专利名称：带有芯桩的组合型水泥土桩及其施工方法和施工设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于承受较大载荷或抗拔的水泥土搅拌桩，特别涉及一种带有芯 桩的组合型水泥土桩，以及该种类型的桩的施工方法和施工设备。
背景技术：
目前土木工程中运用的桩的类型根据施工方法的不同，可分为预制桩和灌注桩两 大类，常采用钻孔灌注桩、沉管灌注桩、预制桩等桩型。钻孔灌注桩一般采用泥浆护壁成孔，在水下浇灌混凝土技术，存在施工速度慢，泥 浆需要外运，污染环境，造价高等缺点。沉管灌注桩具有施工速度快、成本低等优点，但很容易产生颈缩、断桩、局部夹土、 混凝土离析和强度不足等质量问题。钢筋混凝土预制桩为国内使用最多的一种桩型，常用 截面有方、圆等形状，近年来主要采用的是预应力薄壁管桩。预制桩的沉桩方式有捶击法、 振动法和静压法等，具有质量可靠、施工速度快、造价相对低等优点。但其属于挤土桩，在沉 管中对土体产生挤压，影响周边建筑、道路、地下管线等，容易引起纠纷。同时为避免打桩对 周围环境影响，需额外增加防护费用，因而会使其使用受到限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种具有增 加桩身强度的、承载能力高、工程造价低的带有芯桩的组合型水泥土桩；本发明所要解决的 另一个技术问题在于，提供上述带有芯桩的组合型水泥土桩的施工方法；本发明所要解决 的再一个技术问题在于，提供上述带有芯桩的组合型水泥土桩的施工设备。为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的带有芯桩的组合型水泥土桩，包括一个水泥土搅拌桩桩体，水泥土搅拌桩桩体内 部设置有灌注成的钢筋混凝土芯桩。所述钢筋混凝土芯桩的上端设置有预留钢筋。所述钢筋混凝土芯桩的直径小于水泥土搅拌桩桩体的直径，钢筋混凝土芯桩的直 径为100mm——2500mm ；水泥土搅拌桩桩体的直径为250mm——3000mm，桩长为3_100m。所述钢筋混凝土芯桩为圆桩、方桩、多边形桩的其中一种。带有芯桩的组合型水泥土桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，首先，进行 水泥土搅拌桩，施工完毕后，即向水泥土搅拌桩中插入钢管护套，钢管护套内部设置有钢 筋；其次，钢管护套插入指定深度后，向钢管护套内灌注混凝土或水泥浆；最后，在混凝土 或水泥浆凝固前，拔出钢管护套，混凝土或水泥浆凝固后即和水泥土搅拌桩一起形成带有 芯桩的组合型水泥土桩。所述钢管护套前端具有一拉动钢筋前进的端板，端板的直径大于或等于钢管护套 的直径，施工后钢管护套退出，而端板留在土层内。端板的前端为如平头形或尖锥形，以及其它形状。
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端板下部还可以连接方桩、钢管、十字筋的其中一种。端板的板面上均布有若干个用于将钢绞线穿过的孔或者钢筋焊点。所述钢管护套为圆管、方管、多边形管的其中一种。所述钢筋还可以为钢绞线。带有芯桩的组合型水泥土桩的施工设备，包括用于水泥土桩施工的钻杆和用于芯 桩施工的钢管护套，其特征在于，搅拌钻杆设置在一桩机架上，所述钢管护套也设置在一桩 机架上，钢管护套内部设置有钢筋或者钢绞线，套管的上部设置有一个物料进口，套管的前 端具有一端板。钢管护套与搅拌钻杆设置在同一个机架上或者分别设置在两个机架上。所述的套管在水平方向上设置在搅拌钻杆的前后左右任意方位处。 钻杆Ι-lOOm，桩机架高度1_1 IOm,钻杆直径20-300mm，钻杆上注浆孔直径 2-100mm，钻杆上的刀片外径250_3000m。套管上端连接有一振动器。套管的下端设置有一防止套管偏移的导向器。有益效果，本发明所述的带有芯桩的组合型水泥土桩可以很大程度地增加桩身 的承载力和抗拔力，其施工方法简便易行，施工迅速，安全度高，功效，经济效益好，节约资 源，节省材料，节约成本。
下面结合附图和具体实施方式
