專利名稱：鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁方法及成樁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成樁方法及該方法所用裝置。
背景技術(shù)：
目前，圍繞著砼泵這一建筑施工機(jī)械，人們研制出多種在軟弱、復(fù)雜地質(zhì)條件下(如地下水位高、砂埋層厚、流塑土等情況)的成樁方法和成樁裝置。中國(guó)專利ZL93120168.3公告了一種“超流態(tài)砼及其灌注方法和該方法所用的鉆機(jī)”，中國(guó)專利ZL9621018108公告了一種“用于泵灌砼灌注樁上的成樁鉆機(jī)。上述兩項(xiàng)專利所成樁的承載力較低。為克服上述單樁承載力低的問(wèn)題，本人研制了一種“鉆孔泵灌大流動(dòng)砼孔底射漿擴(kuò)底成樁裝置，其專利號(hào)ZL01248919.0，該技術(shù)是在鉆孔結(jié)束后，泵灌砼之前用鉆桿內(nèi)的一根射漿管定向噴射水泥漿擴(kuò)底，而后進(jìn)行泵灌砼、插入鋼筋籠等成樁工序。中國(guó)專利ZL01211476.6公告了”螺旋鉆桿中心泵注砼及注漿擴(kuò)底裝置，但是就其說(shuō)明書(shū)所述及圖示，其機(jī)械保證不了其工藝的要求。而其它一些孔底射漿方法又存在成樁質(zhì)量差，成樁裝置密封性差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁方法及成樁裝置，該方法解決已有成樁方法成樁質(zhì)量差的問(wèn)題，該裝置解決了現(xiàn)有的成樁裝置密封性差的問(wèn)題。本發(fā)明的成樁方法是在鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，用安裝在鉆具上的射漿管下方的噴射嘴向樁孔底部的孔壁噴射高壓介質(zhì)，在噴射的同時(shí)使鉆具旋轉(zhuǎn)并上下竄動(dòng)。所述的高壓介質(zhì)為水泥漿，其水灰比為1∶0.4-0.5。射漿的壓力在8-20MPa。射漿量為樁體積的15％-25％。鉆具在噴射高壓介質(zhì)時(shí)，上下竄動(dòng)的高度在距樁孔底部2米以內(nèi)。完成擴(kuò)底射漿后，射漿管立即用快速接頭連接風(fēng)管和空壓機(jī)，開(kāi)動(dòng)空壓機(jī)向射漿管內(nèi)壓風(fēng)，以免在后續(xù)的注砼工序中將射漿管堵塞。射漿結(jié)束后將鉆具提離至孔底0.5m-1m的高度，并開(kāi)動(dòng)砼泵向樁孔內(nèi)泵灌砼。所泵灌的砼的蹋落度為18-23cm，邊泵砼邊提鉆具，并使鉆頭埋在砼中1.5m-3m，提鉆具的速度可根據(jù)砼的泵入量掌握，一般在提至2/3樁長(zhǎng)時(shí)，砼已沿孔壁與鉆具葉片之間的孔隙流出孔口(先流出的是泥水、雜質(zhì)等，而后是純砼)，這時(shí)提鉆速度適當(dāng)加快，提出鉆具后孔內(nèi)應(yīng)為滿孔砼，然后插入或震入鋼筋籠至設(shè)計(jì)標(biāo)高后成樁。由于砼的蹋落度大、滲透性強(qiáng)，施工后的樁有時(shí)樁頭砼會(huì)下沉0.5-2m，遇特殊情況成樁后要將砼上面的浮泥清除掉后，添加砼至樁孔口處；如果在砼初凝之后發(fā)現(xiàn)上述情況，就只能待挖承臺(tái)刨樁頭時(shí)將樁頭接起。本發(fā)明的成樁裝置是在鉆具1的上方安裝有旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4，在鉆具1上固定連接有輸漿管2，輸漿管2下端的噴射嘴3設(shè)在鉆具1最下一節(jié)葉片1-1的下方，且噴射嘴3靠近鉆頭板肩膀8一側(cè)，并橫向短于肩膀8。旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4安裝在動(dòng)力頭5的上方或下方，輸漿管2固定在鉆具1的內(nèi)壁或外壁上。鉆孔時(shí)，由于噴嘴是設(shè)在鉆頭葉片的下面(后面)，鉆孔前用紙團(tuán)或其它物品塞上，鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高射漿時(shí)，由于泵壓大，噴嘴上的堵塞物隨水泥漿一同噴出，噴出的水泥漿形成一條線，并隨鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)而噴射孔壁，被噴割下來(lái)的泥砂大部分被葉片輸送到孔上，另一部分殘留到孔底，這部分泥砂被水泥漿和鉆頭攪拌成了水泥砂漿。泵灌砼時(shí)，孔底空間瞬間被大流動(dòng)砼擠壓充填，這部分水泥砂漿待達(dá)到強(qiáng)度時(shí)，便是樁端的上部持力層，所以說(shuō)，本工藝改變了原來(lái)的地質(zhì)條件，提高了地的耐力，從而增大了樁端承載力。在泵灌砼時(shí)，鉆頭和鉆具始終要埋在砼內(nèi)1.5-3m處，這樣能防止孔壁坍塌影響樁的質(zhì)量；同時(shí)連接風(fēng)管，并向射漿管內(nèi)壓風(fēng)，這樣可以防止回流水泥砂漿擠進(jìn)射漿管，將其堵死。