專利名稱：全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種土木建筑工程的樁基礎，尤其是涉及一種采用全樁長鋼模管護壁、旋壓沉管與螺旋干取土同步施工的全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁。
背景技術：
現有樁基礎工程中屬非擠土性樁型中最常用的是泥漿護壁鉆孔灌注樁，該泥漿護壁鉆孔灌注樁可以根據設計承載力值要求，選取樁徑與樁長達到設計承載力值要求，無擠土影響；自樁基礎采用商品砼以來，樁的砼質量與可靠性較為穩定，并在工程中得到普遍應用；在高層建筑樁基礎中，有80%以上的樁是采用該泥漿護壁的鉆孔灌注樁。
然而，現有的泥漿護壁的鉆孔灌注樁存在的問題是:在城市施工中會造成廢棄的鉆孔泥漿嚴重污染環境，如流入城市下水道、堵塞城市排水管道、排入城市的江河而引起江河的河床上升等，因鉆孔泥漿偷排入江河導致過水斷面縮小，影響城市的排洪安全。
施工Im3鉆孔灌注樁的砼，須要7m3潔凈水，產生4m3廢棄的鉆孔泥漿；例如每年應用鉆孔灌注樁30萬根，平均樁徑為Φ800πιπι，平均樁長為50m，則為產生3000萬m3廢棄的鉆孔泥漿，相當于3個杭卅西湖的容積。如此大量的廢棄鉆孔泥漿，根本找不到可儲存的地方。
因而現有的泥漿護壁的鉆孔灌注樁在城市土木建筑工程樁基礎的施工中不可避免地帶來嚴重的城鄉環境污染。發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種采用干取土工藝并具有顯著成樁效率的全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，其特征在于，包括連接有螺旋鉆桿的上部旋轉動力頭，該螺旋鉆桿呈管狀，該螺旋鉆桿又穿過帶出土口的下部旋轉動力頭，該下部旋轉動力頭的底部設有管接頭，該管接頭與鋼管上端套接。其作用是上部旋轉動力頭連接螺旋鉆桿順時針旋轉，該螺旋鉆桿又貫穿下部旋轉動力頭進入鋼管內；下旋轉動力頭帶動鋼管沿逆時針旋轉，采用上、下部兩個旋轉動力頭就是實現較好的同步沉管與旋挖取土的功能；
所述下部旋轉動力頭設有出土口 ；所述螺旋鉆桿旋轉將鋼管內的土體隨旋轉的螺葉上推至該出土口排出。
所述鋼管設有連接裝置，該連接裝置包括與所述鋼管底端固接的套管與相互連接的標準段管，該套管外周設有由豎槽與橫槽組成的T形槽，所述標準段管上端設有矩形凸塊，該矩形凸塊寬度與所述豎槽的寬度相配合，該矩形凸塊高度與所述橫槽的高度相配合；其作用是鋼管通過連接裝置可以與標準段管相連接，以接長鋼管并同步沉入土層；當標準段管上端的矩形凸塊插入套管的豎槽，然后，隨著與鋼管的套管旋轉，矩形凸塊即進入橫槽，即達到標準段管與鋼管相連接的目的。
所述套管設有連接法蘭盤其及加強筋，該連接法蘭盤用于與所述鋼管焊接一起。連接法蘭盤其及加強筋的作用是確保鋼管與標準段管之間的連接精確度及其連接的可靠性；
所述矩形凸塊設置4個，并沿所述標準段管的圓周均布設置；以便于提高鋼管與標準段管之間的連接效率。
所述該T形槽上部設有中心小孔，該中心小孔與所述豎槽中心相重合。
所述矩形凸塊中心線下方設有定位小凸點，該定位小凸點中心與所述矩形凸塊中心線相重合。該定位小凸點的作用是顯示矩形凸塊的中心位置，當鋼管與標準段管須從接口處分離拔出時，只須對準上部的鋼管豎槽中心小孔與下部的標準段管矩形凸塊的小凸點在一條垂線上，即可快速地將鋼管與標準段管從接口處拔出。
