CN105002895B - ***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩 - Google Patents

***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑技术领域，涉及一种***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩。解决了现有技术抗拔力差和桩身强度差的技术问题。它包括水泥土搅拌桩，所述的水泥土搅拌桩由至少一个搅拌桩基本单元组成，所述的搅拌桩基本单元包括三个呈圆柱形的搅拌桩体，每个搅拌桩体和另外两个搅拌桩体在径向上相互重叠从而形成三个重叠区域且三个重叠区域有交集，所述的水泥土搅拌桩内***有至少一根预制型材。本发明强度高，抗拔性能好，能节约原材料并解决建筑固废的处理问题。

Description

***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及一种***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩。
背景技术
水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土低地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。但现有的水泥土搅拌桩都为单柱桩，当需要较高抗拔力和抗压力时，需要将钻孔的孔径做大从而做出较大孔径的钻孔柱。
现有的水泥土搅拌桩的制作过程包括以下步骤：
1、桩机定位、对中、调平。放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中，调平用水准仪调平。
2、调整导向架垂直度。采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0％桩长。
3、预先拌制浆液。深层搅拌机预搅下沉同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。选用水泥标号425#普通硅酸水泥拌制浆液，水灰比控制在0.45～0.50范围，按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50Kg。
4、搅拌下沉。启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。
5、喷浆搅拌提升。下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的提升速度0.50～0.8m/min边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和。
6、重复搅拌下沉。搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后，关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。
7、喷浆重复搅拌提升。下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面。
8、桩机移位。施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。
由此可见，现有的水泥土搅拌桩的施工方法是单根制作，且每根桩都为圆柱形。
为了克服现有技术发不足，人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，如中国专利文献公开了一种双向搅拌桩的成桩操作方法[公告号：CN102943467A]，水泥土搅拌桩由土和水泥浆搅拌形成，一幅搅拌墙由多根竖向相互搭接的水泥土搅拌桩组成，多幅水泥土搅拌墙相互搭接形成更长的水泥土搅拌墙，每幅水泥土搅拌墙由六根竖向的水泥土搅拌桩组成，六根水泥土搅拌桩同一时间形成，六根水泥土搅拌桩在同一竖直面上，相邻桩体互相搭接；相邻的水泥土搅拌墙相互搭接。
上述方案能一次同时施工六根水泥土搅拌桩，减少了原单轴或二轴水泥土搅拌桩形成的多道接缝，提高了施工效率，减少了用工量，弥补了三轴搅拌桩置换土多、水灰比大、水泥掺量大等缺陷，缩短施工工期三分之二以上。但是如该方案所述，六根水泥土搅拌桩在同一竖直面上，因此搅拌桩呈直线分布从而形成平面形的水泥土搅拌桩，该水泥土搅拌桩的抗拔力、强度有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种桩身强度高、抗拔力高的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩，包括水泥土搅拌桩，所述的水泥土搅拌桩由至少一个搅拌桩基本单元组成，所述的搅拌桩基本单元包括三个呈圆柱形的搅拌桩体，每个搅拌桩体和另外两个搅拌桩体在径向上相互重叠从而形成三个重叠区域且三个重叠区域有交集，所述的水泥土搅拌桩内***有至少一根预制型材。
