一种搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩及其施工方法技术

本发明专利技术是一种搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩，其结构包括外桩、内桩；其中外桩包裹在内桩外侧，外桩表面带有螺纹。搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩的施工方法，其特征是该方法为先施工外桩后施工内桩或先施工内桩后施工外桩的两种方法中的任意一种。本发明专利技术的优点：1、桩的承载力大大提高，经济性大大提高；同条件下，桩侧摩阻力比普通复合桩提高15%~28%。2、极大地提高了施工内桩的机械效率；3、提高了复合桩的承载力、沉降可靠性高，造价低廉，无污染和桩身质量稳定；4、解决了复合桩用于抗拔桩问题，扩大了复合桩的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩及其施工方法，属于土木工程领域。
技术介绍
复合桩在土木建筑工程的桩基、复合桩基、复合地基以及沿海地区、沿江地区、沿湖地区高速公路、高速铁路软土地基处理以及上述地区机场、码头、堆场等工作领域应用非常广泛。中国专利“砼芯水泥土搅拌桩机及其施工工艺方法”（ZL200510041006.4）及中国专利“水泥土插芯复合桩施工机械”(ZL200410093838.6)等公开了一种水泥土桩内插芯复合桩的施工方法及施工机械，在水泥土搅拌桩或者高压旋喷桩完成施工的基础上，通过静压或打入同心预制桩，形成所谓插芯水泥土复合刚芯组合桩，该工法提高了预制桩的桩周土的强度，从而提高了组合桩的综合承载力，但是，其缺陷也是显而易见的，主要是：1、圆柱形复合桩表面相对光滑，桩土间摩阻力小，限制了复合桩抗压和抗拔摩阻力的充分发挥；2、必须固定地先施工外桩，后施工内桩，且必须在外桩成型6小时内制作内桩，机械效率低；3、无法保证内外桩的同心度、同垂度，因此复合桩承载力离散度较大；4、水泥土桩的固结材料是单一的水泥浆液，如果地基土属于酸性土（如泥炭土、污染土等），则水泥固化剂对土颗粒几乎没有固化作用，限制了复合桩的应用范围。因此，克服传统复合刚芯桩的缺陷，提供一种具有良好技术经济性能的复合桩及其制造方法，就显得非常重要。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩，其目的旨在提供一种承载力大、经济性能好、施工效率高的复合桩及其施工方法。本专利技术的技术解决方案：一种搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩，其结构包括外桩1、内桩3；其中外桩1包裹在内桩3外侧，外桩1表面带有螺纹2；搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩的施工方法，其特征是该方法为先施工外桩1后施工内桩3或先施工内桩3后施工外桩1的两种方法中的任意一种；当先施工外桩1后施工内桩3时，采用闭口式搅喷钻具施工外桩1；当先施工内桩3后施工外桩1时，采用开口式搅喷钻具施工外桩1。本专利技术的优点：1、外桩1表面带有螺纹2，加强了桩土间的侧摩阻力与剪力，因此，桩的承载力大大提高，经济性大大提高；同条件下，搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩与圆柱桩相比，桩侧摩阻力提高15%~28%。2、采用特制机械、机具、可以先施工外桩1后施工内桩3，也可以先施工内桩3后施工外桩1，可以极大地提高施工内桩的机械效率；3、可保证内外桩的同心度、同垂度，提高了复合桩的承载力、沉降可靠性高，造价低廉，无污染和桩身质量稳定；4、外桩采用采用就地压浆搅拌、高压喷射搅拌成桩，解决了不适合水泥土做固化剂场地施工复合桩问题，扩大了复合桩的应用范围。附图说明附图1是搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩桩身构造图。附图2是闭口式搅喷钻具示意图。附图3是开口式搅喷钻具示意图。附图中1是外桩；2是螺纹；3是内桩；4是搅拌轴；5是A固定搅拌翼；6是A折叠搅拌翼6、7是螺旋掘土片、8是横向喷浆口、9是竖向喷浆口、10是导向锥；11是喷搅钻具；12是B固定搅拌翼；13是B折叠搅拌翼；14是套管型腔；15是输浆管；16是套管内管；17是横向喷嘴；18是浆液换向阀；19是刀忍；20加劲箍。具体实施方式对照附图，搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩，其结构包括外桩1、内桩3；其中外桩1包裹在内桩3外侧，外桩1表面带有螺纹2。所述的内桩3的长度大于或小于或等于外桩1长度，内桩3的桩形是圆形、方形、竹节形、螺纹形、菱形、三角形、X形、Y形中的任意一种。所述的螺纹2的横截面形状是方形螺牙、梯形螺牙、三角形螺牙中的任意一种。搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩的施工方法，其特征是该方法为先施工外桩1后施工内桩3或先施工内桩3后施工外桩1的两种方法中的任意一种；当先施工外桩1后施工内桩3时，采用闭口式搅喷钻具施工外桩1；当先施工内桩3后施工外桩1时，采用开口式搅喷钻具施工外桩1。所述的施工外桩1所用的材料为水泥浆液、石灰浆液、水玻璃浆液中的一种浆液材料或几种混合的浆液材料。所述的闭口式搅喷钻具，其结构包括搅拌轴4、A固定搅拌翼5、A折叠搅拌翼6、螺旋掘土片7、横向喷浆口8、竖向喷浆口9、导向锥10；搅拌轴4与动力头连接，A固定搅拌翼5、螺旋掘土片7固定在搅拌轴4上，A固定搅拌翼5与A折叠式搅拌翼6之间装有单向铰链，拌轴4上有横向喷浆口8和竖向喷浆口9，横向喷浆口8和竖向喷浆口9与注浆泵连接。