一種全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁的成樁步驟，包括連接有螺旋鉆桿的上部旋轉動力頭與下部旋轉動力頭，所述螺旋鉆桿穿過該下部旋轉動力頭，該下部旋轉動力頭的底部設有管接頭，該管接頭與所述鋼管上端套接:所述下部旋轉動力頭的底部與所述管接頭連接后，該管接頭與所述鋼管的上口套接；所述上部旋轉動力頭連接所述螺旋鉆桿后，該螺旋鉆桿進入所述鋼管的上口，并穿過所述下部旋轉動力頭進入所述鋼管內；然后在設計樁位就位；所述下部旋轉動力頭帶動所述鋼管沿順時針方向旋轉沉入土層，同時，與所述上部旋轉動力頭連接的所述螺旋鉆桿穿過所述下旋轉動力頭進入鋼管內，同步地沿順時針方向旋轉，將進入所述鋼管的土體被該螺旋鉆桿向上推升或間斷上拔，該鋼管內的土體到達所述下部旋轉動力頭出土口排出，繼續將所述鋼管旋壓入土層至接管位置，與所述上部旋轉動力頭連接的螺旋鉆桿拔出該鋼管的上口，與下部旋轉動力頭底部連接的管接頭脫離該鋼管的上口 ；將所述標準段管套接于所述鋼管的上口 ；所述上部旋轉動力頭連接所述螺旋鉆桿，該螺旋鉆桿穿過所述下部旋轉動力頭，進入所述鋼管與所述標準段管內，沿順時針方向旋轉，將進入該鋼管的土體被所述螺旋鉆桿向上推升或間斷上拔，該鋼管與標準段管內的土體到達下部旋轉動力頭的出土口位置排出，繼續將該鋼管與該標準段管旋壓入土層，直至設計要求深度終止；所述上部旋轉動力頭連接所述螺旋鉆桿，該螺旋鉆桿從所述鋼管的上口拔出；所述下部旋轉動力頭的底部的管接頭脫離所述鋼管的上口 ；然后在該鋼管與標準段管內置入鋼筋籠、灌滿砼；再拔掉該鋼管與標準段管，即成樁。
與現有技術相比，本發明的優點在于:采用全樁長鋼管護壁又旋壓沉管與螺旋干取土同步施工，從根本上消除了鉆孔護壁泥漿的污染，尤其是在城市土木建筑工程樁基礎的施工中從根本上解決了對城市環境的污染難題；其次是施工效率顯著提高。


圖1為本發明實施例的結構示意圖。
圖2為本發明實施例的套管示意圖。
圖3為本發明實施例連接裝置示意圖。
圖4為本發明實施例標準段管示意圖。
圖5為本發明實施例成樁程序示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
如圖1 圖5所示，本實施例具體地采用如下結構:它包括連接有螺旋鉆桿6的上部旋轉動力頭2,該螺旋鉆桿6呈管狀并順時針方向旋轉；該螺旋鉆桿6又穿過下部旋轉動力頭3進入鋼管I內；該下部旋轉動力頭的下部設有管接頭7，該管接頭7與鋼管I上端套接，該鋼管I由下部旋轉動力頭3帶動沿逆時針方向旋轉,如圖1所示；
同步沉管與旋挖取土過程是這樣的:下部旋轉動力頭3帶動鋼管I旋壓沉管，進入鋼管I的土體由上旋轉動力頭2連接的螺旋鉆桿6順時針旋轉而上拔，將土體帶至下旋轉動力頭3的出土口 9排出；
為了實現不同灌注樁的長度需求，鋼管I通過連接裝置可以與標準段管10相連接，以接長鋼管1，并同步沉入土層；該連接裝置包括鋼管I底端的套管11以及相互連接的標準段管10，該套管設有連接法蘭盤15與加強筋16，該連接法蘭盤用于與鋼管I焊接固定；該套管外周設有由豎槽13與橫槽14組成的T形槽，該T形槽上部設有中心小孔4，該中心小孔與豎槽13中心相重合；
所述標準段管10上端設有矩形凸塊8，該矩形凸塊8的寬度與豎槽13的寬度相配合，該矩形凸塊8的高度與橫槽14的高度相配合；
當標準段管上端的矩形凸塊8插入套管11的豎槽13，然后，隨著與鋼管I的套管11旋轉，矩形凸塊8即進入橫槽14達到標準段管10與鋼管I相連接的目的；使下部旋轉動力頭3通過鋼管I傳遞扭矩給標準段管10，也即實現了接長鋼管I的目的。
矩形凸塊8中心線下方設有定位小凸點5，該定位小凸點5的作用是顯示矩形凸塊8的中心位置，當鋼管I與標準段管10須從接口處分離拔出時，只須對準上部的鋼管豎槽的中心小孔4與下部的標準段管矩形凸塊的小凸點5在一條垂線上，即矩形凸塊在豎槽的中心位置，即可將鋼管I與標準段管10從接口處拔出。