来详细说明本发明；图1为本发明所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工钻机设备结构示意图。图2为本发明所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的结构示意图；图3为本发明所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的截面结构示意图；图4为本发明所述的带有芯桩的组合型水泥土桩施工用钢管护套工作状态的结 构示意图。图5为本发明所述的组合型水泥土桩的桩前部尖端截面结构示意图。图6为本发明所述的组合型水泥土桩的桩前部尖端顶面结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。参看图1该施工设备包括一个吊架10，吊架10上竖直方向上设置有钻杆11，钻杆11用于 水泥土搅拌桩的施工。在钻杆11的一侧吊架10上还设置有一插入水泥土搅拌桩的钢管护 套3，钢管护套3竖直方向上竖直吊起，用于向水泥土搅拌桩内插入，在钢管护套3内设置有 钢筋。钢管护套3的布置在钻杆11的一侧，即将钢管护套3设置在钻杆11的前后左右的 四周，只要方便钢管护套插入即可。钢管护套3上端连接有一振动器31。以便于顺利将钢管护套3插入水泥土搅拌桩 中。
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钢管护套3的下端设置有一防止其偏移的导向器32。导向器可以保证钢管护套3 竖直方向上插入水泥土搅拌桩中。参看图2和图3带有芯桩的组合型水泥土桩，包括一个水泥土搅拌桩本体1，在水泥土搅拌桩本 体1的中间设有一个芯桩，芯桩2为钢筋混凝土灌注桩，在水泥土搅拌桩施工后，即进行灌 注桩的施工。所述钢筋混凝土芯桩2的直径小于水泥土搅拌桩桩体1的直径，钢筋混凝土 芯桩2的直径为100mm——2500mm ；水泥土搅拌桩桩体的直径为250mm——3000mm，桩长为 3-100m。另外为了方便外部设备连接桩体，钢筋混凝土芯桩2的上端设置有预留钢筋21。为了适应不同情况下的不同要求，钢筋混凝土芯桩2可以为圆桩、方桩、多边形桩 的其中一种。参看图4带有芯桩的组合型水泥土桩其施工方法如下首先进行水泥土搅拌桩本体1的施 工在进行水泥土搅拌桩施工的后，即向水泥土搅拌桩中心插入钢管护套3，钢管护套 3内部设置有钢筋4 ；钢筋4可以预先放置在钢管护套内，也可以在钢管护套3插入之后在 放置钢筋4。其次，钢管护套3插入指定深度后，向钢管护套3内灌注混凝土或水泥浆；最后，在混凝土或水泥浆凝固前，拔出钢管护套3，混凝土或水泥浆凝固后即和水 泥土搅拌桩一起形成带有芯桩的组合型水泥土桩。上述步骤中，水泥土搅拌桩施工过程中水灰比为0. 4 3. 0之间，并且确保水泥掺 入量和搅拌均勻，保证搅拌桩的垂直度在1/200以内。在插入钢管护套过程中，保证垂直度控制在1/200以内，或者按照既定的设计方 向插入，与既定的设计方向误差也控制在1/200以内。。钢筋4在钢管护套3内均勻分布，钢管护套3的前端具有一端板5，端板5与钢筋 4连接，用于拉动钢筋4前进，端板5的直径大于钢管护套3的直径，以便端板5不会从钢管 护套内脱出。为了方便端板5前进，端板5的前端为尖锥形。为了配合施工使得芯桩截面 呈不同形状，钢管护套3为圆管、方管、多边形管的其中一种。钢管护套3的内壁和外壁涂 有油性的涂层，以减少插入或拔出时的摩擦。进一步，参看图5和图6端板5前端为锥形桩尖6或者其它形状，锥形桩尖6由四块加工成锥形的桩尖拼 接而成，拼接成十字交叉形。且十字交叉的与端板的直径相吻合。锥形桩尖6连接在端板 5的前端。在端板5的板面上均布有若干个用于将钢绞线穿过的孔或者钢筋焊点。钢筋还可以为钢绞线，只要便于带入芯桩中即可。本发明所述的带有芯桩的组合型水泥土桩可以很大程度的增加桩身的承载力和 抗拔力，其施工方法简便易行，施工迅速，安全度高。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。
权利要求
带有芯桩的组合型水泥土桩，包括一个水泥土桩体，其特征在于，水泥土桩体内部设置有灌注成的钢筋混凝土芯桩。
2.根据权利要求1所述的带有芯桩的组合型水泥土桩，其特征在于，所述钢筋混凝土 芯桩的上端设置有预留钢筋。
3.根据权利要求1所述的带有芯桩的组合型水泥土桩，其特征在于，所述钢筋混凝土 芯桩的直径小于水泥土搅拌桩桩体的直径，钢筋混凝土芯桩的直径为100mm——2500mm ；水 泥土搅拌桩桩体的直径为250mm——3000mm，桩长为3_100m。
4.根据权利要求1所述的带有芯桩的组合型水泥土桩，其特征在于，所述钢筋混凝土 芯桩为圆桩、方桩、多边形桩的其中一种。
5.根据权利要求1所述的带有芯桩的组合型水泥土桩，其特征在于，水泥土桩体为水 泥土搅拌桩或水泥土旋喷桩或水泥注浆桩。
