现浇劲芯搅拌桩及其施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种现浇劲芯搅拌桩，包括空心钻杆和与其卡接以形成密闭空腔的倒锥形预制桩头，预制桩头上端台阶固定管状刚劲网，管状钢筋网外径小于空心钻杆内径，空心钻杆的外壁上沿其轴向设有具有喷口的注料管，空心钻杆底部的外壁上设有多层沿其径向分布的搅拌叶片。本发明还公开了现浇劲芯搅拌桩施工方法，将空心钻杆和预制桩头卡接，对准桩位使现浇劲芯搅拌桩空心钻杆逆时针旋转钻进并同时向注料管中注入添加料，到达设计深度后，重复上下提升3～4次(重复次数根据设计要求和地层条件确定)，最后一次到达设计深度时，在空心钻杆内灌注混凝土，制作成外部为水泥土或水泥砂浆粗骨料混合土、内部为钢筋混泥土的桩体。
【专利说明】
现浇劲芯搅拌桩及其施工方法
技术领域
[0001]本发明专利属于土木工程技术领域，特别涉及一种现浇劲芯搅拌粧及其施工方法。
【背景技术】
[0002]在地基处理施工过程中，采用粧加固的施工方法较多，其中钻孔灌注粧能获得较大的地基承载力，但其施工造价高，耗能高;采用搅拌粧技术能够快速的处理加固地基，且施工噪声小，施工工艺简单，但地基承载力提高的效果低于同等条件下的钻孔灌注粧。为了提高粧身强度以及地基承载力，需要选择一种造价低廉，工艺简单，节能环保的绿色施工方法。
[0003]在本发明之前，中国专利(公告号:ZL021326525)公开了“长螺旋钻旋喷扩孔粧”，将高压旋喷粧和中心压灌混凝土粧有效结合，但是由于高压旋喷粧固有的土体适用范围导致该粧仍不能应用于含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、含大量植物根茎或有过多的有机质土体的成粧。
[0004]在传统搅拌粧的基础上进一步改良，出现一种劲芯粧，其关键是通过插入芯粧的方法提高粧的承载能力。但是，传统的劲芯粧存在几点不足，一方面是难以确保芯粧的垂直度，容易造成复合粧材质不均，将会削弱粧体的承载能力；另一方面是在芯粧插入到搅拌的新水泥土成粧后，芯粧会下沉或上浮，位置难以固定，其搭接厚度无法保证。
[0005]后插芯粧虽然能提高地基承载力，但其质量无法得到保障。在结合搅拌粧、灌注粧优点的同时，如何有效的对传统的劲芯粧进行改良是一个非常具有实际工程应用价值而又亟待解决的工程技术问题。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种现浇劲芯搅拌粧及其施工方法，水泥搅拌粧的粧体与土体结合度较高、对场地土质要求不高，具有较高的应用性等优点，并结合了钻孔灌注粧承载力较高的优点，有效的解决了工程应用中对粧的造价和质量要求相统一的矛盾。
[0007]本发明的现浇劲芯搅拌粧，包括空心钻杆和与其卡接以形成密闭空腔的倒锥形预制粧头，预制粧头端部台阶处固定有置于空心钻杆内的管状钢筋网，管状钢筋网外径小于空心钻杆内径，所述空心钻杆的外壁上沿其轴向设有具有喷口的注料管，所述空心钻杆底部的外壁上设有多层沿其径向分布的搅拌叶片。
[0008]进一步的，所述空心钻杆的底端上设有两卡头，所述预制粧头上设有两卡块，所述卡块上设有卡槽，两所述卡头随所述空心钻杆转动后能够分别卡入两所述卡块上的卡槽内，或者随着所述空心钻杆反向转动分别脱离两所述卡块上的卡槽。
[0009]进一步的，相邻两层所述搅拌叶片之间的夹角为90°。
[0010]进一步的，所述注料管为两个，与所述空心钻杆一体成型。
[0011]进一步的，所述搅拌叶片的长度为30?60cm。
[0012]进一步的，所述注料管的直径为2?20cm。
[0013]进一步的，所述注料管的末端距离空心钻杆末端15?20cm。
[0014]进一步的，所述空心钻杆的直径小于预制粧头最宽处的直径。
[0015]进一步的，所述预制粧头由钢制成或者钢筋混凝土制成。
[0016]本发明的现浇劲芯搅拌粧的施工方法，使用上述的现浇劲芯搅拌粧，包括以下施工步骤:
[0017](I)施工前准备:整平场地、确定粧位、架设施工粧机；
[0018](2)装配所述现浇劲芯搅拌粧:将管状钢筋网固定在预制粧头台阶上，预并和空心钻杆装配为一体，具体为使粧机逆时针旋转，使卡头与卡块上的卡槽紧密卡接；
[0019](3)移动粧机，使预制粧头对准粧位；
