CN113981953A - 一种钢管搅拌复合桩及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢管搅拌复合桩及其施工方法，属于地基处理技术领域。施工方法具体包括：步骤一、桩机定位：移动桩机到达指定位置，调整桩机的垂直度；步骤二、搅拌喷料下钻：启动桩机，将钢管搅拌芯向下旋转钻进地基，同时钢管搅拌芯喷射水泥浆；步骤三、成桩：钢管搅拌芯旋转至桩底后，将钢管搅拌芯从桩机上拆除。本发明利用了钢管搅拌芯的结构特征，在钢管搅拌芯下沉切土的同时进行水泥浆的喷射和搅拌，能够三步成桩，节省了传统复合桩施工时的压桩步骤，施工效率较快，弥补了传统桩型施工流程繁琐的缺点。且本发明的复合桩具有受力结构好、承载力高、质量稳定、施工效率高和施工流程简单的特点。
Description
技术领域
本发明属于地基处理技术领域，更具体地说，涉及一种钢管搅拌复合桩及其施工方法。
背景技术
我国东南沿海地区软土广泛分布，在进行各种工程建设时，软土地基处理问题不可避免。软土地基的处理已然成为影响建设工期、工程质量和造价的重要因素之一。
目前软土地基处理技术上存在一些缺陷，例如：成桩质量不稳定、加固深度有限、处理效果不稳定、桩体强度低、施工自动化控制程度低、对环境影响大、造价和管理成本高等。
经检索，关于解决上述现有的复合桩施工方法存在成桩质量不稳定等不足，目前已有相关专利公开。如，中国专利申请号为：CN201810943268.7，申请日为：2018年8月17日的发明专利，公开了一种复合劲桩的施工方法，该方法包括如下步骤：步骤一，采用旋搅机构搅拌预定范围内的泥土，得到水泥土桩；步骤二，采用螺旋钻机对水泥土桩进行取孔注浆，形成水泥土复合桩；步骤三，采用沉桩机将若干刚性桩压入水泥土复合桩，得到复合劲桩。虽然该方法保证***桩与刚性桩的同心度，提高成桩质量的稳定性，但是该方法需要先得到水泥土复合桩，再将刚性桩压入到水泥土复合桩中才能得到复合劲桩，施工方法较为繁琐，施工效率较慢。
发明内容
针对现有复合桩施工方法较为繁琐，施工效率较慢的问题，本发明提供一种钢管搅拌复合桩及其施工方法，对钢管搅拌芯的结构进行相应的改进，简化了施工方法，具有三步成桩技术，弥补了传统桩型施工流程繁琐的缺点。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种钢管搅拌复合桩的施工方法，包括如下步骤：
步骤一、桩机定位：移动桩机到达指定位置，调整桩机的垂直度；
步骤二、搅拌喷料下钻：启动桩机，将钢管搅拌芯向下旋转钻进地基，同时钢管搅拌芯喷射水泥浆；
步骤三、成桩：钢管搅拌芯旋转至桩底后，将钢管搅拌芯从桩机上拆除。
采用钢管搅拌芯作为搅拌轴，钢管搅拌芯的顶部带有扩大头，扩大头的内部盛有水泥浆，钢管搅拌芯的底部开有出浆口，钢管搅拌芯在下沉切土搅拌的同时进行喷射水泥浆，在水泥浆冷却成型后，钢管搅拌水泥土复合桩成型，采用三步即可成桩，简化了施工方法。
进一步的技术方案，在步骤一中，还包括将钢管搅拌芯可拆卸安装在桩机的电机上，钢管搅拌芯的垂直度误差小于1％。
进一步的技术方案，还包括步骤四、清理桩头：待水泥浆冷却，清理钢管搅拌芯顶部的水泥土。
一种钢管搅拌复合桩，包括钢管搅拌芯，钢管搅拌芯的顶部设有扩大头，水泥土或混凝土填充在扩大头的内部；钢管搅拌芯的底部开设有多个出浆口。通过钢管搅拌芯和扩大头增强竖向承载能力。
进一步的技术方案，多个出浆口沿着钢管搅拌芯的外周方向等间距分布，使水泥浆均匀喷射。
进一步的技术方案，沿着钢管搅拌芯的长度方向，在钢管搅拌芯的外周设有螺旋搅拌翼片，螺旋搅拌翼片用于搅拌水泥浆，增强钢管搅拌芯与水泥浆的黏结度，同时，能够进一步提高复合桩的承载能力。
进一步的技术方案，在钢管搅拌芯的底部设有多个搅拌翼，每个搅拌翼均水平设置，搅拌翼用于搅拌水泥浆，进一步增强钢管搅拌芯与水泥浆的黏结度。
进一步的技术方案，搅拌翼包括第一水平搅拌翼、第二水平搅拌翼和第三水平搅拌翼，第二水平搅拌翼位于第一水平搅拌翼和第三水平搅拌翼之间；第一水平搅拌翼和第三水平搅拌翼平行；第二水平搅拌翼与第一水平搅拌翼或第三水平搅拌翼垂直。出浆口位于第一水平搅拌翼和第二水平搅拌翼之间，便于搅拌翼对水泥浆进行搅拌。
