梅花形高強度鉆孔樁及成形方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種垂直度好、抗傾斜能力好、具有滿負荷承載能力的梅花形高強度鉆孔樁及成形方法，包括混凝土鉆孔樁，所述混凝土鉆孔樁的兩端面及樁身由多朵梅花花瓣相連構成，一根或多根樁身為螺旋狀結構的混凝土水泥樁位于多角梅花形鉆孔混凝土樁身內。優(yōu)點：一是多角分布的梅花型水泥鉆孔樁由于樁基的承載面積大、承載支撐點呈多角形分布，因而樁基的穩(wěn)定性好；二是當多角形梅花花瓣構成的樁身處于軟土地基時，其夾角相等的多朵梅花花瓣樁身猶如多柱凸起頂柱作用在軟土地基壁上，確保了水泥土樁在軟土地基中不傾斜、垂直豎立；三是將一根或多根混凝土水泥樁位于三角形梅花水泥土攪拌高強度承載樁身內，使鉆孔樁壁土質的密實度增大。
【專利說明】梅花形高強度鉆孔粧及成形方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種垂直度好、抗傾斜能力好、具有滿負荷承載能力的梅花形高強度鉆孔樁及成形方法，屬水泥鉆孔樁制造領域。
【背景技術】
[0002]CN1632233 A、名稱“雙向攪拌樁的成樁操作方法”，a:整平場地；b:雙向攪拌樁機定位:起重機懸吊攪拌機到指定樁位并對中；c:攪拌下沉:啟動雙向攪拌樁機，使雙向攪拌樁機鉆桿沿導向架向下切土，開啟送漿泵，向土體噴水泥漿，雙向攪拌樁機鉆桿上分別正、反向旋轉的葉片同時旋轉攪拌水泥土； d:雙向攪拌樁機鉆桿持續(xù)下沉并攪拌水泥土，直到設計深度；e:攪拌提升的同時，雙向攪拌樁機鉆桿上正反向旋轉的葉片繼續(xù)攪拌水泥土 ； f:提升、攪拌到地表或設計標高以上50cm，完成雙向攪拌混凝土鉆孔樁的施工。其不足之處:一是【背景技術】成型的樁仍為單柱水泥土樁，處于軟土地基的單柱水泥土樁由于樁基面積小、樁四周土質稀軟、垂直靠撐力不足以支撐單柱水泥土樁保持垂直，因而極易造成所成型的單柱水泥土樁發(fā)生傾斜而報廢；二是由于單柱水泥土樁中水泥漿與土的攪拌為同向攪拌，無法使水泥漿與土之間的混合無法達到均勻，因而勢必造成所成型的單柱水泥土樁樁身強度低。

【發(fā)明內容】

[0003]設計目的:避免【背景技術】中的不足之處，設計一種垂直度好、抗傾斜能力好、具有滿負荷承載能力的梅花形高強度鉆孔樁及成形方法。
[0004]設計方案:為了實現(xiàn)上述設計目的。1、混凝土鉆孔樁的兩端面及樁身由多朵梅花花瓣相連構成的設計，是本發(fā)明的技術特征之一。這樣設計的目的在于:由于本申請的混凝土鉆孔樁的樁基(樁端面)呈多角梅花形、樁身由夾角相互相等的多朵梅花花瓣構成的整體結構，不僅樁基的支撐面大、呈多角形穩(wěn)定支撐，而且處于軟土中的樁身由于形成的是多角鼎足相互支撐，因而有效地解決了單柱水泥土樁極易傾斜的缺陷。2、多軸鉆桿鉆頭通過控制器的控制，使多軸鉆桿之間以相互相反的方向轉動的設計，是本發(fā)明的技術特征之二。這樣設計的目的在于:這樣設計的目的在于:由于多軸鉆桿呈多角形分布，并且多角形分布的多軸鉆桿之間的鉆孔孔徑半徑之間相互重疊、形成多瓣相互連通的多角形梅花樁孔，該多瓣相互連通的多角形梅花樁孔所成形的攪拌樁，其多角形梅花樁基中的多瓣樁身之間形成桷角之撐，提高了樁基的穩(wěn)定性，而多瓣多角形梅花樁身又極大地增大了樁身與土層之間的接觸面積，不僅提高了樁的承載能力，而且增強了樁身的穩(wěn)定性。3、多朵梅花混凝土鉆孔樁樁身上的有多圈凸起部之間呈間距分布的設計，是本發(fā)明的技術特征之三。這樣設計的目的在于:在多朵梅花混凝土鉆孔樁樁身的間距設有環(huán)向凸起，既猶如樁身的加強筋，又猶如一圈支撐臺，不僅增大了樁身與地基間的摩擦系數(shù)，有效地提設樁身的承載力，而且使樁的承載強度得到了有效地提高。