[发明专利]一种混凝土灌注桩的施工方法及装置

说明书

本发明公开了一种混凝土灌注桩的施工方法及装置，其工艺特征为钻机成孔过程中进行预设的环锥形腔体成形，终孔后形成钻孔本身和沿桩孔的单个或多个间隔的环锥形腔体，清孔、吊放钢筋笼、二次清孔及灌注混凝土后，桩孔成为桩身，腔体成为盘体。预设无环锥形腔体的，在终孔灌注混凝土后桩孔成为桩身。在混凝土达到预定强度后，在盘体下部和/或桩底下部的预定高度范围内实施连续多点并相互叠加和/或满布高压喷浆，喷浆使浆液和土体拌合而成的水泥土连成一体，硬化后形成一个整体的固结体来托承盘体(含多个盘体)和/或桩底(含群桩底)，从而大幅度提高桩基承载力、显著减小沉降及差异沉降。

【技术领域】

本发明涉及土木工程领域的混凝土灌注桩的施工方法，尤其是一种桩身设有单个或多个盘体并且在盘体下方、无盘体时在桩底下方以高压喷射方式注浆以形成承力平台的混凝土灌注桩。

【背景技术】

为了克服常规钻孔混凝土灌注桩桩底沉渣难以处理和桩身外周泥皮夹层摩阻力较低的问题，土木工程实践过程中出现了扩盘/支盘桩工艺和桩底、桩周压力注浆工艺等工艺。与常规钻孔灌注桩相比，以上工艺对提高单桩承载力和减小桩基沉降量、降低工程造价等均有效果，但其也存在明显的缺陷，对单纯的切削扩盘工艺来说，切削过程扰动了盘腔周边的原状土，成盘后在盘受力时易使盘体产生较大的沉降变形，从而导致桩体的沉降变形。对挤扩支盘桩来说，首选，支和盘经多次转角、叠加挤扩而成，在第二次及后续挤扩时存在将土挤入到前续已完成腔体中的可能性，且其成盘的完整性和质量存疑，现有的检测手段无法有效检测成盘的完整性和质量，而且，对于单独的支和盘的检测结果，根本无法判定是成支还是成盘；其次，钻、挤两工序需要两套设备，存在施工难度加大、工序效率低、未挤扩部位的桩周摩阻力不能加强等问题。对桩底、桩周注浆工艺来说，其实际可控性差，不仅浆液的实际扩散范围和方向无法控制和保证，注浆结果的均匀性存在根本上无法控制和保证的问题，结果是相邻桩的承载力和沉降变形离散性较大。

【发明内容】

针对上述缺陷，本发明提供了一种混凝土灌注桩的施工方法及装置。

一种混凝土灌注桩的施工方法，其特征在于，所述混凝土灌注桩的施工方法包括如下步骤：

按预先设计的桩的结构用钻机进行桩孔的施工；

所述预先设计的桩的结构预设有环锥形腔体时，在所述桩孔的施工过程中同时用成形装置在所述桩孔预设标高处进行环锥形腔体成形，然后所述钻机成孔至终孔；

所述预先设计的桩的结构预设无环锥形腔体时，所述钻机直接进行成孔至终孔；

对所述桩孔进行清孔，吊放钢筋笼和导管到所述桩孔，对所述桩孔进行第二次清孔，对所述桩孔灌注混凝土至预设标高，使所述桩孔和/或所述环锥形腔体充盈混凝土，所述混凝土硬化后所述桩孔成为桩身，所述环锥形腔体成为盘体；

在所述混凝土达到预定强度后，用高压喷射注浆装置对所述盘体下部和/或所述桩身的桩底下部预定标高范围内的土体进行连续多点并相互叠加的高压喷浆和/或满布高压喷浆。

可选地，在预设所述环锥形腔体为环绕所述桩孔外侧且与所述桩孔连通为一体的、连续且不间断或间断的腔体，与所述桩孔为同轴关系；

所述环锥形腔体的标高、腔体大小和数量根据所述桩孔的设计要求进行设置。

可选地，所述环锥形腔体的形成方式为旋切方式和/或挤压方式。

可选地，对所述环锥形腔体内设或不设钢筋或型钢。

可选地，所述高压喷浆采用旋转喷射或定向喷射或摆动喷射的单管法或多管法；

所述高压喷浆的喷浆材料包含且不限于水、压缩气体、水泥、水泥添加剂或掺合剂；

所述高压喷浆的作业点、喷浆量、喷射压力、喷浆半径和范围、喷浆范围叠加率、钻杆提升/下降速度和旋转速度均为预设，或根据土体的实际物理性能的变化而调整。