[發明專利]可實現樁底注漿的隨鉆跟管樁沉渣形成試驗系統及方法

在審

• 申請號: 202011336295.1
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112593581A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 凌造;唐孟雄;劉春林
• 申請（專利權）人: 廣州建筑股份有限公司;廣州市建筑集團有限公司;廣州市建筑科學研究院有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 吳澤燊;盧頌昇

本發明公開了一種可實現樁底注漿的隨鉆跟管樁沉渣形成試驗系統，包括可擴翼收縮鉆頭、螺旋鉆桿、鉆進動力裝置、模型樁體、注漿裝置和混凝土填芯裝置，可擴翼收縮鉆頭通過螺旋鉆桿與鉆進動力裝置連接，可擴翼收縮鉆頭、螺旋鉆桿用于在模型樁體內模擬隨鉆跟管樁的鉆進及沉渣形成過程，注漿裝置用于向模型樁體注漿，混凝土填芯裝置用于向模型樁體填芯混凝土,通過可模擬實際鉆頭收縮、擴翼的擴翼收縮鉆頭在土層中鉆進，采用預埋注漿管的機玻璃管樁模擬模型樁體，利用注漿裝置和混凝土填芯裝置，用于向模型樁體注漿及填芯混凝土，模擬實際樁底沉渣注漿體的形成過程，無需考慮其他過多影響因素，可得到與實際工程樁相符的樁底沉渣及沉渣注漿體形狀。

技術領域

本發明屬于土木試驗設備技術領域，具體涉及一種可實現樁底注漿的隨鉆跟管樁沉渣形成試驗系統及方法。

背景技術

樁基是建(構)筑物重要的基礎形式，目前，國內基礎工程中大量使用的泥漿護壁鉆孔灌注樁和采用錘擊或靜壓工法施工預制樁已經很難同時兼顧高承載性能、工業化與節能降耗、綠色環保的要求，因此，國內在借鑒國外植入式管樁技術基礎上，研發了水泥土復合管樁、靜鉆根植法樁、中掘法管樁、隨鉆跟管樁等植入式管樁施工工法。隨鉆跟管樁是一種預鉆成孔的大直徑(800mm～1400mm)非擠土PHC管樁。其施工工藝具有自身特點，在鉆進成孔的同時將PHC管樁沉入孔內，土巖殘渣從管樁內腔排出，管壁外側灌注水泥漿或水泥砂漿，樁芯可通長或部分灌注混凝土封底。隨鉆跟管樁結合了人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、預應力管樁的優點，具有單樁承載力高、地層適應性強、施工速度快、綠色環保等優點。

隨鉆跟管樁鉆至設計標高后，鉆桿反轉收縮鉆頭從管樁內腔退出，此時，部分位于螺旋葉片上的渣土掉落，受鉆頭構造影響，螺旋葉片底部以下渣土很難排出。該工藝擬通過樁機激振器震動管樁，使管樁樁靴直接落在樁端持力層上。由于無專門樁端清渣系統，樁機激振器激振力較小，樁端渣土可能難以完全排出，仍留有樁底沉渣。樁底沉渣與填芯混凝土、水泥漿相互滲透融合，形成渣土-混凝土-水泥漿混合體(簡稱沉渣注漿體)。沉渣的厚度與強度直接影響著隨鉆跟管樁的承載變形性能，對樁端阻力的發揮及樁的破壞模式有較大的影響，因此，認清樁底沉渣注漿體的形成機理及力學性質非常重要。但是，樁底注漿屬隱蔽工程，目前的監測手段十分有限，對樁底漿液的流動過程、注漿影響范圍以及注漿后形成的擴孔直徑等參數難以有效獲得，因此，對樁底沉渣注漿體的結構組成、力學性能認識不夠，沉渣注漿體對樁基豎向承載性狀的影響不清晰，這對隨鉆根管樁的推廣和應用是不利的。另外，也鮮有模擬樁底沉渣，尤其是隨鉆跟管樁樁底沉渣注漿體形成機理的試驗手段和方法，因此，需要設計一種可實現樁底注漿的隨鉆跟管樁沉渣形成試驗系統及方法，為隨鉆跟管樁樁底沉渣或沉渣注漿體形狀的研究提供手段。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點，本發明的目的在于提供一種可實現樁底注漿的隨鉆跟管樁沉渣形成試驗系統，旨在彌補現有隨鉆跟管樁樁底沉渣形成機理監測技術及試驗技術的不足的問題。

本發明為達到其目的，所采用的技術方案如下：

一種可實現樁底注漿的隨鉆跟管樁沉渣形成試驗系統，包括可擴翼收縮鉆頭、螺旋鉆桿、鉆進動力裝置、模型樁體、注漿裝置和混凝土填芯裝置，所述可擴翼收縮鉆頭通過螺旋鉆桿與鉆進動力裝置連接，所述可擴翼收縮鉆頭、螺旋鉆桿用于在模型樁體內模擬隨鉆跟管樁的鉆進及沉渣形成過程，所述注漿裝置用于向模型樁體注漿，所述混凝土填芯裝置用于向模型樁體填芯混凝土。

優選地，所述可擴翼收縮鉆頭包括活動翼板、翼板螺栓、鉆頭固定翼板和鉆頭錐尖體，所述鉆頭固定翼板的底部與鉆頭錐尖體連接，所述鉆頭固定翼板的頂部與螺旋鉆桿連接，所述活動翼板通過翼板螺栓與鉆頭固定翼板的一側鉸接。

優選地，所述鉆頭固定翼板的一側設有凹槽部，所述翼板螺栓設于凹槽部，所述活動翼板包括連接部和彎折部，所述連接部置于凹槽部內并與翼板螺栓鉸接，所述彎折部處于凹槽部外且向鉆頭固定翼板的底部方向彎折。