[发明专利]大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管

说明书

技术领域

本发明涉及灌注桩桩套管，具体涉及大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管。

背景技术

在桩基工程中，长螺旋钻孔压灌桩机是广泛用于建筑工地施工使用的桩机，在动力驱使作用下主钻杆下的钻头和主钻杆上设置的长螺旋扇叶可以一次性钻出桩孔，再由空心的主钻杆向桩孔内灌注混凝土而成桩，长螺旋钻孔灌注桩具有承载力高、适用地层范围广和桩长可自由改变等优点，被广泛应用，但是长螺旋钻机在大直径灌注桩中的应用却受到限制，一般只能用于灌注桩直径小于800mm的情况，原因是大直径灌注桩在钻孔施工时要克服很大的挤土与剪切土阻力，长螺旋钻机在动力上无法满足要求。

在基础桩基工程施工中，超大、超深桩基工程桩的施工较为普遍，对于大直径灌注桩型，目前，比较先进的工艺是采用大直径薄壁灌注桩技术，这是一种采用沉管，取土，装模，清孔，安放钢筋笼，灌注混凝土，拔管，拆模，回填，成桩的施工工艺，这种施工工艺具有在同等承载力要求下，可以减小混凝土用量，降低成本或者在同等混凝土用量下，可大幅提高桩体抗弯强度的优点；存在的缺陷是：对于大直径薄壁灌注桩成孔普遍采用全断面人工挖土或者机械挖土的方式取土，采取这种施工方法不仅浪费劳动力，而且在安装模板的时候施工人员需要到达桩孔底部，施工过程具有一定的危险性。

发明内容

本发明的目的是提供一种对长螺旋钻机动力要求较低、在相同混凝土用量下可明显提高承载力、适用地层范围广、取土简单高效、施工安全的大直径空腔长螺旋灌注桩桩套管。

为实现以上目的，本发明大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管包括内部中空两端开口的外管和套接于外管内的内管；所述外管外壁设有螺旋扇叶，该螺旋扇叶下端超出外管下端部，管体内壁沿着圆周和长度方向均匀设有多个轮槽，轮槽内装有滚珠可作任意角度转动，实现内管与外管的套接；外管内壁靠近底端沿圆周方向装有清土片。

所述清土片呈漏斗形，其下边缘与内管间留有间隙。

本发明大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管在施工时主要操作步骤如下：①清理场地；②振动沉入上述内管至设计标高，预留一定长度管体露出土体，方便外管套入；③沿内管外壁套入外管，并在动力作用下沿着内管通过滚珠旋转外管，外管外壁土体沿螺旋扇叶取出，随着土体的不断取出，外管底部的清土片可清理内管外壁上的土体，外管继续沿着内管外壁旋转直至到达设计标高，桩孔内土体全部取出；④拔出外管，形成环形桩孔；⑤清理孔底沉渣；⑥放置钢筋笼，浇筑混凝土；⑦边浇筑混凝土边拔出内管；⑧成桩。

本发明大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管，结合了大直径薄壁灌注桩技术和长螺旋钻孔灌注桩两者的优点，既能降低动力要求又能形成环形薄壁灌注桩，在软、硬土层中都能施工，适用地层范围广，具有如下有益效果：

与现有长螺旋钻孔灌注桩相比，一方面在同等承载力要求下，可以减小混凝土用量，降低成本，或者在同等混凝土用量下，可大幅提高桩体抗弯强度；另一方面，还能够不扰动内部土体，不仅能降低动力要求，解决了现有技术因长螺旋钻机动力上无法满足要求使直径超过800mm的大直径灌注桩中的应用受到限制的问题；而且解决了灌注桩环形取土的难题，还避免了采用人工装模，施工人员安全得到保障。

附图说明

图1是本发明大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管纵剖面示意图；

图2是本发明大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管横剖面示意图；

图3是本发明大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管清土片安装结构正立面示意图；

图4是本发明大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管清土片安装结构侧立面示意图。

附图标记：外管1、内管2、螺旋扇叶3、清土片4、滚珠5和轮槽6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管作进一步详细说明。

如图1～图4所示，本发明大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管由内部中空两端开口的外管1和套接于外管内的内管2组成，外管除由外管本身外，还包括焊接于管体外壁的螺旋扇叶3（该螺旋扇叶下端超出外管下端部）、管体内壁的轮槽6、固定于轮槽内的滚珠5、焊接于外管内壁底部略上的漏斗形清土片4，清土片底边与内管2之间留有间隙；内管2为内部中空两端开口的钢管。

施工时，先通过高频振动锤将内管2振动插入土体，并且预留一定长度管体于土体外，当外管1沿内管外壁套入内管预留的长度段后，外管1在动力带动下通过滚珠5沿内管外壁转动，焊接在外管外壁的螺旋扇叶3将土体取出；由于重力作用，随着土体的不断取出，外管底部的清土片4可清理内管外壁的土体，外管沿着内管外壁不断下降直至桩孔土体全部取出。待外管到达设计标高后，拔出外管1，由此便形成了一个环形桩孔，利用清孔器将孔底沉渣清理干净，然后，下放钢筋笼，浇筑混凝土，待混凝土浇筑到一定的高度，边拔出内管边回插捣实混凝土，便形成了所需要的薄壁灌注桩。