一种SCP螺旋排挤土钻具及成桩方法技术

本发明专利技术涉及建筑业地基处理领域，特涉及一种SCP螺旋排挤土桩钻具及成桩方法。本发明专利技术下钻首次挤密时，可根据地质情况的不同，其排土为成孔桩体体积的70~90%，当地层条件的桩周土为非饱和土层时一般取低值，当桩周土为饱和软土时，地层密实程度高的取大值。其预留桩体体积的10~30%孔周土体被下挤扩体充分地向孔周挤压，作为孔壁的挤密增强构造；提钻时钻具对回弹的土体进行再次挤密。本发明专利技术解决既能提高桩基承载力，又能规避桩及复合地基的挤土效应问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种SCP螺旋排挤土钻具及成桩方法


[0001]本专利技术涉及建筑业地基处理领域，特涉及一种SCP螺旋排挤土桩钻具及成桩方法。

技术介绍

[0002]土木工程施工中，桩基施工越来越多，施工工法及施工设备也在不断进步。近年来，随着我国铁路客运专线和高速公路建设的迅速发展以及其它建设项目的需要，对软土地基的加固处理提出了更严格的要求。特别是在不同的地质条件下，提高地基承载力和更精确的控制其沉降量，成为软土地基处理中急需解决的问题。在这样的背景下，各种挤密类型的螺纹桩、螺杆桩、静压或冲击成桩的预应力管桩等以桩身承载力高，综合造价低等优势，逐步获得认可，应用逐渐广泛。但是，这些挤密类型桩具有一个普遍的特点是，桩身全断面的挤密成孔，桩自身的体积"占用"了土体原有的空间，因此，桩四周的土体结构受到扰动而产生较大的挤土效应，而一般的挤土效应表现为浅层土体的隆起和深层土体的横向挤出和扰动，而严重地挤土效应的负面作用是对周围路面和建筑物引起破坏。
[0003]挤土类桩在施工过程中，桩周的土体向四周排开，当桩周土为非饱和土层时，在土体受到挤压时，桩周土体的体积会发生收缩，能有效的消散挤压应力，因此挤土类桩在非饱和土层中的挤土效应不明显，所造成的负面影响也较小;当桩周土为较饱和软土时，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，挤土效应十分显著，因此所造成的负面影响更大。挤土类桩的挤土效应所造成的影响主要表现在以下几个方面:(1)沉桩时，由于桩周土层被压密并挤开，使土体产生垂直方向的隆起和水平方向的位移，可能造成近邻已压入的桩产生上浮，桩端被"悬空"，使桩的承载力达不到设计要求;也会造成桩位偏移和桩身翘曲折断等质量事故;并可使相邻建筑物和市政设施的发生不均匀变形以致损坏。(2)压桩过程中孔隙水压力升高，造成土体破坏，未破坏的土体也会因孔隙水压力的不断传播和消散而蠕变，也会导致土体的垂直隆起和水平方向的位移。
[0004]研究与开发一种既能增大桩承载力，又能有效消除挤土效应的一种SCP螺旋排挤土桩钻具及成桩方法，是基础建设行业内的切实需要。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术一种SCP螺旋排挤土桩钻具及成桩方法，本专利技术主要解决既能提高桩基承载力，又能规避桩及复合地基的挤土效应问题。
[0006]本专利技术的技术方案：一种SCP螺旋排挤土桩钻具，包括排挤钻具，其特征在于：排挤钻具包括下挤扩体、上挤扩体、保径体、双头螺旋、钻头掘齿、开合钻尖、螺旋叶片、钻头芯轴，保径体上下分别设置上挤扩体和下挤扩体，钻头芯轴自上而下穿过上挤扩体、保径体和下挤扩体，上挤扩体上部的钻头芯轴上设置螺旋叶片，下挤扩体下部的钻头芯轴上设置双头螺旋和钻头掘齿，钻头掘齿设置在双头螺旋端部，开合钻尖设置在钻头芯轴底部；下挤扩体下部的钻头芯轴以及双头螺旋、钻头掘齿、开合钻尖构成螺旋掘取段；下挤扩体为下挤土段，保径体为保径段，上挤扩体为上挤土段。
[0007]根据如上所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：螺旋掘取段直径为桩径的70~90%，保径体的长度为1 D 至1.3D，其中D为设计桩径直径。
[0008]根据如上所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：下挤扩体的下端外径与螺旋掘取段直径相同，下挤扩体上端直径与保径段直径相同。
[0009]根据如上所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：上挤扩体与下挤扩体锥台形相反，上挤扩体锥角度小于下挤扩体的10~20%。
[0010]根据如上所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：在上挤扩体、下挤扩体和保径体的外侧，分别设有3至6等分的条形构造工艺开口和抗耐磨的加强附件。
[0011]根据如上所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：条形构造工艺开口的两端呈圆弧过度，与钻具轴向设置10~15度夹角。
[0012]根据如上所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：抗耐磨的加强附件的安装部位是上挤扩体、下挤扩体和保径体的外表面，采用多等分的条形布设，为耐磨的硬质合金镶嵌焊接或者采用耐磨焊条条状焊接。
