专利名称：同步沉管与旋挖取土的螺纹灌注桩的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种土木建筑工程的桩基础，尤其是涉及一种采用同步旋压沉管与螺旋在管内取土的同步沉管与旋挖取土的螺纹灌注桩。
背景技术：
现有桩基础工程中属非挤土性最常用的桩型是泥浆护壁钻孔灌注桩，该泥浆护壁钻孔灌注桩可以根据设计承载力值的要求，方便选取桩径与桩长，无挤土影响，自桩基础采用商品砼以来，该桩的砼质量可靠性大幅度提高，因而该钻孔灌注桩型在工程中得到普遍应用，如高层建筑桩基础中有80%以上的桩是采用泥浆护壁的钻孔灌注桩型。然而，该钻孔灌注桩在城市施工为产生废弃的钻孔泥浆造成对城市环境的严重污染；该泥浆又流入下水道引起堵塞排水管道；或者排入城市的江河，使江河的河床上升而引起过水断面缩小，由此影响城市的排洪安全；例如施工I立方米的钻孔灌注桩的砼，须要7立方米洁净水，产生4立方米废弃的钻孔泥浆；如果说每年应用钻孔灌注桩30万根，平均桩径Φ800毫米，平均桩长为50米，则由此产生3000万立方米的废弃钻孔泥浆，这相当于3个杭卅西湖的容积；如此大量的废弃的钻孔泥浆，在城市周围根本找不到可储存的地方。其次，现有的泥浆护壁钻孔灌注桩其工艺方法与施工效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种具有较高承载力与施工效率的同步沉管与旋挖取土的螺纹灌注桩本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种同步沉管与旋挖取土的螺纹灌注桩，其特征在于，包括连接有螺旋钻杆的上部旋转动力头，该螺旋钻杆呈管状，该螺旋钻杆又穿过下部旋转动力头，该下部旋转动力头的底部设有管接头，该管接头与螺旋钢管上端套接，所述螺旋钻杆进入所述螺纹钢管内；该螺旋钢管的下部设有外螺旋。由于采用上述的桩身带外螺旋的螺纹灌注桩，而且均匀嵌入土层，桩与土之间没有摩阻力，而嵌入土层的螺纹与土存在土的剪切力，该土的剪切力远大于桩与土之间的摩阻力，因而本发明螺纹灌注桩具有高承载力的性能。所述外螺旋设置在所述螺旋钢管的下部；外螺旋作用使得螺旋钢管有效嵌入土层。为了螺旋钢管旋压沉入土层时进入螺旋钢管的土体通过下旋转动力头排出至地面，所述下部旋转动力头设有出土口，该出土口与所述螺旋钢管的管孔连通。所述螺旋钢管上部沿园周方向设有多个矩形凸块，其作用是土体通过该矩形凸块与螺旋钢管内壁之间形成的间隙进入该钢管内，可将该土体带至下旋转动力头的出土口排出。所述矩形凸块设置4个，并沿所述螺旋钢管的圆周均布设置。为了实现所述下部旋转动力头、所述管接头与所述螺纹钢管三者准确定位与牢固连接成一整体，所述管接头上端设有连接法兰盘与加强筋，该管接头底端的外周设有由竖槽与横槽组成的T形槽；所述连接法兰盘与所述下部旋转动力头用螺钉固接；所述矩形凸块的宽度与所述竖槽的宽度相配合，该矩形凸块的高度与所述横槽的高度相配合；这样，当所述螺旋钢管上部的矩形凸块插进所述管接头的竖槽后，随着该螺旋钢管的旋转，矩形凸块即进入所述T形槽的横槽，从而实现螺旋钢管与下部旋转动力头相连接的目的；使下部旋转动力头通过所述管接头传递扭矩给螺旋钢管。所述T形槽上部设有中心小孔，该中心小孔垂直中心线与所述竖槽的垂直中心线