4、一根或多根樁身為螺旋狀結構的混凝土水泥樁螺旋壓入多角形梅花水泥土攪拌高強度承載樁身內的設計，是本發(fā)明的技術特征之四。這樣設計的目的在于:由于螺旋狀結構的混凝土水泥樁最末一根端部裝有裝尖，該樁尖隨著樁的旋轉通夠鉆入混凝土內，將混凝土擠壓軟土，不僅增強了混凝土的密實度，而且混凝土的擠壓迫使混凝土鉆孔樁壁的土質密實度增大，極大地增強了軟土地對鉆孔樁的承載力，進而增大了鉆孔樁的承載力。
[0005]技術方案1:一種梅花形高強度鉆孔樁，包括混凝土鉆孔樁，所述混凝土鉆孔樁的兩端面及樁身由多朵梅花花瓣相連構成，一根或多根樁身為螺旋狀結構的混凝土水泥樁位于多角梅花形鉆孔混凝土樁身內。
[0006]技術方案2:—種梅花形高強度鉆孔樁的成形方法，(一)準備階段:(I)樁位放樣:測量人員將多角梅花形鋼管打入強風化層作為定位樁；(2)將吊裝工字鋼焊接的鋼圍堰導向樁與定位樁分層聯(lián)結固定，確保導向框位置準確；(3)插打多角梅花形鋼護筒，護筒下沉深度穿過覆蓋層；(4)插打鋼板樁圍堰，直至穿過覆蓋層為止；(二)鉆孔階段:(I)安設多軸鉆機，使多軸鉆桿中心重合，其水平位移及傾斜度誤差按規(guī)范要求調整；(2)用多軸沖擊鉆鉆孔時，應待相鄰孔位上已灌注好的混凝土凝固并已達到一定強度時，才能開鉆；(3)三軸鉆孔過程采用正循環(huán)回轉鉆進施工技術，在黏土層，適當少投泥土，靠鉆進自行造漿，在砂土層則加大泥漿濃度固壁，多軸鉆進速度始終和泥漿排出量相適應；(4)多角梅花孔內始終保持0.2kg/cm2的靜水壓力，多角形護筒內水位始終高于水庫水位，遇松散地層時，適當增大泥漿相對密度和稠度，盡量減輕沖液對孔壁的影響，同時降低轉速和鉆壓以滿足施工質量控制要求；(5)鉆進過程隨時留取渣樣，每米不少于I組，在離設計標高1.0?1.5m范圍內，每30cm留I組，每根樁渣樣不少于3組；(三)清孔階段:(I)鉆孔結束后，將多軸鉆頭提至距孔底的0.2-0.3m處，使之空轉，然后將殘存在孔底的鉆渣吸出；(3)當多角梅花形鋼筋籠下沉固定后，再次復檢孔深和沉渣厚度，若沉渣超標，用導管中附屬的風管再次清孔，直至全部符合設計要求和工藝標準。(四)灌注混凝土:清完孔之后，將預制的多角梅花形鋼筋籠垂直吊放到孔內，定位后要加以固定，然后用導管灌注混凝土，灌注時混凝土不要中斷，否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，混凝土連續(xù)灌注到多角梅花形孔頂且等其凝固即得梅花形高強度鉆孔樁；(五)壓樁:將一根或多根樁身為螺旋狀結構的混凝土水泥樁旋轉壓入多角形梅花水泥土攪拌高強度承載樁身內即得多角梅花形高強度鉆孔樁。
[0007]本發(fā)明與【背景技術】相比，一是多角分布的梅花型水泥鉆孔樁由于樁基的承載面積大、承載支撐點呈多角形分布，因而樁基的穩(wěn)定性好；二是當多角形梅花花瓣構成的樁身處于軟土地基時，其夾角相等的多朵梅花花瓣樁身猶如多柱凸起頂柱作用在軟土地基壁上，確保了水泥土樁在軟土地基中不傾斜、垂直豎立；三是將一根或多根混凝土水泥樁位于三角形梅花水泥土攪拌高強度承載樁身內，不僅使鉆孔樁壁土質的密實度增大，而且極大地增強了土質對鉆孔樁的承載力，進而增大了鉆孔樁的承載力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是梅花形高強度鉆孔樁的立體結構示意圖。
[0009]圖2是帶有環(huán)形凸起部的梅花形高強度鉆孔樁的立體結構示意圖。
[0010]圖3是梅花形高強度鉆孔樁的俯視結構示意圖之一。
