可消除挤土效应的塑料套管混凝土桩结构制造技术

本实用新型专利技术涉及可消除挤土效应的塑料套管混凝土桩结构，包括塑料套管、输砼管、钻杆、螺旋叶片、出砼口、联动固定环a、联动固定环b、联动固定环c、联动传力杆、滑动装置、承压杆、变形钻牙、桩尖、钻土收集环、排土塑料管和复合钻头；塑料套管内部设置等高的钻杆，钻杆表面全长设置螺旋叶片，钻杆内部设置输砼管，输砼管上部为浆液输送端，输砼管下部设有出砼口；钻杆底端为可收缩可扩张的复合钻头，复合钻头底部为桩尖，桩尖四周环向设置变形钻牙，变形钻牙为圆弧状结构。本实用新型专利技术的有益效果是：通过桩尖和变形钻牙表面棘齿以及更大的掘削面设计可以使桩机的掘进效率大幅度增强，使其能适用于更多不同的地层。

【技术实现步骤摘要】
可消除挤土效应的塑料套管混凝土桩结构
本技术属于桩基施工
，特别涉及一种可消除挤土效应的塑料套管混凝土桩结构，适用于软土地区的地基加固，尤其是对易产生挤土效应的土体特别适用。
技术介绍
随着我国交通需求的日益增长，基础设施建设投入不断加大，在软土地基进行道路工程建设也越来越频繁。在目前众多软土地基的处理方案中，较常用的是钻孔灌注桩，但是钻孔灌注桩存在造价高，工期长等问题，并不适用于道路工程的软土地基处理。塑料套管混凝土桩(简称TC桩)是在国外AUGEO桩基础上发展起来的一种新桩型。TC桩具有加固效果良好、工期短、质量佳、造价合理、无噪音、无泥浆污染等优点，但是由于塑料套管是直接由设备压入地基土中，不可避免会产生挤土效应：当桩周土为饱和软土时，土体受挤压时体积不会收缩或收缩量极小，挤压应力主要通过土体位移来消减，导致浅层土体的隆起和深层土体的横向挤出，对周围路面和建筑物造成破坏。不仅如此，挤土效应还会使土体变得更加密实，增加相邻塑料套管压入的难度。当下工程界中，为消除挤土效应，大量的专家学者对其进行了专利技术研究，常见措施主要有改变桩体底端的形状、设置防挤沟、改用螺旋叶片钻杆等。其中，改变桩体底端形状虽然一定程度上能减小桩体下压时的阻力，但是依旧无法解决挤土效应对土体的不良影响；设置防挤沟能较好地防止挤土效应对周围路面及建筑物产生破坏，但是施工流程较复杂，且在施工区域与非施工区域之间设置防挤沟时也容易产生诸多不可控因素；改用螺旋叶片钻杆施工简便，且能将桩内土体掘削运出，但在较差的土层中易导致塌孔，处理起来颇为困难。综上所述，现有的施工方法虽然在一定条件下能消除部分挤土效应的不良影响，但是依旧存在拖慢工期，费用昂贵，适用范围小，功能不完善等问题，亟需通过改进技术来进行解决。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可消除挤土效应的塑料套管混凝土桩结构。这种可消除挤土效应的塑料套管混凝土桩结构，包括塑料套管、输砼管、钻杆、螺旋叶片、出砼口、联动固定环a、联动固定环b、联动固定环c、联动传力杆、滑动装置、承压杆、变形钻牙、桩尖、钻土收集环、排土塑料管和复合钻头；塑料套管内部设置等高的钻杆，钻杆表面全长设置螺旋叶片，钻杆内部设置输砼管，输砼管上部为浆液输送端，输砼管下部设有出砼口；钻杆底端为可收缩可扩张的复合钻头，复合钻头底部为桩尖，桩尖四周环向设置变形钻牙，变形钻牙为圆弧状结构，每一个变形钻牙上部均设置一根承压杆及滑动装置，同一组的变形钻牙、承压杆和滑动装置之间的连接点均设置转动轴；钻杆内部四周环向布置联动传力杆，联动传力杆通过联动固定环a、联动固定环b和联动固定环c固定，滑动装置固定连接在联动固定环c上；塑料套管顶部设置钻土收集环和排土塑料管，排土塑料管一端连接钻土收集环，排土塑料管另一端通向地面的钻土收集处。