相重合。所述矩形凸块下方设有定位小凸点，该定位小凸点与所述矩形凸块在同一垂直中心线上。该定位小凸点的作用是当螺旋钢管须要与下部旋转动力头分离拔出时，只须对准管接头的中心小孔与螺旋钢管的小凸点在一条垂线上，此时，矩形凸块在竖槽的中心位置，即可将螺旋钢管从下部旋转动力头的管接头处拔出。本发明具体成桩步骤是:第一步，所述下部旋转动力头与所述管接头连接，该管接头套接所述螺旋钢管的上口；所述上部旋转动力头连接所述螺旋钻杆进入螺旋钢管的上口，再穿过下部旋转动力头进入螺旋钢管内，在设计桩位就位；第二步，下部旋转动力头带动螺旋钢管沿顺时针旋转沉入土层，同时，与上部旋转动力头连接的螺旋钻杆穿过下部旋转动力头进入螺旋钢管内，同步沿顺时针旋转将进入螺旋钢管内的土体被螺旋钻杆的螺叶旋转向上推升或间断上拔，螺旋钢管内的土体到达下部旋转动力头的出土口位置时，土体从出土 口排出；上、下部旋转动力头持续正转旋压与土体排出，直至达到所要求的灌注桩深度为止；第三步，上部旋转动力头连接的螺旋钻杆拔出螺纹钢管的上口，下部旋转动力头底部的管接头脱离螺旋钢管的上口，然后，在螺旋钢管内置入钢筋笼并灌满砼；下部旋转动力头的底部管接头套接螺旋钢管的上口，并带动螺旋钢管沿逆时针旋转，将螺旋钢管旋拔上升，螺旋钢管内的砼自重压力作用下，砼充填外螺旋旋转上升留出的空间至出地面，即成螺纹灌注桩。与现有技术相比，本发明的优点在于:首先，采用干取土工艺，根本上消除钻孔护壁泥浆对周围环境的污染；其次，采用全桩长钢管护壁的非挤土性的施工方法，又是因桩身带旋转螺纹而且均匀嵌入桩周的土层，因而具有较高承载力性能以及可显著提高桩的施工效率。
图1为本发明实施例的结构示意图。图2为本发明实施例的管接头示意图。图3为本发明实施例螺旋钢管结构示意图。图4为本发明实施例成桩程序示意图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。如图1 图4所示，本实施例具体地采用如下结构:它包括连接有螺旋钻杆6的上部旋转动力头2,该螺旋钻杆6呈管状并顺时针方向旋转；该螺旋钻杆6又穿过下部旋转动力头3进入螺旋钢管I的管内，该螺旋钢管I的下部设有外螺旋10，该螺旋钢管I的上部沿园周方向设有多个凸口 8，土体通过该凸口与钢管壁之间形成的间隙11而进入螺旋钢管I内，又通过螺旋钻杆6顺时针的旋转，将该土体带至下旋转动力头3的出土口 9排出；下部旋转动力头的下部设有管接头7，该管接头7与螺旋钢管I上端套接，并用螺栓固定在下部旋转动力头的底部以传递扭矩；该螺旋钢管由下部旋转动力头带动旋转；该下部旋转动力头带动螺旋钢管沿着螺纹旋入方向切土，顺时针方向旋转沉管，如图1所示；管接头7设有连接法兰盘15与加强筋16，该连接法兰盘用于与下部旋转动力头固接；该管接头外周设有由竖槽13与横槽14组成的T形槽，该T形槽上部设有中心小孔4，该中心小孔与竖槽13中心相重合；螺旋钢管I的上端设有矩形凸块8，该矩形凸块8宽度与竖槽13的宽度相配合，该矩形凸块8高度与横槽14的高度相配合；将螺旋钢管I上端的矩形凸块8插入管接头7的竖槽13，然后，随着与螺旋钢管的旋转，矩形凸块8即旋转进入横槽14，从而实现螺旋钢管I与下部旋转动力头3相连接的目的；使下部旋转动力头3通过钢管I传递扭矩给螺旋钢管。矩形凸块8中心线下方设有定位小凸点5，该定位小凸点5的作用是显示矩形凸块8的中心位置，当螺旋钢管需要与下部旋转动力头分离拔出时，只须对准管接头的中心小孔4与螺旋钢管的小凸点5在一条垂线上，此时，矩形凸块8在竖槽13的中心位置，即可将螺旋钢管从下部旋转动力头的管接头处拔出。通过螺旋钻杆6顺时针旋转,将螺旋钢管内的土体带至下旋转动力头3的出土口9排出；同步沉管与旋挖取土过程是这样的:下部旋转动力头3带动螺旋钢管I旋压沉入土层，进入螺旋钢管I的土体，由上旋转动力头2连接螺旋钻杆6顺时针旋转将土体上推或上拔，土体带至下部旋转动力头3的出土口 9处排出至地面，直至到达所要求的灌注桩深度为止；上部旋转动力头2连接螺旋钻杆6拔出螺旋钢管I的上口，下部旋转动力头3也脱离螺旋钢管I的上口，然后清理桩孔，置入钢筋笼21，灌入砼22，下部旋转动力头通过管接头7与螺旋钢管I的上端连接，下部旋转动力头逆时针方向旋转，将螺旋钢管I拔出地面，即成钢筋砼螺纹灌注桩。