专利名称：螺旋钻孔灌注桩的系列桩及其施工方法和施工设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑物的桩基础及其施工方法和施工设备。
钻孔压浆成桩法可解决易塌孔和有地下水的成孔成桩问题，但由于桩体中缺少细骨料，致使灌注桩体的单方混凝土造价比普通灌注桩高许多，为解决这一问题，本发明将以螺旋钻孔灌注桩的置换施工方法来解决混凝土中缺少细骨料问题，从而进一步降低桩基的造价，现有螺旋钻孔设备无法进行大直径深桩的施工。因此，其承载力也受到一定的限制，为进一步提高其承载力，本发明将在螺旋钻孔灌注桩体的底部沿轴向设置由搅拌与旋喷之中至少一种施工方法所得的混合体或在螺旋钻孔灌注桩体的底部设置扩大体或在混合体的底部设置扩大体，从而构成螺旋钻孔灌注桩的系列桩。
本发明的目的是提出螺旋钻孔灌注桩的系列桩及其施工方法和施工设备，以便降低桩体混凝土的造价及提高桩的承载能力。
本发明的螺旋钻孔灌注桩的施工方法包括置换施工方法和非置换施工方法。
螺旋钻孔灌注桩的置换施工方法用螺旋钻杆钻孔到预定位置，然后边提螺旋钻杆边向螺旋钻孔内灌注水泥浆或稳定液。当灌注的水泥浆或稳定液达到预定位置时，可提出螺旋钻杆，向螺旋钻孔内放置钢筋笼，其特征是当螺旋钻孔内投有粗骨料时，可用水泥砂浆置挽螺旋钻孔内的水泥浆或当螺旋钻孔内无粗骨料时，可用混凝土置挽螺旋钻孔内的水泥浆或稳定液。
被置挽出的水泥浆可拌人用于置换的水泥砂浆或混凝土之中，被置换出的稳定液可贮存于专用容器之中，以便继续使用。
螺旋钻孔灌注桩中用于置换的水泥砂浆或混凝土分别是通过水泥砂浆导管或混凝土导管从钻孔底向上部逐步分别置换水泥浆或稳定液。
螺旋钻孔灌注桩的非置换施工方法包括钻孔压浆成桩法和在无塌孔情况下的普通螺旋钻孔灌注桩的施工方法。
螺旋钻孔灌注桩的系列桩包括螺旋钻孔复合桩、螺旋钻孔扩底桩和螺旋钻孔复合扩底桩。
螺旋钻孔复合桩是在螺旋钻孔灌注桩体的底部沿轴向有混合体，灌注桩体与混合体连成一体共同构成螺旋钻孔复合桩。
混合体是由旋喷与搅拌之中至少一种施工方法得到的混合体。
螺旋钻孔扩底桩是在螺旋钻孔灌注桩体的底部有扩大体，由扩大体与螺旋钻孔灌注桩体共同构成螺旋钻孔扩底桩。
螺旋钻孔复合扩底桩是在螺旋钻孔复合桩的混合体的底部有扩大体，由扩大体、混合体和灌注桩体共同构成螺旋钻孔复合扩底桩。螺旋钻孔灌注桩的系列桩是由螺旋钻孔灌注桩体与在该灌注桩体的底部设置的扩大体或与沿轴间设置的混合体，或与在该混合体底部设置的扩大体及混合体共同构成的。
扩大体包括混合扩大体、灌注扩大体和灌注混合扩大体。
混合扩大体是用旋喷施工方法得到的扩大体。
灌注扩大体是以射流切土以吸浆取土方法挖出的扩大空间，在该扩大空间中灌注固结材料。
灌注混合扩大体是由于灌注扩大体的扩大空间底部可能有浮土或沉渣，以旋喷方法处理这些浮土或沉渣使其形成混合扩大体，而在扩大空间中灌注固结材料。
螺旋钻孔复合桩的施工方法是在螺旋钻孔过程中或在钻孔完成后，可进行混合体的施工，在混合体施工进行之中或完成后，可按螺旋钻孔灌注桩的施工方法进行螺旋钻孔灌注桩体的施工。
螺旋钻孔扩底桩的施工方法是在螺旋钻孔完成后，可进行混合扩大体的施工或进行扩大空间的施工或进行灌注混合扩大体之中的扩大空间及混合扩大体的施工，当混合扩大体或扩大空间或灌注混合扩大体之中的扩大空间与混合扩大体完成后，可按螺旋钻孔灌注桩的施工方法进行螺旋钻孔灌注桩体的施工。
螺旋钻孔复合扩底桩的施工方法是在螺旋钻孔过程中或完成后，可进行混合体的钻进施工，待钻到混合体底部后，可进行混合体底部的扩大体的施工，然后进行混合体施工，在混合体施工过程中或完成后可按螺旋钻孔灌注体的施工方法进行螺旋钻孔灌注桩体的施工。