作为优选：变形钻牙下表面与桩尖表面均设置棘齿，当复合钻头为张开状态时，变形钻牙与桩尖表面大致成同一平面，形成一个更大的带棘齿掘削面，复合钻头张开状态的直径略大于塑料套管。作为优选：联动固定环a、联动固定环b、联动固定环c和联动传力杆组成联动装置，可以通过桩顶对其进行机械拉推以实现滑动装置的上下移动。作为优选：螺旋叶片的宽度与塑料套管和钻杆之间的空隙相匹配，螺旋叶片基本能够嵌固在塑料套管与钻杆之间的空隙内，起辅助固定作用。作为优选：钻杆顶部设置限位卡a和限位卡b，限位卡a位于限位卡b上方(限位卡a在靠上位置，限位卡b在靠下位置)，并且塑料套管顶部对应位置设置卡槽。两个限位卡之间的间距等于钻杆底部的滑动装置的滑动距离。作为优选：塑料套管表面每隔一定的间距沿环向设置若干个注浆小孔。作为优选：复合钻头由钻杆支撑，钻杆内部的联动传力杆仅调节联动固定环c和滑动装置的上下滑动。作为优选：变形钻牙与桩尖之间的连接点设置转动轴c，变形钻牙与承压杆之间的连接点设置转动轴b，承压杆与滑动装置之间的连接点设置转动轴a。作为优选：钻杆底部对应滑动装置设置供其滑动的滑动槽。本技术的有益效果是：1)高效挖掘，适应性强通过桩尖和变形钻牙表面棘齿以及更大的掘削面设计可以使桩机的掘进效率大幅度增强，使其能适用于更多不同的地层。2)掘削运土一体化，避免挤土效应变形钻牙与桩尖形成一个带棘齿掘削面，钻头掘削土体使土体变得松散，有效减小了钻杆进入地层时的阻力，大大减小了由于静压导致的土层密实对打桩工作的不良影响。螺旋叶片及时将渣土送出，避免了挤土效应的产生，消除了打桩时对附近道路及其他建筑的不良影响。3)提钻注砼振捣同时进行，高效经济通过输砼管、出砼口、钻杆、复合钻头等进行组合，掘进至指定位置之后，由底部的出砼口直接进行混凝土的浇筑，同时能利用钻杆及附属装置进行振捣，大大提高了成桩效率，缩短了工期。4)部件可拆卸可回收利用，节约成本变形钻牙、桩尖、钻杆都可进行拆卸更换，如果装置无法正常工作或效率降低，只需查明原因并更换相应部件即可，避免不必要的浪费。同时在工程结束之后可用部件仍可回收再利用，大大节约成本。附图说明图1为本技术的复合钻头张开状态下示意图；图2为本技术的复合钻头收拢状态下示意图；图3为本技术钻杆内部联动装置控制复合钻头张开示意图；图4为本技术钻杆内部联动装置控制复合钻头收拢示意图；图5为本技术的复合钻头细部结构示意图；图6至图9为本技术施工流程图。附图标记说明：塑料套管1、输砼管2、钻杆3、螺旋叶片4、出砼口5、联动固定环a6、联动固定环b7、联动固定环c8、联动传力杆9、滑动装置10、承压杆11、转动轴a12、转动轴b13、转动轴c14、变形钻牙15、桩尖16、限位卡a17、限位卡b18、钻土收集环19、排土塑料管20、复合钻头21。具体实施方式下面结合实施例对本技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本技术。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。如图1所示，复合钻头21处于张开状态，底部弧形的变形钻牙15与桩尖16共同形成一个切削面，钻进形成直径略大于塑料套管1的孔洞。钻杆3表面设置螺旋叶片4，随着钻杆3的旋转及复合钻头21的钻进切削，土体随着塑料套管1及螺旋叶片4之间的空隙向上运送直至最终排出地面。钻杆3内部设置输砼管2，可通过地面注入浆液，并在出砼口5喷出，加固土体，钻杆3顶部设置限位卡a17、限位卡b18，可固定在塑料套管1内壁的卡槽内，方便上下调节内部联动装置的高度，当偏上位置的限位卡a17固定在卡槽内时，联动装置向下推动滑动装置10，复合钻头21处于张开状态；塑料套管1顶部设置钻土收集环19，用于渣土的收集。