CN112281828A

CN112281828A - 一种新型复合桩结构及施工方法

Info

Publication number: CN112281828A
Application number: CN202010971390.2A
Authority: CN
Inventors: 徐芬; 宫能和; 刘建国; 徐德; 苑*; 苑溦
Original assignee: Jiangsu Open University of Jiangsu City Vocational College
Current assignee: Jiangsu Open University of Jiangsu City Vocational College
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2021-01-29

Abstract

本发明提供一种新型复合桩结构，包括空心钢管、底盘、导向架和转动装置，底盘设置在待施工地面上，导向架设置在底盘上；空心钢管可穿过底盘上的通孔打入地层下方；空心钢管下方安装有钻头结构，钻头结构上设置有若干个搅拌叶片，钻头结构底部开设有喷浆口；空心钢管内设置有注浆管，注浆管上方连接有泥浆泵，下方与喷浆口连通，水泥浆通过泥浆泵进入注浆管，从喷浆口喷出；空心钢管在转动装置的带动下，边转动边向下运动。本发明还提供上述复合桩结构的施工方法。本发明将强度大的钢管桩与强度相对较小的水泥土搅拌桩结合起来，具有高强度及高承载能力的同时，与地基土有很好的复合效用，本发明设计合理，结构简单，组装拆卸方便，适用性强。

Description

一种新型复合桩结构及施工方法

技术领域

本发明属于建筑工程施工研究领域，具体涉及一种新型复合桩结构及其施工方法。

背景技术

用于地基处理的桩结构类型很多，施工方法也***。各种类型的桩有其相应的适用性，但也都存在各自的不足，比如预制钢筋混凝土桩、钢管桩强度大，承载力大，其强大的桩身强度和地基土强度相差很大，他们之间的相互复合作用不明显，需要地下一定深度有强度很高的地层作为桩基持力层，而城市建设中往往可作为持力层的地层埋深很深，这就需要桩长很长，因而造价很高。另外一种类型桩如水泥土搅拌桩、砂浆桩和碎石桩等，其桩身强度相对较小，和地基土的复合作用相对较好，但由于桩身强度相对较低，其承载能力也就相对较小，其适用范围也是很有限的。本发明就是将这两种类型的桩结合起来，从桩结构上既强度很高，具有很高的承载能力，他们和地基土也有很好的复合效用。通过有效的计算设计在满足结构物的承载前提下又能大大降低建设成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种新型复合桩结构及其施工方法。

本发明采用以下技术方案：

一种新型复合桩结构，包括空心钢管、底盘、导向架和转动装置，所述底盘设置在待施工地面上，导向架设置在底盘上，可起到导向的作用；底盘上设置有与空心钢管相互适配的通孔，所述空心钢管可穿过底盘上的通孔进入地层下方；所述空心钢管下方安装有钻头结构，钻头结构上设置有若干个搅拌叶片，钻头结构底部开设有喷浆口；所述空心钢管内设置有注浆管，注浆管上方连接有泥浆泵，注浆管下方与喷浆口连通，水泥浆通过泥浆泵进入注浆管内，从喷浆口喷出；所述空心钢管在转动装置的带动下，边转动边向下运动。

进一步的，所述注浆管上方通过水泥浆管与泥浆泵连接。

进一步的，所述空心钢管上方安装有水接头，用于在注浆管随钢管回转过程中，始终保持注浆管和水泥浆管为密封连通状态。

进一步的，所述钻头结构包括呈圆柱体状的钻体和呈圆锥体状的钻头，所述钻体的内径小于空心钢管的内径。

进一步的，所述转动装置包括回转装置、夹持器和升降装置，所述升降装置设置在底盘上，回转装置安装在升降装置上，回转装置上固定安装夹持器，所述夹持器夹持空心钢管；所述空心钢管在回转装置的带动下水平旋转，在升降装置的带动下向下运动，从而实现空心钢管边转动边向下运动。