进一步的技术方案，扩大头的直径大于钢管搅拌芯的直径，扩大头内填充有水泥浆。
进一步的技术方案，钢管搅拌芯的长度与地基的深度相适配，可根据不同场地进行选取，适用范围较广。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的复合桩的施工工艺简单，利用特制的钢管搅拌芯，在下沉切土搅拌的同时进行喷射水泥浆，具有三步成桩技术，施工效率较快，弥补了传统桩型施工流程繁琐的缺点。
(2)本发明的复合桩上部带有扩大头、内部带有钢管搅拌芯，可充分发挥刚性材料的能力，提高地基的竖向承载力。
(3)本发明复合桩的钢管搅拌芯和其上的螺旋搅拌翼片可提高水平承载力；螺旋叶片增加了刚性体与水泥的黏结度，优化了其内部受力形式，充分发挥复合桩的性能，弥补了传统桩的水平和竖直抗力低的缺点。
(4)本发明的复合桩具有受力结构好、承载力高、质量稳定、施工效率高、施工流程简单的特点，其经济效益好，有一定的应用前景。
附图说明
图1为本发明的复合桩的施工流程图；
图2为本发明的钢管搅拌芯的结构示意图；
图3为本发明钢管搅拌芯的仰视图。
图中标号表示为：1、桩机；2、土体表面硬壳层；3、软土层；4、持力层；5、电机；6、钢管搅拌芯；7、扩大头；8、螺旋搅拌翼片；9、第三水平搅拌翼；10、第二水平搅拌翼；11、第一水平搅拌翼；12、出浆口。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
实施例1
一种钢管搅拌复合桩，如图2和图3所示，钢管搅拌芯6旋转下沉依次穿过场地的土体表面硬壳层2、软土层3和持力层4，钢管搅拌芯6旋转下沉的同时喷射水泥浆，水泥浆冷却后黏结在钢管搅拌芯6的外部形成复合桩。
钢管搅拌芯6的直径和长度根据水平、竖向承载力和场地条件而选取，可根据不同场地、不同需求制作等截面和变截面。钢管搅拌芯6的底部带有下钻头，下钻头的形状可根据不同场地进行选取，本实施例中下钻头的优选形状为锥形。
钢管搅拌芯6的顶部设有扩大头7，水泥浆或混凝土填充在扩大头7的内部。扩大头7的直径大于钢管搅拌芯6的直径，其直径约为钢管搅拌芯6直径的2～3倍。钢管搅拌芯6的内部中空，其底部开设有多个出浆口12，多个出浆口12沿着钢管搅拌芯6的外周方向等间距分布。并且扩大头7的材质为钢材，复合桩的上部带有钢制扩大头7，内部带有钢管搅拌芯6，能够充分发挥刚性材料的能力，能够提高地基的竖向承载力。
沿着钢管搅拌芯6的长度方向，在钢管搅拌芯6的外周设有螺旋搅拌翼片8，在水泥浆喷射时用于搅拌水泥浆，增强钢管搅拌芯6与水泥浆的黏结度，优化了其内部的受力形式，充分发挥复合桩的性能。并且，螺旋搅拌翼片8能够提高复合桩的水平承载能力。
为了进一步增强水泥浆与钢管搅拌芯6的黏结度，在钢管搅拌芯6的底部设有多个搅拌翼，每个搅拌翼均水平设置，用于搅拌水泥浆，使水泥浆与钢管搅拌芯6均匀黏结。搅拌翼之间的间距和搅拌翼水平长度根据场地条件而确定，且搅拌翼的形状、长度根据场地条件选择。
本实施例提供一种优选的实施方式：搅拌翼包括第一水平搅拌翼11、第二水平搅拌翼10和第三水平搅拌翼9，第二水平搅拌翼10位于第一水平搅拌翼11和第三水平搅拌翼9之间；第一水平搅拌翼11和第三水平搅拌翼9平行；第二水平搅拌翼10与第一水平搅拌翼11或第三水平搅拌翼9垂直。且出浆口12位于第一水平搅拌翼11和第二水平搅拌翼10之间，便于搅拌翼对水泥浆进行搅拌。
实施例2
一种钢管搅拌复合桩的施工方法，如图1所示，具体包括如下施工步骤：
步骤一、设计方案：根据勘察资料，确定待处理场地软土层3所处深度，结合现场建筑要求，设计复合桩的长度和直径、扩大头7的参数、螺旋搅拌翼片8的参数、水平搅拌翼的参数、下钻头的参数、水泥的掺量等。
步骤二、清理场地：清理场地、测量放线，按照图纸要求定位下钻点并做好标记。
步骤三、桩机1就位：将桩机1运送至施工场地，竖起桅杆，利用吊机吊起钢管搅拌芯6，并将钢管搅拌芯6与桩机1导向架上的电机5固定；通过调节液压装置移动导向架，带动钢管搅拌芯6移至指定点位，校正桩机1的垂直度，使钢管搅拌芯6垂直度误差在1％内。
