[实用新型]长螺旋钻孔水泥浆护壁式植入管桩的施工装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域中的桩基施工技术，具体讲是一种长螺旋钻孔水泥浆护壁式植入管桩的施工装置。

背景技术

随着国家经济建设的发展及桩基施工技术的不断研发和应用，软土地基的桩基应用越来越广泛。现有技术的桩基类型主要有泥浆护壁钻孔灌注桩、普通长螺旋钻孔压灌桩、预应力混凝土管桩(简称管桩)、普通静钻根植预应力管桩等。

上述桩基类型均存在各自的问题。泥浆护壁钻孔灌注桩会形成大量护壁泥浆，污染环境，难于处理，而且该桩基的抗拔承载力不理想，其深度也容易受到土层限制，如在很硬的砾石层和风化基岩层时钻进效率低。而普通的长螺旋钻孔压灌桩钻孔到位并常压泵送混凝土后用插筋器插入钢筋笼，但后插钢筋笼时，钢筋笼细长，使得钢筋笼容易插偏位，导致钢筋笼的混凝土保护层厚度偏差大，影响桩基的整体质量。而预应力混凝土管桩沉桩时，会产生很强的挤土效应，容易对周围土体环境造成影响和破坏，管桩自身受到的土体挤压作用力也大，先沉入的管桩容易被挤倾斜甚至断裂。普通静钻根植预应力管桩采用注入水泥浆并将水泥浆与孔中土体搅拌形成水泥土护壁，而后植入管桩的侧摩阻力依靠水泥土传递给桩孔周边的土层，溢出的水泥土浆液浪费且污染现场，而且水泥土硬化后强度不理想，导致整个桩体的强度也不理想。

实用新型内容

本实用新型要解决的一个技术问题是，提供一种能使桩基承载力强、成桩质量好、对周围土体环境无破坏影响、不污染环境的长螺旋钻孔水泥浆护壁式植入管桩的施工装置。

本实用新型的一个技术解决方案是，提供一种长螺旋钻孔水泥浆护壁式植入管桩的施工装置，它包括桩架、动力头、钻杆和常压注浆泵，动力头安装在桩架上，钻杆安装在动力头下方，钻杆底端为钻尖，钻杆的外圆周面从上到下设有螺旋叶片，钻杆内设有常压注浆管，常压注浆管顶端与常压注浆泵连接，常压注浆管的底端经钻杆底端的钻尖的第一通孔伸出钻尖；它还包括高压注浆泵、设在钻杆内的高压注浆管、钢套筒、吸浆泵和储液池，高压注浆泵与高压注浆管的上端连接，高压注浆管底端经钻杆底端的钻尖的第二通孔伸出钻尖；钢套筒与钻杆同心，且钢套筒的下部埋入土体而上部高于地面，吸浆泵位于钢套筒内，吸浆泵的出口与储液池连接。

利用本实用新型长螺旋钻孔水泥浆护壁式植入管桩的施工装置进行施工的方法，其步骤如下：

a、制备出水灰比为1:1的常规段水泥浆和水灰比为0.6:1的扩底段水泥浆；且向常规段水泥浆内添加缓凝剂；

b、钻杆的钻尖在预定桩位上向下钻孔，钻到2～3米后拔出钻杆，将钢套筒下部沉入土体且保证钢套筒顶部高于地面；

c、继续下钻土体，在钻孔过程中，钻碎的土体随着旋转的螺旋叶片从孔顶排出；

d、当钻杆底部的钻尖下钻到扩底段顶设计标高时，启动高压注浆泵，使得高浓度的扩底段水泥浆经高压注浆管向外喷射；

e、一边喷射扩底段水泥浆一边继续下钻钻杆，高压旋喷的过程中，高浓度的扩底段水泥浆会不断切割、破碎扩底段的孔侧壁的土体使该扩底段的孔径不断变大，直至钻杆底端的钻尖到达扩底段底设计标高；

f、关闭高压注浆泵停止喷浆，继续旋转钻杆同时上拔钻杆，直至钻杆底端的钻尖到达扩底段顶设计标高；

g、重新启动高压注浆泵，并再次下钻钻杆直至钻尖到达孔底，然后上拔钻杆直至钻尖到达扩底段顶设计标高，下钻再上拔的过程中，高压注浆泵一直启动，对扩底段进行二次旋喷，使得高浓度的扩底段水泥浆将扩底段填实；

h、关闭高压注浆泵，启动常压注浆泵，旋转并上拔钻杆，向常规段注入常规段水泥浆以护壁，直至钻杆的钻尖从钢套筒顶退出；

i、撤走钻杆，将管桩吊运至孔位上方，再将管桩沉入桩孔，并用打桩机敲击管桩桩顶，使得管桩底端到达设计的硬土或风化基岩；沉桩过程中，将吸浆泵放入钢套筒内，吸浆泵将沉桩溢出的常规段水泥浆输送至储液池储存，以备循环利用。

本实用新型长螺旋钻孔水泥浆护壁式植入管桩的施工装置与现有技术相比，具有以下优点和效果：