一种混凝土灌注桩的施工方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种混凝土灌注桩的施工方法及装置，其工艺特征为钻机成孔过程中进行预设的环锥形腔体成形，终孔后形成钻孔本身和沿桩孔的单个或多个间隔的环锥形腔体，清孔、吊放钢筋笼、二次清孔及灌注混凝土后，桩孔成为桩身，腔体成为盘体。预设无环锥形腔体的，在终孔灌注混凝土后桩孔成为桩身。在混凝土达到预定强度后，在盘体下部和/或桩底下部的预定高度范围内实施连续多点并相互叠加和/或满布高压喷浆，喷浆使浆液和土体拌合而成的水泥土连成一体，硬化后形成一个整体的固结体来托承盘体(含多个盘体)和/或桩底(含群桩底)，从而大幅度提高桩基承载力、显著减小沉降及差异沉降。

A Construction Method and Device of Concrete Cast-in-place Pile

The invention discloses a construction method and device for concrete cast-in-place pile, which is characterized by forming a preset RING-CONE cavity during drilling, forming a borehole itself and a single or multiple interval RING-CONE cavity along the pile hole after the end hole, and after clearing, hanging steel cage, secondary clearing and pouring concrete, the pile hole becomes a pile body and the cavity becomes a disc body. If a conical cavity without ring is preset, the pile hole becomes the pile body after the final hole is filled with concrete. After the concrete reaches the predetermined strength, continuous multi-point and superimposed mutually and/or full of high-pressure grouting are carried out in the predetermined height range of the lower part of the disc and/or the bottom of the pile. The grouting makes the cement-soil mixed by the grout and the soil into one body, and after hardening, a whole consolidation body is formed to support the disc (including multiple discs) and/or the bottom of the pile (including the bottom of the pile group), thus greatly improving the bearing capacity of the pile foundation. Load capacity, significant reduction of settlement and differential settlement.

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土灌注桩的施工方法及装置
本专利技术涉及土木工程领域的混凝土灌注桩的施工方法，尤其是一种桩身设有单个或多个盘体并且在盘体下方、无盘体时在桩底下方以高压喷射方式注浆以形成承力平台的混凝土灌注桩。
技术介绍
