專利名稱：半螺旋鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵路、公路、港口、建筑領(lǐng)域的地基處理，特別是涉及地基處 理工程中的半螺旋鉆桿。
背景技術(shù)：
灌注樁是樁基礎(chǔ)的主要樁型，應(yīng)用的歷史悠久，應(yīng)用的范圍廣泛，在高速鐵路的路 基處理工程中也有一定量的應(yīng)用，其成樁的方法主要有沉管灌注樁和鉆孔灌注樁。沉管灌 注樁施工效率高，成本低廉，但地層適應(yīng)性差，遇到硬地層，如砂層時，沉管困難，同時當(dāng)?shù)?層為飽和軟黏土?xí)r，擠土效應(yīng)明顯，易造成地面隆起、鄰樁斷樁等風(fēng)險。鉆孔灌注樁地層適 應(yīng)性強(qiáng)，但工效低，費(fèi)用高，且鉆孔產(chǎn)生的泥漿對環(huán)境有一定的污染。CFG樁是最早成功應(yīng)用于建筑地基的一種復(fù)合地基處理方法，后逐漸推廣到鐵路、 公路、港口工程中，尤其在目前鐵路大規(guī)模建設(shè)時期，以其施工速度快、質(zhì)量可靠、沉降控制 效果好，而在高速鐵路路基的地基處理中得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計，在高速鐵路路基 的地基處理中，90%采用CFG樁。目前CFG樁主要采用兩種施工方法，一種是振動沉管灌注成樁，一種是長螺旋鉆 孔泵壓成樁。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)振動沉管灌注成樁適用于無堅(jiān)硬土層和密實(shí)砂層的地質(zhì)條 件，以及對振動噪音限制不嚴(yán)格的場地。振動沉管成樁與沉管灌注樁一樣效率高，造價相對 較低，但當(dāng)振動沉管遇堅(jiān)硬土層時，沉管困難，同時當(dāng)?shù)貙訛轱柡蛙涴ね習(xí)r，擠土效應(yīng)明顯， 易造成地面隆起、鄰樁斷樁等風(fēng)險。長螺旋鉆孔泵壓成樁適用于分布有砂層的地質(zhì)條件，以 及對噪音振動要求嚴(yán)格的場地，穿透硬地層的能力強(qiáng)，基本無擠土效應(yīng)，是目前兩種CRi樁 成樁方法中應(yīng)用最多的方法，但長螺旋鉆孔返土量大，返土的棄運(yùn)不但增加了投資，還占用 了土地資源，破壞了環(huán)境?，F(xiàn)有的全螺紋樁與半螺絲樁，由于成樁后全部或部分為螺絲狀，單樁承載力雖然 有較大的提高，但其地層的適應(yīng)性有限。全螺紋樁和半螺絲樁的樁體要形成螺絲狀，其螺齒 必須具有一定的厚度，所以穿透硬土層的能力不強(qiáng)，需要配置大功率的電機(jī)，耗能，不環(huán)保， 工效低；另外半螺絲樁的擠土效應(yīng)與沉管灌注樁相比沒有明顯的改善，全螺紋樁也存在返 土量大的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種不返土或少量返土、無振動、穿透力 強(qiáng)、對樁間土有一定的擠密效果、單樁承載力高的半螺旋鉆桿。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種半螺旋鉆桿，由上部 的圓筒鉆桿、下部的螺旋鉆桿和底部的鉆尖構(gòu)成。所述螺旋鉆桿長度為鉆桿總長的1/4 2/3。當(dāng)?shù)貙訛轱柡屯習(xí)r，螺旋鉆桿長度為鉆桿總長的1/3 2/3 ；當(dāng)?shù)貙訛榉秋柡蜁r，螺旋鉆桿長度為鉆桿總長的1/4 1/3。所述螺旋鉆桿的螺旋葉片的外徑與圓筒鉆桿的外徑相同，螺旋葉片厚度為0. 5 1. 3cm,螺旋葉片4的齒高d與螺距H之比為0. 2 0. 4。所述螺旋葉片為鋼板。本實(shí)用新型的有益效果是綜合了沉管灌注樁和振動沉管灌注成CFG樁以及長螺 旋鉆孔泵壓成CFG樁各自的優(yōu)點(diǎn)，解決了沉管灌注樁和振動沉管灌注成CFG樁地層適應(yīng)性 差、擠土效應(yīng)強(qiáng)、振動噪音大，長螺旋鉆孔泵壓成CRi樁返土量大的問題。本實(shí)用新型不返 土或少量返土、無振動、穿透力強(qiáng)，對樁間土有一定的擠密效果，單樁承載力高，鉆桿的螺旋 鉆桿長度以及螺旋葉片的寬度可根據(jù)地層巖性進(jìn)行調(diào)整，對地層的適應(yīng)性更強(qiáng)。尤其對于 半螺絲樁穿透硬土層的能力不強(qiáng)，需要配置大功率的電機(jī)，耗能的問題，采用本實(shí)用新型的 半螺旋鉆桿，由于螺片薄，穿透硬土層的能力強(qiáng)，不需要配置大功率的電機(jī)，節(jié)能環(huán)保，對于 半螺絲鉆桿不能工作的地層工況，仍能采用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿進(jìn)行施工，在高速鐵 路、客運(yùn)專線地基處理有著廣闊應(yīng)用前景。

