[发明专利]喷扩挤压组合桩及其施工方法和该方法使用的螺旋喷扩挤压钻机

权利要求书

1.一种具有高承载力的喷扩挤压组合桩，其桩体由桩身、扩径体和桩端组成，其特征在于：所述桩身上设有至少一个与桩身一体成型的双锥台形扩径体；所述双锥台形扩径体为外包一层挤密的水泥土与混凝土的高压旋喷双锥台形刚性扩径体。

2.根据权利要求1所述的喷扩挤压组合桩，其特征在于：所述桩体内设有钢筋笼。

3.根据权利要求1或2所述的喷扩挤压组合桩，其特征在于：所述扩径体位于桩身竖向所在具有较高变形模量和抗剪强度的持力层位置，所述桩身上设有至少为两块且沿周向均布、与桩体轴线基本垂直的翼板。

4.根据权利要求3所述的喷扩挤压组合桩，其特征在于：所述扩径体上方的桩体直径大于或等于扩径体下方的桩体直径。

5.根据权利要求4所述的喷扩挤压组合桩，其特征在于：所述扩径体的下部斜面与桩体中心轴线的夹角α为≥10°～≤80°。

6.根据权利要求5所述的喷扩挤压组合桩，其特征在于：所述翼板的宽度为5～25cm，厚度为2～12cm。

7.权利要求1-6任一所述喷扩挤压组合桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过钻机钻孔到设计深度，停止钻进；

(2)调整钻杆上的注浆喷头的喷嘴压力为2～40MPa，并调整钻杆的提升速度为6～60cm/min；在提升螺旋空心钻杆的同时，在设计深度用注浆喷头上的喷嘴旋喷水泥浆、用钻杆振动压灌超流态混凝土制作双锥台形扩径体到设定标高，高度为0.5～3.0m；

(3)调整钻杆提升速度为0.5～2m/min，喷嘴压力保持不变，由旋喷改为定喷桩身翼板，同时压灌超流态混凝土到设计标高，形成素混凝土桩。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：形成素混凝土桩后，将钢筋笼插入桩孔内的超流态混凝土中到设计深度，形成钢筋混凝土基础桩。

9.一种如权利要求7或8所述的施工方法中采用的螺旋喷扩挤压钻机，包括螺旋空心钻杆(1)、动力头(2)，螺旋空心钻杆(1)芯管外壁或内壁一侧由上至下安装有高压注浆管(5)，其特征在于：所述螺旋空心钻杆(1)包括上段钻杆(3)和下段钻杆(4)，其中，上段钻杆(3)和下段钻杆(4)通过法兰连接成一体，上段钻杆(3)的螺旋叶片的半径大于下段钻杆(4)的螺旋叶片的半径，所述高压注浆管(5)的下端设置有多层注浆喷头(6)，每层注浆喷头(6)均位于上段钻杆(3)底部的螺旋叶片外边缘的下方。

10.根据权利要求9所述的螺旋喷扩挤压钻机，其特征在于：上段钻杆(3)长度l₁>5m，下段钻杆(4)长度l₂>6m，上段钻杆(3)直径d＝700mm～800mm，下段钻杆(4)直径d₁＝500mm～600mm，d＝d₁+0.2m。

11.根据权利要求10所述的螺旋喷扩挤压钻机，其特征在于：所述注浆喷头(6)的层数为2-10层。

12.根据权利要求11所述的螺旋喷扩挤压钻机，其特征在于：每层注浆喷头(6)上设有1-6个喷嘴，每个喷嘴的承压为2-40MPa。

13.根据权利要求12所述的螺旋喷扩挤压钻机，其特征在于：相邻上下两层注浆喷头(6)之间的间距为5～30cm，每层注浆喷头(6)中的相邻两个喷嘴之间的水平间距为1～6cm，喷嘴的直径为2-10mm。

14.根据权利要求13所述的螺旋喷扩挤压钻机，其特征在于：所述注浆喷头(6)的层数为3层，每层注浆喷头(6)上设有2个喷嘴，喷嘴的直径为2mm。