为了克服常规钻孔混凝土灌注桩桩底沉渣难以处理和桩身外周泥皮夹层摩阻力较低的问题，土木工程实践过程中出现了扩盘/支盘桩工艺和桩底、桩周压力注浆工艺等工艺。与常规钻孔灌注桩相比，以上工艺对提高单桩承载力和减小桩基沉降量、降低工程造价等均有效果，但其也存在明显的缺陷，对单纯的切削扩盘工艺来说，切削过程扰动了盘腔周边的原状土，成盘后在盘受力时易使盘体产生较大的沉降变形，从而导致桩体的沉降变形。对挤扩支盘桩来说，首选，支和盘经多次转角、叠加挤扩而成，在第二次及后续挤扩时存在将土挤入到前续已完成腔体中的可能性，且其成盘的完整性和质量存疑，现有的检测手段无法有效检测成盘的完整性和质量，而且，对于单独的支和盘的检测结果，根本无法判定是成支还是成盘；其次，钻、挤两工序需要两套设备，存在施工难度加大、工序效率低、未挤扩部位的桩周摩阻力不能加强等问题。对桩底、桩周注浆工艺来说，其实际可控性差，不仅浆液的实际扩散范围和方向无法控制和保证，注浆结果的均匀性存在根本上无法控制和保证的问题，结果是相邻桩的承载力和沉降变形离散性较大。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术提供了一种混凝土灌注桩的施工方法及装置。一种混凝土灌注桩的施工方法，其特征在于，所述混凝土灌注桩的施工方法包括如下步骤：按预先设计的桩的结构用钻机进行桩孔的施工；所述预先设计的桩的结构预设有环锥形腔体时，在所述桩孔的施工过程中同时用成形装置在所述桩孔预设标高处进行环锥形腔体成形，然后所述钻机成孔至终孔；所述预先设计的桩的结构预设无环锥形腔体时，所述钻机直接进行成孔至终孔；对所述桩孔进行清孔，吊放钢筋笼和导管到所述桩孔，对所述桩孔进行第二次清孔，对所述桩孔灌注混凝土至预设标高，使所述桩孔和/或所述环锥形腔体充盈混凝土，所述混凝土硬化后所述桩孔成为桩身，所述环锥形腔体成为盘体；在所述混凝土达到预定强度后，用高压喷射注浆装置对所述盘体下部和/或所述桩身的桩底下部预定标高范围内的土体进行连续多点并相互叠加的高压喷浆和/或满布高压喷浆。可选地，在预设所述环锥形腔体为环绕所述桩孔外侧且与所述桩孔连通为一体的、连续且不间断或间断的腔体，与所述桩孔为同轴关系；所述环锥形腔体的标高、腔体大小和数量根据所述桩孔的设计要求进行设置。可选地，所述环锥形腔体的形成方式为旋切方式和/或挤压方式。可选地，对所述环锥形腔体内设或不设钢筋或型钢。可选地，所述高压喷浆采用旋转喷射或定向喷射或摆动喷射的单管法或多管法；所述高压喷浆的喷浆材料包含且不限于水、压缩气体、水泥、水泥添加剂或掺合剂；所述高压喷浆的作业点、喷浆量、喷射压力、喷浆半径和范围、喷浆范围叠加率、钻杆提升/下降速度和旋转速度均为预设，或根据土体的实际物理性能的变化而调整。可选地，对所述盘体下部预定高度范围内实施连续多点相互叠加的高压喷浆，喷浆作业点为围绕所述桩体且在所述盘体投影面以外的预设位置，作业点数量1个以上；或在所述按预先设计的桩的结构用钻机进行桩孔的施工之前，对所述桩孔预设标高处预定高度范围内预先实施连续多点并相互叠加的高压喷浆，待该高度范围内的水泥土达到预设强度后再按预先设计的桩的结构用钻机进行桩孔的施工并在所述预定高度范围内进行环锥形腔体成形；高压喷浆过程为作业点依次连续喷浆或各作业点同时喷浆，相邻作业点的喷浆范围按预设的叠加率进行叠加；连续多点并相互叠加的高压喷浆将单个盘体下部拌合而成的水泥土连成一体，水泥土硬化后成为托承单个盘体的整体固结体。可选地，对多根所述桩身或群桩同标高的多个所述盘体下部预设高度范围内实施预设作业点的连续多点并相互叠加的满布喷浆，将多根所述桩身或群桩同标高的多个所述盘体下部的水泥土连成一体，形成一个包含多个所述单盘下部水泥土在内的且更大的水泥土体，水泥土体硬化后成为托承多根所述桩或群桩同标高多个盘体的固结体承台。可选地，在预设无环锥形腔体/盘体时，对所述桩身的桩底下部预定高度范围内实施连续多点并相互叠加的高压喷浆，喷浆作业点为围绕桩体且在桩体投影面以外的预设位置，作业点数量1个以上，喷浆过程为作业点依次连续喷浆或各作业点同时喷浆；相邻作业点的喷浆范围按预设的叠加率进行叠加；连续多点并相互叠加的高压喷浆将单个所述桩身的桩底下部的水泥土连成一体，水泥土硬化后成为托承桩底的固结体。可选地，在预设无环锥形腔体/盘体时，对多个所述桩身或群桩的同标高桩底下部预定高度范围内实施预设作业点的连续多点并相互叠加的满布高压喷浆，将多个所述桩身或群桩桩底下部的水泥土连成一体，形成一个包含多个所述桩身或群桩桩底下部水泥土在内的更大的水泥土体，水泥土体硬化后成为托承多个所述桩身或群桩桩底的固结体承台。另外本专利技术还提出一种混凝土灌注桩的施工设备，其特征在于，所述混凝土灌注桩的施工设包括成孔钻机、环锥形腔体成形器、高压喷射注浆装置；所述成孔钻机用于按预先设计的桩的结构用进行桩孔的施工；所述环锥形腔体成形器用于在所述桩孔预设标高处进行环锥形腔体成形；所述高压喷射注浆装置用于盘体下部和/或桩身的桩底下部预定标高范围内的土体进行连续多点并相互叠加的高压喷浆和/或满布高压喷浆。本专利技术的有益效果：本专利技术中的预设盘体以及在盘体或桩体下部形成固结物/固结体承台工艺，尤其是盘体或桩体下部形成固结物/固结体承台工艺，将对土木工程领域的桩基础施工产生重大的技术革新，不仅可以极大地高单桩、多桩或群桩的承载力，而且可以显著降低甚至除行业内的沉降差异及由此引起的沉降问题，并且腔体成形工序与喷浆工序互不交叉，可以明显提高工效。整套工艺，也将显著降低工程造价，更合理地缩短工期。