩底孔，在桩孔下端形成倒蘑菇状的混凝土基桩座，提高了基桩的端阻力和侧阻力，浆液为525#以上标号的水泥浆，水泥浆的比重为1.1-1.5,

步骤四、桩孔壁喷浆并灌注混凝土，芯管继续旋转并向上提升，提升速度为0.1-0.3m/分钟，提升过程中浆液由导浆管进入由壳体与回转体形成浆腔，并经回转体内的注浆通道、注浆管由注浆嘴喷出，注浆压力为8-12MPa，浆液将桩孔壁上的松软土体冲刷并混合成混凝土落入混凝土基桩侧，浆液在桩孔壁上形成一层坚硬的水泥层，提升过程中混凝土输送泵将混凝土由芯管、钻头混凝土出口将混凝土排出，填充桩孔形成桩基，浆液为525#以上档号的水泥浆，水泥浆的比重为1.1-1.5,

步骤五、安放钢筋笼成基桩。

本发明在桩孔底部形成倒蘑菇状基桩座，大大增加了基桩的端阻力和侧阻力，实现了成桩与注浆的同步，不需通过注浆管对桩体周边和桩端注水泥浆液，具有无振动、无噪音、无泥浆污染、施工速度快、基桩的侧阻力和端阻力大等优点。

Claims (1)

1.一种螺旋桩机钻孔灌注桩施工方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、钻桩孔，选定桩基位置，采用螺旋桩机将钻头固定在钻孔桩中心，利用螺旋钻头前端的刀齿切削土层，桩孔内的土体被螺旋钻头切削后，沿带有螺旋叶片的芯管旋转上升排出孔外，钻至设计持力层，

步骤二、清桩孔，芯管及钻头继续旋转，将螺旋叶片及芯管上的土质排出桩孔外，

步骤三、喷底浆液并灌注桩底混凝土，芯管继续旋转并上、下移动，移动速度为0.05-0.08m/分钟，移动距离为0.5-1.5m，开启注浆泵，浆液由导浆管进入由壳体与回转体形成浆腔，并经回转体内的注浆通道、注浆管由注浆嘴喷出，注浆压力为不小于15MPa，高压的浆液由注浆嘴喷出，将桩孔底部孔壁的土体冲开并进行混合成混凝土，喷浆5-8分钟后开启混凝土输送泵将混凝土由芯管、钻头混凝土出口排出，混凝土灌满桩底孔，在桩孔下端形成倒蘑菇状的混凝土基桩座，提高了基桩的端阻力和侧阻力，浆液为525#以上标号的水泥浆，水泥浆的比重为1.1-1.5,

步骤四、桩孔壁喷浆并灌注混凝土，芯管继续旋转并向上提升，提升速度为0.1-0.3m/分钟，提升过程中浆液由导浆管进入由壳体与回转体形成浆腔，并经回转体内的注浆通道、注浆管由注浆嘴喷出，注浆压力为8-12MPa，浆液将桩孔壁上的松软土体冲刷并混合成混凝土落入混凝土基桩侧，浆液在桩孔壁上形成一层坚硬的水泥层，提升过程中混凝土输送泵将混凝土由芯管、钻头混凝土出口将混凝土排出，填充桩孔形成桩基，浆液为525#以上档号的水泥浆，水泥浆的比重为1.1-1.5,

步骤五、安放钢筋笼成基桩。