如图2所示，复合钻头21处于收拢状态，通过上拔钻杆3内部的联动装置，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可消除挤土效应的塑料套管混凝土桩结构，其特征在于：包括塑料套管(1)、输砼管(2)、钻杆(3)、螺旋叶片(4)、出砼口(5)、联动固定环a(6)、联动固定环b(7)、联动固定环c(8)、联动传力杆(9)、滑动装置(10)、承压杆(11)、变形钻牙(15)、桩尖(16)、钻土收集环(19)、排土塑料管(20)和复合钻头(21)；塑料套管(1)内部设置等高的钻杆(3)，钻杆(3)表面全长设置螺旋叶片(4)，钻杆(3)内部设置输砼管(2)，输砼管(2)上部为浆液输送端，输砼管(2)下部设有出砼口(5)；钻杆(3)底端为复合钻头(21)，复合钻头(21)底部为桩尖(16)，桩尖(16)四周环向设置变形钻牙(15)，变形钻牙(15)为圆弧状结构，每一个变形钻牙(15)上部均设置承压杆(11)及滑动装置(10)，同一组的变形钻牙(15)、承压杆(11)和滑动装置(10)之间的连接点均设置转动轴；钻杆(3)内部四周环向布置联动传力杆(9)，联动传力杆(9)通过联动固定环a(6)、联动固定环b(7)和联动固定环c(8)固定，滑动装置(10)固定连接在联动固定环c(8)上；塑料套管(1)顶部设置钻土收集环(19)和排土塑料管(20)，排土塑料管(20)一端连接钻土收集环(19)，排土塑料管(20)另一端通向地面的钻土收集处。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可消除挤土效应的塑料套管混凝土桩结构，其特征在于：包括塑料套管(1)、输砼管(2)、钻杆(3)、螺旋叶片(4)、出砼口(5)、联动固定环a(6)、联动固定环b(7)、联动固定环c(8)、联动传力杆(9)、滑动装置(10)、承压杆(11)、变形钻牙(15)、桩尖(16)、钻土收集环(19)、排土塑料管(20)和复合钻头(21)；塑料套管(1)内部设置等高的钻杆(3)，钻杆(3)表面全长设置螺旋叶片(4)，钻杆(3)内部设置输砼管(2)，输砼管(2)上部为浆液输送端，输砼管(2)下部设有出砼口(5)；钻杆(3)底端为复合钻头(21)，复合钻头(21)底部为桩尖(16)，桩尖(16)四周环向设置变形钻牙(15)，变形钻牙(15)为圆弧状结构，每一个变形钻牙(15)上部均设置承压杆(11)及滑动装置(10)，同一组的变形钻牙(15)、承压杆(11)和滑动装置(10)之间的连接点均设置转动轴；钻杆(3)内部四周环向布置联动传力杆(9)，联动传力杆(9)通过联动固定环a(6)、联动固定环b(7)和联动固定环c(8)固定，滑动装置(10)固定连接在联动固定环c(8)上；塑料套管(1)顶部设置钻土收集环(19)和排土塑料管(20)，排土塑料管(20)一端连接钻土收集环(19)，排土塑料管(20)另一端通向地面的钻土收集处。


2.根据权利要求1所述的可消除挤土效应的塑料套管混凝土桩结构，其特征在于：变形钻牙(15)下表面与桩尖(16)表面均设置棘齿，当复合钻头(21)为张开状态时，变形钻牙(15)与桩尖(16)表面成同一平面，复合钻头(21)张开状态的...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏纲，裘程辉，齐永洁，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33