[0020](4)启动粧机旋转下沉，将所述现浇劲芯搅拌粧钻至设定深度，并在所述现浇劲芯搅拌粧下沉时开启注料栗或高压喷射栗，将水泥或者水泥砂浆粗骨料等添加料通过注料管注入地基中；
[0021](5)提升注料搅拌:所述现浇劲芯搅拌粧下沉到设定深度后，继续开启注料栗或高压喷射栗将添加料压入地基中，一边注料一边旋转搅拌并提升所述现浇劲芯搅拌粧；
[0022](6)再次下粧:当所述现浇劲芯搅拌粧提升至设定深度的顶面标高时，再次将所述现浇劲芯搅拌粧边旋转边沉入地基中至设定深度，重复该过程I?3次；
[0023](7)成粧:向空心钻杆中灌注混凝土，并且反向开启粧机旋转，使预制粧头脱落，逐步提升所述现浇劲芯搅拌粧至设定深度的顶面标高，完成现浇劲芯搅拌粧的施工。
[0024]借由上述方案，本发明至少具有以下优点:
[0025]本发明提供的现浇劲芯搅拌粧将粧分为内外交融的两个部分，粧体的外围部分由搅拌粧形成，其具备搅拌粧的优点，能够使水泥或水泥砂浆粗骨料等添加料与土体结合紧密，具有施工使用范围广泛、造价低廉的优点；而粧体内部部分具备钻孔灌注粧的优点，其成粧质量好、承载力较高，本发明将两种粧体的优点相结合，在满足承载力需求的情况下极大降低了成粧成本；同时本发明克服了传统劲芯粧成粧的缺点，即能够使粧体的内部和外部有效结合，一体成粧，不易出现后插芯粧的上浮或下沉现象，以及能够很好的确保粧体的垂直度;先行完成的外围添加料搅拌粧粧身，有效提高了土体的强度，有效地处理了可能的塌孔现象，为后来的中心部分浇灌混凝土提供了有效的保障。
[0026]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0027]图1为本发明提供的现浇劲芯搅拌粧的立体结构示意图；
[0028]图2为本发明提供的现浇劲芯搅拌粧的结构主视图；
[0029]图3是本发明中管状钢筋网的结构示意图。
[0030]其中:1、空心钻杆，2、注料管，3、搅拌叶片，4、卡头，5、卡块，51、卡槽，6、预制粧头。【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0032]参见图1至图3，本发明一较佳实施例所述的一种现浇劲芯搅拌粧，包括空心钻杆I和与其卡接以形成密闭空腔的倒锥形预制粧头6，预制粧头6端部台阶处固定有置于空心钻杆内的管状钢筋网，管状钢筋网外径小于空心钻杆I内径，空心钻杆I的外壁上沿其轴向设有具有喷口的注料管2，空心钻杆I底部的外壁上设有多层沿其径向分布的搅拌叶片3。本发明利用卡接的结构，可以在灌注芯粧之前，先将预制粧头6与空心钻杆I脱离，预制粧头6留在土体中，为灌注芯粧提供支撑，避免芯粧的上浮或下沉。同时，预制粧头6还起到钻孔的作用，为确保钻孔过程较顺畅，本发明中空心钻杆I的直径小于预制粧头6最宽处的直径;为使预制粧头6与施工后的粧体具有同样或者更大的支撑力度，本发明中预制粧头6由钢制成或者钢筋混凝土制成。
[0033]为使空心钻杆I与预制粧头6卡接，本发明在空心钻杆I的底端上设有两卡头4，预制粧头6上设有两卡块5，卡块5上设有卡槽51，两卡头4随空心钻杆I转动后能够分别卡入两卡块5上的卡槽51内，或者分别脱离两卡块5上的卡槽51。可见，卡接的结构在施工时比较容易操作，只要旋转空心钻杆I即可装配预制粧头6或将预制粧头6从空心钻杆I上脱离。
[0034]本发明通过在空心钻杆I上设置搅拌叶片3，可在施工粧体的外围部分时，搅拌添加料形成搅拌粧，为确保搅拌效果，本发明中相邻两层搅拌叶片3之间的夹角为90°，能够均匀地施加剪切力，将添加料搅拌均匀，形成的搅拌粧质量好。
[0035]本发明中搅拌叶片的长度为30?60cm，可根据施工的要求进行设定。
[0036]本发明在空心钻杆I上设置两注料管2，可以使得注料与搅拌同时进行，具体的，本发明中的注料管2与空心钻杆I 一体成型，注料管2的直径为2?20cm，注料管2的末端距离空心钻杆I末端15?20cm，具体可根据施工要求进行设计。
[0037]本发明利用上述的现浇劲芯搅拌粧进行施工的方法，包括以下施工步骤:
[0038](I)施工前准备:整平场地、确定粧位、架设施工粧机，具体是根据设计图纸，三通一平施工场地，测定粧体位置，绘制施工轮廓线，组织施工材料、机械、人员就位；
[0039](2)装配所述现浇劲芯搅拌粧:将管状钢筋网固定在预制粧头台阶上，预并和空心钻杆装配为一体，具体为使粧机逆时针旋转，使卡头与卡块上的卡槽紧密卡接；
