專利名稱：鉆擴壓漿灌注樁法的制作方法
技術領域：
本發明涉及基礎工程中鉆孔灌注樁技術，特別是一種鉆擴壓漿鋼筋混凝土灌注樁成套技術。
為了克服鉆孔灌注樁樁底虛土難以處理和樁身外周泥皮夾層降低摩阻力等弱點，在工程實踐中出現了很多種鉆孔灌注樁的改進方法。比如鉆孔擴底現澆灌注樁成樁法、竹節樁灌注樁成樁法、成樁后的《灌注樁樁端樁側壓力注漿法》(專利號CN1107535A)、《飽合土中長灌注樁樁端壓漿與超聲檢測結合的工藝》(專利號CN1107537A)以及擠擴支盤灌注樁施工法(專利號89107846.0)等。這些方法與鉆孔灌注樁相比，對提高單樁承載力、減小建筑物沉降量、降低工程造價等均有明顯效果。上述每種方法互相比較都有各自的特點和弱點雖然鉆孔擴底現澆灌注樁、竹節樁與成樁后樁端樁側壓力注漿法相比具有樁體承載面積大的優點，但存在擴大頭上部拉裂面引起局部樁周土松動降低摩阻力以及孔底虛土降低端承力的弱點；盡管樁端、樁側壓力注漿法解決了樁底虛土和樁身外周泥皮影響的問題并對樁周、樁端土有加固作用，也存在承載面積相對較小的問題；擠擴多支盤灌注樁與上述兩種方法相比，承力盤承載面積大，還有局部擠壓樁間土和樁端土的作用，使單樁承載力大幅度提高，然而該方法還存在鉆擴兩工序需要兩種設備、擠擴工序效率較低、未擠擴部位的樁周摩阻力不能加強等問題。
本發明的目的是提供一種簡單高效、與上述幾種方法相比具有較高技術含量的成套技術，既能增大樁體的承載面積，提高樁側樁端承載力，又能通過二次壓力注漿對樁周、擴大錐體四周和樁端擴大錐體底部及周圍土層有擠壓和固結作用；既能解決樁身周圍泥皮夾層影響側摩阻力的問題，又能解決擴孔灌注樁擴大錐體上部因拉裂面引起的摩阻力減小的問題。使單樁承載力大幅度提高，建筑物基礎沉降減少，提高工效、降低工程造價。
為達到上述目的，本發明提供了一種鉆擴壓漿灌注樁法，工藝流程包括鉆孔、放鋼筋籠、灌混凝土和壓力注漿，其技術特征在于在鉆孔的過程中進行擴孔，用擴孔器或鉆擴兩用鉆進器在樁孔中自上而下完成空腔，空腔的數量多于或等于 擴張，刮下的樁側土、石渣從鉆頭處的吸渣孔進入空心鉆桿，被泵吸到地面，擴大到要求尺寸后就制成第一個樁側錐體空腔3。接著將鉆機開正轉并慢慢提鉆，擴孔臂收回，擴孔臂收到終止位置后，就可以繼續進行下一個鉆孔工序。如此反復，一直鉆到設計孔深并將孔底擴大成樁端錐體空腔4，錐體空腔自上而下在樁孔中分布可以是非等間隔的，在其下是樁端壓力注漿腔5。利用反循環鉆機配置普通鉆頭和擴孔器進行鉆擴交替鉆進施工，更換鉆頭需拆裝鉆桿，施工效率較低。使用旋挖鉆進行鉆擴施工，雖然鉆擴兩個工序也需要更換鉆頭，但由于該種鉆機的伸縮式鉆桿不必拆接，上下自如，更換鉆頭很方便，所以施工效率并不低，并且干濕作業均可進行。缺點是無套管濕作業的情況下，樁孔壁不規則，凹凸不整，灌混凝土量不好控制。無論用哪種方法，其擴孔順序自上而下是一種較佳的選擇。
