一种超长螺钉桩及其施工方法与流程

本发明涉及土木建筑工程技术领域，特别涉及一种超长螺钉桩及其施工方法。

背景技术：

随着城市建设的快速发展和道路交通建设标准的提高，桩基逐渐成为应用最为广泛的地基加固处理技术。桩基的种类繁多，按施工方式分为预制桩和灌注桩两大类,预制桩包括预应力管桩、预应力方桩、钢桩、木桩等，灌注桩包括钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩等

现有技术中已经有一种预应力螺钉桩技术，该技术提出了一种施工便捷、经济性好、使用方便的新型预应力螺钉桩制作技术。通过制作一个上大下小的混凝土锥形柱体，桩外表面具有螺纹，桩身内部埋有筋笼，桩身内部主筋施加有预应力。但该桩型的桩长易受环境的限制，在桥洞下，高架下等设备受高度影响时难以施工。目前工程中在有高度限制的情况下，长桩施工都难以进行。

技术实现要素：

本发明的目的是解决施工受高度影响、施工不方便的缺陷，提供一种施工便捷、经济性好、适宜在低高空限制下提高桩长的新型超长螺钉桩及其施工方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种超长螺钉桩，其特征在于，N根螺钉桩单元组成N级超长螺钉桩。N为大于2的自然数。第1级螺钉桩单元是超长螺钉桩最下端的一级，第N级螺钉桩单元是超长螺钉桩最上端的一级。超长螺钉桩从上到下依次为第N级、第N-1级……第2级、第1级。

所述每级螺钉桩单元为一个倒置的圆台，螺钉桩单元直径较小的底面为圆台的底面Ⅰ。所述螺钉桩单元直径较大的底面为圆台的底面Ⅱ，所述底面Ⅱ开有盲孔。

所述盲孔与螺钉桩单元同轴，所述盲孔由螺钉桩单元的底面Ⅱ向螺钉桩单元的内部延伸，所述盲孔为圆台形孔。所述盲孔孔壁具有内螺纹。

第1级螺钉桩单元的底面Ⅰ连接有桩尖，所述桩尖为圆锥体，所述桩尖与螺钉桩单元同轴，所述桩尖的底面与底面Ⅰ重合。

所述螺钉桩单元侧面具有外螺纹。

进一步，所述的螺钉桩单元由混凝土浇筑而成，所述螺钉桩单元内设置有筋笼。

进一步，所述底面Ⅱ所开盲孔中设置有金属套筒，所述金属套筒贴合于盲孔内，所述金属套筒内壁具有内螺纹。

进一步，所述桩尖外侧套有与桩尖形状相配合的金属套筒。

一种关于权利要求1所述的超长螺钉桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1).初始插桩，将第1级螺钉桩单元桩尖向下竖直对准桩位，在第1级螺钉桩单元上端利用施加压力的装置使桩尖压入地面一定深度。

2).在桩尖插入地面后，保持上端压力，同时给螺钉桩单元施加扭矩使螺钉桩单元旋转，使螺钉桩单元继续向地下旋入。

待螺钉桩单元稳固后，可以停止施加压力，仅施加扭矩，扭转桩身，直至旋入地基的部分达到螺钉桩单元的4/5以上，停止施加扭矩和压力。

3).另取第2级螺钉桩单元，将另取的第2级螺钉桩单元直径较小的一头利用螺纹配合旋入第1级螺钉桩单元的盲孔中，使得两根螺钉桩单元拼接至一体。同时再次施加扭矩和压力，使得第2级螺钉桩单元插入地基达到其桩长的4/5以上。

4).将第3、4、…、N-1、N级螺钉桩单元按照步骤3)的方式与已插入地面的螺钉桩单元连接并插入地面。

进一步，所述施加压力的装置包括活动顶盖和滚珠。所述活动顶盖为一个具有凸缘的圆盘，所述凸缘的直径大于螺钉桩单元底面Ⅱ的直径，所述活动顶盖表面上开有环形凹槽，所述环形凹槽的横截面为半圆形，所述环形凹槽的内边的直径大于盲孔入口的直径，所述环形凹槽的外边的直径小于底面Ⅱ的直径。在施工时，所述活动顶盖倒扣在底面Ⅱ上，所述活动顶盖与底面Ⅱ的空隙中分布着滚珠，所述滚珠位于环形凹槽内。

进一步，施加压力的方式为：通过钢索穿过滑轮在活动顶盖下吊一重物施加，所述滑轮安装于重物上。活动顶盖上至少连接两个重物，所述重物关于超长螺钉桩轴线对称分布。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，将长桩转化为短桩，以螺纹咬合的方式拼接，减少了环境高度对施工的影响。本发明适用于软弱土层中，特别在施工高度受限的环境中发挥优势。本发明采用短桩，方便运输。短桩采用螺纹接头，连接牢固。

