[發(fā)明專利]一種用于鉆孔灌注樁施工的新型鋼套管裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011053160.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN112112157A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陜耀;趙洪峰;徐建華;謝松;劉唐山;黃俊;陳平;亓立志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué);中鐵二十四局集團(tuán)有限公司;中鐵二十四局集團(tuán)上海鐵建工程有限公司
• 主分類號(hào): E02D5/68
• 分類號(hào): E02D5/68;E02D5/34
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 李新新

本發(fā)明涉及一種用于鉆孔灌注樁施工的新型鋼套管裝置，所述裝置包括多個(gè)依次套接的鋼套管(1)、至少一個(gè)注水管(3)和多個(gè)鉆頭(7)，所述注水管(3)豎直設(shè)于鋼套管(1)的外側(cè)壁上，多個(gè)鉆頭(7)沿周向設(shè)于處在最下方的鋼套管(1)的外側(cè)壁上，并向下延伸設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、減少施工對(duì)周邊環(huán)境擾動(dòng)、施工效率高的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉆孔灌注樁施工領(lǐng)域，具體涉及一種用于鉆孔灌注樁施工的新型鋼套管裝置。

背景技術(shù)

鉆孔灌注樁是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁施工方法主要采用泥漿護(hù)壁法，利用制備的泥漿將下鉆的孔洞填滿支護(hù)，避免塌孔的發(fā)生。鉆孔完成后進(jìn)行清孔和澆筑混凝土。泥漿護(hù)壁法施工對(duì)地層擾動(dòng)較大，包括泥漿池的開挖以及泥漿護(hù)壁下鉆施工，都可能會(huì)引起周邊環(huán)境土體的較大位移，對(duì)鄰近土工結(jié)構(gòu)物造成較大的影響，甚至危及鄰近土工結(jié)構(gòu)物的使用安全。

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，可以采用全套管施工工藝，具體為：首先將套管垂直打入預(yù)定樁位，再在套管內(nèi)部進(jìn)行取土以及混凝土澆筑等工作。在套管的保護(hù)下，內(nèi)部取土與混凝土澆筑對(duì)于周邊環(huán)境的影響較小，施工噪聲和振動(dòng)要小得多。與泥漿護(hù)壁施工方法相比，對(duì)周邊環(huán)境土體影響較小是這種方法最突出的優(yōu)勢(shì)，也是其最大的特色。但是套管施工法存在兩個(gè)主要的問(wèn)題，其中一個(gè)問(wèn)題是費(fèi)工費(fèi)時(shí)，成孔速度慢。由此可見(jiàn)，如何提高套管施工法的成孔效率非常值得研究，而成孔效率與套管下放速率直接相關(guān)，所以需要對(duì)套管進(jìn)行改進(jìn)，提高套管下放速率，加快套管施工法的成孔速度，在保證不對(duì)周圍地層有較大擾動(dòng)的前提下，節(jié)省鉆孔灌注樁的施工時(shí)間。另一個(gè)問(wèn)題在于套管法施工質(zhì)量對(duì)樁的承載力影響很大，所以如何改善套管與混凝土的粘結(jié)力也是值得研究的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種用于鉆孔灌注樁施工的新型鋼套管裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、減少施工對(duì)周邊環(huán)境擾動(dòng)、施工效率高的特點(diǎn)。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于鉆孔灌注樁施工的新型鋼套管裝置，所述裝置包括多個(gè)依次套接的鋼套管、至少一個(gè)注水管和多個(gè)鉆頭，所述注水管豎直設(shè)于鋼套管的外側(cè)壁上，多個(gè)鉆頭沿周向設(shè)于處在最下方的鋼套管的外側(cè)壁上，并向下延伸設(shè)置。注水管可將外界的水引到鉆孔的位置，能夠使土體得到足夠的水分，起到充分的潤(rùn)滑作用，減小旋進(jìn)過(guò)程中鋼套管遇到的土體阻力。

所述注水管的末端接近處在最下方的套鋼管的底部，一方面注水管可全部焊接在套鋼管上，避免有部分的注水管懸空，易受到土體的碰撞進(jìn)而發(fā)生損壞，也可使水更早地注入到土體中進(jìn)行潤(rùn)濕，減少鉆頭受到的來(lái)自堅(jiān)硬的土體的損害。

所述鋼套管的側(cè)壁底部設(shè)有內(nèi)外泄壓孔，用于排出多余的水，起到平衡水壓的作用和消散鋼套管旋進(jìn)時(shí)土體所受的壓力。

所述裝置還包括設(shè)于鋼套管外側(cè)壁上的泄壓孔擋板，所述泄壓孔擋板設(shè)于內(nèi)外泄壓孔處。泄壓孔擋板采用矩形鋼板，內(nèi)外泄壓孔處附近的鋼套管壁在水壓力以及土體壓力作用下，在鋼套管旋進(jìn)過(guò)程中可能發(fā)生變形，采用矩形鋼板對(duì)內(nèi)外泄壓孔處的鋼套管壁進(jìn)行加固，對(duì)其剛度進(jìn)行加強(qiáng)，有效抑制其可能發(fā)生的變形。

所述鋼套管的內(nèi)側(cè)壁上沿周向設(shè)有套管內(nèi)螺紋。套管內(nèi)螺紋設(shè)置的目的是提高澆筑后混凝土與鋼套管的粘結(jié)力，使得鋼套管與混凝土更好地共同發(fā)揮承載能力。

所述裝置還包括豎直設(shè)于鋼套管外側(cè)壁上的注水管保護(hù)管，所述注水管保護(hù)管鄰近注水管設(shè)置，且沿旋壓方向設(shè)置在注水管的前方。注水管保護(hù)管的使用有兩個(gè)目的：其一是在鋼套管旋進(jìn)過(guò)程中，保護(hù)注水管不會(huì)由于土體的阻力而發(fā)生變形或者與鋼套管外壁脫離；其二是在鋼套管旋進(jìn)過(guò)程中，起到切削土體的作用，有助于鋼套管的順利旋進(jìn)。

所述注水管保護(hù)管的直徑大于注水管的直徑，可減少土體對(duì)注水管的作用。