圖1是本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿的示意圖。圖2是采用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿的鉆機(jī)的示意圖。圖3是采用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿的成樁方法的鉆進(jìn)成孔示意圖。圖4是采用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿的成樁方法的提鉆泵壓混凝土成樁示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖1所示，本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿，由上部的圓筒鉆桿1、下部的螺旋鉆桿2和 底部的鉆尖3構(gòu)成。所述螺旋鉆桿2長度為鉆桿總長的1/4 2/3。當(dāng)?shù)貙訛轱柡屯習(xí)r，螺旋鉆桿2長度為鉆桿總長的1/3 2/3 ；當(dāng)?shù)貙訛榉秋柡?時，螺旋鉆桿2長度為鉆桿總長的1/4 1/3。所述螺旋鉆桿2的螺旋葉片4的外徑與圓筒鉆桿1的外徑相同，螺旋葉片4為厚 度0. 5 1. 3cm,螺旋葉片4的齒高d與螺距H之比為0. 2 0. 4。所述螺旋葉片4為鋼板。如圖2、3、4所示，采用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿的成樁方法，包括以下步驟(1)采用長螺旋鉆機(jī)，用半螺旋鉆桿替代長螺旋鉆桿；(2)鉆機(jī)鉆頭對準(zhǔn)樁位，啟動鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔；(3)成孔過程中，半螺旋鉆桿連續(xù)鉆進(jìn)，中途不提出，直至達(dá)到設(shè)計深度時鉆桿停 止鉆進(jìn)；(4)鉆桿停止轉(zhuǎn)動，提鉆同時泵壓混凝土或預(yù)拌水泥土成直桿灌注樁。根據(jù)需要，還可以包括反插鋼筋籠形成鋼筋混凝土樁。也就是說，本實(shí)用新型利用長螺旋鉆機(jī)，采用半螺旋鉆桿成孔，半螺旋鉆桿螺旋段 的外徑與直桿段的外徑相同，螺旋葉片為厚度0. 5 1. 3cm的鋼板，螺旋葉片4的齒高d與螺距H之比為0. 2 0. 4，半螺旋鉆桿的螺旋段長度以及螺旋葉片的寬度可根據(jù)地層巖性進(jìn) 行調(diào)整，當(dāng)?shù)貙訛轱柡屯習(xí)r為減小成樁過程中的擠土效應(yīng)，螺旋段長度可加長為鉆桿長度 的1/3 2/3，螺旋葉片的寬度也可同時加寬。當(dāng)?shù)鼗翞榉秋柡屯習(xí)r，為增加對樁間土的 擠密效果，減少返土量，螺旋段長度可縮短為鉆桿長的1/4 1/3，也可同時減小螺旋葉片 的寬度。實(shí)施例1天津某工程地基為松軟土，設(shè)計應(yīng)用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿處理，樁體材料同 CFG樁，樁徑0. 4米，樁間距1. 6米三角形布置，為減小群樁的擠土效應(yīng)，螺旋葉片4的齒高 d為12厘米，螺距H為36厘米，鉆桿螺旋鉆桿長度為樁長的2/3，螺旋葉片厚度為0. 5cm的 鋼板。成樁后，經(jīng)檢測柱樁質(zhì)量完好，返土量為常規(guī)CRi樁返土量的1/2，單樁承載力提高了 10 15%。實(shí)施例2山西某工程地基為黃土，設(shè)計應(yīng)用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿處理，樁體材料同CFG 樁，樁徑0. 5米，樁間距1. 8米正方形布置，為減少返土量，增加對樁間土的擠密效果，鉆桿 螺旋段長度為樁長的1/4，螺旋葉片厚度為1. 3cm的鋼板，螺旋葉片4的齒高d為10厘米，螺 距H為38厘米。成樁后，經(jīng)檢測柱樁質(zhì)量完好，返土量很少，單樁承載力提高了 20 25%。實(shí)施例3山東某工程地基為非飽和黏性土，設(shè)計應(yīng)用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿處理，樁體 材料為素混凝土，樁徑0. 5米，樁間距1. 8米三角形布置，為減少返土量，增加對樁間土的擠 密效果，螺旋葉片采用小葉片，鉆桿螺旋段長度為樁長的1/2，螺旋葉片厚度為1.0cm的鋼 板，螺旋葉片4的齒高d為13厘米，螺距H為38厘米。