在上述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩中，所述的预制型材具有至少一个沿径向向外凸出的塔台，所述的塔台的截面积大于预制型材的截面积。
在上述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩中，所述的预制型材包括至少一根预制桩组成，所述的预制桩具有至少一个沿径向向外凸出的塔台。
在上述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩中，所述的预制桩两端具有沿径向向外凸出的连接台，所述的预制型材由若干根预制桩用连接件沿轴向相互连接而成，所述的连接件设置在连接台。
在上述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩中，所述的塔台有若干个且沿预制桩的轴向均匀分布，所述的塔台的厚度与两个相邻的塔台之间的距离比为1:10-20，每个塔台的上下两个表面上设有斜坡。
在上述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩中，所述的预制桩的横截面呈矩形，预制桩为空心桩或实心桩，预制桩沿轴向的横截面相同或不相同。
在上述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩中，所述的水泥土搅拌桩由若干个搅拌桩基本单元组成，每两个相邻的搅拌桩基本单元具有两个相同的搅拌桩体。
在上述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩中，所述的连接件包括分别固定在两个连接台上的第一连接螺母和第二连接螺母，所述的第一连接螺母内螺接有插接头，所述的第二连接螺母内由螺母底部向螺母口部的方向依次设置有弹性件、垫圈、卡圈和中间螺母，中间螺母与第二连接螺母螺接固定，卡圈位于中间螺母和垫圈之间，当插接头***到中间螺母中时，卡圈能卡住插接头从而使第一连接螺母和第二连接螺母固定连接，所述的中间螺母靠近卡圈的一端具有与卡圈外壁形状相配适的卡圈定位腔，所述的卡圈定位腔还连接一个与卡圈定位腔的腔壁之间形成钝角的卡圈限位腔。
在上述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩中，所述的卡圈内部具有至少一个卡齿，所述的插接头外壁且与卡圈的连接处具有至少一个与卡齿相配适的卡环，卡齿与卡环形成卡接配合。所述的卡圈由若干个形状、大小相同的卡片围合呈圈型。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：水泥土搅拌桩相互叠合，搅拌均匀，强度得到充分提高，在水泥土搅拌桩中***预制型材与水泥土搅拌桩凝结成形后形成劲芯，进一步提高了水泥土搅拌桩的强度，塔台可以把建筑垃圾或固废等均匀压入并固定在预制型材的附近，对预制型材起到加固作用，也解决了建筑固废的后处理难的问题，实现了一种更环保、强度更高的水泥土搅拌桩。
附图说明
图1是本发明提供的结构示意图；
图2是本发明提供的形成过程原理图；
图3是本发明提供的搅拌桩基本单元的结构示意图；
图4是本发明提供的另一种结构示意图；
图5是本发明提供的预制型材的结构示意图；
图6是本发明提供的另一种预制型材的结构示意图；
图7是本发明提供的另一种预制型材的结构示意图；
图8是本发明提供的另一种预制型材的结构示意图；
图9是本发明提供的另一种预制型材的结构示意图；
图10是本发明提供的另一种预制型材的结构示意图；
图11是本发明提供的另一种预制型材的结构示意图；
图12是本发明提供的另一种结构示意图；
图13是图12的A处放大图；
图14是两个预制桩连接的结构示意图；
图15是连接件的结构示意图；
图16是中间螺母的结构示意图；
图17是中间螺母的另一种结构示意图；
图18是现有技术的中间螺母的结构示意图；
图19是卡圈的结构示意图；
图20是插接头的结构示意图；
图21是图20的B处放大图。