圖2表述的是實施例在成孔中放入鋼筋籠后的情況，鋼筋籠上附設壓漿管。壓漿系統由攪漿桶6，壓漿泵7，壓漿高壓軟管8和附設在鋼筋籠上的壓漿管組成。壓漿管的主體部份是柔性壓漿管11。其上端與一段2-3米長的鋼管10連接，鋼管10上端安裝球閥9。球閥9與高壓軟管8連接。柔性壓漿管11下端通過三通接頭與環形樁側壓漿管12的兩端連接，環形壓漿管12分段打小孔，并用防水膠帶和塑料帶纏裹，以免管內進入土渣或水泥漿。保證壓漿時可以出漿。環形壓漿管12設置在兩個樁側錐形空腔3之間的樁孔內壁處。兩根樁端擴大錐體空腔底部的壓漿管上部與樁側壓漿管相同，從孔口向下依次為球閥9、鋼管10和柔性壓漿管11。柔性壓漿管11下部開小孔作為壓漿段13，柔性管壓漿段13下端用堵封嚴，壓漿段13用防水膠帶和塑料帶纏裹，并用鋼制保護靴14保護。當孔底為砂層時，可將兩根柔性壓漿管連通，并用保護靴保護，灌混凝土前用石屑將壓漿段13覆蓋。然后采用導管法向樁孔內進行水下混凝土澆灌作業并確保樁身混凝土質量。
借助圖3我們詳細敘述混凝土初凝或硬化后，壓力注漿的方法，壓漿的順序是先自上而下進行多處樁側和錐體19四周的壓力注水泥漿作業，按0.5-0.8水灰比將水泥漿攪拌好，用泵7通過壓漿管將水泥漿壓到樁側環狀排漿管12，一般壓力在3MPa以下即可將水泥漿壓出，水泥漿沿樁土結合面向下、向上擴散，逐漸把樁周20和錐體17四周縫隙19填滿，并向樁周土滲透劈裂，土質越松軟的部份滲透的范圍越大，這一部份土層受到擠壓并固結，使樁體和土層結合更加緊密牢固。尤其是錐體17上下錐面在漿液的補充擠壓下與被固結的樁周土充分結合加強了樁身軸向位移的約束能力。樁側和錐體四周壓力注漿完成后，再進行樁端擴大錐體18底部的注漿作業，壓力水泥漿從樁底部排漿段13壓出后，沿錐底面21向四周和錐體的上錐面擴散。由于前一注漿過程加固了樁體中段，樁底壓漿時樁身不易被抬起，使樁底壓漿更充分，滲透擠壓范圍更大，一可消除擴大錐體上部拉裂面，二可加固擴大錐體底面四周塑性變形區土體的強度，因此對提高單樁承載力，減少建筑物沉降量的效果更加明顯。
樁周錐體的形狀對鉆擴灌注樁的承載力性狀也產生影響。擴大錐體一般由底面直徑相等的兩個平截正圓錐體(亦有球錐體)組成，錐體面積大的錐面作為副錐面，錐體面積小的錐面作為主錐面。根據土質軟硬和工程樁的長短決定錐面方向。圖4描述的是樁周錐體22主錐面向上、樁底擴大錐體的主錐面向下的鉆擴灌注樁的截面情況。當建筑物的重載施加樁頂后，由樁身傳至錐體的主錐面，主錐面的圓錐角α比副錐面的圓錐角小，與樁周土結合面大，土層不易被剪切破壞，而且對樁周土側下方產生擠壓應力，使樁周土在建筑沉降過程中進一步得到加固，而樁底擴大錐體的主錐面與樁周錐體主錐面相反布置增加了樁端與密實吃力層的接觸面積，使群樁的承載力大幅度提高。
本方法的注漿工序可以用于多支盤樁施工，能處理該樁型樁底及支盤下部虛土。水泥漿滲透、擠壓并固結樁底、樁周及支盤下部土層，使多支盤樁承載力進一步提高。