[0011]圖4是梅花形高強度鉆孔樁的俯視結構示意圖之二。
[0012]圖5是梅花形高強度鉆孔樁的俯視結構示意圖之三。[0013]圖6是梅花形高強度鉆孔樁的俯視結構示意圖之四。
[0014]圖7是梅花形高強度鉆孔樁的俯視結構示意圖之四。
【具體實施方式】
[0015]實施例1:參照附圖1。一種梅花形高強度鉆孔樁，包括混凝土鉆孔樁1，所述混凝土鉆孔樁I的兩端面及樁身2由多朵梅花花瓣相連構成，一根或多根樁身為螺旋狀結構的混凝土水泥樁5位于多角梅花形鉆孔混凝土樁身內。該一根混凝土管樁3既可以是預制水泥實芯樁，也可以預制空芯水泥樁，還可以用各種形狀的高強度塑料柱、鋼柱、鋼管、型材等取代。多朵梅花花瓣之間的夾角相等或不相等。混凝土鉆孔樁I中的鋼筋籠3呈多角形梅花形。
[0016]實施例3:參照附圖2-4。一種多角形梅花水泥土攪拌高強度承載樁，包括水泥土攪拌樁1，所述水泥土攪拌樁I的兩端面及樁身2由多朵梅花花瓣相連構成，多根混凝土水泥樁(管樁)5位于多角形梅花水泥土攪拌高強度承載樁身內。該多根混凝土管樁5既可以是預制水泥實芯樁，也可以預制空芯水泥樁，還可以用各種形狀的高強度塑料柱、鋼柱、鋼管、型材等取代。三朵梅花花瓣之間的夾角相等或不相等。多朵梅花混凝土鉆孔樁I樁身2有多圈凸起部4。位于多朵梅花混凝土鉆孔樁I樁身2上的有多圈凸起部4之間呈間距分布。
[0017]實施例3:在上述實施例1或2的基礎上，參照附圖4。多朵梅花水泥土攪拌樁I并列排列成雙排錯位或多排錯位水泥土攪拌樁結構。
[0018]實施例4:在上述實施例1或2的基礎上，參照附圖5。多朵梅花水泥土攪拌樁I并列排列成角形水泥土攪拌樁結構。
[0019]實施例5:在上述實施例1或2的基礎上，參照附圖6。多朵梅花水泥土攪拌樁I并列排列成丁字形水泥土攪拌樁結構。
[0020]實施例6:在上述實施例1或2的基礎上，參照附圖7。多朵梅花水泥土攪拌樁I并列排列成十字形水泥土攪拌樁結構。
[0021]實施例7:在上述實施例的基礎上，一種梅花形高強度鉆孔樁的成形方法，(一)準備階段:(I)樁位放樣:測量人員將多角梅花形鋼管打入強風化層作為定位樁；(2)將吊裝工字鋼焊接的鋼圍堰導向樁與定位樁分層聯(lián)結固定，確保導向框位置準確；(3)插打多角梅花形鋼護筒，護筒下沉深度穿過覆蓋層；鉆孔成敗的關鍵是防止孔壁坍塌。當鉆孔較深時，在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。鉆孔內若能保持比地下水位高的水頭，增加孔內靜水壓力，能為孔壁、防止坍孔。護筒除起到這個作用夕卜，同時好有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導向作用等。制作護筒的材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種。護筒要求堅固耐用，不漏水，其內徑應比鉆孔直徑大(旋轉鉆約大20cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm)，每節(jié)長度約2?3m。一般常用鋼護筒。(4)插打鋼板樁圍堰，直至穿過覆蓋層為止；(5)鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成，具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內外滲流，防止坍孔的作用，調制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿，應根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應視地層變化或操作要求機動掌握，泥漿太稀，排渣能力小、護壁效果差；泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進速度。