[发明专利]双向挤压式短螺旋成桩装置与成桩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木建筑工程的桩基础，尤其是涉及一种适用于山丘地基采用旋拧沉拔施工的双向挤压式短螺旋成桩装置与成桩方法。

背景技术

二十世纪中叶，欧洲出现长螺旋桩技术，并全面推广应用；该长螺旋桩技术包括一带旋转动力头的螺叶状长螺旋钻杆；该长螺旋钻杆进入颗粒土(砂、砾砂、碎石、卵石、圆砾)地层地质条件时，顺时針方向旋拧时，是由该钻杆的全长螺叶切土旋拧入土，随着入土深度加大，所需要的旋转扭矩也须加大，所以施工桩长受到桩机具的扭矩能力的制约；而逆时針方向上拔时，全长螺叶上滿嵌颗粒土拔出，须要更大的上拔力。

如德国宝峨公司的梭子状螺旋钻杆技术，该梭子状螺旋钻杆外形特点是二头小、中间大，形似呈橄榄状；该梭子状螺旋钻杆的上部连接有圆管形钻杆，即成为短螺旋桩枝术；该梭子状螺旋钻杆仅将螺纹部分的长度旋拧切土，因而只须要较小的扭矩就可滿足切土工序，而且，所述切土工序的扭矩大小不会受制于桩长影响，顺时針方向旋转上拔时因螺叶带土很少，主要是由鉆头上拔将土挤向桩周，总的上拔扭矩大幅度减小。

又，中国发明专利ZL200710063983.3与所述德国宝峨公司的梭子状螺旋钻杆技术极为相似，但是以上两种现有技术均存在以下缺陷：第一是所述梭子状螺旋钻杆中间直径大、两头呈錐形的钻杆头部，当施工穿越土层中夾有软粘土层时，实测须有大于0.8m长度的平直护壁段，可以保证砼灌入桩孔速度大于软粘土的压缩回弹速度，达到桩截面砼完全充填桩孔，从而使桩径一致；但因为梭子状钻杆头部没有圆柱段，使得软粘土的压缩回弹速度大于砼灌入桩孔速度，则会造成桩身颈缩，影响成桩质量；第二是装置在所述梭子状螺旋钻杆底部有翻落式门盖在正转压旋拧入土层时，有时门盖会在旋拧入土层中自行开启，引起桩孔的泥土进入开启口而堵塞砼导管；又如果该门盖关闭较紧时，正转压旋拧入土层至要求高程时，压灌砼打不开门盖，而造成砼塞砼导管；第三是所述梭子状螺旋钻杆，下端为正向旋转螺纹，上端仅1-2道反向旋转螺纹，当正转上拔时，上端的1-2道反向旋转螺纹将桩孔內土体反压挤密，因上端反向螺纹在锥尖处，反向螺纹的螺叶的外径远小于桩孔的内径，因此对土体的反压挤密作用效果不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种采用旋拧沉拔施工方法可适用于以颗粒状土为主组成的山丘地基、又具有较高承载力与施工效率的双向挤压式短螺旋成桩装置与成桩方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种双向挤压式短螺旋成桩装置，包括一带旋转动力头的圆管形钻杆，所述钻杆下部连接一较短的圆柱状钢管，该钢管的外周焊接粗螺纹，作为钻头，该钢管下部通过齿形结合子与鉆尖相结合；所述粗螺纹设置为正、反双向螺纹，该双向螺纹的上部2圈设置为反向螺纹，该双向螺纹的下部为正向螺纹；该双向螺纹的有益效果是实现双向挤压土层的功能，可使桩的承载力值提高。

所述齿形结合子上部连接一悬挂杆，所述钢管的内壁焊接有导向体，所述悬挂杆可以穿过该导向体上下滑移。

一种双向挤压式短螺旋成桩装置的成桩方法，包括一带旋转动力头的圆管形钻杆，所述圆管形钻杆下部连接一较短的钢管，该钢管的外周焊接粗螺纹，该钢管下部通过齿形结合子与鉆尖相结合，所述粗螺纹设置为正、反双向螺纹，所述齿形结合子上部连接一悬挂杆，所述钢管内壁焊接有导向体，所述悬挂杆可以穿过该导向体上下滑移，成桩方法是：

第一步，桩机就位；鉆尖对准设计桩位的中心，校正所述钻杆垂直，起动旋转动力头沿顺时针方向旋转产生扭矩，所述钻杆顶部加压并顺时針方向旋拧沉入土层；

第二步，然后，旋转动力头沿逆时针方向旋转少许，使鉆尖脱离所述钻杆，启动泵送砼对桩孔內压灌砼，由鉆尖脱离口进入桩孔內；

第三步，旋转动力头又开始顺时针方向旋转，同时上拔所述钻杆直到拔出桩口；

第四步，此时，鉆尖脱离齿形结合子且悬挂在该齿形结合子下部，桩孔內已满灌砼；

第五步，由送筋钢管穿入钢筋笼，吊起该钢筋笼对准桩孔內砼的中心，然后，起动装在该送筋管顶部的振动锤，振动将钢筋笼送至设计深度。

第六步，所述双向挤压式短螺旋桩成桩。