以上所述的新型复合桩结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、钢管就位：

取空心钢管，空心钢管顶部安装水接头，取注浆管一端连接泥浆泵，注浆管另一端穿过水接头并引入空心钢管底部直至与喷浆口连通；通过夹持器固定夹持住空心钢管；

S2、钢管旋转下沉至设计深度：

制备水泥浆，并启动泥浆泵向注浆管注入水泥浆；同时开启回转装置和升降装置，带动空心钢管边转动边下沉；水泥浆从喷浆口喷出，空心钢管下方的搅拌叶片回转从而搅拌空心钢管外侧的土层，将喷浆口喷出的水泥浆和外侧土层搅拌均匀，直至搅拌叶片到达设计深度；

S3、灌桩：

拆除注浆管和水接头，将拌和好的混凝土灌注到空心钢管内，混凝土固结后形成桩芯混凝土；

S4、成桩：

桩芯混凝土、空心钢管以及空心钢管外侧土和水泥浆拌匀并固结后形成的固化水泥土组成新型复合桩结构。

本发明的有益效果：

本发明克服了现有技术的缺点，将强度大的钢管桩与强度相对较小的水泥土搅拌桩结合起来形成新型复合桩结构，具有高强度及高承载能力的同时，与地基土也有很好的复合效用，可根据实际需求，通过有效的计算设计，在满足结构物的承载前提下又能大大降低建设成本。本发明设计合理，结构简单，组装拆卸方便、安全可靠、适用性强，推广前景广阔。

附图说明：

图1为本发明实施例新型复合桩结构示意图；

图2为本发明实施例复合桩施工装置图；

附图中的标号为：1、钢管；2、桩芯混凝土；3、固化水泥土；4、夹持器；5、回转装置；6、水接头；7、水泥浆管；8、泥浆泵；9、导向架；10、升降装置；11、底盘；12、搅拌叶片；13、喷浆口；14、注浆管；15、钻头结构。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

参照图1-2，本发明提供一种新型复合桩结构，包括空心钢管1、底盘11、导向架9和转动装置，所述底盘11设置在待施工地面上，导向架9设置在底盘11上；底盘11上设置有与空心钢管1相互适配的通孔，所述空心钢管1可穿过底盘11上的通孔进入地层下方；所述空心钢管1下方安装有钻头结构15，钻头结构15上设置有若干个搅拌叶片12，钻头结构15底部开设有喷浆口13；所述空心钢管1内设置有注浆管14，注浆管14上方连接有泥浆泵8，注浆管14下方与喷浆口13连通，水泥浆通过泥浆泵8进入注浆管14内，从喷浆口13喷出；所述空心钢管1在转动装置的带动下，边转动边向下运动。

本发明实施例中，所述注浆管14上方通过水泥浆管7与泥浆泵8连接。

本发明实施例中，所述空心钢管1上方安装有水接头6，用于在注浆管 14 随钢管1回转过程中，始终保持注浆管14和水泥浆管7为密封连通状态。

本发明实施例中，所述钻头结构15包括呈圆柱体状的钻体和呈圆锥体状的钻头，所述钻体的内径小于空心钢管1的内径。

本发明实施例中，所述转动装置包括回转装置5、夹持器4和升降装置10，所述升降装置10设置在底盘11上，回转装置5安装在升降装置10上，回转装置5上固定安装夹持器4，所述夹持器4夹持空心钢管1；所述空心钢管1在回转装置5的带动下水平旋转，在升降装置10的带动下向下运动，从而实现空心钢管1边转动边向下运动。

本发明还提供了上述的新型复合桩结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、钢管就位：

取空心钢管1，空心钢管1顶部安装水接头6，取注浆管14一端连接泥浆泵8，注浆管14另一端穿过水接头6并引入空心钢管1底部直至与喷浆口13连通；通过夹持器4固定夹持住空心钢管1；

S2、钢管旋转下沉至设计深度：

制备水泥浆，并启动泥浆泵8向注浆管14注入水泥浆；同时开启回转装置5和升降装置10，带动空心钢管1边转动边下沉；水泥浆从喷浆口13喷出，空心钢管1下方的搅拌叶片12回转从而搅拌空心钢管1外侧的土层，将喷浆口13喷出的水泥浆和外侧土层搅拌均匀，直至搅拌叶片12到达设计深度；