【附图说明】图1是本专利技术提供的混凝土灌注桩的施工方法实施例一的方法流程图。图2是本专利技术提供的混凝土灌注桩的施工方法实施例二的方法流程图。图3是本专利技术提供的混凝土灌注桩的施工方法实施例三的方法流程图。图4是本专利技术提供的混凝土灌注桩的施工方法实施例四的方法流程图。图5是本专利技术提供的混凝土灌注桩的施工设备实施例五的设备结构图。图6是本专利技术提供的混凝土灌注桩的施工设备钻孔旋切一体机示意图。图7是本专利技术提供的单盘体下部高压喷浆固结物示意图。图8是本专利技术提供的多盘体下部高压喷浆固结物示意图。【具体实施方式】应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一参考图1，一种混凝土灌注桩的施工方法，包括：S101、按预先设计的桩的结构用钻机进行桩孔的施工。在按预先设计的桩的结构用钻机进行桩孔的施工之前，对桩孔预设标高处预定高度范围内预先实施连续多点并相互叠加的高压喷浆，待该高度范围内的水泥土达到预设强度后再按预先设计的桩的结构用钻机进行桩孔的施工。按照预先设计的桩的结构，进行成孔前的桩孔定位、埋设护筒和钻机就位等过程。钻机成孔工艺为泥浆护壁成孔或其他形式的非泥浆护壁成孔；成孔钻机为钻机或钻机与桩孔环锥形腔体成形器组合而成的一体化装置，如图6所示。其控制和运行方式为自动或人工手动运行及控制方式。S102、所述预先设计的桩的结构预设有环锥形腔体时，在所述桩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土灌注桩的施工方法，其特征在于，所述混凝土灌注桩的施工方法包括如下步骤：按预先设计的桩的结构用钻机进行桩孔的施工；所述预先设计的桩的结构预设有环锥形腔体时，在所述桩孔的施工过程中同时用成形装置在所述桩孔预设标高处进行环锥形腔体成形，然后所述钻机成孔至终孔；所述预先设计的桩的结构预设无环锥形腔体时，所述钻机直接进行成孔至终孔；对所述桩孔进行清孔，吊放钢筋笼和导管到所述桩孔，对所述桩孔进行第二次清孔，对所述桩孔灌注混凝土至预设标高，使所述桩孔和/或所述环锥形腔体充盈混凝土，所述混凝土硬化后所述桩孔成为桩身，所述环锥形腔体成为盘体；在所述混凝土达到预定强度后，用高压喷射注浆装置对所述盘体下部和/或所述桩身的桩底下部预定标高范围内的土体进行连续多点并相互叠加的高压喷浆和/或满布高压喷浆。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土灌注桩的施工方法，其特征在于，所述混凝土灌注桩的施工方法包括如下步骤：按预先设计的桩的结构用钻机进行桩孔的施工；所述预先设计的桩的结构预设有环锥形腔体时，在所述桩孔的施工过程中同时用成形装置在所述桩孔预设标高处进行环锥形腔体成形，然后所述钻机成孔至终孔；所述预先设计的桩的结构预设无环锥形腔体时，所述钻机直接进行成孔至终孔；对所述桩孔进行清孔，吊放钢筋笼和导管到所述桩孔，对所述桩孔进行第二次清孔，对所述桩孔灌注混凝土至预设标高，使所述桩孔和/或所述环锥形腔体充盈混凝土，所述混凝土硬化后所述桩孔成为桩身，所述环锥形腔体成为盘体；在所述混凝土达到预定强度后，用高压喷射注浆装置对所述盘体下部和/或所述桩身的桩底下部预定标高范围内的土体进行连续多点并相互叠加的高压喷浆和/或满布高压喷浆。2.根据权利要求1所述的混凝土灌注桩的施工方法，其特征在于，在预设所述环锥形腔体为环绕所述桩孔外侧且与所述桩孔连通为一体的、连续且不间断或间断的腔体，与所述桩孔为同轴关系；所述环锥形腔体的标高、腔体大小和数量根据所述桩孔的设计要求进行设置。3.根据权利要求1所述的混凝土灌注桩的施工方法，其特征在于，所述环锥形腔体的形成方式为旋切方式和/或挤压方式。4.根据权利要求1所述的混凝土灌注桩的施工方法，其特征在于，对所述环锥形腔体内设或不设钢筋或型钢。5.根据权利要求1所述的混凝土灌注桩的施工方法，其特征在于，所述高压喷浆采用旋转喷射或定向喷射或摆动喷射的单管法或多管法；所述高压喷浆的喷浆材料包含且不限于水、压缩气体、水泥、水泥添加剂或掺合剂；所述高压喷浆的作业点、喷浆量、喷射压力、喷浆半径和范围、喷浆范围叠加率、钻杆提升/下降速度和旋转速度均为预设，或根据土体的实际物理性能的变化而调整。6.根据权利要求1所述的混凝土灌注桩的施工方法，其特征在于，对所述盘体下部预定高度范围内实施连续多点相互叠加的高压喷浆，喷浆作业点为围绕所述桩体且在所述盘体投影面以外的预设位置，作业点数量1个以上；或在所述按预先设计的桩的结构用钻机进行桩孔的施工之前，对所述桩孔预设标高处预定高度范围内预先实施连续多点并相互叠加的高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴晓峰，祝波，
申请(专利权)人：裴晓峰，祝波，
类型：发明
国别省市：天津,12