新型變剛度復(fù)合樁及其施工方法和施工方法中采用的長螺旋鉆機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑基礎(chǔ)工程領(lǐng)域，尤其涉及一種新型變剛度復(fù)合粧。本發(fā)明還涉及新型變剛度復(fù)合粧的施工方法。本發(fā)明還涉及上述施工方法中采用的長螺旋鉆機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥土復(fù)合粧的結(jié)構(gòu)是外層為水泥土，內(nèi)層為高強(qiáng)度芯粧，屬于基粧范疇，施工方法為植粧法。與同徑的鉆孔灌注粧及預(yù)應(yīng)力管粧相比，該復(fù)合粧能提高單粧承載力，明顯降低材料成本，無泥漿排放及擠土效應(yīng)。根據(jù)工程不同用途，可以選擇不同規(guī)格或類型的芯粧。
[0003]目前國內(nèi)水泥土形成主要方法是采用高壓旋噴法或深層攪拌法將預(yù)制好的水泥漿液與地基土進(jìn)行混合而成，受地層變化及施工設(shè)備的限制，水泥漿液與地基土無法充分?jǐn)嚢杈鶆?，使水泥土層的?qiáng)度以及其他各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)表現(xiàn)較差，從而影響芯粧與水泥土之間的結(jié)合力，降低芯粧的承載能力，導(dǎo)致增大芯粧的沉降量；另外，由于水泥土均勻性差，在芯粧植入時(shí)還會產(chǎn)生側(cè)向擠土效應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于【背景技術(shù)】存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在施工過程中對周圍土體影響較小、不會產(chǎn)生廢棄泥漿且承載能力更高的新型變剛度復(fù)合粧。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還包括提供一種上述新型變剛度復(fù)合粧的施工方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還包括提供一種上述施工方法中采用的長螺旋鉆機(jī)。
[0005]本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案來完成的:新型變剛度復(fù)合粧，包括置換層和芯粧，芯粧豎向分布于置換層中心，所述置換層包含攪拌均勻的水泥和/或泥土和/或建筑垃圾和/或煤渣和/或礦渣和/或工業(yè)廢料，構(gòu)成所述置換層的原料在初始灌入粧孔時(shí)處于超流態(tài)狀態(tài)；所述芯粧端部距離粧孔底部間隔一定距離，粧孔中的所述置換層由沿高度方向分布的多段不同剛度的功能層構(gòu)成。
[0006]本發(fā)明還提供了上述新型變剛度復(fù)合粧的施工方法，包括以下步驟:
(1)用振動或錘擊或靜壓方式向粧位中心土層沉入鋼套管，鋼套管直徑大于芯粧直徑10?80cm，當(dāng)粧基涉及的工程帶有地下建筑或預(yù)留沉降高度時(shí)，所述鋼套管長度等于或略高于芯粧植入水泥土漿中后漿面的上升高度與空灌高度之和；當(dāng)粧基涉及的工程不帶地下建筑并預(yù)留沉降高度時(shí)所述鋼套管長度等于或略高于芯粧2植入水泥土漿中后漿面的上升高度；
(2)用長螺旋鉆機(jī)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)粧底標(biāo)高，在鉆進(jìn)同時(shí)，利用鉆進(jìn)取出的土，按照規(guī)定的配合比，在地表用高速攪拌機(jī)制成超流態(tài)的水泥土漿；
(3)再用專用泵將水泥土漿通過長螺旋鉆機(jī)鉆桿內(nèi)腔壓入粧孔內(nèi)，邊旋轉(zhuǎn)邊上提長螺旋鉆機(jī)鉆桿，通過計(jì)算芯粧插入水泥土漿中的溢出量確定芯粧上拔過程中的停止壓漿位置，該停止壓漿位置以使芯粧插入水泥土漿中后向上滿起的水泥土漿接近粧孔最上端為準(zhǔn)；
(4)將芯粧由粧孔中心植入粧孔中的水泥土漿內(nèi)；
(5)在水泥土漿初凝之前拔出鋼套管。
[0007]本發(fā)明還提供了上述新型變剛度復(fù)合粧的施工方法采用的長螺旋鉆機(jī)，所述長螺旋鉆機(jī)為雙動力雙鉆桿長螺旋鉆機(jī)，雙動力雙鉆桿長螺旋鉆機(jī)包括機(jī)座，所述機(jī)座上設(shè)置有橫向軌道，橫向軌道上設(shè)置鉆機(jī)本體，所述鉆機(jī)本體配置有橫向驅(qū)動裝置以驅(qū)動其橫向移動，所述鉆機(jī)本體上設(shè)置有至少兩排鉆機(jī)架，每個(gè)鉆機(jī)架上均設(shè)置有螺旋鉆機(jī)和鉆桿，所述橫向驅(qū)動裝置和螺旋鉆機(jī)均與PLC連接。
[0008]本發(fā)明提供的新型變剛度復(fù)合粧及其施工方法具有以下有益效果:
(I)采用長螺旋鉆桿(尤其是雙動力雙鉆桿長螺旋鉆機(jī))取土成孔，利用原土或其他廉價(jià)材料造漿，減少土方外運(yùn)，做到資源循環(huán)利用，同時(shí)采用鉆桿快速連接技術(shù)，粧長可以超過70m，解決了軟土地區(qū)粧長受限問題。
[0009](2)由于在地表制作水泥土漿，可實(shí)行水泥土配合比個(gè)性化，精細(xì)化控制，故水泥土強(qiáng)度與均勻性更有保證，同時(shí)采用高速攪拌制成超流態(tài)水泥土漿，能提高水泥土強(qiáng)度，在芯粧植入時(shí)漿液上溢而不產(chǎn)生側(cè)向擠土效應(yīng)。
[0010](3)采用下沉一定長度鋼套管，鋼套管深度內(nèi)不用壓漿，節(jié)省水泥用量，同時(shí)還消除在芯粧植入時(shí)水泥土漿排放至地表而污染環(huán)境。
