【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土预制桩植桩施工领域，特别是指一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置及其施工方法。
技术介绍
1、植入桩相较于传统灌注桩相比，更能有效确保桩身质量，避免缩颈、断桩等桩身病害，但当遇到溶洞地层等特殊地层，无法在溶洞地层中进行搅拌预处理或进行水泥土浇灌。而传统钢套筒沉管灌注桩，在溶洞地层中同样无法发挥钢套筒回收的工艺优势。此外，传统沉管灌注桩还常因为拔管过程中拔管速度控制不当造成桩身缩颈；或因为混凝土未按配比要求搅拌、振拔管时未按停拔振要求操作，导致混凝土搅拌不实而造成桩体出现离析、蜂窝、桩头松散等质量事故；又或因为桩距过小，混凝土初凝不久，受到振动或挤压造成的断桩等。为解决上述问题，急需一种新植入桩施工技术。
2、随着社会经济发展和城市化进程的加快，我国建筑垃圾产量日益增长，建筑垃圾处理设施的建设相对滞后，两者之间的矛盾日益凸显。大部分建筑垃圾未经处理，就被运到郊外或者周边进行埋存或露天堆存，不仅浪费了土地，而且污染了环境。因此，开拓建筑垃圾处理的新思路对保护环境、实现建筑行业可持续发展具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置及其施工方法，可使预制混凝土套筒能够穿越不同情况的土层，解决了传统沉管灌注桩在沉管提升时造成的缩颈和断桩问题，具有施工简单，成本低，施工工期短，环保的优点。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，包括套
4、所述钻头组包括有第一钻头，所述第一钻头固定于所述杆体端部且为锥体，所述第一钻头的尖端朝向所述土体。
5、所述钻头组包括有第二钻头、连杆和升降驱动件，所述第二钻头与所述杆体为可转动连接，所述连杆一端与所述第二钻头相连；所述升降驱动件可移动地安装于所述杆体上且连接驱动所述连杆另一端升降带动所述第二钻头旋转至收起状态或展开状态，所述第二钻头处于展开状态时与所述杆体轴向垂直，所述第二钻头处于收起状态时与所述杆体轴向平行。
6、所述第二钻头包括长臂段和尖端，所述长臂段与所述杆体可转动连接，所述尖端位于所述长臂段的末端且为锥体，所述第二钻头的轴向长度大于所述套筒外周的半径。
7、所述套筒设置有若干连接孔，若干所述连接孔为沿所述套筒轴向间隔分布且径向贯通所述套筒，所述注浆管道组与所述连接孔相连通。
8、所述注浆管道组包括第一管体和若干第二管体，所述第一管体沿轴向穿设于所述套筒的通孔内且其一端作为注浆口，另一端封闭；若干所述第二管体沿所述套筒轴向间隔分布且与所述第一管体垂直相连，所述第二管体连通所述第一管体和对应的所述连接孔。
9、所述投放管道组包括第一投放管，所述第一投放管包括第一管体部和第一放料部，所述第一管体部可放置于所述套筒的通孔内，所述第一管体部与所述通孔连通且其外径大于所述套筒的外周的半径；所述第一放料部位于所述第一管体部一端并设置有第一放料口，所述第一放料口与所述管体部连通且其内径大于所述通孔的内径。
10、所述投放管道组包括第二投放管，所述第二投放管包括第二管体部和第二放料部，所述第二管体部可放置于所述套筒的通孔内，所述第二管体部与所述通孔连通且其外径小于所述套筒的外周的半径；所述第二放料部位于所述第二管体部二端并设置有第二放料口，所述第二放料口与所述管体部连通，所述第二放料口为锥形。
11、一种建筑垃圾再利用的植桩施工方法，采用所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置实现，包括如下步骤：
12、1)测定桩位，先利用所述钻孔组件对桩位的土体进行钻孔形成沉孔，再将套筒底部压入所述沉孔；
13、2)将所述钻孔组件插入所述套筒的通孔，驱动所述杆体绕轴向旋转以及沿轴向移动带动所述钻头组对所述沉孔进行钻孔，继续下沉所述套筒；重复本步骤直至所述套筒全部下沉至土体中；
14、3)将下一节所述套筒与下沉至所述土体中的所述套筒连接，重复步骤2)-3)直至土体的若干套筒到达设计标高；
15、4)将所述注浆管道组插入下沉至设计标高的所述套筒的所述通孔内，并使所述注浆管道组连通至所述套筒外周与所述沉孔内壁之间的间隙，利用所述注浆管道进行注浆；
16、5)把投放管道组插入所述套筒的所述通孔内，并沿投放管道组进行建筑垃圾和混凝土拌合料的分层填充，直至套筒内的通孔被完全填充。
17、步骤5)中，所述分层填充是指：先通过投放管道组往所述通孔内填入设定厚度的建筑垃圾，再填入适量混凝土拌合料，如此往复，直至套筒内的通孔被完全填充。
18、由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
19、本专利技术提供了一种新型的植桩方式，施工过程中钻孔组件可穿过套筒的中空部分，抵达套筒下方土体实行挖孔作业，形成先挖孔后沉套筒并不断循环的一种模式，可以穿越复杂情况的特殊地层。套筒在下沉过程中对套筒外壁接触到的土体起到支撑作用，避免了土体塌孔对施工造成的影响。在套筒下沉完成后不需向上拔出，可长久留在地下，施工流程比较简单。同时套筒可在工厂内大规模标准化生产后运输到现场，节省了施工工期。
20、本专利技术中，利用建筑垃圾和混凝土拌合料对预制高强混凝土套筒的中空部分进行分层填充，不仅实现了资源的回收利用，而且确保了成桩后桩身材料的抗压和抗剪性能。具有绿色环保，单桩承载力高，经久耐用的优点。
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1.一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：包括套筒、钻孔组件、注浆管道组和投放管道组；所述套筒设置有轴向贯通的通孔；所述钻孔组件包括杆体，所述杆体上设有钻头组，通过驱动所述杆体绕轴向旋转以及沿轴向移动带动所述钻头组对土体进行钻孔形成供所述套筒下沉的沉孔；所述注浆管道组穿设于下沉至设计标高的所述套筒的所述通孔内，所述注浆管道组连通至所述套筒外周与所述沉孔内壁之间的间隙以供注浆；所述投放管道组放入注浆完毕后的所述套筒的通孔内以供投放建筑垃圾以及混凝土拌合料。
