阅读说明：本技术 旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩及其成桩方法 (Rotary-spraying expanding spiral soil-squeezing combined cast-in-place pile and pile forming method thereof ) 是由 王吉强 武娜 薛桂海 杨红杰 武腾飞 邢洪真 何道圆 李洪利 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩及其成桩方法,涉及建筑施工技术领域。该旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩及其成桩方法,包括以下步骤：第一步,施工地地质检测；第二步、钻具偏移理论校正；第三步,模拟装入钢筋笼；第四步,模拟灌注。本发明中通过对施工地的地质进行充分分析,并将地质特征结合计算机技术进行实况模拟,并且通过发明步骤中的解决方案,可以有效避免钻偏、钢筋上浮、堵管、桩体断裂以及孔坍塌等问题,在模拟达到相关施工规范后再进行实施,防止了返工情况的产生。(The invention provides a jet grouting expanded diameter spiral soil squeezing combined cast-in-place pile and a pile forming method thereof, relating to the technical field of building construction. The jet grouting expanding spiral soil-squeezing combined cast-in-place pile and the pile forming method thereof comprise the following steps: firstly, geological detection of a construction site; secondly, correcting the drilling tool offset theory; step three, simulating and loading the steel reinforcement cage; and fourthly, simulating perfusion. According to the invention, the geology of the construction site is fully analyzed, the geological characteristics are combined with the computer technology for live simulation, and the problems of drilling deviation, steel bar floating, pipe blocking, pile body fracture, hole collapse and the like can be effectively avoided through the solution in the steps of the invention, and the simulation is implemented after reaching the relevant construction specifications, so that the occurrence of rework condition is prevented.)

旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩及其成桩方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体为旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩及其成桩方法。

背景技术

灌注桩是一种就位成孔，灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。常用的有：（1）钻孔灌注桩：用螺旋钻机、潜水钻机等就地成孔灌注混凝土而成桩，施工时无振动、不挤土，但桩的沉降量稍大。目前在高层建筑和桥梁等大型工程中推广应用的大直径钻孔灌注桩多用此法施工，桩径多在1m以上，桩底部还可扩孔，单桩承载能力可达数千吨。（2）沉管灌注桩：用锤击或振动将带有钢筋混凝土桩靴（桩尖）或活瓣式桩靴的钢管沉入土中，然后灌注混凝土同时拔管而成桩。用锤击沉管、拔管者称锤击灌注桩；用激振器的振动沉管、拔管者称振动灌注桩。此法成桩易发生断桩、缩颈、吊脚桩、桩靴进水和进泥等弊病，施工中注意检查并及时处理。此外，还有用炸药使桩孔底部形成扩大头以增大承载能力的爆扩灌注桩。

由于具体施工地的地质原因，使得在钻入的过程中不可避免地会产生钻偏的情况，一旦钻偏对后期的建筑工程会产生极大的不利影响，且在日常施工过程中还会出现钢筋上浮、堵管、桩体断裂以及孔坍塌的情况，这些问题急需解决。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩及其成桩方法，解决了施工过程中产生钻偏、钢筋上浮、堵管、桩体断裂以及孔坍塌而无法在施工过程中有效避免的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩及其成桩方法，包括以下步骤：

第一步：施工地地质检测

对施工地的地质特征进行检测，分析钻孔位置从上到下的土层分布，并将获得的数据生成钻孔位置的地质特征模拟图像，接着使用模拟的钻孔机在电脑上结合地质特征进行钻孔，过程中分析出钻具进行偏移的位置，并经该位置的地质特征剥离出来，该钻孔机的转杆部分为双层，所述钻孔机的钻具为在钻头连接钻杆位置的侧壁设置螺旋形凸块，且在螺旋形凸块的间距之间设置有两个对称的旋喷孔，在所述钻头的侧壁且位于钻头头部和螺旋形凸块之间转动连接有转动调整套，所述转动调整的下侧面向外侧倾斜，且斜面处设置有一个喷出调整孔；

第二步：钻具偏移理论校正

从剥离出来的地质特征模拟图像内得到孔壁位置是否遇到岩石，经过分析后得到岩石的类型以及块粒大小以及与钻孔的重合度，接着使用钻具从与岩石重合度最大的一侧缩小旋喷半径，并且喷出调整孔从重合度小的一侧向下喷气，在钻到岩石下方后保持喷出调整孔的位置不变，与岩石重合侧的旋喷孔喷压提高另一个下降，这样在岩石下方即可完成扩径，另一侧旋喷高度范围内半径减小；

第三步：模拟装入钢筋笼

从钻具中部吸出土屑后完成清孔后，之后从旋喷孔处随钻具上移喷出泥浆，之后将钢筋笼从孔的顶部随钻具下移带入所钻孔内，过程中根据上次喷出泥浆的厚度选择是否喷出第二次，若过程中钢筋笼产生偏移，钻具在偏向侧的30°～45°范围内加厚泥浆喷出，另一侧的旋喷孔停止喷出，直至钢筋笼恢复竖直恢复初始工作状态；