成樁后，經(jīng)檢測柱樁質(zhì)量完好，返土 量很少，單樁承載力提高了 25 30%。實(shí)施例4天津某工程地基為飽和黏性土，設(shè)計應(yīng)用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿處理，樁體材 料為鋼筋混凝土，樁徑0. 5米，樁間距2. 4米正方形布置，為減少擠土效應(yīng)，鉆桿螺旋段長度 為樁長的1/2，螺旋葉片厚度為0. 8cm的鋼板螺旋葉片4的齒高d為15厘米，螺距H為38 厘米。提鉆泵壓混凝土后，反插鋼筋籠成鋼筋混凝土樁，經(jīng)檢測柱樁質(zhì)量完好，單樁承載力 提高了 25 30%。綜上所述，本實(shí)用新型針對現(xiàn)有沉管灌注樁、振動沉管灌注成CFG樁以及全螺紋 樁與半螺絲樁地層適應(yīng)性差、擠土效應(yīng)強(qiáng)、振動噪音大，鉆孔灌注樁工效低、泥漿污染環(huán)境 以及長螺旋鉆孔泵壓成CRi樁返土量大的問題。尤其對于半螺絲樁穿透硬土層的能力不 強(qiáng)，需要配置大功率的電機(jī)，耗能的問題，采用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿，由于螺片薄，穿透 硬土層的能力強(qiáng)，不需要配置大功率的電機(jī)，節(jié)能環(huán)保，對于半螺絲鉆桿不能工作的地層工 況，仍能采用本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿進(jìn)行施工。以上所述的實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng) 域內(nèi)的技術(shù)人員能夠理解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，不能僅以本實(shí)施例來限定本實(shí)用 新型的專利范圍，即凡本實(shí)用新型所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本實(shí)用新 型的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種半螺旋鉆桿，其特征在于，由上部的圓筒鉆桿(1)、下部的螺旋鉆桿( 和底部 的鉆尖⑶構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半螺旋鉆桿，其特征在于，所述螺旋鉆桿( 長度為鉆桿總長 的 1/4 2/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半螺旋鉆桿，其特征在于，當(dāng)?shù)貙訛轱柡屯習(xí)r，螺旋鉆桿(2) 長度為鉆桿總長的1/3 2/3 ；當(dāng)?shù)貙訛榉秋柡蜁r，螺旋鉆桿(2)長度為鉆桿總長的1/4 1/3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半螺旋鉆桿，其特征在于，所述螺旋鉆桿( 的螺旋葉片(4) 的外徑與圓筒鉆桿(1)的外徑相同，螺旋葉片⑷厚度為0.5 1.3cm，螺旋葉片(4)的齒 高d與螺距H之比為0. 2 0. 4。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半螺旋鉆桿，其特征在于，所述螺旋葉片(4)為鋼板。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種半螺旋鉆桿，由上部的圓筒鉆桿、下部的螺旋鉆桿和底部的鉆尖構(gòu)成。所述螺旋鉆桿長度為鉆桿總長的1/4～2/3。當(dāng)?shù)貙訛轱柡屯習(xí)r，半螺旋鉆桿的螺旋鉆桿長度為鉆桿總長的1/3～2/3；當(dāng)?shù)貙訛榉秋柡蜁r，為鉆桿總長的1/4～1/3。所述螺旋鉆桿的螺旋葉片的外徑與圓筒鉆桿的外徑相同，螺旋葉片為厚度0.5～1.3cm，螺旋葉片4的齒高d與螺距H之比為0.2～0.4。成孔時連續(xù)鉆進(jìn)，達(dá)到設(shè)計深度時鉆桿停止轉(zhuǎn)動，提鉆同時泵壓混凝土成直桿灌注樁。本實(shí)用新型的半螺旋鉆桿成樁，具有不返土或少返土、無振動、穿透力強(qiáng)，對樁間土有一定的擠密效果。
文檔編號E21B17/00GK201874482SQ20102063956
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者盧慶志, 孔令, 徐常晟, 徐玉杰, 武振亞 申請人:徐玉杰