本發(fā)明成樁裝置的旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4既滿足高壓注漿的要求，又不影響注砼。本發(fā)明的成樁裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、施工速度快、密封性良好的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的成樁方法中8-20MPa的噴射水泥漿的壓力可以使樁孔底部直徑增大，從而達(dá)到提高樁承載力的要求；樁體積15％-25％的注漿量是經(jīng)實(shí)驗(yàn)得到的最佳注入范圍；水泥漿的噴射壓力及漿量過(guò)大時(shí)則會(huì)使樁底端直徑過(guò)大相互影響，而使各樁之間擾動(dòng)過(guò)大；水泥漿注入量及壓力過(guò)小則不起作用(按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范，樁三倍力而言)，過(guò)大時(shí)則造成浪費(fèi)。本發(fā)明的成樁方法應(yīng)用廣泛，它不選擇地質(zhì)條件，粘性大、砂類土、卵石層均可成樁。用本發(fā)明方法所成的樁安全、可靠、單樁承載力高，總體造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本發(fā)明的成樁方法還具有施工速度快、無(wú)噪音、無(wú)公害、符合環(huán)保要求的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是具體實(shí)施方式
一中成樁裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是具體實(shí)施方式
一中旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是具體實(shí)施方式
二中旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖3的A-A剖視圖，圖5是具體實(shí)施方式
三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
一本實(shí)施方式的成樁方法是1、鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高；2、通過(guò)安裝在鉆具上的噴射管下方的噴射嘴3向樁孔底部的孔壁噴射高壓水泥漿，在噴射的同時(shí)使鉆具旋轉(zhuǎn)并上下竄動(dòng)，噴射水泥漿的水灰比是1∶0.4-0.5，射漿壓力為15MPa，射漿量為樁體積的25％，鉆具在噴射高壓介質(zhì)時(shí)，上下竄動(dòng)的高度在距樁孔底部2米以內(nèi)；3、完成射漿后射漿管用快速接頭連接風(fēng)管和空壓機(jī)，并開(kāi)動(dòng)空壓機(jī)向射漿管內(nèi)壓風(fēng)；4、在壓風(fēng)的同時(shí)，將鉆具提離至孔底0.5m的高度，并開(kāi)動(dòng)砼泵向樁孔內(nèi)泵灌砼；5、泵砼結(jié)束后，關(guān)閉空壓機(jī)，并向樁孔插入鋼筋籠。本實(shí)施方式的成樁裝置由泵灌砼管6、鉆具1、旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4、輸漿管2、動(dòng)力頭5組成。輸漿管2固定在鉆具1的內(nèi)壁上，輸漿管2底端為三通結(jié)構(gòu)，三通的側(cè)管2-1的端部為噴射嘴3，三通的下端支管2-2的端部設(shè)有可拆下的堵頭2-3，這樣可定期或堵管時(shí)拆下堵頭2-3清理輸漿管2。噴射嘴3設(shè)在鉆具1最下一節(jié)葉片1-1的下方，噴射嘴3靠近鉆頭板肩膀8一側(cè)，并橫向短于肩膀8。旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4設(shè)置在動(dòng)力頭5的上方，該旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4由與泵灌砼管6相連接的連接法蘭4-1、兩端帶法蘭的密封短管4-2、與動(dòng)力頭5外殼固定連接的短管支架4-3、與動(dòng)力頭5內(nèi)的通砼的傳動(dòng)軸5-1相連接的下法蘭4-4、內(nèi)管4-5、環(huán)形花架4-6、封砼膠封4-7、動(dòng)密封環(huán)4-8組成；內(nèi)管4-5的上端與泵灌砼管6相連通，內(nèi)管4-5的下端與下法蘭4-4固定連接，密封短管4-2和短管支架4-3自上而下套裝于內(nèi)管4-5的外面；密封短管4-2的上下端分別與連接法蘭4-1和短管支架4-3固定連接，在密封短管4-2和內(nèi)管4-5之間設(shè)有封砼膠封4-7；花架4-6設(shè)置在內(nèi)管4-5和短管支架4-3的中間，花架4-6的上下方均設(shè)有動(dòng)密封環(huán)4-8，在花架4-6沿圓周方向設(shè)有多個(gè)通孔4-9，花架4-6內(nèi)外側(cè)有輸漿的空腔4-10，在短管支架4-3的管壁上開(kāi)有使外輸漿管4-11與空腔4-10相連通的外通孔4-12，在內(nèi)管4-5管壁上開(kāi)有使輸漿管2與空腔4-10相連通的內(nèi)通孔4-13。