附图说明

图1为螺钉桩单元示意图；

图2为第1级螺钉桩单元安装示意图；

图3为第2级螺钉桩单元安装示意图；

图4为本发明安装完成示意图；

图5为活动顶盖的仰视图；

图6为图5的剖视图。

图中：螺钉桩单元(1)，桩尖(101)，外螺纹(102)，盲孔(103)，内螺纹(1031)，底面Ⅰ(104)，底面Ⅱ(105)，活动顶盖(2)，凸缘(201)，环形凹槽(202)，外边(2021)，内边(2022)，滚珠(3)，滑轮(4)，钢索(5)，重物(6)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

一种超长螺钉桩，其特征在于，N根螺钉桩单元1组成N级超长螺钉桩。N为大于2的自然数。第1级螺钉桩单元1是超长螺钉桩最下端的一级，第N级螺钉桩单元1是超长螺钉桩最上端的一级。超长螺钉桩从上到下依次为第N级、第N-1级、…、第2级、第1级。超长螺钉桩从上到下，每一级螺钉桩单元1直径较小的一端旋入下一级螺钉桩单元1的盲孔103中，最终构成一个完整的超长螺钉桩。

所述每级螺钉桩单元1为一个倒置的圆台，螺钉桩单元1直径较小的底面为圆台的底面Ⅰ104。所述螺钉桩单元1直径较大的底面为圆台的底面Ⅱ105，所述底面Ⅱ105开有盲孔103。

所述盲孔103与螺钉桩单元1同轴，所述盲孔103由螺钉桩单元1的底面Ⅱ105向螺钉桩单元1的内部延伸，所述盲孔103为圆台形孔。所述盲孔103孔壁具有内螺纹1031。

第1级螺钉桩单元1的底面Ⅰ104连接有桩尖101，所述桩尖101为圆锥体，所述桩尖101与螺钉桩单元1同轴，所述桩尖101的底面与底面Ⅰ104重合。

所述螺钉桩单元1侧面具有外螺纹102。

所述的螺钉桩单元1由混凝土浇筑而成，所述螺钉桩单元1内设置有筋笼。

所述底面Ⅱ105所开盲孔103中设置有金属套筒，所述金属套筒贴合于盲孔103内，所述金属套筒内壁具有内螺纹1031。

所述桩尖101外侧套有与桩尖101形状相配合的金属套筒。

实施例2：

本实施例的主要结构同实施例1，进一步地：本实施例提供了本发明的部分尺寸参数。

螺钉桩单元1底面Ⅱ105的直径为500-1000mm。螺钉桩单元1的常用尺寸如表1所示。

表1螺钉桩常用尺寸

实施例3：

一种关于实施例1所述的超长螺钉桩的施工方法，包括以下步骤：

1).初始插桩，将第1级螺钉桩单元1桩尖101向下竖直对准桩位，在第1级螺钉桩单元1上端利用施加压力的装置使桩尖101压入地面一定深度。

2).在桩尖101插入地面后，保持上端压力，同时给螺钉桩单元1施加扭矩使螺钉桩单元1旋转，使螺钉桩单元1继续向地下旋入。

待螺钉桩单元1稳固后，可以停止施加压力，仅施加扭矩，扭转桩身，直至旋入地基的部分达到螺钉桩单元1的4/5以上，停止施加扭矩和压力。

3).另取第2级螺钉桩单元1，将另取的第2级螺钉桩单元1直径较小的一头利用螺纹配合旋入第1级螺钉桩单元1的盲孔103中，使得两根螺钉桩单元1拼接至一体。同时再次施加扭矩和压力，使得第2级螺钉桩单元1插入地基达到其桩长的4/5以上。

4).将第3、4、…、N-1、N级螺钉桩单元1按照步骤3)的方式与已插入地面的螺钉桩单元1连接并插入地面。

所述施加压力的装置包括活动顶盖2和滚珠3。所述活动顶盖2为一个具有凸缘201的圆盘，所述凸缘201的直径大于螺钉桩单元1底面Ⅱ105的直径，所述活动顶盖2表面上开有环形凹槽202，所述环形凹槽202的横截面为半圆形，所述环形凹槽202的内边2022的直径大于盲孔103入口的直径，所述环形凹槽202的外边2021的直径小于底面Ⅱ105的直径。在施工时，所述活动顶盖2倒扣在底面Ⅱ105上，所述活动顶盖2与底面Ⅱ105的空隙中分布着滚珠3，所述滚珠3位于环形凹槽202内。滚珠3的作用在于，对螺钉桩单元1施加压力后，螺钉桩单元1可以相对于活动顶盖2旋转。

施加压力的方式为：通过钢索5穿过滑轮在活动顶盖2下吊一重物6施加，所述滑轮4安装于重物6上。活动顶盖2上至少连接两个重物6，所述重物6关于超长螺钉桩轴线对称分布。使受力均匀。

施加扭矩的方式为：螺钉桩单元1表面具有径向孔，所述径向孔中插入扭转设备，所述扭转设备用于提供螺钉桩单元1旋入所需的扭矩。所述扭转设备可以是4根金属杆，所述金属杆插入径向孔中。