所述的开口式搅喷钻具，其结构包括喷搅钻具11、B固定搅拌翼12、B折叠搅拌翼13、套管型腔14、输浆管15、套管内管16、横向喷嘴17、浆液换向阀18、刀忍19、加劲箍20；浆液换向阀18与注浆泵连接，喷搅钻具11与动力头连接。所述的先施工外桩1后施工内桩3，具体为：先施工外桩1，然后在外桩1完全凝固前保持与外桩同心度、同轴度植入内桩3；先施工外桩1，具体为：将导向锥10对准桩位中心，启动动力头，动力头带动个闭口式搅喷钻具的搅拌轴4转动，搅拌轴4带动A固定搅拌翼5、螺旋掘土片7旋搅拌土并下沉，下沉过程中同时启动注浆泵，浆液在压力作用下被送入横向喷浆口8、竖向喷浆口9喷入土体；当搅拌轴4下沉到预定深度后，切换动力头的转动方向并带动闭口式搅喷钻具搅拌轴4向相反方向向旋转，并均匀提升搅拌轴4，同时，A折叠式搅拌翼6在阻力作用下徐徐展开，其所留下的轨迹便是螺纹2，当搅拌轴4提升结束后便完成外桩1的施工，旋转切土下沉时，此时A折叠式搅拌翼6不参与工作；采用不同形状的A折叠式搅拌翼6可形成具有不同横截面形状的螺纹2；然后在外桩1完全凝固前保持与外桩同心度、同轴度植入内桩3，具体为：通过静压、锤击、震动等沉桩设备，将内桩3中心对准外桩1中心，保持与外桩1同心度、同垂直度沉设至预定深度，预定深度小于或等于外桩1深度；内桩3优选为预制桩。所述的先施工内桩3后施工外桩1，具体为：1）先施工内桩3, 施工方法是：采用打桩设备将预制桩打入、压入、或者振动沉入土中；2）然后用开口式搅喷钻具11将内桩3罩在内部，内桩3便是施工外桩1的“轨道”，内桩3与开口式搅喷钻具保持同心度、同垂直度，然后启动注浆泵，浆液从浆液换向阀18经横向喷嘴17注入土体，同时启动动力头带动喷搅钻具11旋转下沉；3）当喷搅钻具11下沉至外桩1的设计深度后，切换动力头的转动方向，带动喷搅钻具11反向旋转并匀速提升，此时，开口式搅喷钻具的B折叠搅拌翼13在阻力作用下徐徐打开，B折叠搅拌翼13所留下的“轨迹”即为螺纹2，完成外桩1的施工，所述设计深度小于或等于或大于内桩深度；采用不同形状的B折叠式搅拌翼13可形成具有不同横截面形状的螺纹2；所述预制桩，是指在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩,如:混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等，可以用打桩设备将桩打入、压入或振动沉入土中。所述的动力头同时带动N个闭口式搅喷钻具或开口式搅喷钻具工作，N≥1。下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1先施工外桩1后施工内桩3的方法施工搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩，具体为： 将闭口式搅喷钻具的导向锥10对准桩位中心，启动动力头，动力头带动个闭口式搅喷钻具的搅拌轴4转动，搅拌轴4带动A固定搅拌翼5、螺旋掘土片7旋搅拌土并下沉，下沉过程中同时启动注浆泵，水泥浆液在压力作用下被送入横向喷浆口8、竖向喷浆口9喷入土体；当搅拌轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩，其特征是包括外桩、内桩；其中外桩包裹在内桩外侧，外桩表面带有螺纹。

【技术特征摘要】
1.搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩，其特征是包括外桩、内桩；其中外桩包裹在内桩外侧，外桩表面带有螺纹。2.根据权利要求1所述的搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩，其特征是所述的内桩的长度大于或小于或等于外桩长度，内桩的桩形是圆形、方形、竹节形、螺纹形、菱形、三角形、X形、Y形中的任意一种。3.根据权利要求1所述的搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩，其特征是所述螺纹的横截面形状是方形螺牙、梯形螺牙、三角形螺牙中的任意一种。4.如权利要求1所述的搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩的施工方法，其特征是该方法为先施工外桩后施工内桩或先施工内桩后施工外桩的两种方法中的任意一种；当先施工外桩后施工内桩时，采用闭口式搅喷钻具施工外桩；当先施工内桩后施工外桩时，采用开口式搅喷钻具施工外桩。5.根据权利要求4所述的搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩的施工方法，其特征是所述施工外桩所用的材料为水泥浆液、石灰浆液、水玻璃浆液中的一种浆液材料或几种混合的浆液材料。6.根据权利要求4所述的搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩的施工方法，其特征是所述的闭口式搅喷钻具，其结构包括搅拌轴、A固定搅拌翼、A折叠搅拌翼、螺旋掘土片、横向喷浆口、竖向喷浆口、导向锥，搅拌轴与动力头连接，A固定搅拌翼、螺旋掘土片固定在搅拌轴上，A固定搅拌翼与A折叠式搅拌翼之间装有单向铰链，拌轴上有横向喷浆口和竖向喷浆口，横向喷浆口和竖向喷浆口与注浆泵连接；所述的开口式搅喷钻具，其结构包括喷搅钻具、B固定搅拌翼、B折叠搅拌翼、套管型腔、输浆管、套管内管、横向喷嘴、浆液换向阀、刀忍、加劲箍，浆液换向阀与注浆泵连接，喷搅钻具与动力头连接。7.根据权利要求4和6所述的搅喷螺纹异形固结体复合刚芯桩的施工方法，其特征是所述的先施工外桩后施工内桩，具体为：先施工外桩，然后在外桩完全凝固前保持与外桩同心度、同轴度植入内桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘厚松，
申请(专利权)人：刘厚松，
类型：发明
国别省市：江苏;32