[發明專利]一種短螺旋擠土灌注樁組合式施工方法及組裝式鉆具

在審

• 申請號: 201810129490.3
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108360978A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 劉鐘;賈娟;張義;胡曉晨
• 申請（專利權）人: 中國京冶工程技術有限公司;中冶建筑研究總院有限公司
• 主分類號: E21B10/00
• 分類號: E21B10/00;E21B10/44;E21B10/26;E02D5/34
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 解政文

本發明公開了一種短螺旋擠土灌注樁組合式施工方法及組裝式鉆具，該施工方法采用工法1+工法2的組合式施工方法，通過不同地質條件的劃分與不同鉆具的應用能夠大幅度提高短螺旋擠土灌注樁的施工工效；同時也將短螺旋擠土灌注樁的巖土地層適用性范圍從N＜30～35擴大到堅硬密實巖土地層N＞30～35，甚至可用于N值為60以上的地層，從而大幅度拓展了現有技術的短螺旋擠土灌注的巖土地層使用范圍。本發明的組裝式鉆具，與現有技術的一體式短螺旋鉆頭設計結構完全不同，其根據巖土地質條件及工程要求，可以由多個分體鉆具任意組裝成適用于工法1或工法2的最佳型式的組裝式鉆具，從而能夠實現更粗的鉆徑，更深的鉆深和更大的單樁承載力。

技術領域

本發明涉及灌注樁施工，特別是涉及一種應用于土木建筑工程領域的灌注樁工法及相關施工鉆具。

背景技術

在土木建筑工程領域中，現代混凝土灌注樁根據施工鉆具的不同形式，將其分為采用長螺旋鉆具的長螺旋鉆孔灌注樁，與采用短螺旋擠擴鉆具的短螺旋擠土灌注樁。這兩種灌注樁采用的施工鉆具與施工方法完全不同，產生的成樁效果也差別巨大。其中，長螺旋鉆孔灌注樁在施工過程中會將樁孔中的土體全部排出到地表；而短螺旋擠土灌注樁則能夠將樁孔中的土體全部或大部分擠壓到樁孔周圍土體中。通過對比上述兩種樁型的鉆孔成樁機理可知，短螺旋擠土灌注樁的技術、成本、環保優勢極其明顯。

目前，國內外混凝土灌注樁施工過程中，普遍存在以下問題：

(1)采用一體式鉆具：會導致一種鉆具需要應對多種不同的地層情況，這往往難以勝任短螺旋擠土灌注樁施工；補救的方法通常需要備份數量較多的不同類型的鉆具；這迫使提高鉆具的設計標準與性能要求，增加一體式鉆具的造價，提高施工成本，同時地層應用范圍卻大為受限。此外，每個工程項目施工現場往往需要配備至少兩套同類鉆具以確保工期，這也會導致施工方的裝備成本大大增加。

(2)采用單一式施工方法：無視地層條件的差異性，應用一體式鉆具以同樣的施工方法進行施工，雖然能夠應對軟塑、稍密或中密地層的短螺旋擠土灌注樁施工；但面對密實砂土、堅硬粘土或全強風化巖地層時，卻往往無法完成短螺旋擠土灌注樁的鉆孔作業。

為解決上述技術難題，亟需尋找一種能夠適合不同巖土地層條件的短螺旋擠土灌注樁施工方法以及性價比更優的施工鉆具。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種針對短螺旋擠土灌注樁的組合式施工方法。

本發明的第二目的在于提供一種組裝式鉆具。

本發明的短螺旋擠土灌注樁組合式施工方法不同于國內外現有的單一式施工方法，本發明的組合式施工方法由兩部分施工方法組合而成。在實施短螺旋擠土灌注樁基工程施工中，首先要根據巖土地層的堅硬密實程度來確定采用組合式施工方法中的相應工法。巖土地層堅硬密實程度的特性判據利用標準貫入原位試驗錘擊數N值來判定：當N＜30～35擊時，即為稍密、中密粉土、砂土或軟塑、可塑粘性土時，采用工法1。當N＞30～35擊時，即為密實粉土、砂土或硬塑、堅硬粘性土以及全強風化巖時，采用工法2。

本發明的短螺旋擠土灌注樁的組合式施工方法由工法1和工法2組合而成，而工法1和工法2使用不同的組裝式鉆具，其不同于現有的一體式鉆具，下面分別加以具體說明。

一種短螺旋擠土灌注樁組合式施工方法，包括以下步驟：

(1)分析判斷巖土地層的堅硬密實程度；

(2)當巖土地層為稍密、中密粉土、砂土或軟塑或者可塑粘性土時，

i1.采用組裝式鉆具I，施加左旋扭矩進行樁孔鉆掘，鉆掘出來的土體沿鉆具向上運行至擠擴體X并被逐步擠壓進入樁孔側壁，此施工過程持續到鉆具到達樁孔設計深度為止；

i2.保持對組裝式鉆具I施加左旋扭矩并同時施加上提力，鉆具左旋上行直至提離樁孔；