(二)鉆孔階段:(1)安設多軸鉆機，使多軸鉆桿中心重合，其水平位移及傾斜度誤差按規(guī)范要求調整；(2)用多軸沖擊鉆鉆孔時，應待相鄰孔位上已灌注好的混凝土凝固并已達到一定強度時，才能開鉆；(3)多軸鉆孔過程采用正循環(huán)回轉鉆進施工技術，在黏土層，適當少投泥土，靠鉆進自行造漿，在砂土層則加大泥漿濃度固壁，多軸鉆進速度始終和泥漿排出量相適應；(4)多角梅花孔內始終保持
0.2kg/cm2的靜水壓力，多角形護筒內水位始終高于水庫水位，遇松散地層時，適當增大泥漿相對密度和稠度，盡量減輕沖液對孔壁的影響，同時降低轉速和鉆壓以滿足施工質量控制要求；(5)鉆進過程隨時留取渣樣，每米不少于I組，在離設計標高1.0?1.5m范圍內，每30cm留I組，每根樁渣樣不少于3組；(三)清孔階段:鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關系到成樁質量與樁身曲直曲。為此，除了鉆孔過程中密切觀測監(jiān)督外，在鉆孔達到設計要求深度后，應對孔深孔、孔位、孔形、孔徑等進行檢查。在終孔檢查完全符合設計要求時，應立即進行孔底清理，避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。對于摩擦樁當孔壁容易坍塌時，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm ;當孔壁不易坍塌時，不大于20cm。對于柱樁，要求在射水或射風前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的鉆機不同而靈活應用。通常可采用正循環(huán)旋轉鉆機、反循環(huán)旋轉機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥機清孔，所需設備不多，操作方便，清孔也較徹底，但在不穩(wěn)定土層中應慎重使用。其原理就是用壓縮機產生的高壓空氣吹入吸泥機管道內將泥渣吹出。故:(1)鉆孔結束后，將多軸鉆頭提至距孔底的0.2-0.3m處，使之空轉，然后將殘存在孔底的鉆渣吸出；(3)當多角梅花形鋼筋籠下沉固定后，再次復檢孔深和沉渣厚度，若沉渣超標，用導管中附屬的風管再次清孔，直至全部符合設計要求和工藝標準；(4)灌注水下混凝土:清完孔之后，將預制的多角梅花形鋼筋籠垂直吊放到孔內，定位后要加以固定，然后用導管灌注混凝土，由于導管下端壁上固有電動振動棒，因此在灌注時混凝土邊灌注、邊振動,使混凝土連續(xù)在振動中灌注到多角梅花形孔頂，灌注時不要中斷，否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象；(五)壓樁:將一根或多根樁身為螺旋狀結構的混凝土水泥樁5旋轉壓入多角形梅花水泥土攪拌高強度承載樁身內即得多角梅花形高強度鉆孔樁。
[0022]需要理解到的是:上述實施例雖然對本發(fā)明的設計思路作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設計思路的簡單文字描述，而不是對本發(fā)明設計思路的限制，任何不超出本發(fā)明設計思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種梅花形高強度鉆孔樁，包括混凝土鉆孔樁(1)，其特征是:所述混凝土鉆孔樁(I)的兩端面及樁身(2)由多朵梅花花瓣相連構成，一根或多根樁身為螺旋狀結構的混凝土水泥樁(5)位于多角梅花形鉆孔混凝土樁身內。
