CN112832234A - 一种用于地基加固的旋扩桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于地基加固的旋扩桩及其施工方法，其技术方案为：包括桩基主体和注浆管，所述注浆管可拆卸连接于桩基主体内部；所述桩基主体包括依次连接的上桩段、中桩段、下桩段，中桩段分别与上桩段、下桩段铰接，在注浆管的旋转作用下中桩段能够撑开设定角度。本发明解决了打桩困难、桩的抗拔性差、成桩质量不高等问题，可以提供更高的承载力，加固地基，提高施工效率，缩短工期，减少钢筋混凝土材料的用量。

Description

一种用于地基加固的旋扩桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种用于地基加固的旋扩桩及其施工方法。

背景技术

在大基建时代，桩基工程发展迅速。钢管桩、灌注桩广泛应用于住宅、桥梁、隧道等建筑物的桩基础中，钢管桩优点是，施工速度快，成本较低，取用灵活；灌注桩的优点是，能在各种地基上施工，施工震动较小。二者都能提供较高的承载力。但钢管桩进行施工时，钻进底层难度大，且钢管桩与底层的接触面小，支撑力弱；灌注桩费工费时，成孔速度慢，泥渣污染环境。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于地基加固的旋扩桩及其施工方法，解决了打桩困难、桩的抗拔性差、成桩质量不高等问题，可以提供更高的承载力，加固地基，提高施工效率，缩短工期，减少钢筋混凝土材料的用量。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种用于地基加固的旋扩桩，包括桩基主体和注浆管，所述注浆管可拆卸连接于桩基主体内部；

所述桩基主体包括依次连接的上桩段、中桩段、下桩段，中桩段分别与上桩段、下桩段铰接，在注浆管的旋转作用下中桩段能够撑开设定角度。

作为进一步的实现方式，所述注浆管一端设有上部螺纹，另一端设有下部螺纹，注浆管中部设有中部螺纹；中部螺纹和下部螺纹用于连接桩基主体。

作为进一步的实现方式，所述注浆管侧面设有若干注浆孔。

作为进一步的实现方式，所述中部螺纹上侧设有加粗段。

作为进一步的实现方式，所述中桩段包括多组撑开板，每组撑开板有两个；两个撑开板铰接在一起，撑开板与上桩段、下桩段铰接。

作为进一步的实现方式，所述桩基主体的横截面呈矩形，所述中桩段包括四组撑开板。

作为进一步的实现方式，所述上桩段的周向设有若干桩壁孔。

作为进一步的实现方式，所述下桩段的端部呈棱锥形。

第二方面，本发明实施例还提供了用于地基加固的旋扩桩的施工方法，包括：

将所述旋扩桩竖直固定，并通过连接构件与打桩设备连接；

启动打桩设备，驱动旋扩桩旋转进行打桩工作；

打桩完毕后，将注浆管与旋转打桩设备连接；

启动打桩设备，驱动注浆管旋转，注浆管带动上桩段向下桩段靠近使中桩段撑开至设定角度；

向注浆管内注浆，浆液通过注浆孔、桩壁孔注满桩基主体以及桩周空隙。

作为进一步的实现方式，所述连接构件一端设有螺纹段，另一端设置开孔。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式的注浆管设置上部螺纹、中部螺纹和下部螺纹，上部螺纹与打桩设备连接，中部螺纹是为了在扩桩前使整个桩基主体内部固定，避免在旋转打桩过程中中桩段因受打桩锤冲击而扩开，下部螺纹与下桩段连接。

(2)本发明的一个或多个实施方式的注浆管设置加粗段，以便带动上桩段向下挤压；注浆管开设注浆孔以便注浆，配合桩基主体的桩壁孔，解决了注浆问题，缩短了施工周期。

(3)本发明的一个或多个实施方式的桩基主体的中桩段与上桩段、下桩段铰接，中桩段在注浆管的旋转作用下能够撑开，与周围的土体紧密连接，增强桩的抗拔力，提供更高的支撑力，加固浅层地基。

