[发明专利]螺旋取、挤土勾螺灌注桩工法

说明书

技术领域：

本项发明涉及建筑行业桩基础的成桩工法。

背景技术：

现有的钻机先成孔、灌注砼，后置钢筋笼等成桩工法越来越经济适用，但在实际施工中，一部分演变成了取土成孔，侧摩阻力大大降低了，另一部分因钻孔至一定深度，负荷过大，动力头、电机等长期处于极限使用状态，且因地下压强大、钻头被泥土等包裹得太紧，灌注砼时因钻头门打不开而经常堵管；另外，现有螺旋桩、螺杆桩等工法实际钻孔后都有部分出土，下放钢筋笼前砼必须灌注到孔口土堆高度，部分桩顶标高在地面以下较深时，砼浪费较大；再者，后置钢筋笼，震动导管向下震导钢筋笼时，导管底端受力便易倾斜，瞬间震动给力过猛时钢筋笼有插偏、夹泥或下置不到位等质量问题。

发明内容：

本发明的目的是为了解决以上的技术问题，提出一种螺旋取、挤土勾螺灌注桩工法，通用于现有多种钻机设备(如专利号ZL200610019756.6涉及的成桩设备)，使其成桩最大利用侧摩阻力，避免钻门打不开而堵管，减少砼的浪费，使施工场地清洁无杂土，放置钢筋笼更优易。

本发明的技术方案是：钻头底端中间为小椭圆形下开门，钻头门两侧为可拆卸合金齿牙，合金齿牙装在钻头螺纹体下方，合金齿牙比钻头门略低；与钻头连接的钻杆下端设有一段螺纹体，此螺距与钻头螺距均相同，钻杆螺纹体区域中间一段钻杆外壁逐渐变粗再变细，钻杆变径外壁最粗部位以上为小螺纹体，其以下为大螺纹体，小螺纹体外缘不大于钻杆外壁最粗处，大螺纹体比钻杆变径外壁最粗部位略粗；其余上部钻杆为直杆，最上面一节钻杆与钻机动力头、灌浆器等设备相连接；圆柱形钻杆内壁与钻头内壁均为中空，钻头内壁横截面由圆形向下渐变为椭圆形；震动导管与震动机座底板连接处设一减震弹簧；施工时根据设计桩长接好钻杆、钻头，按螺旋取、挤土勾螺灌注桩工法施工即可。

螺旋取、挤土勾螺灌注桩成桩工法为：钻机设备接好钻杆、钻头等后，关好钻头门，钻杆垂直对准桩位，钻机牵引钻杆正时针旋转下钻，被旋转的钻头尖、合金齿牙拨松地下土体，钻头上的螺纹体和底部钻杆下部分螺纹体使桩底土体向上翻转，达到桩底取土；向上翻转的土体至钻杆外径渐变变粗处时，土体绝大部分被挤压至孔壁四周，达到钻杆挤土，只有极少部分土体挤至钻杆变径部位以上处；钻孔深度达到设计深度后停钻，砼泵送管等设备就位并打通砼、连接好后，钻机牵引钻杆逆时针旋转、提升钻杆并开始灌注砼，提升钻杆速度与旋转速度匹配使所有螺纹体上升旋转运行轨迹一致，(桩底因提钻，桩底压强变小、钻杆内壁内砼的冲击力和泵送压力使钻头门向下开，桩底开始填充砼)，钻杆外径自上向下渐变变粗处在钻杆提升时将钻杆直杆处的少量土体向上、向孔壁四周旋转挤紧，达到二次挤土；钻杆下端螺纹体外缘由于大于钻杆变径外径，螺纹体上升旋转时孔壁上被钻杆螺纹体勾出螺纹槽，完成勾螺；地面孔口周围少量杂土在提钻时用人工填入钻杆壁周围孔内，达到孔口无杂土；提钻灌注砼至桩顶设计高度以上后停止灌注砼，提完钻杆至离开地面，在孔口套上护筒，震动导管套上钢筋笼垂直插入孔内砼中，震动下放至钢筋笼设计深度。(在一些特殊环境条件下，提钻灌注砼至地下水位以上后停止灌注砼，提出钻杆后放置钢筋笼到设计深度，再从孔口浇筑砼至桩顶标高后插入震动导管适当振捣)。

采用上述技术方案后，钻头门故障造成堵管的机率大大减小，钻头螺纹体底部安装合金后更易进入持力层且更换方便，通过挤土与勾螺，不仅最大利用了侧摩阻力，且二次挤土后真正做到了孔口地面无杂土，便于灌注砼可止于桩顶标高处，减少了砼的浪费，后置钢筋笼更有质量保障。

附图说明：

图1为钻杆、钻头立面图；

图2为钻头立面图；

图3为震动导管立面图。

具体实施方式：

在螺杆桩成桩设备(专利号ZL200610019756.6)上改用钻杆和钻头如图1、图2所示，钻杆内壁为140mm直径的空心圆，钻杆壁厚为60mm，上部钻杆为直杆状，最底下一节钻杆焊有等距螺纹体，螺纹体从钻杆直杆外壁处到螺纹体最外缘(垂直距离)大螺纹体厚150mm、小螺纹体厚120mm，有螺纹体的钻杆区域中间一小段钻杆外壁从下渐变粗再渐变细，最粗处比最细处厚度高出120mm，其变径处最粗部分以上为小螺纹体，其变径处最粗部分以下为大螺纹体；钻头上部内壁横截面为和钻杆内壁横截面相同的直径为140mm的(空心)圆形，下部内壁渐变为和上部圆等面积的椭圆形，椭圆内壁下口装有可自由开、闭的椭圆形钻头门，钻头外壁上的螺纹体与钻杆连接处的螺纹体相同，钻头底端螺纹体上装有可拆卸的合金齿牙。施工时钻机接好钻杆、钻头，钻杆对准桩位并关好钻头门，钻机动力头牵引钻杆开始垂直下钻(钻杆边下沉边正时针旋转)，钻进至设计深度后停钻，接好砼输送管等并打通砼，输送管(通过弯管、动力头芯管、法兰盘等设备)与钻杆接通，动力头牵引钻杆开始提钻(钻杆边上升边逆时针旋转，提升速度与旋转速度匹配，保持钻杆上的所有螺纹体运行轨迹相同)，并同时泵送砼，提钻中途将孔口杂土用人工填入钻杆周围的孔壁内，提钻到一定高度(或提钻到设计桩顶标高以上)后停止泵送砼，提完钻杆直至离开地面，在孔口套上护筒防止孔口泥土下落，利用带减震弹簧的震动导管如图3所示，穿上钢筋笼并挂好后(用小卷扬等)吊起来，对准孔口向下送放，导管上的弹簧压缩后开动震动器，钢筋笼下放到设计高度后向上提升震动导管并适当振捣，提出导管后观察砼是否已达到设计标高，或继续向孔口填充砼直至砼达到设计高度后再移除护筒。