當鋼管內全部土體取凈后，清理樁孔，然后置入鋼筋籠21、灌入砼22，旋轉上拔鋼管10與標準段管20出地面，即完成本發明的鋼管護壁同步沉管與旋挖干取土灌注樁23:
本發明從根本上消除鉆孔護壁泥漿的污染，是用全樁長鋼管護壁以及用同步沉管與旋挖干取土工藝施工的灌注樁。
本實施例的成樁步驟是:
第一步，下部旋轉動力頭3的底部與管接頭7連接，該管接頭套接鋼管I的上口，上旋轉動力頭2連接螺旋鉆桿6,該螺旋鉆桿進入鋼管I的管孔,再穿過下部旋轉動力頭3,進入鋼管I內，在設計樁位就位；
第二步,下旋轉動力頭3帶動鋼管I沿順時針方向旋轉沉入土層，同時,與上旋轉動力頭連接的螺旋鉆桿6穿過下旋轉動力頭3進入鋼管I內，同步地沿順時針方向旋轉,將進入鋼管的土體被該螺旋鉆桿向上推升或間斷上拔，該鋼管內的土體到達下旋轉動力頭的出土口 9排出；繼續將鋼管I旋壓入土層至接管位置，與上旋轉動力頭連接的螺旋鉆桿拔出鋼管I的上口，與下旋轉動力頭底部連接的管接頭7脫離鋼管I的上口；
第三步，將標準段管套入鋼管10的上口 ；上部旋轉動力頭2連接螺旋鉆桿6，該螺旋鉆桿穿過下部旋轉動力頭3,進入鋼管I與標準段管10內，沿順時針方向旋轉,將進入鋼管I的土體被螺旋鉆桿6向上推升或間斷上拔，鋼管I與標準段管10內的土體到達下部旋轉動力頭3的出土口 9位置排出，繼續將鋼管I與標準段管10旋壓入土層，直至設計要求深度終止；
第四步，上部旋轉動力頭2連接螺旋鉆桿6，該螺旋鉆桿6從鋼管的上口拔出，下部旋轉動力頭3的底部的管接頭7脫離標準段管10的上口 ；然后，在鋼管I與標準段管10內置入鋼筋籠21、灌滿砼22 ;下部旋轉動力頭3的底部的管接頭7套接標準段管10的上口，旋轉動力頭3帶動鋼管沿順時針方向與逆時針方向交替旋轉，因每一個鋼管節頭留有20厘米旋轉位移，當最上節鋼管旋轉20厘米位移后、再帶動下節鋼管轉動，如果全樁長有4個節頭，相對上節樁須有(4-1) X20 = 60厘米后可帶動最下節鋼管，原有靜止摩阻力經旋轉位移后成動摩阻力，旋轉動力頭3帶動標準段管10與鋼管I交替方向旋轉運動，使得該鋼管與周圍土質的摩阻力大幅度下降，用很小上拔力即可將該鋼管全部拔出地面，即完成全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁。
權利要求
1.一種全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，其特征在于，包括連接有螺旋鉆桿(6)的上部旋轉動力頭(2),該螺旋鉆桿呈管狀,該螺旋鉆桿又穿過下部旋轉動力頭(3)，該下部旋轉動力頭的底部設有管接頭(7)，該管接頭與鋼管(1)上端套接。
2.根據權利要求1所述全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，其特征在于，所述下部旋轉動力頭(3)設有出土口(9)。
3.根據權利要求1所述全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，其特征在于，所述鋼管(1)設有連接裝置，該連接裝置包括與所述鋼管(1)底端固接的套管(11)與相互連接的標準段管(10)，該套管外周設有設有由豎槽(13)與橫槽(14)組成的T形槽，所述標準段管上端設有矩形凸塊(8)，該矩形凸塊寬度與所述豎槽的寬度相配合，該矩形凸塊高度與所述橫槽的高度相配合。
4.根據權利要求3所述全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，其特征在于，所述套管(11)設有連接法蘭盤(15)與加強筋(16)，該連接法蘭盤用于與所述鋼管(1)焊接一起。