[0040](3)移动粧机，使预制粧头对准粧位；
[0041](4)启动粧机，将所述现浇劲芯搅拌粧钻至设定深度，并在所述现浇劲芯搅拌粧下沉时开启注料栗或高压喷射栗，将水泥或者水泥砂浆粗骨料等添加料通过注料管注入地基中；
[0042](5)提升注料搅拌:所述现浇劲芯搅拌粧下沉到设定深度后，继续开启注料栗或高压喷射栗将添加料压入地基中，一边注料一边旋转搅拌并提升所述现浇劲芯搅拌粧，严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机；
[0043](6)再次下粧:当所述现浇劲芯搅拌粧提升至设定深度的顶面标高时，再次将所述现浇劲芯搅拌粧边旋转边沉入地基中至设定深度，重复该过程I?3次；(多次搅拌过程可使软土和添加料搅拌均匀)
[0044](7)成粧:向空心钻杆中灌注混凝土，并且反向开启粧机，使预制粧头脱落，逐步提升所述现浇劲芯搅拌粧至设定深度的顶面标高，完成现浇劲芯搅拌粧的施工。
[0045]以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种现浇劲芯搅拌粧，其特征在于:包括空心钻杆和与其卡接以形成密闭空腔的倒锥形预制粧头，预制粧头端部台阶处固定有置于空心钻杆内的管状钢筋网，管状钢筋网外径小于空心钻杆内径，所述空心钻杆的外壁上沿其轴向设有具有喷口的注料管，所述空心钻杆底部的外壁上设有多层沿其径向分布的搅拌叶片。2.根据权利要求1所述的现浇劲芯搅拌粧，其特征在于:所述空心钻杆的底端上设有两卡头，所述预制粧头上设有两卡块，所述卡块上设有卡槽，两所述卡头随所述空心钻杆转动后能够分别卡入两所述卡块上的卡槽内，或者随着所述空心钻杆反向转动分别脱离两所述卡块上的卡槽。3.根据权利要求1所述的现浇劲芯搅拌粧，其特征在于:相邻两层所述搅拌叶片之间的夹角为90°。4.根据权利要求1所述的现浇劲芯搅拌粧，其特征在于:所述注料管为两个，与所述空心钻杆一体成型。5.根据权利要求3所述的现浇劲芯搅拌粧，其特征在于:所述搅拌叶片的长度为30?60cmo6.根据权利要求4所述的现浇劲芯搅拌粧，其特征在于:所述注料管的直径为2?20cm。7.根据权利要求6所述的现浇劲芯搅拌粧，其特征在于:所述注料管的末端距离空心钻杆末端15?20cm。8.根据权利要求1所述的现浇劲芯搅拌粧，其特征在于:所述空心钻杆的直径小于预制粧头最宽处的直径。9.根据权利要求8所述的现浇劲芯搅拌粧，其特征在于:所述预制粧头由钢制成或者钢筋混凝土制成。10.—种现浇劲芯搅拌粧的施工方法，其特征在于:使用如权利要求1-8任一项所述的现浇劲芯搅拌粧，包括以下施工步骤: (1)施工前准备:整平场地、确定粧位、架设施工粧机； (2)装配所述现浇劲芯搅拌粧:将管状钢筋网固定在预制粧头台阶上，预并和空心钻杆装配为一体，具体为使粧机逆时针旋转，使卡头与卡块上的卡槽紧密卡接； (3)移动粧机，使预制粧头对准粧位； (4)启动粧机旋转下沉，将所述现浇劲芯搅拌粧钻至设定深度，并在所述现浇劲芯搅拌粧下沉时开启注料栗或高压喷射栗，将水泥或者水泥砂浆粗骨料等添加料通过注料管注入地基中； (5)提升注料搅拌:所述现浇劲芯搅拌粧下沉到设定深度后，继续开启注料栗或高压喷射栗将添加料压入地基中，一边注料一边旋转搅拌并提升所述现浇劲芯搅拌粧； (6)再次下粧:当所述现浇劲芯搅拌粧提升至设定深度的顶面标高时，再次将所述现浇劲芯搅拌粧边旋转边沉入地基中至设定深度，重复该过程I?3次； (7)成粧:向空心钻杆中灌注混凝土，并且反向开启粧机旋转，使预制粧头脱落，逐步提升所述现浇劲芯搅拌粧至设定深度的顶面标高，完成现浇劲芯搅拌粧的施工。
【文档编号】E02D5/46GK106049488SQ201610657684
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月11日 公开号201610657684.1, CN 106049488 A, CN 106049488A, CN 201610657684, CN-A-106049488, CN106049488 A, CN106049488A, CN201610657684, CN201610657684.1
【发明人】李平, 宫能和, 耿传超
【申请人】李平