[0011](4)通過壓入不同剛度的材料后，能夠適應(yīng)不同土質(zhì)和土層的剛度要求，可在不降低剛度和摩阻力的前提下節(jié)省材料成本的目的，甚至有所提高。
[0012]同傳統(tǒng)復(fù)合粧工法相比，水泥用量降低約30%，施工效率提高50%以上。
[0013]
【附圖說明】
[0014]本發(fā)明有如下附圖:
圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施例提供的新型變剛度復(fù)合粧的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明第二種實(shí)施例提供的新型變剛度復(fù)合粧的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明第三種實(shí)施例提供的新型變剛度復(fù)合粧的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明第四種實(shí)施例提供的新型變剛度復(fù)合粧的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明第五種實(shí)施例提供的新型變剛度復(fù)合粧的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
[0019]圖6為步驟(I)之前沉入鋼套管時(shí)的操作示意圖。
[0020]圖7為步驟(I)用長螺旋鉆機(jī)鉆桿鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)粧底標(biāo)高的操作示意圖。
[0021]圖8為步驟(2)邊壓漿邊旋轉(zhuǎn)上提鉆桿的操作示意圖。
[0022]圖9為步驟(3)植入芯粧的操作示意圖。
[0023]圖10為步驟(4)拔出鋼套管的操作示意圖。
[0024]圖11為芯粧中注入有置換層材料的新型變剛度復(fù)合粧的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
[0025]圖12為雙動力雙鉆桿長螺旋鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]附圖表示了本發(fā)明的技術(shù)方案及其實(shí)施例，下面再結(jié)合附圖進(jìn)一步描述其實(shí)施例的各有關(guān)細(xì)節(jié)及其工作原理。
[0027]參照圖1所示，本發(fā)明第一種實(shí)施例提供的新型變剛度復(fù)合粧，包括置換層I和芯粧2，芯粧2包括砼方粧或預(yù)應(yīng)力管粧或鋼管粧或型鋼等，芯粧2豎向分布于置換層I中心，所述置換層I包含攪拌均勻的水泥和/或泥土和/或建筑垃圾和/或煤渣和/或礦渣和/或工業(yè)廢料，即可以用水泥與泥土、建筑垃圾、煤渣、礦渣和工業(yè)廢料其中之一混合攪拌均勻，也可以與其中的幾種混合攪拌均勻，該廉價(jià)材料以鉆孔產(chǎn)生的原土為主，為了增強(qiáng)強(qiáng)度還可以再加入砂子和細(xì)石等，構(gòu)成所述置換層I的原料在初始灌入粧孔時(shí)處于超流態(tài)狀態(tài)(該超流態(tài)狀態(tài)以使芯粧2在插入剛注入的置換層I時(shí)不會對粧孔側(cè)壁產(chǎn)生大力擠壓，而只會向上升起液面的狀態(tài)為準(zhǔn))，以便芯粧2能夠插入而不產(chǎn)生側(cè)向擠土 ；所述芯粧2端部距離粧孔底部間隔一定距離，粧孔中的所述置換層I由沿高度方向分布的多段不同剛度的功能層構(gòu)成，功能層包括處于粧孔底部的高強(qiáng)承載端11和上水泥土層12，高強(qiáng)承載端11采用強(qiáng)度遠(yuǎn)高于上水泥土層12的材料，高強(qiáng)承載端11包括水泥砂漿或細(xì)石混凝土，上水泥土層12 一般采用上述廉價(jià)材料與水泥等混合攪拌而成。本實(shí)施例提供的新型變剛度復(fù)合粧具有以下有益效果:1)提高單粧的承載能力，減小粧頂沉降，開發(fā)利用粧端持力層承載潛力；2)由于單粧承載能力提高，可通過優(yōu)化基粧設(shè)計(jì)方案(如縮短粧長，減少粧數(shù)，減小粧徑)，降低工程造價(jià)；3)通過壓入不同剛度的材料后，能夠適應(yīng)不同土質(zhì)和土層的剛度要求，可在不降低剛度和摩阻力的前提下節(jié)省材料成本的目的，甚至有所提高。
[0028]參照圖11所示，在上述第一種實(shí)施例中，所述芯粧2帶有內(nèi)孔21，內(nèi)孔21中注滿置換層材料。注滿芯粧2內(nèi)孔21的置換層I材料可提高芯粧的承載力和強(qiáng)度
參照圖2所示，本發(fā)明第二種實(shí)施例提供的新型變剛度復(fù)合粧與第一種實(shí)施例基本相同，區(qū)別僅在于:所述功能層包括上水泥土層12和下高強(qiáng)材料層13，下高強(qiáng)材料層13采用強(qiáng)度遠(yuǎn)高于上水泥土層12的材料，所述芯粧2端部進(jìn)入下高強(qiáng)材料層13，下高強(qiáng)材料層13包括水泥砂漿或細(xì)石混凝土。
[0029]參照圖3所示，本發(fā)明第三種實(shí)施例提供的新型變剛度復(fù)合粧與第一種實(shí)施例基本相同，區(qū)別僅在于:所述功能層包括上水泥土層12和下高強(qiáng)材料層13，下高強(qiáng)材料層13采用強(qiáng)度遠(yuǎn)高于上水泥土層12的材料，所述芯粧2整體處于上水泥土層12中，下高強(qiáng)材料層13包括水泥砂漿或細(xì)石混凝土。
[0030]參照圖4所示，本發(fā)明第四種實(shí)施例提供的新型變剛度復(fù)合粧與第