一种非等截面旋翼PHC旋进桩及其旋进控制方法和模具与流程

本发明属于混凝土预应力桩领域，特别是涉及一种非等截面旋翼phc旋进桩及其旋进控制方法和模具。

背景技术：

1、目前向土体送入工程桩的方法主要有旋进式、锤击贯入式、静载压入式和振动贯入式。

2、其中锤击贯入式、静载压入式和振动贯入式在施工过程中存在噪音大和喷出较多泥浆的问题，而旋进式在施工过程中，工程桩在旋进进入土体过程中受到较大的旋进阻力；同时在生产旋进式管桩时，为了顺利开模，当管桩模具由两瓣模具瓣组成，那么就要在模具瓣上专门设置拔模口，如果模具瓣不设置拔模口的话，那么管桩模具就至少需要由三瓣模具瓣组成。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种非等截面旋翼phc旋进桩及其旋进控制方法和模具，用于解决现有技术中旋进式送桩旋进阻力较大以及生产旋进式管桩模具开模步骤过多的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种非等截面旋翼phc旋进桩，所述非等截面旋翼phc旋进桩包括：柱状部和螺旋部；

3、所述螺旋部沿所述柱状部外壁的周向螺旋分布，所述螺旋部连续地分布在所述柱状部的外壁上，所述螺旋部和所述柱状部外壁固定连接；

4、所述螺旋部上设置有凸起台，沿所述旋进桩长度方向相邻的两个所述凸起台在周向上间隔180°。

5、可选的，所述凸起台设置在所述螺旋部的上表面和/或下表面。

6、可选的，所述凸起台和所述螺旋部的连接部位是平缓过渡的；

7、或者，所述凸起台和所述螺旋部的连接部位是台阶结构。

8、可选的，所述柱状部是实心的或者空心的。

9、本发明提供基于以上所述的一种非等截面旋翼phc旋进桩的旋进控制方法包括如下步骤：

10、s1：采用下端设置有引孔钻头的中心扭杆将所述非等截面旋翼phc旋进桩旋进到土体中，所述中心扭杆的扭矩大于所述旋进桩的总旋进阻力扭矩m；

11、s2：所述非等截面旋翼phc旋进桩挤压土体，所述凸起台在旋进土体过程中形成空腔；

12、s3：所述非等截面旋翼phc旋进桩旋进到位。

13、可选的，所述旋进桩的总旋进阻力扭矩m等于所述旋进桩单位长度阻力扭矩△ml沿所述旋进桩旋进长度l求和。

14、可选的，所述非等截面旋翼phc旋进桩进入土体内的长度为l，所述螺旋部的根径为d，所述螺旋部的外径为d，所述螺旋部微元面积为s，所述螺旋部与水平面的夹角为α，所述螺旋部下部凸起台的旋拧摩擦阻力为τ，以所述中心扭杆为力矩中心，所述旋进桩的总旋进阻力扭矩m计算式为：

15、m＝[(τ·s/sinα)·(d+d)/4]·l。

16、本发明提供一种非等截面螺旋管型模具，所述非等截面螺旋管型模具包括两个分体设置的模具瓣，两个所述模具瓣等分一个圆周，所述模具瓣内壁开设有第一螺旋腔和喇叭腔，所述喇叭腔宽度大于所述第一螺旋腔宽度，所述喇叭腔位于所述第一螺旋腔两端且所述喇叭腔和所述第一螺旋腔是连续连接的；

17、两个所述模具瓣围成一个整的圆周，两瓣所述模具瓣的相连的两个喇叭腔连续拼接形成第二螺旋腔，所述第一螺旋腔和所述第二螺旋腔连续拼接形成所述螺旋管内的螺旋腔。

18、可选的，所述模具瓣两侧延伸出连接板，两瓣所述模具瓣之间通过可拆卸固定机构可拆卸地固定连接。

19、可选的，所述喇叭腔和所述第一螺旋腔的连接部位是平缓过渡的；

20、或者，所述喇叭腔和所述第一螺旋腔的连接部位是台阶结构。

21、如上所述，本发明的一种非等截面旋翼phc旋进桩及其旋进控制方法和模具，至少具有以下有益效果：

22、1.本申请通过所述凸起台的设计，使得所述非等截面旋翼phc旋进桩在旋进土体过程中形成空腔，从而减少了螺旋部上表面的旋进摩擦阻力，大幅度的降低了旋进桩整体旋进入土的沉桩阻力矩。