本实施例具体成桩步骤是:第一步，下部旋转动力头3的底部与管接头7连接，该管接头套接螺旋钢管I的上口 ；上部旋转动力头2连接螺旋钻杆6进入螺旋钢管I的上口，再穿过下部旋转动力头3进入螺旋钢管I内，在设计桩位就位；第二步，下部旋转动力头3带动螺旋钢管I沿顺时针旋转沉入土层，同时，与上部旋转动力头2连接的螺旋钻杆6穿过下部旋转动力头3进入螺旋钢管I内，同步沿顺时针旋转，将进入螺旋钢管I内的土体被螺旋钻杆6向上推升或间断上拔，螺旋钢管I内的土体到达下部旋转动力头3的出土口 9位置排出；上、下部旋转动力头持续正转旋压与土体排出，直至达到所要求的灌注桩深度为止。第三步，上部旋转动力头2连接的螺旋钻杆6拔出螺旋钢管I的上口，下部旋转动力头3底部的管接头7脱离螺旋钢管I的上口，在螺旋钢管I内置入钢筋笼21并灌满砼22 ；然后，下部旋转动力头的底部管接头套接螺旋钢管的上口并带动螺旋钢管沿逆时针旋转上拔，螺旋钢管内的砼自重压力作用下，砼充填外螺旋旋转上升留出的空间至出地面；
第四步，即完成本发明的钢筋砼螺纹灌注桩。
权利要求
1.一种同步沉管与旋挖取土的螺纹灌注桩，其特征在于，包括连接有螺旋钻杆(6)的上部旋转动力头(2)，该螺旋钻杆呈管状，该螺旋钻杆又穿过下部旋转动力头(3)，该下部旋转动力头的底部设有管接头(7)，该管接头与螺旋钢管(I)上端套接；该螺旋钢管的下部设置有外螺旋(10)。
2.根据权利要求1所述同步沉管与旋挖取土的螺纹灌注桩，其特征在于，其特征在于，所述下部旋转动力头(3)设有出土口(9)，该出土口(9)与所述螺旋钢管(I)的管孔连通。
3.根据权利要求1所述同步沉管与旋挖取土的螺纹灌注桩，其特征在于，所述管接头(7)上端设有连接法兰盘(15)与加强筋(16)，该管接头底端的外周设有由竖槽(13)与横槽(14)组成的T形槽；所述连接法兰盘与所述下部旋转动力头(3)固接。
4.根据权利要求3所述同步沉管与旋挖取土的螺纹灌注桩，其特征在于，所述螺旋钢管(I)的上端设有矩形凸块(8)，该矩形凸块的宽度与所述竖槽(13)的宽度相配合，该矩形凸块的高度与所述横槽(14)的高度相配合。
5.根据权利要求3所述同步沉管与旋挖取土的螺纹灌注桩，其特征在于，所述T形槽上部设有中心小孔(4)，该中心小孔垂直中心线与所述竖槽(13)的垂直中心线相重合。
6.根据权利要求4所述全桩长钢管护壁同步沉管与旋挖取土的灌注桩，其特征在于，所述矩形凸块(8)设置4个，并沿所述螺旋钢管(I)的圆周均布设置。
7.根据权利要求6所述全桩长钢管护壁同步沉管与旋挖取土的灌注桩，其特征在于，所述矩形凸块(8)下方设有定位小凸点(5)，该定位小凸点垂直中心线与所述矩形凸块(8)垂直中心线相重合。
全文摘要
一种同步沉管与旋挖取土的螺纹灌注桩，包括连接有管状螺旋钻杆的上部旋转动力头，该螺旋钻杆又穿过下部旋转动力头，它的底部设有管接头并与螺旋钢管上端套接，螺旋钢管的下部设有外螺旋，下部旋转动力头设有出土口并与螺旋钢管孔连通，管接头设有连接法兰盘与T形槽，螺旋钢管上端设有矩形凸块，它的宽度、高度分别与T形槽的竖槽宽度、横槽高度相配合；本发明优点是采用干取土工艺，根本上消除钻孔护壁泥浆对周围环境的污染，其次是采用全桩长钢管护壁的非挤土性的施工方法，桩身带旋转螺纹而且均匀嵌入桩周的土层，因而具有较高承载力性能以及可显著提高桩的施工效率。
文档编号E21B4/00GK103161156SQ20131011606
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者孔超, 孔清华 申请人:孔超