螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法与流程

本发明涉及一种螺旋挤土灌注砼成桩方法，特别涉及一种螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法。

背景技术：

根据螺旋挤土灌注桩技术规程J12203-2012，螺旋挤土灌注桩包括双向螺旋挤土桩和螺杆桩的总称。螺旋挤土桩是一种通过大扭矩动力头带动钻具旋转挤土或半挤土成孔压灌砼，后插钢筋笼成桩的一种施工工艺。这种施工工艺的优点为：单桩承载力高，可节约大量的建筑材料，施工速度快，可节约工期，挤土灌注桩，没有泥浆，排放的渣土量也非常少，比较环保。但是这种施工工艺在应用过程中存在以下不足：一、压灌砼护壁成桩反插钢筋笼的工艺要求砼必须灌注到地面，否则钢筋笼就无法正常安装到位。如此一来有地下室的工程，桩顶标高在地面以下较深的桩，在施工时就会造成大量的砼浪费，且还会增加清凿桩头的费用；二、利用振动器反插钢筋笼的工艺目前虽然非常成熟，但是受施工现场的砼塌落度、钢筋笼垂直度及刚度、工人的操作水平等不利因素的影响，仍然避免不了个别钢筋笼安装不到位，且也有部分钢筋笼在安装中会产生安装不居中，保护层不足的现象。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法，不仅能保持螺旋挤土灌注桩的优点，而且可以解决螺旋挤土灌注桩的不足。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法,包括以下步骤:

（1）在螺旋挤土灌注桩机上安装另外一套中空结构动力头Ⅱ，动力头Ⅱ位于螺旋挤土灌注桩机的动力头Ⅰ下方，且动力头Ⅱ为中空结构，且中孔直径大于螺旋挤土灌注桩钻具的最大直径；

（2）动力头Ⅱ下面连接带有反向螺旋的套管，动力头Ⅱ和套管之间采用快速接头连接，且套管下端镶装有钻齿，动力头Ⅰ连接的钻具能够从动力头Ⅱ和套管穿过；

（3）螺旋挤土灌注桩机就位后启动动力头Ⅰ正向旋转向下钻进成孔，然后启动动力头Ⅱ反向旋转向下跟进套管，直至动力头Ⅰ的钻具和动力头Ⅱ的套管钻进到了设计深度后停止钻进；

（4）启动管路连接在动力头Ⅰ上的砼泵向孔内泵送砼同时启动动力头Ⅰ旋转并向上提升，直至砼的泵送量达到套管下端以上的一定距离位置处，停止泵送砼，动力头Ⅰ继续向上提升，同时动力头Ⅱ与套管分离，向上提升动力头Ⅱ至一定高度，直至动力头Ⅰ钻具完全提出套管；

（5）将预先制作的钢筋笼沿套管轴线向下安放至设计高度，套管能够保证钢筋笼居中安装且保护层满足设计要求；

（6）移动钻具再次对准套管轴线，并向套管内泵送砼，直至达到设计桩顶标高；

（7）停止泵送砼后，移动动力头Ⅱ与套管连接，启动动力头Ⅱ旋转并向上提升，直至套管全部离开土层即可成桩；

（8）移动螺旋挤土灌注桩机至下一桩位施工。

上述螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法,根据设计需要在套管拔出时，采用反向旋转形成与套管外螺纹等直径的圆柱形桩体。

上述螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法,在套管拔出时采用同步技术正向旋转，使套管沿螺旋退出形成表面带有浅螺纹的桩体。

上述螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法,根据设计需要，在套管拔出时，先采用同步技术正向旋转，拔出一定距离之后，再反向旋转，拔出套管后，形成下部带有浅螺纹上部为圆柱形的桩体。

上述螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法,根据地质情况及设计需要在钻进时，套管停止钻进后，动力头Ⅰ带动钻具继续向下钻进一定深度后，再停止钻进，然后向孔内灌注砼，可形成下部与钻具同直径，上部与套管同直径的变径桩。

上述螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法,根据地质情况及设计需要在钻具钻深超过套管时，向孔内灌注砼形成变径桩时，套管拔出时先采用正向同步技术沿螺旋退出一定距离后，再反向旋转提出地面后，能够形成下部与钻具同直径，中部带有浅螺纹，上部与套管外螺纹同直径的变径桩。

上述螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法,根据设计需要，在套管拔出时，根据地质情况不断调整旋转方向，拔出套管后可形成多次变径桩。

上述螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法,根据设计需要，在套管拔出时，根据地质情况不断调整旋转方向，拔出套管后可形成与套管同直径且浅螺纹与圆柱形交替变化的桩。

上述螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法,钻具钻深超过套管时向孔内灌注砼形成变径桩时，套管拔出时根据地质情况的变化，不断变化旋转方向，能够形成下部与钻具同直径，上部为与套管同直径且浅螺纹与圆柱形交替变化的多次变径桩。

本发明的有益效果是：动力头Ⅰ与动力头Ⅱ配合，调整套管拔出及旋转方向形成不同形状的桩，不仅能保持螺旋挤土灌注桩的优点，而且可以解决螺旋挤土灌注桩的不足；因为套管的设置，砼不需要灌注到地面。