6.带有芯桩的组合型水泥土桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，首先，进行水泥土搅拌桩施工，施工完毕后，即向水泥土搅拌桩中插入钢管护套，钢管 护套内部设置有钢筋；其次，钢管护套插入指定深度后，向钢管护套内灌注混凝土或水泥浆；最后，在混凝土或水泥浆凝固前，拔出钢管护套，混凝土或水泥浆凝固后即和水泥土搅 拌桩一起形成带有芯桩的组合型水泥土桩；进行水泥土桩施工时，注浆压力为0. l-60Mpa。
7.根据权利要求6所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工方法，其特征在于，所述 钢管护套前端具有一拉动钢筋前进的端板，端板的直径大于或等于钢管护套的直径，施工 后钢管护套退出，而端板留在土层内。
8.根据权利要求7所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工方法，其特征在于，端板 的前端为平头形或尖锥形。
9.根据权利要求7所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工方法，其特征在于，端板 下部还可以连接方桩、钢管、十字筋的其中一种。
10.根据权利要求7所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工方法，其特征在于，端板 的板面上均布有若干个用于将钢绞线穿过的孔或者钢筋焊点。
11.根据权利要求6所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工方法，其特征在于，所述 钢管护套为圆管、方管、多边形管的其中一种。
12.根据权利要求6所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工方法，其特征在于，所述 钢筋还可以为钢绞线或玻璃钢纤维。
13.带有芯桩的组合型水泥土桩的施工设备，包括用于水泥土桩施工的钻杆和用于芯 桩施工的钢管护套，其特征在于，搅拌钻杆设置在一桩机架上，所述钢管护套也设置在一桩 机架上，钢管护套内部设置有钢筋或者钢绞线，套管的上部设置有一个物料进口，套管的前 端具有一端板。
14.根据权利要求13所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工设备，其特征在于，钢 管护套与搅拌钻杆分别设置在两个机架上。
15.根据权利要求13所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工设备，其特征在于，钢 管护套与搅拌钻杆设置在同一个机架上。
16.根据权利要求15所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工设备，其特征在于，所 述的套管在水平方向上设置在搅拌钻杆的前后左右任意方位处。
17.根据权利要求13所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工设备，其特征在于，套 管上端连接有一振动器或者给压设备。
18.根据权利要求13所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工设备，其特征在于，套 管的下端设置有一防止套管偏移的导向器。
19.根据权利要求13所述的带有芯桩的组合型水泥土桩的施工设备，其特征在于，钻 杆l-100m，桩机架高度1-110m，钻杆直径20-300mm，钻杆上注浆孔直径2_100mm，钻杆上的 刀片外径250-3000m。
全文摘要
带有芯桩的组合型水泥土桩，包括一个水泥土搅拌桩桩体，水泥土搅拌桩桩体内部设置有灌注成的钢筋混凝土芯桩。该带有芯桩的组合型水泥土桩通过以下步骤制成，首先，在进行水泥土搅拌桩施工后，即向水泥土搅拌桩中心插入钢管护套，钢管护套内部设置有钢筋；其次，钢管护套插入指定深度后，向钢管护套内灌注混凝土或水泥浆；最后，在混凝土或水泥浆凝固前，拔出钢管护套，混凝土或水泥浆凝固后即和水泥土搅拌桩一起形成带有芯桩的组合型水泥土桩。本发明所述的带有芯桩的组合型水泥土桩可以很大程度的增加桩身的承载力和抗拔力，其施工方法简便易行，施工迅速，安全度高。
文档编号E21B3/00GK101942830SQ20101025759
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者宋伟民 申请人:上海强劲基础工程有限公司