一种桩底后注浆扩底灌注桩

摘要

一种桩底后注浆扩底灌注桩，其特征在于，所述灌注桩扩底设置为盆形底，该扩底也可以设置为圆弧底，它的施工过程包括护套管、注浆管与钢筋笼，以及旋挖钻机、专用旋挖铲斗、吊机；其程序是：第一步，所述旋挖钻机旋挖桩孔施工；第二步，所述专用旋挖铲斗扩底施工；第三步，所述吊机辅助施工；第四步，桩底后注浆施工；本发明的优点是大幅度提高承载力值、实现泥浆的零排放环保技术、施工中待机率为零，所以施工效率极高，从而显著降低工程成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木建筑工程的桩基础，尤其是涉及一种采用桩孔的旋 挖钻机、扩底的旋转铲挖机、置钢筋笼与灌砼的吊机按流水作业施工的桩底后注浆的盆 形底扩底灌注桩。

背景技术

中国发明专利号ZL200410037804.5《一种扩底桩及其施工方法》中所公开的该扩 底桩的底是平底结构，而地基土的反力为不均匀而呈凹弧形，二侧边的地基土反力最大， 而中间的地基土反力最小，即扩底部分的底与直边交点处即地基土反力最大处的土层容 易产生应力集中而出现的塑性铰，随着荷载的增大，角点的塑性铰也随之向桩底中间扩 展，从而使桩端土的端阻值降低。

又，现有的扩底灌注桩的施工程序是成桩作业施工均固定在同一桩位按程序施工， 即旋挖钻机施工完成桩孔后，须更换铲挖机扩底，扩底完成后，又须应用桩机或吊机在 桩孔内吊入钢筋笼，吊入钢导管与安装、水下砼浇筑、钢导管拆卸、置换出来护壁泥浆 回收入容器等全部完成须耗费大量工时，因为在桩孔内只有一机在工作，其它均为待机。

例如：直径为800毫米桩径的扩底灌注桩的桩长50m，旋挖钻机完成桩孔须10小时， 旋转铲挖机完成扩底须2.5小时，吊机完成钢筋笼放置、桩孔内吊入钢导管与安装、水 下砼浇筑、钢导管拆卸、置换出来护壁泥浆回收入容器等完成须5小时；为保证上述三 机均满负荷运转，须配置四台旋挖钻机、一台旋转铲挖机与二台吊机，方可消除待机状 态；所以施工效率极低、施工成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种的承载力值较高又可提高施工效率与降低 工程成本的桩底后注浆扩底灌注桩。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种桩底后注浆扩底灌注桩，其特 征在于，所述桩底设置为盆形底；该盆形底的尺寸可以通过改变旋转铲挖机的旋挖斗的 形状实现；该盆形底的扩底灌注桩的形状尺寸为D/d≤2.5，b/h＝1/4～1/2；

对于砂土b/h＝1/4，α＝14°；

对于粉土、粘性土b/h＝1/3～1/2，α＝18.5°～27°；

式中D为所述桩底直径；d为所述桩直径；

b为D-d/2；     h为所述桩底高度；

α为所述桩底直径与所述桩直径之间的夹角；

所述桩底也可以设置为圆弧底。

本发明的施工程序是：包括护套管、注浆管与钢筋笼，以及旋挖钻机、专用旋挖铲 斗、吊机；

第一步所述旋挖钻机旋挖桩孔施工

①在设计桩位的桩孔的上口沉入所述扩套管，采用所述旋挖钻机挖除干土，同 时在桩孔内注入护壁泥浆，该泥浆可重复回收利用，完成桩的成孔转入下一桩位；

②所述旋挖钻机在设计桩位校正垂直，旋挖取出土颗粒，同时将预先存放在泥 浆罐内的泥浆泵送入桩孔内，稳定桩孔內壁的所述护壁泥浆，直至设计桩孔底，所述旋 挖钻机退出桩孔；

第二步所述专用旋挖铲斗扩底施工

①所述专用旋挖铲斗机在桩孔上口的所述护套管就位，校正垂直，插入旋挖铲 斗至桩孔的底部，校正垂直；

②所述旋挖铲斗按设汁扩底的直径分4-6次将铲口扩大，旋挖时土颗粒由铲 口进入铲斗腔，所述旋挖铲斗的直径回缩到最小状态，提出桩孔上口所述护套管弃土颗 粒，遂次加大旋挖铲斗的直径旋挖取土颗粒、所述旋挖铲斗直経回缩、旋挖铲斗提出管 口弃土，直到设汁扩底的直径终止；

③在桩孔內插入超声波检测仪，检查桩孔內的桩径、扩底形状与直径是否满足设 计要求，或须补修，达到合格打印成为桩的验收资料，专用旋挖铲斗拔出所述护套管的 上口退出；

第三步所述吊机辅助施工

①钢筋笼由竖向钢筋、钢箍与二根所述注浆管焊接而成所述钢筋笼，该注浆管底 封口(该封口可以采用自行车内胎套)，避免泥浆浸入，由吊机将所述钢筋笼吊入桩孔 內；

②采用所述吊机在钢筋笼中心放置灌砼的导管，导管的底距桩孔底的距离约 500mm，按扩底直径砼灌注后的高度≥1m的首次灌入砼量，保证砼灌注后导管插入砼内 深度≥500mm，按水下砼施工工艺施工、包括桩孔内所述砼的升高，导管相应缩短，但 必须保证导管插入所述砼内的深度≥500mm-2000mm，避免钻孔泥浆浸入桩体砼；