图中：水泥土搅拌桩1、预制型材10、塔台11、预制桩12、连接台13、斜坡14、连接件5、第一连接螺母51、第二连接螺母52、插接头53、卡环531、弹性件54、垫圈55、卡圈56、卡齿561、卡片562、中间螺母57、卡圈定位腔58、卡圈限位腔59、中心钻杆91、周边钻杆92、搅拌桩基本单元100、搅拌桩体101。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1和图3所示，一种***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩，包括水泥土搅拌桩1，所述的水泥土搅拌桩1由至少一个搅拌桩基本单元100组成，所述的搅拌桩基本单元100包括三个呈圆柱形的搅拌桩体101，每个搅拌桩体101和另外两个搅拌桩体101在径向上相互重叠从而形成三个重叠区域且三个重叠区域有交集，所述的水泥土搅拌桩1内***有至少一根预制型材10，预制型材10中可设置钢筋圈或用碳纤维制成的纵向和横向加强圈，用于提高预制型材10纵向和横向的强度。
如图2所示，在制作水泥土搅拌桩1时，可设置一个中心钻杆91，在中心钻杆91的周围设置若干个周边钻杆92，中心钻杆91和周边钻杆92上均设置搅拌桨，且中心钻杆91和周边钻杆92的内部具有能喷射水泥浆的通道，中心钻杆91和周边钻杆92在转动过程中，搅拌桨的搅动范围相互重叠，并在转动时喷射水泥浆使水泥浆与泥土形成水泥土搅拌桩1，在水泥土搅拌桩1未固化前，将中心钻杆91和周边钻杆92提出地面，在水泥土搅拌桩1中***预制型材10与水泥土搅拌桩1固定连接。图2中的O1和O2分别为中心钻杆91和周边钻杆92的搅动半径。由于预制型材10上设有塔台11，在***过程中，可添加建筑固废材料，固废材料为砖块、水泥块等等，塔台11起到压制固废材料的作用，使固废材料均匀下降，且大部分集中在两个塔台11中间，起到加强预制型材10的强度的作用。此外，塔台11还起到提高抗拔力的作用。
优选方案，如图11和图12所示，预制型材10具有至少一个沿径向向外凸出的塔台11，所述的塔台11的截面积大于预制型材10的截面积。
如图12和图13所示，预制型材10包括至少一根预制桩12组成，所述的预制桩12具有至少一个沿径向向外凸出的塔台11。预制桩12两端具有沿径向向外凸出的连接台13，所述的预制型材10由若干根预制桩12用连接件5沿轴向相互连接而成，所述的连接件5设置在连接台13。
所述的塔台11有若干个且沿预制桩12的轴向均匀分布，塔台11的厚度与两个相邻的塔台11之间的距离比为1:10-20，每个塔台11的上下两个表面上设有斜坡14，连接台13靠近塔台11的表面也设有斜坡14。
预制型材10或预制桩12的形状不做限定，如图5所示，预制型材10或预制桩12的横截面呈矩形，预制桩12为空心桩或实心桩，预制桩12沿轴向的横截面相同或不相同。如图6所示，预制型材10或预制桩12的横截面呈圆形，如图7所示，预制型材10或预制桩12的横截面呈六边形，如图8所示，预制型材10或预制桩12的横截面呈鼓形，如图9所示，预制型材10或预制桩12的横截面呈工字型，如图10所示，预制型材10或预制桩12的横截面呈三角形。如要以最少的材料得到最大的摩擦力，按现行的标准以立方柱形的预制型材10或预制桩12为佳。
如图4所示，水泥土搅拌桩1由若干个搅拌桩基本单元100组成，每两个相邻的搅拌桩基本单元100具有两个相同的搅拌桩体101。
如图14和图15所示，连接件5包括分别固定在两个连接台13上的第一连接螺母51和第二连接螺母52，所述的第一连接螺母51内螺接有插接头53，所述的第二连接螺母52内由螺母底部向螺母口部的方向依次设置有弹性件54、垫圈55、卡圈56和中间螺母57，中间螺母57与第二连接螺母52螺接固定，卡圈56位于中间螺母57和垫圈55之间，当插接头53***到中间螺母57中时，卡圈56能卡住插接头53从而使第一连接螺母51和第二连接螺母52固定连接，结合图16和图17所示，中间螺母57靠近卡圈56的一端具有与卡圈56外壁形状相配适的卡圈定位腔58，卡圈定位腔58还连接一个与卡圈定位腔58的腔壁之间形成钝角a的卡圈限位腔59，钝角a的角度优选为130-150°，卡圈限位腔59的腔壁起到限位作用，能防止卡圈56滑出卡圈定位腔58，从而使卡圈56与插接头53的连接稳定可靠。弹性件54可以是强力柱形弹簧，垫圈55能托住卡圈56，也起到支撑作用。
在具体连接时，第一连接螺母51和第二连接螺母52分别固定在两根不同的预制桩12的连接头13中，插接头53***到中间螺母57中可实现两个预制桩12之间的连接。从而得到长度较长的预制型材10，便于打各种深度的桩，另外，连接件5的结构也使得预制桩12能够快速，稳定的连接。