上述的密封短管4-2和封砼膠封4-7確保了在鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)砼的密封。外輸漿管4-11的外端還安裝有用于連接空壓更換機(jī)風(fēng)管的快速接頭7。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是，旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4設(shè)置在動(dòng)力頭5的下方，該旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4由與動(dòng)力頭5的傳動(dòng)法蘭相連接的上法蘭4-14、與鉆具1的鉆桿1-2相連接的下法蘭4-15、傳動(dòng)管4-16、套管4-17、動(dòng)密封環(huán)4-19、軸承4-20、上背帽4-21和下背帽4-22組成；上背帽4-21和下背帽4-22分別嵌在上法蘭4-14和下法蘭4-15上下端面的凹槽4-23中，上背帽4-21和下背帽4-22分別與傳動(dòng)管4-16的上下端螺紋連接，在傳動(dòng)管4-16的外表面有與上法蘭4-14和下法蘭4-15的六角形內(nèi)孔相配合的六方管壁4-24；套管4-17套裝于傳動(dòng)管4-16的圓柱段4-25的外面，套管4-17與上法蘭4-14和下法蘭4-15之間設(shè)有軸承4-20；在套管4-17的內(nèi)側(cè)有輸漿的環(huán)形空腔4-26，空腔4-26的上下方分別設(shè)有動(dòng)密封環(huán)4-19，在外套4-17上開(kāi)有使外輸漿管4-11與空腔4-26相通的外通孔4-28，在傳動(dòng)管4-16上開(kāi)有使輸漿管2與空腔4-26相通的內(nèi)通孔4-29。由于旋轉(zhuǎn)噴射裝置4設(shè)置在動(dòng)力頭5的下方，因此有效的解決了砼的泄漏問(wèn)題。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二不同的是輸漿管2分上輸漿管2-1和下輸漿管2-2，與旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置4相連接的上輸漿管2-1設(shè)在鉆具1內(nèi)，下輸漿管2-2固定在鉆具1的鉆桿1-2的外面，上輸漿管2-1的下端經(jīng)一彎管2-3與下輸漿管2-2的上端相連接。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二相同。
權(quán)利要求
1.鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁方法，其特征在于在鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，用安裝在鉆具上的射漿管下方的噴射嘴向樁孔底部的孔壁噴射高壓介質(zhì)，在噴射的同時(shí)使鉆具旋轉(zhuǎn)并上下竄動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁方法，其特征在于所述的高壓介質(zhì)為水泥漿，其水灰比為1∶0.4-0.5；射漿的壓力在8-20MPa；射漿量為樁體積的15％-25％；鉆具在噴射高壓介質(zhì)時(shí)，上下竄動(dòng)的高度在距樁孔底部2米以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁方法，其特征在于完成擴(kuò)底射漿后，射漿管立即用快速接頭連接風(fēng)管和空壓機(jī)，開(kāi)動(dòng)空壓機(jī)向射漿管內(nèi)壓風(fēng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁方法，其特征在于邊泵砼邊提鉆具，并使鉆頭埋在砼中1.5m-3m。
5.鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁裝置，其特征在于在鉆具(1)的上方安裝有旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置(4)，在鉆具(1)上固定連接有輸漿管(2)，輸漿管(2)下端的噴射嘴(3)設(shè)在鉆具(1)最下一節(jié)葉片(1-1)的下方，且噴射嘴(3)靠近鉆頭板肩膀(8)一側(cè)，并橫向短于肩膀(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁裝置，其特征在于輸漿管(2)底端為三通結(jié)構(gòu)，三通的側(cè)管(2-1)的端部為噴射嘴(3)，三通的下端支管(2-2)的端部設(shè)有可拆下的堵頭(2-3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置(4)設(shè)置在動(dòng)力頭(5)的上方，該旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