附图说明

图1为螺旋挤土灌注桩机动力部分的结构示意图；

图2为圆柱形桩体的结构示意图；

图3为表面带有浅螺纹的桩体结构示意图；

图4下部带有浅螺纹上部为圆柱形的桩体结构示意图

图5为下部与钻具同直径、上部与套管同直径变径桩结构示意图；

图6为下部与钻具同直径，中部带有浅螺纹，上部与套管外螺纹同直径的变径桩结构示意图；

图7为浅螺纹与圆柱形交替变化的桩示意图；

图8为下部与钻具同直径，上部为与套管同直径且浅螺纹与圆柱形交替变化的多次变径桩示意图。

图中1. 动力头Ⅰ，2. 动力头Ⅱ，3. 钻具， 4. 套管， 5. 反向螺旋。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

一种螺旋挤土成孔套管跟进灌注砼成桩方法，包括以下步骤：

（1）参考图1，在螺旋挤土灌注桩机上安装另外一套中空结构动力头Ⅱ2，动力头Ⅱ2位于螺旋挤土灌注桩机的动力头Ⅰ1下方，且动力头Ⅱ2为中空结构，且中孔直径大于螺旋挤土灌注桩钻具3的最大直径；

（2）动力头Ⅱ2下面连接带有反向螺旋5的套管4，动力头Ⅱ2和套管4之间采用快速接头连接，且套管下端镶装有钻齿，以保证套管能有效切削土及岩石，动力头Ⅰ1连接的钻具3能够从动力头Ⅱ2和套管4穿过；

（3）螺旋挤土灌注桩机就位后启动动力头Ⅰ1正向旋转向下钻进成孔，然后启动动力头Ⅱ2反向旋转向下跟进套管4，直至动力头Ⅰ1的钻具3和动力头Ⅱ2的套管4钻进到了设计深度后停止钻进；

（4）启动管路连接在动力头Ⅰ1上的砼泵向孔内泵送砼同时启动动力头Ⅰ1旋转并向上提升，直至砼的泵送量达到套管4下端以上的一定距离位置处，停止泵送砼，停止泵送砼的位置应依据地质及地下水情况具体确定，既要使砼的压力足以保持动力头Ⅰ1钻具3产生的挤土效应，又要保证地下水不能灌入套管4内，动力头Ⅰ1继续向上提升，同时动力头Ⅱ2与套管4分离，向上提升动力头Ⅱ2至一定高度，直至动力头Ⅰ1钻具3完全提出套管4；

（5）将预先制作的钢筋笼沿套管4轴线向下安放至设计高度，套管4能够保证钢筋笼居中安装且保护层满足设计要求；

（6）移动钻具3再次对准套管4轴线，并向套管4内泵送砼，直至达到设计桩顶标高，砼的泵送量要计算足够的充盈量以保证套管4提出后砼的顶标高达到设计及规范要求；

（7）停止泵送砼后，移动动力头Ⅱ2与套管4连接，启动动力头Ⅱ2旋转并向上提升，直至套管4全部离开土层即可成桩；

（8）移动螺旋挤土灌注桩机至下一桩位施工。

实施例1

参考图2，根据设计需要在套管4拔出时，采用反向旋转形成与套管4外螺纹等直径的圆柱形桩体。

实施例2

参考图3，根据设计需要在套管4拔出时采用同步技术正向旋转，使套管4沿螺旋退出形成表面带有浅螺纹直径且与钻具3同直径的桩体。

实施例3

参考图4，根据设计需要，在套管4拔出时，先采用同步技术正向旋转，拔出一定距离之后，再反向旋转，拔出套管4后，形成下部带有浅螺纹上部为圆柱形的桩体。

实施例4

参考图5，根据地质情况及设计需要，在套管4停止钻进后，动力头Ⅰ1带动钻具3继续向下钻进一定深度后，再停止钻进，然后向孔内灌注砼，可形成上部与套管4同直径，下部与钻具3同直径的变径桩。

实施例5

参考图6，根据地质情况及设计需要在钻具3钻深超过套管4时，向孔内灌注砼形成变径桩时，套管4拔出时先采用正向同步技术沿螺旋退出一定距离后，再反向旋转提出地面后，能够形成下部与钻具3同直径，中部带有浅螺纹，上部与套管4外螺纹同直径的变径桩。

实施例6

如图7所示根据设计需要，在套管4拔出时，根据地质情况不断调整旋转方向，拔出套管4后可形成与套管4同直径且浅螺纹与圆柱形交替变化的桩。

实施例7

如图8，在钻具钻深超过套管时向孔内灌注砼形成变径桩时，套管4拔出时根据地质情况的变化，不断变化旋转方向，能够形成下部与钻具同直径，上部为与套管4同直径且浅螺纹与圆柱形交替变化的多次变径桩。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施方式。但是凡是未脱离本发明技术原理的前提下，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与改型，皆应落入本发明的专利保护范围。