[发明专利]一种反向螺丝钉桩用成型装置及成型施工工艺

说明书

技术领域

本发明属于桩基施工技术领域，尤其是涉及一种反向螺丝钉桩用成型装置及成型施工工艺。

背景技术

灌注桩是指直接在所设计的桩位上开孔，其截面为圆形，成孔后在孔内加放钢筋笼，灌注混凝土而成。目前，在建筑、水利、公路等基础工程中，长螺旋成孔的灌注桩以其速度快、噪音低、不用泥浆护壁、施工成本低等优点得到广泛应用。但是，现有的普通长螺旋成孔灌注桩存在以下缺陷和不足：第一、适用范围有限，只能在粘性土、粉土、填土等土层适用，在遇到密实砂卵石地层或大直径卵石层时，则钻进困难或无法钻进；因而，现有土层适应能力不足，部分地区无法采用；第二、单桩竖向承载力较差：单桩竖向承载力是桩在基础施工应用中的主要指标，其决定了桩能够承受的上部建筑的重量；现有的灌注桩主要为直杆桩、成桩后桩身外表面为光滑的圆周面且其竖向承载力为桩侧阻力与桩端阻力之和；但现有长螺旋成孔的灌注桩成孔后，桩端土壤经过扰动，容易形成孔底虚土，降低桩端阻力，从而影响单桩承载力；第三、施工进度慢，长螺旋钻孔成型的钻孔为圆孔，采用螺纹钻杆上的螺纹多为正向螺纹(也称右旋螺纹，是指顺时针旋入的螺纹)，并且成孔过程中，钻杆连续出土，出土量大，出土清运工作量大，并且所用混凝土量大。

现如今，反向螺丝钉桩成桩后，通常采用人工方式进行桩帽施工，桩帽一般为混凝土结构。如图1-1至图1-6所示，采用人工方式进行桩帽施工时，施工过程主要包括以下步骤：第一步、钻孔1-1成型后，将钻杆1-2边向上提边通过钻杆1-2向钻孔1-1内灌注混凝土，详见图1-1；第二步、将钻杆1-2向上提至钻孔1-1外侧，且待钻孔1-1内所灌注混凝土凝固后，获得灌注桩桩体1-3，为保证桩头质量，灌注桩桩体1-3的顶部标高一般都要高出预先设计的桩顶标高，详见图1-2；第三步、根据预先设计的桩帽1-5的直径D和高度h，人工在桩头处挖出用于施工桩帽1-5的土模1-4，土模1-4的直径和高度分别与预先设计的桩帽1-5的直径D和高度h相同，详见图1-3；第四步、人工将灌注桩桩体1-3的桩头截短至预先设计的桩顶标高，获得施工成型的桩身1-6，详见图1-4；第五步、在土模1-4内灌注混凝土，详见图1-5；第六步、待土模1-4内所灌注混凝土凝固后，获得施工成型的混凝土桩帽1-5，详见图1-6。

采用上述人工方式进行桩帽施工的方法，存在以下主要问题：第一、施工效率低下：每人每天只能施工3个～5个桩帽；第二、成本高：纯人工制作，人力成本高；第三、施工质量不可控：因施工人员操作不规范，桩帽施工质量不能得到有效保证；第四、施工过程复杂，劳动强度高；第五、需在桩身混凝土凝固后再进行桩帽施工，影响反向螺丝钉桩的施工工期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种反向螺丝钉桩用成型装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便、快速完成反向螺丝钉桩的桩身与桩帽一体化施工过程，并且施工过程易于控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种反向螺丝钉桩用成型装置，其特征在于：包括对所施工反向螺丝钉桩的桩孔进行成孔施工的钻杆、与钻杆外端连接的注浆设备和套装在钻杆上部外侧的一体化桩帽成形器；所述反向螺丝钉桩包括桩身和布设在桩身上的桩帽，所述桩帽为圆柱状桩帽，所述桩身为混凝土桩身，所述桩身的外侧壁上设置有桩身外螺纹结构，所述桩身外螺纹结构为圆柱螺纹且其为反向螺纹；

所述钻杆包括内部中空的芯杆和由下至上布设在所述芯杆外侧壁上的杆体外螺纹结构，所述杆体外螺纹结构与所述桩身外螺纹结构的结构相同；

所述一体化桩帽成形器包括支架、安装在支架下方且对需施工桩帽进行成孔施工的桩帽成型钻头、带动所述桩帽成型钻头进行连续转动的旋转驱动装置和带动支架沿所述桩帽成型钻头的中心轴线进行上下移动的提升装置，所述支架安装在所述提升装置上；所述桩帽成型钻头为圆柱状且其高度大于h，所述桩帽成型钻头的外径为D，其中D为桩帽的直径，h为桩帽的高度；所述桩帽成型钻头包括空心套筒和由上至下布设在空心套筒外侧壁上的螺旋叶片，所述空心套筒安装在支架上，所述空心套筒与所述旋转驱动装置进行传动连接，所述空心套筒与钻杆呈同轴布设。

上述一种反向螺丝钉桩用成型装置，其特征是：所述钻杆为螺旋打桩机的钻杆，所述螺旋打桩机包括桩架和安装在桩架上的钻进设备，所述钻进设备包括钻杆和驱动钻杆进行连续转动的电动旋转驱动机构；所述电动旋转驱动机构与钻杆的外端部进行传动连接，所述钻杆为内部中空的杆体；所述钻杆的底部安装有底部钻头，所述底部钻头上开有与钻杆内部相通的出浆口。