置(4)由與泵灌砼管(6)相連接的連接法蘭(4-1)、兩端帶法蘭的密封短管(4-2)、與動(dòng)力頭(5)外殼固定連接的短管支架(4-3)、與動(dòng)力頭(5)內(nèi)的通砼的傳動(dòng)軸(5-1)相連接的下法蘭(4-4)、內(nèi)管(4-5)、環(huán)形花架(4-6)、封砼膠封(4-7)、動(dòng)密封環(huán)(4-8)組成；內(nèi)管(4-5)的上端與泵灌砼管(6)相連通，內(nèi)管(4-5)的下端與下法蘭(4-4)固定連接，密封短管(4-2)和短管支架(4-3)自上而下套裝于內(nèi)管(4-5)的外面；密封短管(4-2)的上下端分別與連接法蘭(4-1)和短管支架(4-3)固定連接，在密封短管(4-2)和內(nèi)管(4-5)之間設(shè)有封砼膠封(4-7)；花架(4-6)設(shè)置在內(nèi)管(4-5)和短管支架(4-3)的中間，花架(4-6)的上下方均設(shè)有動(dòng)密封環(huán)(4-8)，在花架(4-6)沿圓周方向設(shè)有多個(gè)通孔(4-9)，花架(4-6)內(nèi)外側(cè)有輸漿的空腔(4-10)，在短管支架(4-3)的管壁上開(kāi)有使外輸漿管(4-11)與空腔(4-10)相連通的外通孔(4-12)，在內(nèi)管(4-5)管壁上開(kāi)有使輸漿管(2)與空腔(4-10)相連通的內(nèi)通孔(4-13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置(4)設(shè)置在動(dòng)力頭(5)的下方，該旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置(4)由與動(dòng)力頭(5)的傳動(dòng)法蘭相連接的上法蘭(4-14)、與鉆具(1)的鉆桿(1-2)相連接的下法蘭(4-15)、傳動(dòng)管(4-16)、套管(4-17)、動(dòng)密封環(huán)(4-19)、軸承(4-20)、上背帽(4-21)和下背帽(4-22)組成；上背帽(4-21)和下背帽(4-22)分別嵌在上法蘭(4-14)和下法蘭(4-15)上下端面的凹槽(4-23)中，上背帽(4-21)和下背帽(4-22)分別與傳動(dòng)管(4-16)的上下端螺紋連接，在傳動(dòng)管(4-16)的外表面有與上法蘭(4-14)和下法蘭(4-15)的六角形內(nèi)孔相配合的六方管壁(4-24)；套管(4-17)套裝于傳動(dòng)管(4-16)的圓柱段(4-25)的外面，套管(4-17)與上法蘭(4-14)和下法蘭(4-15)之間設(shè)有軸承(4-20)；在套管(4-17)的內(nèi)側(cè)有輸漿的環(huán)形空腔(4-26)，空腔(4-26)的上下方分別設(shè)有動(dòng)密封環(huán)(4-19)，在外套(4-17)上開(kāi)有使外輸漿管(4-11)與空腔(4-26)相通的外通孔(4-28)，在傳動(dòng)管(4-16)上開(kāi)有使輸漿管(2)與空腔(4-26)相通的內(nèi)通孔(4-29)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁裝置，其特征在于輸漿管(2)固定在鉆具(1)的內(nèi)壁上。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁裝置，其特征在于輸漿管(2)分上輸漿管(2-1)和下輸漿管(2-2)，與旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置(4)相連接的上輸漿管(2-1)設(shè)在鉆具(1)內(nèi)，下輸漿管(2-2)固定在鉆具(1)的鉆桿(1-2)的外面，上輸漿管(2-1)的下端經(jīng)一彎管(2-3)與下輸漿管(2-2)的上端相連接。
全文摘要
鉆孔泵灌大流動(dòng)砼旋噴射漿擴(kuò)底成樁方法及成樁裝置，它涉及一種成樁方法及該方法所用裝置。該方法是在鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，安裝在鉆具上的射漿管下方的噴射嘴向樁孔底部的孔壁噴射高壓介質(zhì)，在噴射的同時(shí)使鉆具旋轉(zhuǎn)并上下竄動(dòng)。該裝置是在鉆具(1)的上方安裝有旋轉(zhuǎn)輸漿注砼裝置(4)，在鉆具(1)上固定連接有輸漿管(2)，輸漿管(2)下端的噴射嘴(3)設(shè)在鉆具(1)最下一節(jié)葉片(1－1)的下方，且噴射嘴(3)靠近鉆頭板肩膀(8)一側(cè)，并橫向短于肩膀(8)。該方法解決已有成樁方法成樁質(zhì)量差的問(wèn)題，本發(fā)明的成樁裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、施工速度快、密封性良好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D7/24GK1439776SQ03110899
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月15日
發(fā)明者劉潤(rùn)郊 申請(qǐng)人:劉潤(rùn)郊