螺旋钻孔灌注桩体的施工方法与螺旋钻孔灌注桩的施工方法相同。
螺旋钻孔扩底桩的施工设备是在现有螺旋钻孔设备的螺旋钻杆上至少设置二条介质通道，若为二条介质通道，则一条为射流通道，另一条为吸浆通道。
旋喷包括单管、二重管、三重管和多重管。
搅拌包括搅拌注浆和搅拌喷粉。
以附图来说明本发明中的一些实施例。
图1以水泥砂浆置换螺旋钻孔内的水泥浆；图2以混凝土置换螺旋钻孔内的稳定液；图3螺旋钻孔灌注桩体与旋喷混合体复合构成的螺旋钻孔复合桩；图4螺旋钻孔灌注桩体与旋喷混合体及搅拌混合体共同复合构成的螺旋钻孔复合桩；图5螺旋钻孔灌注桩体与旋喷混合扩大体构成的螺旋钻孔扩底桩；图6螺旋钻孔灌注桩体与灌注扩大体构成的螺旋钻孔扩底桩；图7螺旋钻孔灌注桩体与灌注扩大体及混合扩大体共同构成的螺旋钻孔扩底桩；图8螺旋钻孔设备的螺旋钻杆上带有喷射口和吸管，可用于施工螺旋钻孔灌注桩或螺旋钻孔扩底桩；图9螺旋钻杆上的螺旋叶片带介质通道，中空管为介质通道，可用于施工螺旋钻孔灌注桩或螺旋钻孔扩底桩；图10具有中空管及在螺旋叶片根部固定的介质通道，可用于螺旋钻孔灌注桩或螺旋钻孔扩底桩；图11在螺旋钻杆的钻头部位固定混合体钻杆，可用于施工螺旋钻孔复合桩；图12在螺旋钻杆的钻头部位固定混合体钻杆，在混合体钻杆上设置旋喷口和搅拌叶片，可施工螺旋钻孔复合桩；图13在螺旋钻杆的钻头部位固定混合体钻杆，在混合体钻杆上设置旋喷口和搅拌叶片，可施工螺旋钻孔复合桩和螺旋钻孔复合扩底桩；图14在螺旋钻杆的中空管装有可沿轴间移动的混合体钻杆，在混合体钻杆上装有射流口和吸浆口，可施工螺旋钻孔复合桩和螺旋钻孔复合扩底桩及螺旋钻孔灌注桩和螺旋钻孔扩底桩；图15在螺旋钻杆的中空管装有可沿轴向移动的混合体钻杆，在混合体钻杆上装有搅拌叶片、旋喷口和吸浆口，可施工螺旋钻孔灌注桩，螺旋钻孔复合桩，螺旋钻孔扩底桩和螺旋钻孔复合扩底桩；图16在螺旋钻杆中空管中设置混合体钻杆，在混合体钻杆上设置喷射口，可施工螺旋钻孔复合桩和螺旋钻孔灌注桩及螺旋钻孔扩底桩。
在图1至图16中，(a)是螺旋钻孔灌注桩体，(b)是旋喷方法施工的混合体，(c)是搅拌方法施工的混合体，(d)是混合扩大体，(e)是灌注扩大体，(f)是螺旋钻杆，(1)是螺旋钻孔灌注桩(a)的钢筋笼，(2)是水泥砂浆导管，(3)是水泥浆，(4)是混凝土，(5)是粗骨料，(6)是稳定液，(7)是混凝土导管，(8)是螺旋钻杆(f)的螺旋叶片，(9)是螺旋钻杆(f)的中空管，(10)是螺旋钻杆(f)的钻头，(11)是螺旋钻杆(f)喷射口，(12)是螺旋钻杆(f)的吸浆口，(13)是螺旋钻杆(f)的介质通道，(14)是螺旋叶片，(15)是固定在螺旋叶片(14)根部的介质通道，(16)是固定在螺旋钻杆(f)钻头(10)并沿螺旋钻杆(f)轴向的混合体钻杆，(17)是混合体钻杆(16)的介质通道，(18)是混合体钻杆(16)的搅拌叶片，(19)是搅拌叶片(18)的注浆口，(20)是混合体钻杆(16)的喷射口，(21)是在螺旋钻杆(f)的中空管(9)之中并沿轴向移动的混合体钻杆，(22)是混合体钻杆(21)的吸浆口，(23)是混合体钻杆(21)的喷射口，(24)是混合体钻杆(21)的介质通道。(25)是混合体钻杆(21)端部的扩大空间尺寸探测器。
在螺旋钻孔扩底桩或螺旋钻孔复合扩底桩的施工设备中，若进行灌注扩大体(e)或灌注混合扩大体的施工，则在其施工设备中需增设抽浆系统，也可在灌注扩大体(e)施工装置上装扩大空间尺寸探测器(25)。
螺旋钻孔灌注桩，旋喷或搅拌的混合体及旋喷混合扩大体均是现行成熟的技术，灌注扩大体的扩大空间的施工方法类似于旋喷多重管的施工方法。
本发明通过置挽施工方法可降低螺旋钻孔灌注桩的造价，并能使混凝土材料的应用更合理。