[0013]根据如上所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：下挤扩体至钻具底部的长度为0.3~0.6m。
[0014]根据如上所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：还包括螺旋钻杆、桩机、动力头、砼送料管、混凝土泵和钻杆接头，桩机上的动力头与螺旋钻杆通过法兰螺栓或者内六方接头连接,螺旋钻杆通过钻杆接头与排挤钻具连结，混凝土泵通过砼送料管与动力头连接，螺旋钻杆内部中空并与钻杆接头连接，通过螺旋钻杆、钻杆接头以及排挤钻具上钻头芯轴可向钻具底部压注砼。
[0015]本专利技术还公开了一种SCP螺旋排挤土的成桩方法，其特征在于：步骤1：桩机及挤密钻具与孔位对中调平；步骤2：钻进作业时，向下以顺时针或逆时针方向回转钻进，并辅以轴心压力，钻具的掘取段将掘取的孔芯70~90%土体的沿螺旋钻杆排出孔口，同时，钻具的下挤扩体在旋转力与轴心压力的双重作用力下，实现对预留孔壁土的挤；步骤3：提升作业时，向上以与步骤2一致的方向低速回转，加速孔内土体顺螺旋钻杆上排至孔口，上挤土段的上挤扩体可将孔周残余虚土进行二次挤密；步骤4：在步骤3提升作业的同时，通过混凝土泵、砼送料管、螺旋钻杆内腔至钻具底部，在混凝土重力的作用下，钻具的开合钻尖自动打开，及时地充填排挤完成的桩孔空间，压注砼成桩。
[0016]根据如上所述的一种SCP螺旋排挤土的成桩方法，其特征在于：还包括步骤5：根据设计需要，及时的通过后置法，振捣插入钢筋笼。
[0017]根据如上所述的一种SCP螺旋排挤土的成桩方法，其特征在于：步骤2步骤中根据地质情况的不同，选择排土为成孔桩体体积的70~90%，当地层条件的桩周土为非饱和土层时取低值，当桩周土为饱和软土时，地层密实程度高的取大值；步骤3步骤中上挤扩段的上挤扩体将孔内桩体体积的约10~20%孔周残余虚土进行二次挤密。
[0018]采用上述技术方案，具有如下有益效果：（1）、钻具的结构简单，成本低和便于维护，排挤桩钻具的成孔过程中，集排土和挤密成孔一次性完成；通过对对桩周的挤密成孔，符合桩基础受力的一般规律，更加环保，可
大幅提高桩的承载力；排挤土成孔、护壁、压灌砼成桩的全部工序一次完成，速度快、效率高。
[0019]（2）、旋排土在排过程中被挤压，相当于对孔壁的挤扩，而挤扩的土体消纳于孔壁内，挤压、挤扩具有针对性，使孔壁密实性均衡，侧摩阻力增强，单桩承载力得以提高，减小建筑物的沉降量。
[0020]（3）、成孔时大量的土体被排至地面，针对密实性黏性土地层、砂或者砂砾层等饱和性地层，尤其明显，在应用地层的适应范围上更广了。采取排土挤密置换法，地基土密实性没有被破坏，桩周土密实性得以加强，桩侧摩阻力得到增强。
附图说明
[0021]图1、SCP螺旋排挤土桩钻具及成桩方法示意图。
[0022]图2、SCP螺旋排挤土桩钻具的正视图。
[0023]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SCP螺旋排挤土桩钻具，包括排挤钻具，其特征在于：排挤钻具包括下挤扩体、上挤扩体、保径体、双头螺旋、钻头掘齿、开合钻尖、螺旋叶片、钻头芯轴，保径体上下分别设置上挤扩体和下挤扩体，钻头芯轴自上而下穿过上挤扩体、保径体和下挤扩体，上挤扩体上部的钻头芯轴上设置螺旋叶片，下挤扩体下部的钻头芯轴上设置双头螺旋和钻头掘齿，钻头掘齿设置在双头螺旋端部，开合钻尖设置在钻头芯轴底部；下挤扩体下部的钻头芯轴以及双头螺旋、钻头掘齿、开合钻尖构成螺旋掘取段；下挤扩体为下挤土段，保径体为保径段，上挤扩体为上挤土段。2.根据权利要求1所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：螺旋掘取段直径为桩径的70~90%，保径体的长度为1 D 至1.3D，其中D为设计桩径直径。3.根据权利要求1所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：下挤扩体的下端外径与螺旋掘取段直径相同，下挤扩体上端直径与保径段直径相同。4.根据权利要求1所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：上挤扩体与下挤扩体锥台形相反，上挤扩体锥角度小于下挤扩体的10~20%。5.根据权利要求1所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：在上挤扩体、下挤扩体和保径体的外侧，分别设有3至6等分的条形构造工艺开口和抗耐磨的加强附件。6.根据权利要求1所述的一种SCP螺旋排挤土桩钻具，其特征在于：还包括螺旋钻杆、桩机、动力头、砼送料管、混凝土泵和钻杆接头，桩机上的动力头与螺旋钻杆通过法兰螺栓或者内六方接头连接,螺旋钻杆通过钻杆接头与排挤钻具连结，混凝土泵通...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭克诚，王相民，孙伟，
申请(专利权)人：武汉谦诚桩工科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：