(4)本发明的一个或多个实施方式通过打桩设备驱动桩基主体的旋转来推进地层，推进到指定位置后，通过打桩设备驱动注浆管旋转来旋扩中桩段，旋扩完成后，用导管向注浆管内注浆，浆液通过注浆孔和桩壁孔注满空洞，注浆完成后，可以作为构筑物或建筑物的基础桩被使用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的旋扩桩主视图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的旋扩桩撑开状态主视图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的注浆管结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的中桩段结构示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的连接构件结构示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的上桩段结构示意图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的下桩段结构示意图；

图8是本发明根据一个或多个实施方式的剖面图；

其中，1－注浆管、2－上桩段、3－中桩段、4－下桩段、5－连接构件；

11－上部螺纹、12－注浆孔、13－加粗段、14－中部螺纹、15－下部螺纹、21－桩壁孔、22－第一螺纹孔、31－撑开板、41－第二螺纹孔、51－螺纹段、52－开孔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

实施例一：

本实施例提供了一种用于地基加固的旋扩桩,如图1和图2所示，包括桩基主体和注浆管1，所述注浆管1可拆卸连接于桩基主体内部。

在本实施例中，所述注浆管1采用钢管；可以理解的，在其他实施例中，注浆管1也可以采用其他金属材质。

进一步的，如图3所示，所述注浆管1顶端设有上部螺纹11，上部螺纹11用于连接打桩设备。注浆管1中部设有中部螺纹14，中部螺纹14上侧设置加粗段13，加粗段13为直径大于注浆管1主体的管段；中部螺纹14用于在扩桩工作前，保持桩基主体的中桩段3不在旋转打桩工作过程中因受力扩开，固定桩基主体。

注浆管1底端设有下部螺纹15，下部螺纹15用于与桩基主体的下桩段4连接，以完成扩桩工作。所述注浆管1的侧面沿其轴线方向间隔开设若干注浆孔12，浆液能够从注浆孔12中进入桩基主体。

进一步的，所述桩基主体的横截面呈矩形。桩基主体包括依次连接的上桩段2、中桩段3、下桩段4，其中，中桩段3分别与上桩段2、下桩段4铰接。上桩段2、中桩段3、下桩段4内部分别为中空结构。

如图6所示，上桩段2的侧面开设若干桩壁孔21，在本实施例中，上桩段2的每个面均设有桩壁孔21，且桩壁孔21均匀分布。桩壁孔21的分布个数根据实际注浆要求而定，桩壁孔21可以沿纵向分布多个，并可沿横向分布多排。

所述上桩段2底部设有第一螺纹孔22，第一螺纹孔22为内螺纹，其与注浆管1的中部螺纹14配合，实现注浆管1与上桩段2的连接。中部螺纹14与第一螺纹孔22连接后，加粗段13位于第一螺纹孔22上方，通过加粗段13带动上桩段2向下挤压，同时能够避免注浆管1旋转过程中出现轴向移动。

进一步的，如图7所示，下桩段4远离中桩段3的一端呈棱锥形。优选地，下桩段4端部为四棱锥形，能够起到良好的贯入和导向作用，提高旋扩桩的施工效率。

下桩段4顶部开设有第二螺纹孔41，如图8所示，第二螺纹孔41与注浆管1的下部螺纹15配合，实现注浆管1与下桩段4的连接。所述注浆管1的末端距下桩段4内部尖端有一定的距离。

为了配合桩基主体的矩形截面形状，中桩段3由四组撑开板31组成；每组具有两个撑开板21，两个撑开板21的端部铰接，其中一个撑开板21的另一端与上桩段2铰接，另一个撑开板21的另一端与下桩段4铰接。

注浆管1旋转时能够带动上桩段2向下桩段4靠近，以将中桩段3的铰接撑开板21撑开。如图2所示，撑开状态下，每组的两个撑开板21之间形成一定的夹角，以形成扩桩段(中桩段3)与周围地层紧密接触，提高桩的承载力，起到加固地基的作用；其扩张角度可根据需要设置，通过旋转注浆管1实现。