5.根據權利要求3所述全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，其特征在于，所述矩形凸塊(8)設置4個，并沿所述標準段管(10)的圓周均布設置。
6.根據權利要求3所述全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，其特征在于，所述T形槽上部設有中心小孔(4)，該中心小孔與所述豎槽(13)中心相重合。
7.根據權利要求3所述全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，其特征在于，所述矩形凸塊⑶中心線下方設有定位小凸點(5)，該定位小凸點中心與該矩形凸塊⑶中心線相重合。
8.—種全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁的成樁步驟是，包括連接有螺旋鉆桿的上部旋轉動力頭與下部旋轉動力頭，所述螺旋鉆桿穿過該下部旋轉動力頭，該下部旋轉動力頭的底部設有管接頭，該管接頭與鋼管上端套接，該鋼管設有包括套管與標準段管的連接裝置； 第一步，所述下部旋轉動力頭(3)的底部與所述管接頭(7)連接后，該管接頭與所述鋼管(I)的上口套接；所述上部旋轉動力頭(2)連接所述螺旋鉆桿(6)后,該螺旋鉆桿進入所述鋼管的上口，并穿過所述下部旋轉動力頭進入所述鋼管內；然后在設計樁位就位； 第二步，所述下部旋轉動力頭帶動所述鋼管沿順時針方向旋轉沉入土層，同時，與所述上旋轉動力頭連接的所述螺旋鉆桿穿過所述下旋轉動力頭進入鋼管內，同步地沿順時針方向旋轉，將進入所述鋼管內土體被該螺旋鉆桿向上推升或間斷上拔，該鋼管內的土體到達所述下旋轉動力頭出土口(9)排出，繼續將所述鋼管旋壓入土層至接管位置，與所述上部旋轉動力頭連接的螺旋鉆桿拔出該鋼管的上口，與下部旋轉動力頭底部連接的管接頭脫離該鋼管的上口； 第三步，將所述標準段管(10)套接于所述鋼管的上口 ；所述上部旋轉動力頭連接所述螺旋鉆桿，該螺旋鉆桿穿過所述下部旋轉動力頭，進入所述鋼管與所述標準段管內，沿順時針方向旋轉，將進入該鋼管的土體被所述螺旋鉆桿向上推升或間斷上拔，該鋼管與標準段管內的土體到達下部旋轉動力頭的出土口位置排出，繼續將該鋼管與該標準段管旋壓入土層，直至設計要求深度終止； 第四步，所述上部旋轉動力頭連接所述螺旋鉆桿，該螺旋鉆桿從所述鋼管的上口拔出；所述下部旋轉動力頭的底部的管接頭脫離所述鋼管的上口，然后在該鋼管與標準段管內置入鋼筋籠(21 )、灌滿砼(22)。
全文摘要
一種全樁長鋼管護壁同步沉管與旋挖取土的灌注樁，包括帶螺旋鉆桿的上部旋轉動力頭與帶管接頭的下部旋轉動力頭，管接頭與鋼管上端套接，鋼管設有連接裝置并可與標準段管連接一體，成樁步驟是螺旋鉆桿進入鋼管上口并穿過下部旋轉動力頭進入鋼管內，在設計樁位就位，下部旋轉動力頭帶動鋼管沿順時針方向旋轉沉入土層，上部旋轉動力頭同步地沿順時針方向旋轉，將進入鋼管的土體被該螺旋鉆桿向上推升并在出土口排出，將標準段管套接于鋼管上口，旋鉆桿穿過下部旋轉動力頭進入鋼管與標準段管內將進入的土體排出，直至設計要求深度終止；螺旋鉆桿從鋼管拔出，在鋼管與標準段管內置入鋼筋籠、灌滿砼；本發明優點是從根本上消除了在土木建筑工程樁基礎的施工中對城市環境的污染難題，其次是施工效率顯著提高。
文檔編號E02D5/66GK103161157SQ20131011610
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者孔超, 龔迪快 申請人:孔超, 龔迪快