綜上所述，鉆擴壓漿灌注樁施工與鉆孔擴底灌注樁施工相比，施工機具造價低，一臺設備就能完成鉆擴兩個工序，施工工藝簡便高效；鉆擴壓漿灌注樁的后壓漿法與柱狀灌注樁樁端樁側壓漿法相比，是在多個擴大錐體完成后進行的，水泥漿滲透、擠壓、固結的范圍和影響區更大；鉆擴壓漿灌注樁與鉆孔擴底灌注樁、竹節灌注樁相比，不但具有樁端樁側擴大錐體及其擴展形成的土體加固區，而且解決了大直徑擴底灌注樁和竹節灌注樁虛土及拉裂面引起承載力降低的問題。本發明是優化鉆孔灌注樁承載力性狀的有效方法。
權利要求
1.一種鉆擴壓漿灌注樁法，工藝流程包括鉆孔、放鋼筋籠、灌混凝土和壓力注漿，其技術特征在于在鉆孔的過程中進行擴孔，用擴孔器或鉆擴兩用鉆進器在樁孔中自上而下完成空腔，空腔的數量多于或等于1個。
2.根據權利要求1所述的鉆擴壓漿灌注樁法，其特征在于空腔自上而下沿樁孔分布是非等間隔的。
3.根據權利要求1或2所述的鉆擴壓漿灌注樁法，其特征在于空腔為錐體空腔，鉆擴壓漿灌注樁擴大錐體的主錐面可以向上或向下。
4.根據權利要求1或2所述的鉆擴壓漿灌注樁法，其特征在于放鋼筋籠是在清孔后將安裝有壓漿管的鋼筋籠吊放在樁孔中，用導管向樁孔內澆灌混凝土，一直灌到樁頂要求標高，待樁體混凝土初凝或硬化后自上而下向樁側、空腔四周進行多處壓力注漿作業，然后再向樁端擴大錐體底部進行壓力注漿作業。
5.根據權利要求4所述的鉆擴壓漿灌注樁法，其特征在于樁端壓力注漿管排漿段設置在孔底，壓漿管主體部分可以是剛性的也可以用柔性壓漿管，柔性壓漿管的上端與一段鋼管連接，兩管連接點設在樁體混凝土中，鋼管上端與球閥相連，球閥與壓漿高壓軟管連接；柔性管下端作為排漿段，排漿段端部用堵封閉，管壁周圍鉆出漿孔，排漿段用防水膠帶、塑料帶纏繞并用鋼制保護靴保護；樁側和錐體四周壓力注漿排漿管成環狀，設置在錐體空腔之間鋼筋籠的外周，排漿段數量根據錐體空腔數量而定，環狀排漿管兩端通過三通接頭與柔性管相連，環狀管壁分段鉆出漿孔，用防水膠帶、塑料帶纏繞密封。
6.根據權利要求1所述的鉆擴壓漿灌注樁法，其特征在于本方法的注漿工藝可用于多支盤樁的工藝中。
全文摘要
本發明涉及基礎工程中鉆孔灌注樁技術,具體說是一種鉆擴壓漿灌注樁法。本發明工藝流程包括鉆孔、放鋼筋籠、灌混凝土和壓力注漿,特征在于:在鉆孔的過程中進行擴孔,用擴孔器或鉆擴兩用鉆進器在樁孔中自上而下完成多個間隔空腔,空腔的數量多于或等于1個。由于樁體的多個空腔擴大了灌注樁樁周和樁端的承載面積,成樁后的二次壓水泥槳作業又將樁底虛土和樁周、錐周土擠壓、劈裂并固結,解決了擴大頭上部拉裂面降低摩阻力的問題,大幅度提高單樁承載力,減小建筑物的沉降量,是改善鉆孔灌注樁承載性狀的有效方法。
文檔編號E02D15/00GK1298991SQ0110252
公開日2001年6月13日 申請日期2001年1月18日 優先權日2001年1月18日
發明者常乃麟, 李虹, 周延琪, 張治華, 薛文生 申請人:北京市機械施工公司