本发明在螺旋钻孔灌注桩体的底部增设扩大体或混合体或在复合桩的底部增设扩大体可提高桩基的承载力。
本发明的螺旋钻孔灌注桩及其系列桩是一种无噪音、无振动、无泥浆护壁排污，又可在流砂、易塌孔及地下水位以下成孔成桩，并且其承载力高，桩基造价低。因此，本发明是一种很有发展前途的桩基。
本发明的螺旋钻孔灌注桩的系列桩的施工设备之中，有些可一机多用，因此，施工设备相对较简单。
权利要求
1.螺旋钻孔灌注桩的系列桩及其施工方法和施工设备，其特征是螺旋钻孔灌注桩的系列桩是由螺旋钻孔灌注桩体与在该灌注桩体的底部以旋喷或者旋喷切土及吸浆取土方法，设置的扩大体或与沿轴间的设置的混合体或与在该混合体底部以旋喷或旋喷切土及吸浆取土方法设置的扩大体及混合体共同构成的。
2.根据权利要求1的螺旋钻孔灌注桩的系列桩及其施工方法和施工设备，其特征是螺旋钻孔灌注桩及系列桩的螺旋钻孔灌注桩体的置换施工方法是当螺旋钻孔内投有粗骨料时，可用水泥砂浆置换螺旋钻孔内的水泥浆或当螺旋钻孔内无粗骨料时，可用混凝土置换螺旋钻孔内的水泥浆或稳定液。
3.根据权利要求1的螺旋钻孔灌注桩的系列桩及其施工方法和施工设备，其特征是螺旋钻孔复合桩的施工方法是在螺旋钻孔过程中或在钻孔完成后，可进行混合体的施工，在混合体施工之中或完成之后，可按螺旋钻孔灌注桩的施工方法进行螺旋钻孔灌注桩体的施工。
4.根据权利要求1的螺旋钻孔灌注桩的系列桩及其施工方法和施工设备，其特征是螺旋钻孔扩底桩的施工方法是在螺旋钻孔完成后，可进行混合扩大体的施工或进行扩大空间的施工或进行灌注混合扩大体之中的扩大空间及混合扩大体的施工，当该部分施工完成后，可按螺旋钻孔灌注桩的施工方法进行螺旋钻孔灌注桩体的施工。
5.根据权利要求1的螺旋钻孔灌注桩的系列桩的施工方法和施工设备，其特征是螺旋钻孔复合扩底桩的施工方法是在螺旋钻孔过程中或完成后，可进行混合体的钻进施工，待钻到混合体底部后，可进行混合体底部的扩大体的施工，然后进行混合体施工，在混合体施工过程中或完成后，可按螺旋钻孔灌注桩的施工方法进行螺旋钻孔灌注桩体的施工。
6.根据权利要求1的螺旋钻孔灌注桩的系列桩及其施工方法和施工设备，其特征是螺旋钻孔扩底桩的施工设备是在现有螺旋钻孔设备的螺旋钻杆上至少设置二条介质通道，若为二条介质通道，则一条为射流通道，另一条为吸浆通道。
7.根据权利要求1的螺旋钻孔灌注桩的系列桩及其施工方法和施工设备，其特征是螺旋钻孔复合桩的施工设备是在现有螺旋钻孔设备的螺旋钻杆上至少设置一条介质通道，在螺旋钻杆的钻头沿轴向设置混合体钻杆并在混合体杆上可装上搅拌、施喷之中至少一种施工装置，并在混合体钻杆上至少设置一个介质通道或是在螺旋钻杆中空管之中装上可沿螺旋钻杆轴向移动或轴向移动并能绕轴转动的混合体钻杆，在混合体钻杆上可装上搅拌、施喷之中至少一种施工装置并在混合体钻杆上至少设置一个介质通道。
8.根椐权利要求1的螺旋钻孔灌注桩的系列桩及其施工方法和施工设备，其特征是螺旋钻孔复合扩底桩的施工设备是在现有螺旋钻孔设备的螺旋钻杆上设有混合体钻杆，并在混合体钻杆上至少设置二条介质通道，若为二条介质通道，则一条是射流介质通道，另一条是吸浆介质通道。
全文摘要
本发明涉及建筑物的桩基础及其施工方法和施工设备，螺旋钻孔灌注桩的置挽施工方法的特征是用砂浆或混凝土置挽螺旋钻孔内的浆体，螺旋钻孔灌注桩的系列桩包括螺旋钻孔复合桩、螺旋钻孔扩底桩和螺旋钻孔复合扩底桩。本发明既能降低螺旋钻孔灌注桩或灌注桩体的造价，又能提高桩基的承载力。
文档编号E02D5/34GK1115819SQ9510463
公开日1996年1月31日 申请日期1995年4月25日 优先权日1995年4月25日
发明者孙新河 申请人:孙新河