S3、灌桩：

拆除注浆管14和水接头6，将拌和好的混凝土灌注到空心钢管1内，混凝土固结后形成桩芯混凝土2；

S4、成桩：

桩芯混凝土2、空心钢管1以及空心钢管1外侧土和水泥浆拌匀并固结后形成的固化水泥土3组成新型复合桩结构。

本发明将强度大的钢管桩与强度相对较小的水泥土搅拌桩结合起来形成新型复合桩结构，与现有技术相比，本发明具有高强度及高承载能力的同时，与地基土也有很好的复合效用，可根据实际需求，通过有效的计算设计，在满足结构物的承载前提下又能大大降低建设成本。本发明设计合理，结构简单，组装拆卸方便、安全可靠、适用性强，推广前景广阔。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种新型复合桩结构，其特征在于，包括空心钢管（1）、底盘（11）、导向架（9）和转动装置，所述底盘（11）设置在待施工地面上，导向架（9）设置在底盘（11）上；底盘（11）上设置有与空心钢管（1）相互适配的通孔，所述空心钢管（1）可穿过底盘（11）上的通孔进入地层下方；所述空心钢管（1）下方安装有钻头结构（15），钻头结构（15）上设置有若干个搅拌叶片（12），钻头结构（15）底部开设有喷浆口（13）；所述空心钢管（1）内设置有注浆管（14），注浆管（14）上方连接有泥浆泵（8），注浆管（14）下方与喷浆口（13）连通，水泥浆通过泥浆泵（8）进入注浆管（14）内，从喷浆口（13）喷出；所述空心钢管（1）在转动装置的带动下，边转动边向下运动。

2.根据权利要求1所述的新型复合桩结构，其特征在于，所述注浆管（14）上方通过水泥浆管（7）与泥浆泵（8）连接。

3.根据权利要求1所述的新型复合桩结构，其特征在于，所述空心钢管（1）上方安装有水接头（6）。

4.根据权利要求1所述的新型复合桩结构，其特征在于，所述钻头结构（15）包括呈圆柱体状的钻体和呈圆锥体状的钻头，所述钻体的内径小于空心钢管（1）的内径。

5.根据权利要求1所述的新型复合桩结构，其特征在于，所述转动装置包括回转装置（5）、夹持器（4）和升降装置（10），所述升降装置（10）设置在底盘（11）上，回转装置（5）安装在升降装置（10）上，回转装置（5）上固定安装夹持器（4），所述夹持器（4）夹持空心钢管（1）；所述空心钢管（1）在回转装置（5）的带动下水平旋转，在升降装置（10）的带动下向下运动，从而实现空心钢管（1）边转动边向下运动。

6.权利要求1~5任意一项所述的新型复合桩结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、钢管就位：

取空心钢管（1），空心钢管（1）顶部安装水接头（6），取注浆管（14）一端连接泥浆泵（8），注浆管（14）另一端穿过水接头（6）并引入空心钢管（1）底部直至与喷浆口（13）连通；通过夹持器（4）固定夹持住空心钢管（1）；

S2、钢管旋转下沉至设计深度：

制备水泥浆，并启动泥浆泵（8）向注浆管（14）注入水泥浆；同时开启回转装置（5）和升降装置（10），带动空心钢管（1）边转动边下沉；水泥浆从喷浆口（13）喷出，空心钢管（1）下方的搅拌叶片（12）回转从而搅拌空心钢管（1）外侧的土层，将喷浆口（13）喷出的水泥浆和外侧土层搅拌均匀，直至搅拌叶片（12）到达设计深度；

S3、灌桩：

拆除注浆管（14）和水接头（6），将拌和好的混凝土灌注到空心钢管（1）内，混凝土固结后形成桩芯混凝土（2）；

S4、成桩：

桩芯混凝土（2）、空心钢管（1）以及空心钢管（1）外侧土和水泥浆拌匀并固结后形成的固化水泥土（3）组成新型复合桩结构。