2.如权利要求1所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述钻头组包括有第一钻头，所述第一钻头固定于所述杆体端部且为锥体，所述第一钻头的尖端朝向所述土体。
3.如权利要求1所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述钻头组包括有第二钻头、连杆和升降驱动件，所述第二钻头与所述杆体为可转动连接，所述连杆一端与所述第二钻头相连；所述升降驱动件可移动地安装于所述杆体上且连接驱动所述连杆另一端升降带动所述第二钻头旋转至收起状态或展开状态，所述第二钻头处于展开状态时与所述杆体轴向垂直，
4.如权利要求3所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述第二钻头包括长臂段和尖端，所述长臂段与所述杆体可转动连接，所述尖端位于所述长臂段的末端且为锥体，所述第二钻头的轴向长度大于所述套筒外周的半径。
5.如权利要求1所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述套筒设置有若干连接孔，若干所述连接孔为沿所述套筒轴向间隔分布且径向贯通所述套筒，所述注浆管道组与所述连接孔相连通。
6.如权利要求5所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述注浆管道组包括第一管体和若干第二管体，所述第一管体沿轴向穿设于所述套筒的通孔内且其一端作为注浆口，另一端封闭；若干所述第二管体沿所述套筒轴向间隔分布且与所述第一管体垂直相连，所述第二管体连通所述第一管体和对应的所述连接孔。
7.如权利要求1所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述投放管道组包括第一投放管，所述第一投放管包括第一管体部和第一放料部，所述第一管体部可放置于所述套筒的通孔内，所述第一管体部与所述通孔连通且其外径大于所述套筒的外周的半径；所述第一放料部位于所述第一管体部一端并设置有第一放料口，所述第一放料口与所述管体部连通且其内径大于所述通孔的内径。
8.如权利要求1所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述投放管道组包括第二投放管，所述第二投放管包括第二管体部和第二放料部，所述第二管体部可放置于所述套筒的通孔内，所述第二管体部与所述通孔连通且其外径小于所述套筒的外周的半径；所述第二放料部位于所述第二管体部二端并设置有第二放料口，所述第二放料口与所述管体部连通，所述第二放料口为锥形。
9.一种建筑垃圾再利用的植桩施工方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置实现，包括如下步骤：
10.如权利要求10所述的建筑垃圾再利用的植桩施工方法，其特征在于，步骤5)中，所述分层填充是指：先通过投放管道组往所述通孔内填入设定厚度的建筑垃圾，再填入适量混凝土拌合料，如此往复，直至套筒内的通孔被完全填充。
...【技术特征摘要】
1.一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：包括套筒、钻孔组件、注浆管道组和投放管道组；所述套筒设置有轴向贯通的通孔；所述钻孔组件包括杆体，所述杆体上设有钻头组，通过驱动所述杆体绕轴向旋转以及沿轴向移动带动所述钻头组对土体进行钻孔形成供所述套筒下沉的沉孔；所述注浆管道组穿设于下沉至设计标高的所述套筒的所述通孔内，所述注浆管道组连通至所述套筒外周与所述沉孔内壁之间的间隙以供注浆；所述投放管道组放入注浆完毕后的所述套筒的通孔内以供投放建筑垃圾以及混凝土拌合料。
2.如权利要求1所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述钻头组包括有第一钻头，所述第一钻头固定于所述杆体端部且为锥体，所述第一钻头的尖端朝向所述土体。
3.如权利要求1所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述钻头组包括有第二钻头、连杆和升降驱动件，所述第二钻头与所述杆体为可转动连接，所述连杆一端与所述第二钻头相连；所述升降驱动件可移动地安装于所述杆体上且连接驱动所述连杆另一端升降带动所述第二钻头旋转至收起状态或展开状态，所述第二钻头处于展开状态时与所述杆体轴向垂直，所述第二钻头处于收起状态时与所述杆体轴向平行。
4.如权利要求3所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述第二钻头包括长臂段和尖端，所述长臂段与所述杆体可转动连接，所述尖端位于所述长臂段的末端且为锥体，所述第二钻头的轴向长度大于所述套筒外周的半径。
5.如权利要求1所述的一种基于建筑垃圾再利用的植桩装置，其特征在于：所述套筒设置有若干连接孔，若干所述连接孔为沿所述套筒轴向间隔分布且径向贯通所述套筒，所述注浆管...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡奇鹏，李沅泽，洪瑞达，曾文，周佳锦，苏龙辉，苏世灼，汪智慧，郭翔宇，周科全，陈星欣，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：
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