图18是现有技术的中间螺母57的结构示意图，该中间螺母57具有卡圈定位腔58但没有卡圈限位腔59，因此当插接头53***速度过快或插拔力过大时，卡圈56会沿卡圈定位腔58一直滑出中间螺母57，从而导致卡圈56与插接头53的连接失败。
如图15、图19、图20和图21所示，卡圈56内部具有至少一个卡齿561，所述的插接头53外壁且与卡圈56的连接处具有至少一个与卡齿561相配适的卡环531，卡齿561与卡环531形成卡接配合，提高连接强度。卡环531和卡齿561可以有多个，并分别沿插接头53和卡圈56的轴向设置。
如图19所示，所述的卡圈56由若干个形状、大小相同的卡片562围合呈环型，卡齿561位于卡片562的内壁，卡齿561同样能围合呈环型。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了水泥土搅拌桩1、预制型材10、塔台11、预制桩12、连接台13、斜坡14、连接件5、第一连接螺母51、第二连接螺母52、插接头53、卡环531、弹性件54、垫圈55、卡圈56、卡齿561、卡片562、中间螺母57、卡圈定位腔58、卡圈限位腔59、中心钻杆91、周边钻杆92、搅拌桩基本单元100、搅拌桩体101等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩，包括水泥土搅拌桩(1)，其特征在于，所述的水泥土搅拌桩(1)由至少一个搅拌桩基本单元(100)组成，所述的搅拌桩基本单元(100)包括三个呈圆柱形的搅拌桩体(101)，每个搅拌桩体(101)和另外两个搅拌桩体(101)在径向上相互重叠从而形成三个重叠区域且三个重叠区域有交集，所述的水泥土搅拌桩(1)内***有至少一根预制型材(10)，
所述的水泥土搅拌桩(1)由若干个搅拌桩基本单元(100)组成，每两个相邻的搅拌桩基本单元(100)具有两个相同的搅拌桩体(101)，
所述的预制桩(12)两端具有沿径向向外凸出的连接台(13)，所述的预制型材(10)由若干根预制桩(12)用连接件(5)沿轴向相互连接而成，所述的连接件(5)设置在连接台(13)，
所述的连接件(5)包括分别固定在两个连接台(13)上的第一连接螺母(51)和第二连接螺母(52)，所述的第一连接螺母(51)内螺接有插接头(53)，所述的第二连接螺母(52)内由螺母底部向螺母口部的方向依次设置有弹性件(54)、垫圈(55)、卡圈(56)和中间螺母(57)，中间螺母(57)与第二连接螺母(52)螺接固定，卡圈(56)位于中间螺母(57)和垫圈(55)之间，当插接头(53)***到中间螺母(57)中时，卡圈(56)能卡住插接头(53)从而使第一连接螺母(51)和第二连接螺母(52)固定连接，所述的中间螺母(57)靠近卡圈(56)的一端具有与卡圈(56)外壁形状相配适的卡圈定位腔(58)，所述的卡圈定位腔(58)还连接一个与卡圈定位腔(58)的腔壁之间形成钝角的卡圈限位腔(59)。
2.根据权利要求1所述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的预制型材(10)具有至少一个沿径向向外凸出的塔台(11)，所述的塔台(11)的截面积大于预制型材(10)的截面积。
3.根据权利要求2所述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的预制型材(10)包括至少一根预制桩(12)组成，所述的预制桩(12)具有至少一个沿径向向外凸出的塔台(11)。
4.根据权利要求3所述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的塔台(11)有若干个且沿预制桩(12)的轴向均匀分布，所述的塔台(11)的厚度与两个相邻的塔台(11)之间的距离比为1:10-20，每个塔台(11)的上下两个表面上设有斜坡(14)。
5.根据权利要求1任意一项所述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的预制桩(12)的横截面呈矩形，预制桩(12)为空心桩或实心桩，预制桩(12)沿轴向的横截面相同或不相同。
6.根据权利要求1所述的***有预制型材的多钻杆水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的卡圈(56)内部具有至少一个卡齿(561)，所述的插接头(53)外壁且与卡圈(56)的连接处具有至少一个与卡齿(561)相配适的卡环(531)，卡齿(561)与卡环(531)形成卡接配合。
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