[发明专利]螺旋高喷扩翼搅拌扩底劲性复合桩、其施工方法及钻机

权利要求书

1.一种螺旋高喷扩翼搅拌扩底劲性复合桩，包括外桩身、内芯桩和扩底座，所述外桩身下端与所述扩底座结合为一体，其特征在于，还包括预制桩尖，所述预制桩尖固定安装在所述内芯桩的下端，所述内芯桩连同所述预制桩尖埋入所述外桩身和扩底座内，其中，所述预制桩尖位于所述扩底座内。

2.根据权利要求1所述的螺旋高喷扩翼搅拌扩底劲性复合桩，其特征在于，所述预制桩尖包括圆柱形本体部和尖端部，所述圆柱形本体部的外径大于所述内芯桩的最大宽度，所述圆柱形本体部的顶面向下设有与所述内芯桩的底部相匹配的凹槽；所述凹槽的底面固定设有多个与内芯桩固定连接的锚筋。

3.根据权利要求2所述的螺旋高喷扩翼搅拌扩底劲性复合桩，其特征在于，所述外桩身的外径为所述内芯桩外径的1.5-2.5倍，所述扩底座的外径为所述内芯桩外径的3-5倍。

4.根据权利要求1所述的螺旋高喷扩翼搅拌扩底劲性复合桩，其特征在于，所述内芯桩为预制钢筋混凝土桩或现浇钢筋混凝土桩或钢管混凝土桩或其它异型结构件，其截面为圆形或四边形或多边形或H形或其它异型截面，内芯桩为实芯桩或空心桩。

5.根据权利要求1所述的螺旋高喷扩翼搅拌扩底劲性复合桩，其特征在于，所述扩底座包括水泥土材质的外围部和混凝土材质的中心部；所述预制桩尖由高强混凝土或超高强混凝土或钢纤维混凝土制成。

6.根据权利要求1所述的螺旋高喷扩翼搅拌扩底劲性复合桩，其特征在于，所述外桩身设有至少一处扩径桩身部。

7.一种螺旋高喷扩翼搅拌扩底劲性复合桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采用螺旋扩翼变径钻机在指定桩位上开始钻进，当钻进至1~2米深度时，通过高压注浆泵连通所述螺旋扩翼变径钻机的浆液输送管向孔中高压注浆，注浆压力控制在0.5~10Mpa范围内，同时将所述螺旋扩翼变径钻机的扩翼逐渐张开，使扩翼的宽度与设计要求的外桩身的直径相等，边钻进边继续高压注浆；

（2）当钻取获得与设计要求的外桩身的高度相同的桩身部位时，所述螺旋扩翼变径钻机将扩翼逐渐完全张开，同时将注浆压力调整为10~30Mpa范围内，并继续向下钻孔获得与设计要求的扩底部的直径和高度相等的扩底部，此时，外桩身及扩底部内均充满浆液与泥土的混合物，然后停止注浆，钻杆继续转动；

（3）将所述螺旋扩翼变径钻机的扩翼完全收回，开始压灌混凝土，同时将钻杆上提30~50㎝，钻杆底部混凝土出口将完全打开，通过混凝土输送泵连通所述螺旋扩翼变径钻机的混凝土输送通道向所述桩底部充满的浆液与泥土的混合物中填充压灌混凝土，通过10~15Mpa压力连续压灌混凝土并将桩底部内的部分浆液与泥土的混合物挤压至外桩身上，使所述扩底部内形成混凝土材质的中心部；

（4）反转钻杆连续压灌混凝土，同时将钻杆均速提升至扩底顶部至外桩身上0.5~1米位置停止压灌混凝土，并将所述螺旋扩翼变径钻机的扩翼扩开，并使扩翼的宽度与外桩身直径大小一致，对外桩身内的水泥土进行二次搅拌，并匀速提出钻杆至地面，完成外桩身施工；

（5）移开所述螺旋扩翼变径钻机的钻杆，将安装有预制桩尖的内芯桩打入或压入或振入外桩身中心内，直至预制桩尖到达扩底部，且预制桩尖位于扩底部中心位置。

8.根据权利要求7所述的螺旋高喷扩翼搅拌扩底劲性复合桩的施工方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，在钻取获得所述外桩身部的过程中，所述螺旋扩翼变径钻机至少扩径一次，使所述外桩身部形成至少一处扩径部。

9.根据权利要求7所述的螺旋高喷扩翼搅拌扩底劲性复合桩的施工方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，在所述螺旋扩翼变径钻机的钻杆脱离外桩身位置之后，紧接着将带有预制桩尖的内芯桩植入外桩身中心位置，或者在外桩身水泥土和桩底部混凝土在初凝前3-6小时将带有预制桩尖的内芯桩植入外桩身的水泥土和桩底部的混凝土中。

10.一种钻机，包括移动承载台、高压注浆泵、混凝土输送泵、钻杆、位于所述钻杆上部的动力头、安装在所述钻杆底部的扩翼钻头，所述动力头下部与所述钻杆之间设有注浆转换接头，所述钻杆和所述动力头连接，所述钻杆内部为混凝土输送通道，所述混凝土输送泵通过混凝土输送管和注浆转换接头连通到所述钻杆顶部；所述钻杆内部还设有浆液输送管，所述高压注浆泵通过注浆管和注浆转换接头连通到所述浆液输送管的顶端；所述扩翼钻头底部设有压灌混凝土出口，其特征在于：

所述钻杆上部1/3部分或2/3部分为光杆，钻杆下部设有搅拌翼和扩翼钻头，所述搅拌翼沿钻杆外周面固定设置，其中，每间隔40-60㎝设置一个所述搅拌翼，扩翼钻头上钻杆外周面固定至少设有三个螺旋叶片，所述扩翼钻头中部设有固定在钻头外周面上两个对称的扩孔翼；

所述浆液输送管的底端至少连通有三个注浆孔，所述注浆孔的直径为3-5mm；

所述高压注浆泵和混凝土输送泵均安装在所述移动承载台上。