2.根據(jù)權利要求1所述的梅花形高強度鉆孔樁，其特征是:多朵梅花花瓣之間的夾角相等或不相等。
3.根據(jù)權利要求1所述的梅花形高強度鉆孔樁，其特征是:多朵梅花混凝土鉆孔樁(1)樁身(2)有多圈凸起部(4)。
4.根據(jù)權利要求3所述的梅花形高強度鉆孔樁，其特征是:位于多朵梅花混凝土鉆孔樁(I)樁身(2)上的有多圈凸起部(4)之間呈間距分布。
5.根據(jù)權利要求1所述的梅花形高強度鉆孔樁，其特征是:混凝土鉆孔樁(1)中的鋼筋籠(3)呈多角形梅花形。
6.根據(jù)權利要求1所述的梅花形高強度鉆孔樁，其特征是:多朵梅花梅花形高強度鉆孔樁(I)并列排列成雙排錯位或多排錯位梅花形高強度鉆孔樁結構。
7.根據(jù)權利要求1所述的梅花形高強度鉆孔樁，其特征是:多朵梅花梅花形高強度鉆孔樁(I)并列排列成角形梅花形高強度鉆孔樁結構。
8.根據(jù)權利要求1所述的梅花形高強度鉆孔樁，其特征是:多朵梅花梅花形高強度鉆孔樁(I)并列排列成丁字形梅花形高強度鉆孔樁結構。
9.根據(jù)權利要求1所述的梅花形高強度鉆孔樁，其特征是:多朵梅花梅花形高強度鉆孔樁(I)并列排列成十字形梅花形高強度鉆孔樁結構。
10.一種梅花形高強度鉆孔樁的成形方法，其特征是: (一)準備階段 (1)樁位放樣:測量人員將多角梅花形鋼管打入強風化層作為定位樁； (2)將吊裝工字鋼焊接的鋼圍堰導向樁與定位樁分層聯(lián)結固定，確保導向框位置準確； (3)插打多角梅花形鋼護筒，護筒下沉深度穿過覆蓋層； (4)插打鋼板樁圍堰，直至穿過覆蓋層為止； (二)鉆孔階段 (O安設多軸鉆機，使多軸鉆桿中心重合，其水平位移及傾斜度誤差按規(guī)范要求調整； (2)用多軸沖擊鉆鉆孔時，應待相鄰孔位上已灌注好的混凝土凝固并已達到一定強度時，才能開鉆； (3)三軸鉆孔過程采用正循環(huán)回轉鉆進施工技術，在黏土層，適當少投泥土，靠鉆進自行造漿，在砂土層則加大泥漿濃度固壁，多軸鉆進速度始終和泥漿排出量相適應； (4)多角梅花孔內始終保持0.2kg/cm2的靜水壓力，多角形護筒內水位始終高于水庫水位，遇松散地層時，適當增大泥漿相對密度和稠度，盡量減輕沖液對孔壁的影響，同時降低轉速和鉆壓以滿足施工質量控制要求； (5)鉆進過程隨時留取渣樣，每米不少于I組，在離設計標高1.0~1.5m范圍內，每30cm留I組，每根樁渣樣不少于3組； (三)清孔階段 (I)鉆孔結束后，將多軸鉆頭提至距孔底的0.2-0.3m處，使之空轉，然后將殘存在孔底的鉆渣吸出； (3) 當多角梅花形鋼筋籠下沉固定后，再次復檢孔深和沉渣厚度，若沉渣超標，用導管中附屬的風管再次清孔，直至全部符合設計要求和工藝標準； (四)灌注混凝土: 清完孔之后，將預制的多角梅花形鋼筋籠垂直吊放到孔內，定位后要加以固定，然后用導管灌注混凝土，灌注時混凝土不要中斷，否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，混凝土連續(xù)灌注到多角梅花形孔頂且等其凝固即得梅花形高強度鉆孔樁； (五)壓樁: 將一根或多根樁身為螺旋狀結構的混凝土水泥樁旋轉壓入多角形梅花水泥土攪拌高強度承載樁身內即得多角梅花形高強度鉆孔樁。
【文檔編號】E02D5/48GK103938624SQ201410178458
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權日:2014年4月30日
【發(fā)明者】周兆弟 申請人:杭州小爾科技有限公司