23、2.本申请通过所述喇叭腔的设计，达到了在模具只有两瓣模具瓣时也能顺利拔模的目的；因为两瓣模具瓣相连的两个喇叭腔连接成第二螺旋腔，所述第二螺旋腔的宽度大于所述第一螺旋腔的宽度，所述第二螺旋腔又设置在拔模口位置，所以在拔模时，可以顺利的将两瓣模具瓣分开；解决了已有模具在模具瓣是两瓣时，需要在模具瓣上专门设置拔模口的问题，或者需要三瓣及三瓣以上模具瓣组成的模具才能顺利拔模的问题。

技术特征：

1.一种非等截面旋翼phc旋进桩，其特征在于，所述非等截面旋翼phc旋进桩包括：柱状部和螺旋部；

2.根据权利要求1所述的一种非等截面旋翼phc旋进桩，其特征在于：所述凸起台设置在所述螺旋部的上表面和/或下表面。

3.根据权利要求1所述的一种非等截面旋翼phc旋进桩，其特征在于：所述凸起台和所述螺旋部的连接部位是平缓过渡的；

4.根据权利要求1所述的一种非等截面旋翼phc旋进桩，其特征在于：所述柱状部是实心的或者空心的。

5.基于权利要求1-4任一项所述的一种非等截面旋翼phc旋进桩的旋进控制方法，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：

6.根径权利要求5所述的非等截面旋翼phc旋进桩的旋进控制方法，其特征在于，所述旋进桩的总旋进阻力扭矩m等于所述旋进桩单位长度阻力扭矩△ml沿所述旋进桩旋进长度l求和。

7.根径权利要求6所述的非等截面旋翼phc旋进桩的旋进控制方法，其特征在于：所述非等截面旋翼phc旋进桩进入土体内的长度为l，所述螺旋部的根径为d，所述螺旋部的外径为d，所述螺旋部微元面积为s，所述螺旋部与水平面的夹角为α，所述螺旋部下部凸起台的旋拧摩擦阻力为τ，以所述中心扭杆为力矩中心，所述旋进桩的总旋进阻力扭矩m计算式为：

8.一种非等截面螺旋管型模具，其特征在于：所述非等截面螺旋管型模具包括两个分体设置的模具瓣，两个所述模具瓣等分一个圆周，所述模具瓣内壁开设有第一螺旋腔和喇叭腔，所述喇叭腔宽度大于所述第一螺旋腔宽度，所述喇叭腔位于所述第一螺旋腔两端且所述喇叭腔和所述第一螺旋腔是连续连接的；

9.根据权利要求8所述的一种非等截面螺旋管型模具，其特征在于：所述模具瓣两侧延伸出连接板，两瓣所述模具瓣之间通过可拆卸固定机构可拆卸地固定连接。

10.根据权利要求8所述的一种非等截面螺旋管型模具，其特征在于：所述喇叭腔和所述第一螺旋腔的连接部位是平缓过渡的；

技术总结
本发明提供一种非等截面旋翼PHC旋进桩及其旋进控制方法和模具，属于混凝土预应力桩领域。本发明通过所述凸起台的设计，解决了旋进桩整体旋进入土的沉桩阻力矩过大的问题；通过所述喇叭腔的设计，解决了模具拔模过程步骤过多的问题。所述非等截面旋翼PHC旋进桩包括柱状部和螺旋部；所述螺旋部沿所述柱状部外壁的周向螺旋分布，所述螺旋部连续地分布在所述柱状部的外壁上，所述螺旋部和所述柱状部外壁固定连接；所述螺旋部上设置有凸起台，沿所述旋进桩长度方向相邻的两个所述凸起台在周向上间隔180°。所述非等截面螺旋管型模具包括两个分体设置的模具瓣，所述模具瓣内壁开设有第一螺旋腔和喇叭腔，所述喇叭腔宽度大于所述第一螺旋腔宽度。

技术研发人员：钱崑,江守慈,朱碧堂,张善强,张鲲
受保护的技术使用者：江西旋进科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11