步骤四、搅拌喷料下钻：启动灰浆泵，水泥浆顺利从钢管搅拌芯6的出浆口12处喷出时，启动电机5，钢管搅拌芯6旋转并下沉，同时出浆口12进行喷射水泥浆，钢管搅拌芯6的下沉速度根据相关规范及要求进行设定，钢管搅拌芯6下降到软土层3合适位置时，钢管搅拌芯6持停留一段时间进行续搅拌注浆，确保成桩均匀性，出浆口12的喷浆压力根据需要进行设计，喷浆量根据设计桩基的大小进行确定。
步骤五、成桩：钢管搅拌芯6继续下沉至桩底，并在桩底部分停留一段时间进行持续搅拌注浆，确保复合桩的成桩均匀性，待搅拌结束后，拆除钢管搅拌芯6顶部与桩机1连接的卡扣。
步骤六、清理桩头：待水泥浆冷却，复合桩完成并达到适当强度后，除去复合桩顶部的水泥土，并清理残渣；
步骤七、施工基础：根据不同需求进行，可进行不同基础的施工，如桩帽、承台、复合地基等。
本实施例中复合桩的施工方法利用了钢管搅拌芯6的结构特征，在钢管搅拌芯6下沉切土的同时进行水泥浆的喷射和搅拌，通过步骤三、步骤四和步骤五能够三步成桩，节省了传统复合桩施工时的压桩步骤，施工效率较快，弥补了传统桩型施工流程繁琐的缺点。且本实施例中的复合桩具有受力结构好、承载力高、质量稳定、施工效率高、施工流程简单的特点。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种钢管搅拌复合桩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、桩机定位：移动桩机(1)到达指定位置，调整桩机(1)的垂直度；
步骤二、搅拌喷料下钻：启动桩机(1)，将钢管搅拌芯(6)向下旋转钻进地基，同时钢管搅拌芯(6)喷射水泥浆；
步骤三、成桩：钢管搅拌芯(6)旋转至桩底后，将钢管搅拌芯(6)从桩机(1)上拆除。
2.根据权利要求1所述的一种钢管搅拌复合桩的施工方法，其特征在于：在步骤一中，还包括将钢管搅拌芯(6)可拆卸安装在桩机(1)的电机(5)上，钢管搅拌芯(6)的垂直度误差小于1％。
3.根据权利要求2所述的一种钢管搅拌复合桩的施工方法，其特征在于：还包括步骤四、清理桩头：待水泥浆冷却，清理钢管搅拌芯顶部的水泥土。
4.一种钢管搅拌复合桩，其特征在于：包括钢管搅拌芯(6)，所述钢管搅拌芯(6)的顶部设有扩大头(7)，水泥土或混凝土填充在扩大头(7)的内部；所述钢管搅拌芯(6)的底部开设有多个出浆口(12)。
5.根据权利要求4所述的一种钢管搅拌复合桩，其特征在于：多个出浆口(12)沿着钢管搅拌芯(6)的外周方向等间距分布。
6.根据权利要求5所述的一种钢管搅拌复合桩，其特征在于：沿着钢管搅拌芯(6)的长度方向，在钢管搅拌芯(6)的外周设有螺旋搅拌翼片(8)。
7.根据权利要求6所述的一种钢管搅拌复合桩，其特征在于：在钢管搅拌芯(6)的底部设有多个搅拌翼，每个搅拌翼均水平设置。
8.根据权利要求7所述的一种钢管搅拌复合桩，其特征在于：所述搅拌翼包括第一水平搅拌翼(11)、第二水平搅拌翼(10)和第三水平搅拌翼(9)，所述第二水平搅拌翼(10)位于所述第一水平搅拌翼(11)和第三水平搅拌翼(9)之间；所述第一水平搅拌翼(11)和第三水平搅拌翼(9)平行；所述第二水平搅拌翼(10)与所述第一水平搅拌翼(11)或第三水平搅拌翼(9)垂直。
9.根据权利要求8所述的一种钢管搅拌复合桩，其特征在于：所述扩大头(7)的直径大于所述钢管搅拌芯(6)的直径。
10.根据权利要求9所述的一种钢管搅拌复合桩，其特征在于：所述钢管搅拌芯(6)的长度与地基的深度相适配。
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| CN109505305A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-03-22 | 绍兴大明电力设计院有限公司 | 高压旋喷式螺旋锚复合基础及其制作方法 |
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