在本实施例中，所述撑开板21为钢板，当然，在其他实施例中，所述撑开板21也可以为其他金属材质的板。

实施例二：

本实施例提供了一种用于地基加固的旋扩桩的施工方法，采用实施例一所述的旋扩桩，包括以下步骤：

1)将旋转式打桩设备运输至施工位置并安装完毕。

2)将预制的所述旋扩桩通过固定装置进行竖直固定，再通过连接构件5与打桩设备连接。

其中，固定装置采用现有技术，只要能够实现对桩基主体的固定即可。

如图5所示，所述连接构件5包括连接主体和设于连接主体一端的螺纹段51，螺纹段51与打桩设备相连。连接主体远离螺纹段51的一端设置开孔52，开孔52具有一定深度，其目的是为注浆管1预留位置。

在本实施例中，连接主体为长方体块状结构，以卡设于桩基主体上桩段2的内部，实现连接构件5与旋扩桩的固定。

3)启动打桩设备，驱动旋扩桩旋转，而后驱动打桩锤冲击所述旋扩桩进行打桩工作。

4)打桩完毕后，将注浆管1通过上部螺纹11与旋转打桩设备连接。

5)启动打桩设备，驱动注浆管1旋转，通过注浆管的旋转带动上桩段2向下桩段4靠近，借此将中桩段3的撑开板31撑开，达到指定角度后停止旋转设备即完成旋扩工作。

6)通过导管向注浆管1内注浆，浆液通过注浆孔12、桩壁孔21注满整个桩基主体以及桩周空隙部分。注浆完成后，旋扩桩可以作为构筑物或建筑物的基础桩被使用。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于地基加固的旋扩桩，其特征在于，包括桩基主体和注浆管，所述注浆管可拆卸连接于桩基主体内部；

所述桩基主体包括依次连接的上桩段、中桩段、下桩段，中桩段分别与上桩段、下桩段铰接，在注浆管的旋转作用下中桩段能够撑开设定角度。

2.根据权利要求1所述的一种用于地基加固的旋扩桩，其特征在于，所述注浆管一端设有上部螺纹，另一端设有下部螺纹，注浆管中部设有中部螺纹；中部螺纹和下部螺纹用于连接桩基主体。

3.根据权利要求2所述的一种用于地基加固的旋扩桩，其特征在于，所述注浆管侧面设有若干注浆孔。

4.根据权利要求2所述的一种用于地基加固的旋扩桩，其特征在于，所述中部螺纹上侧设有加粗段。

5.根据权利要求1所述的一种用于地基加固的旋扩桩，其特征在于，所述中桩段包括多组撑开板，每组撑开板有两个；两个撑开板铰接在一起，撑开板与上桩段、下桩段铰接。

6.根据权利要求5所述的一种用于地基加固的旋扩桩，其特征在于，所述桩基主体的横截面呈矩形，所述中桩段包括四组撑开板。

7.根据权利要求1所述的一种用于地基加固的旋扩桩，其特征在于，所述上桩段的周向设有若干桩壁孔。

8.根据权利要求1所述的一种用于地基加固的旋扩桩，其特征在于，所述下桩段的端部呈棱锥形。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种用于地基加固的旋扩桩的施工方法，其特征在于，包括：

将所述旋扩桩竖直固定，并通过连接构件与打桩设备连接；

启动打桩设备，驱动旋扩桩旋转进行打桩工作；

打桩完毕后，将注浆管与旋转打桩设备连接；

启动打桩设备，驱动注浆管旋转，注浆管带动上桩段向下桩段靠近使中桩段撑开至设定角度；

向注浆管内注浆，浆液通过注浆孔、桩壁孔注满桩基主体以及桩周空隙。

10.根据权利要求9所述的一种用于地基加固的旋扩桩的施工方法，其特征在于，所述连接构件一端设有螺纹段，另一端设置开孔。

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