[发明专利]一种挤排土复合钻具、CFG挤排土桩以及制备方法

说明书

本发明涉及土木工程技术领域，尤其是涉及一种挤排土复合钻具、CFG挤排土桩以及制备方法。该挤排土复合钻具包括：动力机构、挤土钻具、排土钻具和钻头，所述挤土钻具与所述排土钻具自上而下一体连接以构成钻具主体，所述动力机构通过第一联动装置与所述挤土钻具的上端连接，所述钻头与所述排土钻具的下端连接，所述钻具主体的中芯管的外径自下而上逐渐增加，所述钻具主体的螺旋叶片的宽度自下而上逐渐减小，以使所有螺旋叶片的外轮廓呈等直径分布。通过该复合钻具施工，挤土、排土同时俱进，并可一次性完成成孔和砼压灌成桩，实现了工效的提高，单桩承载力的提高，同时降低了成本，缩短了工期。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其是涉及一种挤排土复合钻具、CFG挤排土桩以及制备方法。

背景技术

目前，在建筑物或铁路、公路软基处理中，需要进行处理的地基土的范围内场地土类型由浅到深根据等效剪切波速值变化规律基本划分为软弱场地土、中软场地土、中硬场地土、坚硬场地土。根据场地土软硬程度可以把地基土简单划分为挤土区(软弱场地土、中软场地土，含水量较高或饱和黏性土除外)；排土区(中硬场地土、坚硬场地土除外)。

为提高地基土的承载力和提高地基的压缩模量，一般采取以桩体置换地基土为主的长螺旋压灌桩—CFG桩工法。该工法使用钻具参数为：钻具挤土比为：0.27～0.45，平均值为：0.34(钻具中芯管外直径与钻具直径之比)，螺径比：0.50～0.90，平均值为：0.69，(钻具螺距与钻具直径之比),螺旋叶片宽度偏大，螺旋叶片厚度偏薄，该螺旋叶片功能主要是旋排土。近年来又发展出一种新型工法—螺杆桩，该工法是通过改进设备、增加自重，加大动力机构动能，使之钻具扭矩变大。该设备钻具与常规长螺旋不同，钻具挤土比为：0.6～0.75平均值为：0.68(钻具中芯管外直径与钻具直径之比)，螺径比：0.66～1.00，平均值为：0.79，(钻具螺距与钻具直径之比),螺牙宽度偏小，螺牙厚度较厚，该螺旋叶片功能不是旋排土，而是旋挤土。该钻具成孔、成桩时采用同步技术，成孔时以挤土为主，钻进并挤土到设计深度后，反转同步技术提钻同时压灌砼成桩至设计标高，因此出土量很少，加密了桩周土。

上述两种工法在适合的地层中都不同程度的增加了地基土的承载力。但对于复杂的地基土层，两种工法所使用的钻具功能较为单一，在浅层的可挤土区，CFG桩工法只能简单地置换土，造成桩周土侧摩阻力降低；在深层较硬的排土区，螺杆桩工法进一步加大扭矩去挤扩，造成钻进困难，影响工效，如对密实砂性土，企图挤扩它，会破坏其结构性强度，甚至发生剪胀，侧摩阻力及端阻力反而降低。两种工法的功能单一性，不能因地制宜处理地基土，造成了一定的成本浪费，影响了单桩承载力发挥效果。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明是为解决上述钻具功能单一性造成的不良影响而提出的，目的在于提供一种用于地基处理的挤排土复合钻具。通过该复合钻具施工，挤土、排土同时俱进，并可一次性完成成孔和砼压灌成桩，实现了工效的提高，单桩承载力的提高，同时降低了成本，缩短了工期。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种挤排土复合钻具，其包括：动力机构、挤土钻具、排土钻具和钻头，所述挤土钻具与所述排土钻具自上而下一体连接以构成钻具主体，所述动力机构通过第一联动装置与所述挤土钻具的上端连接，所述钻头与所述排土钻具的下端连接，所述钻具主体的中芯管的外径自下而上逐渐增加，所述钻具主体的螺旋叶片的宽度自下而上逐渐减少，以使所有螺旋叶片的外轮廓呈等直径分布。

作为一种优选的技术方案，所述动力机构包括：电机设备和/或液压驱动设备。

作为一种优选的技术方案，所述中芯管的内径为等直径设置。

作为一种优选的技术方案，所述钻头上设有出料口，所述出料口与所述中芯管的内部管道连通。