③随着桩孔内砼灌注过程须随时回收桩孔内的护壁泥浆，不能溢出污染场地，回 收泥浆存放在鉄箱内，待处理后再用；

④桩孔内砼灌注完毕以后，即砼终凝后强度增长前，在24-72小时内注浆管內用 清水高压泵送开塞，击穿所述注浆管底的封口即终止；

第四步桩底后注浆施工

①拔出所述护套管；

②注入的水泥浆加固桩孔内的沉渣与桩端持力层土。

与现有技术相比，本发明的优点在于：首先，使得盆形底扩底灌注桩的承载力值大 幅度提高；其二，采用旋挖取出干土，注入循环使用的护壁泥浆，实现泥浆的零排放环 保技术；其三，施工中待机率为零，所以施工效率极高，从而显著降低工程成本。

附图说明

图1为本发明的形状尺寸示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明施工程序示意图；

具体实施方式

如图1～3所示，本实施例采用三机即旋挖钻机(用于形成桩孔)、旋转铲挖机(用 于形成扩底)、吊机(用于安置钢筋笼与灌砼)在各桩孔内按作业程序流水施工的桩底后 注浆的盆形底扩底灌注桩。

本发明采用盆形底的扩底灌注桩；该盆形底的尺寸可以通过改变旋转铲挖机的旋 挖斗的形状实现；

图1为盆形底的扩底灌注桩的形状尺寸，其尺寸设置为

D/d≤2.5，b/h＝1/4～1/2；

对于砂土b/h＝1/4，α＝14°；

对于粉土、粘性土b/h＝1/3～1/2，α＝18.5°～27°；

式中D为所述桩底直径；d为所述桩直径；

b为D-d/2；      h为所述桩底高度；

α为所述桩底直径与所述桩直径之间的夹角；

本实施例的扩底灌注桩也可以采用圆弧底；该圆弧底与所述盆形底的地基土的反 力是相同的，为便于旋挖扩底施工，多数采用盆形底形状尺寸。

本发明的施工程序是(参见图3所示)：

第一步旋挖钻机旋挖桩孔施工

①在设计桩位的桩孔的上口沉入护套管1；采用旋挖钻机挖除干土，同时在桩孔 内注入护壁泥浆2，完成桩的成孔转入下一桩位；

②旋挖钻机在设计桩位校正垂直，旋挖取出土颗粒，同时将预先存放在泥浆罐 内的泥浆泵送入桩孔内，稳定桩孔內壁的护壁泥浆2，直至设计桩孔底，旋挖钻机退 出桩孔；

第二步专用旋挖铲斗扩底施工

①专用旋挖铲斗机在桩孔上口护套管1就位，校正垂直，插入旋挖铲斗至桩 孔的底部，校正垂直；

②旋挖铲斗按设汁扩底的直径分4-6次将铲口扩大，旋挖时土颗粒由铲口进 入铲斗腔，旋挖铲斗的直径回缩到最小状态，提出桩孔上口护套管1弃土颗粒，遂 次加大旋挖铲斗的直径旋挖取土颗粒、旋挖铲斗直経回缩、旋挖铲斗提出管口弃土， 直到设汁扩底的直径终止；

③在桩孔內插入超声波检测仪，检查桩孔內的桩径、扩底形状与直径是否满 足设计要求，或须补修，达到合格打印成为桩的验收资料，专用旋挖铲斗拔出护套 管1的上口退出；

第三步吊机辅助施工

①钢筋笼由竖向钢筋、钢箍与二根注浆管3焊接而成钢筋笼4，注浆管底封口 (该封口可以采用自行车内胎套)，避免泥浆浸入，由吊机将钢筋笼4吊入桩孔內；

②由吊机协助在钢筋笼中心放置灌砼的导管，导管的底距桩孔底的距离约 500mm，按扩底直径砼灌注后的高度≥1m的首次灌入砼量，保证砼灌注后导管插入砼 5内深度≥500mm，按水下砼施工工艺施工，包括桩孔内砼5的升高，导管相应缩短， 但必须保证导管插入砼5内的深度≥500mm-2000mm，避免钻孔泥浆浸入桩体砼；

③随着桩孔内砼灌注过程须随时回收桩孔内的护壁泥浆，不能溢出污染场地， 回收泥浆存放在鉄箱内，待处理后再用；

④桩孔内砼灌注完毕以后的24-72小时内，在注浆管2內用清水6高压泵送 开塞，击穿浆管2底的封口即终止；

第四步桩底后注浆施工

①拔出护套管1；

②注入的水泥浆7加固桩孔内的沉渣与桩端持力层土。

注浆管清水开塞后因桩砼己终凝，不会有堵管的现象，可以等候积累到可按连 续注浆施工时施工。

本发明的显著效果是使得承载力值大幅度提高；又采用旋挖取出干土，注入循 环使用的护壁泥浆，实现泥浆的零排放环保技术；成桩过程显示桩径与扩底直径的检 测，必要时可自动记录备案。

本发明实施例采用上述三机即旋挖钻机、旋转铲挖机、吊机，在不同的桩孔内按 程序流水施工的盆形底扩底灌注桩中，该旋挖钻机在A桩位完成桩孔即可转入B桩位， 完成B桩即可转入C桩位；旋转铲挖机在A桩位完成扩底，转入B桩位，在B桩位完 成扩底转入C桩位；吊机在A桩位完成上述内容即转入B桩位，在B桩位完成上述内 容转入C桩位；因此上述三机施工中的待机率为0％，因而施工效率极高，又可显著 降低工程成本。