[發明專利]用于渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備及方法

有效

• 申請號: 201410113666.8
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103835289A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 李春寶;薛世峰;劉曉輝
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E02D5/48
• 分類號: E02D5/48
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發明屬于巖土工程領域，具體地，涉及一種用于渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備及方法。

背景技術

由于變徑樁可大幅提高樁基礎承載力已成為不爭的事實，所以目前國內外巖土工程界都在做變徑樁的研究，尤其是變徑樁的施工工藝研究，通過變徑來提高樁的承載力。提出了螺紋樁、螺桿樁、支盤樁等若干變徑樁的施工工藝，但上述變徑樁的施工工藝都各自存在著各種問題，從而阻礙了變徑樁的廣泛推廣。如螺紋樁，預制螺紋樁在施工時由于扭矩很大很容易開裂，這樣對其自身的抗扭強度要求很高，這就要求增加鋼筋混凝土強度，造價就很高。而現澆螺紋樁在工程實踐中經常出現由于土體承載力較大時，設備自重顯得不夠或壓力不夠，土對鉆具的反力大于鉆機壓力，致使鉆桿出現原地旋轉“打滑”，這時就會破壞螺牙之間土體的抗剪強度，雖然成樁后看似是有螺紋，但實際上螺牙之間土體已被剪壞，成了直筒樁，失去了變徑樁應有的性能。支盤樁在液壓承壓盤回縮以及灌注混凝土的過程中，容易造成擴大部坍塌，導致樁身頸縮和夾泥，成為廢樁。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種用于渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備及方法；該成樁設備和方法能有效地實現沿樁身不同部位擠壓擴徑的目的，并且不會對周邊環境造成污染，造價合理，工效高，樁體承載力大。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，包括：樁頭、鋼套管、旋轉配件、徑向渦壓葉片、軸向渦壓葉片；樁頭設置在鋼套管的底部，旋轉配件安裝在鋼套管的頂部，徑向渦壓葉片安裝在鋼套管開口處的內側，軸向渦壓葉片安裝在徑向渦壓葉片的頂部。

相對于現有技術，本發明具有如下有益效果：

1、鋼套管可重復利用，施工簡單，無需開挖原土，縮減工期及減少造價；

2、利用新拌混凝土是固液兩相體、具有流動性好的特性，通過軸徑組合葉片將流態混凝土渦壓擠擴到樁身周圍土體中，形成擴徑部。

3、擠密周圍土體，可大幅提高土體縱橫向強度，同時擴徑部可起到端承的作用；

4、適用于各種砂性土質和粘性土質；可分層擴徑，本發明解決了傳統擴徑樁施工質量無法保證的關鍵問題。

附圖說明

圖1為渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備結構示意圖；

圖2為圖1中A-A剖面示意圖；

圖3為圖1中B-B剖面示意圖；

圖4為圖1中C-C剖面示意圖；

圖5為徑向渦壓葉片和軸向渦壓葉片示意圖；

圖6為預制混凝土樁頭側視圖；

圖7a為旋轉齒輪的俯視圖；

圖7b為旋轉齒輪的側視圖；

圖8a為渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁過程中的鋼套管就位示意圖；

圖8b為渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁過程中的錘管入土示意圖；

圖8c為渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁過程中的灌注混凝土示意圖；

圖8d為渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁過程中的旋扭套管示意圖；

圖8e為渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁過程中的提升套管示意圖；

圖8f為渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁過程中的實施樁體上一個土層擴徑部示意圖；

圖8g為渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁過程中的拔出鋼套管插入鋼筋示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，包括：樁頭1、鋼套管2、旋轉齒輪4、徑向渦壓葉片5、軸向渦壓葉片8；樁頭1設置在鋼套管的底部，旋轉齒輪4安裝在鋼套管2的頂部，徑向渦壓葉片5安裝在鋼套管開口處的內側，軸向渦壓葉片8位于鋼套管內、安裝在徑向渦壓葉片5的頂部；其中：

所述的樁頭1，采用預制混凝土結構，上部為圓柱體，下部為圓錐體，圓柱體的頂端形成一圓柱形凸臺。

所述的鋼套管2，為金屬圓管，鋼套管2的內徑比預制混凝土樁頭1圓柱形凸臺的外徑略大，以保證預制混凝土樁頭1的頂部恰好能夠嵌入到鋼套管底部，并留有一定空隙，以便完成第一步渦壓擠擴之后能夠使鋼套管和預制混凝土樁頭順利脫離，將預制混凝土樁頭永久性留置在地下。