第四步：模拟灌注

从钻具的底部喷出混凝土，过程中钻具逐渐向上移动，在两个旋喷孔处从孔底部向上按吸力逐渐下降的方式进行吸气，在模拟完成后进行现场施工。

优选的，两个所述旋喷孔分别连接一根管道，且该管道位于转杆的双层之间。

优选的，所述转动调整套的内部设置有与喷出调整孔连接的通道，所述转动调整内部设置有用于自身转动的动力。

优选的，所述钻具转杆的内部设置有喷出高压气体的管道，该管道下端连接向转动调整套内的通道，且位于转杆的双层之间。

优选的，在所述灌注期间钻具的端部严禁移出混凝土表面，控制喷出调整孔位于混凝土表面1～3mm处。

优选的，所述钻孔的顶部在下转时装入护筒，在灌注完成后将护筒拔出。

（三）有益效果

本发明提供了旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩及其成桩方法。具备以下有益效果：

本发明中通过对施工地的地质进行充分分析，并将地质特征结合计算机技术进行实况模拟，并且通过发明步骤中的解决方案，可以有效避免钻偏、钢筋上浮、堵管、桩体断裂以及孔坍塌等问题，在模拟达到相关施工规范后再进行实施，防止了返工情况的产生。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

本发明实施例提供旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩及其成桩方法，包括以下步骤：

第一步：施工地地质检测

对施工地的地质特征进行检测，分析钻孔位置从上到下的土层分布，并将获得的数据生成钻孔位置的地质特征模拟图像，这样根据地质特征模拟图像可以分析出施工地钻孔位置的土壤与岩石的分布，接着使用模拟的钻孔机在电脑上结合地质特征进行钻孔，过程中分析出钻具进行偏移的位置，并经该位置的地质特征剥离出来，偏移的产生原因为岩石对钻具的阻力作用而产生，该钻孔机的转杆部分为双层，其分为外管和内管，内管用于吸除土屑和灌注入混凝土，钻孔机的钻具为在钻头连接钻杆位置的侧壁设置螺旋形凸块，且在螺旋形凸块的间距之间设置有两个对称的旋喷孔，两个旋喷孔分别连接一根管道，且该管道位于转杆的双层之间，在钻头的侧壁且位于钻头头部和螺旋形凸块之间转动连接有转动调整套，转动调整的下侧面向外侧倾斜，且斜面处设置有一个喷出调整孔，转动调整套的内部设置有与喷出调整孔连接的通道，转动调整内部设置有用于自身转动的动力，在转动调整套转动后，喷出调整孔会跟随转动，但是喷出调整孔依旧与通道保持连接，钻具转杆的内部设置有喷出高压气体的管道，该管道下端连接向转动调整套内的通道，且位于转杆的双层之间，在喷出调整孔喷气后由于钻孔底部的阻碍作用，使得内管内的气压升高，可以促进土屑的吸出；

第二步：钻具偏移理论校正

从剥离出来的地质特征模拟图像内得到孔壁位置是否遇到岩石，经过分析后得到岩石的类型以及块粒大小以及与钻孔的重合度，若岩石的可聊较小且其大径大于内管的直径，设置钻具悬停2～3分钟，在岩石与螺旋形凸块的作用下变成小的颗粒，这样方便从内管吸出，避免发生堵管的情况，接着使用钻具从与岩石重合度最大的一侧缩小旋喷半径，并且喷出调整孔在转动调整套内部动力的作用下转动到重合度小的一侧，之后向下喷气，在钻到岩石下方后保持喷出调整孔的位置不变，与岩石重合侧的旋喷孔喷压提高另一个下降，这样在岩石下方即可完成扩径，另一侧旋喷高度范围内半径减小，由于岩石位置的半径变化，使得岩石的阻力作用对混凝土推动钢筋笼上浮的力度，岩石下方扩径后的空间可以容纳混凝土，该空间还可以是凝固后的混凝土和岩石受到震动后产生变形的让位空间；

第三步：模拟装入钢筋笼

从钻具中部的内管处吸出土屑完成清孔后，具体从钻头的中部吸入内管，之后从旋喷孔处随钻具上移喷出泥浆，之后将钢筋笼从孔的顶部随钻具下移带入所钻孔内，过程中根据上次喷出泥浆的厚度选择是否喷出第二次，在厚度达不到相关施工要求后进行第二次喷浆，若过程中钢筋笼产生偏移，钻具在偏向侧的30°～45°范围内加厚泥浆喷出，另一侧的旋喷孔停止喷出，直至钢筋笼恢复竖直恢复初始工作状态；

第四步：模拟灌注

从钻具的底部喷出混凝土，过程中钻具逐渐向上移动，在两个旋喷孔处从孔底部向上按吸力逐渐下降的方式进行吸气，这样可以促进混凝土中的空气排出，在灌注期间钻具的端部严禁移出混凝土表面，控制喷出调整孔位于混凝土表面1～3mm处，在模拟完成后进行现场施工。

钻孔的顶部在下转时装入护筒，在灌注完成后将护筒拔出。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。