[发明专利]叶片式螺旋桩及螺旋桩打桩系统

说明书

本发明涉及打桩设备技术领域，公开了一种叶片式螺旋桩及螺旋桩打桩系统。该螺旋桩包括：螺旋桩桩端段，螺旋桩桩端段的外周侧固定有叶片，螺旋桩桩端段内部设有注浆管，且在螺旋桩桩端段的周侧设有连通于螺旋桩桩端段内部和外部的注浆孔，注浆管的底端由螺旋桩桩端段内部从注浆孔伸出，注浆管的顶端沿螺旋桩桩端段的轴向延伸。该打桩系统包括：钻机、注浆装置以及本发明的叶片式螺旋桩。本发明通过在螺旋桩桩端段内安装注浆管，从而实现了打桩后注浆技术，对螺旋桩周围土体的加固，提高了桩基承载力。

技术领域

本发明涉及打桩设备技术领域，特别是涉及一种叶片式螺旋桩及螺旋桩打桩系统。

背景技术

叶片式钢管螺旋桩是将带有螺旋叶片的钢管桩或预制桩通过打桩机拧入土中成桩的一种基础形式，已有二百多年的历史。叶片式钢管螺旋桩施工速度快、施工用地少、多根组合可达到的承载力高、适用地层广，若打桩机械能提供足够的扭矩，甚至可以在深厚冻土层中使用。此外，叶片式钢管螺旋桩施工绿色环保、施工噪声小、不污染环境；且可在工厂批量化生产，在现场机械化施工，施工完成后的部分桩基也可拔出重复利用，可减少资源浪费。鉴于以上优点，越来越多的工程如桥梁、房建、风力发电等工程的基础中开始使用叶片式钢管螺旋桩。就我国而言，目前的应用主要集中在防汛抢险、基坑支护、边坡加固、高层建筑物以及光伏电站基础等，涉及领域较多，应用范围较广。

由于受打桩机可提供扭矩的限制，叶片式钢管螺旋桩桩身直径较小，致使该桩侧阻力较低。因此，在桩身钢管的端部，设置有两个扩大的圆环钢板焊接在桩身上，称之为叶片，叶片扩大出来的部分，为桩提供了较高的端阻力，相对于侧阻力，端阻力要大很多。理论上叶片越大，端阻力就会越高，但叶片直径相对桩身而言也不能扩出太多，以免叶片受到过大的弯矩而使其从桩身焊接处折断。因此，该桩的一个典型缺点就是相对于大直径的混凝土桩基，承载力相对较低。因此，在满足桩身构造基础上，提高承载力是该桩型发展方向之一。

注浆法是一种常见的加固地层的方法，在螺旋桩中也有一定的应用，常见以下两种方法：

第一种是扩孔注浆螺旋桩。该方法是沿桩杆长度方向在周侧配置有至少一道螺旋叶片，将扩孔装置配置于所述桩身用于连接动力头的端部与任意所述螺旋叶片之间的部分,以在土层内沿所述桩杆的长度方向和周侧挤压土体。通过扩孔装置对土层的上部扩孔及注浆，在不改变规格的前提下,提高螺旋桩的承载能力。

第二种是旋入式予制砼螺旋桩成桩后高压注浆技术。该技术是将经搅拌后的水泥浆由高压注浆泵吸入后,经高压注浆泵的高压管路从予制砼螺旋桩桩芯孔的上端口注入,再由予制砼螺旋桩下端的喷嘴喷出,使喷出的水泥浆在予制砼螺旋桩桩尖的下方形成扩大头。对桩周土体的加固,是在高压注浆扩底完成后,沿予制砼螺旋桩的外壁继续注入水泥浆,直至予制砼螺旋桩周围形成加固层为止。

上述两种方法应用较多但仍有不足：

方法1适用于大直径桩基工程，且需要在螺旋桩施工过程中配合扩孔装置同时使用，施工复杂、扩孔装置费用高，对桩径较小的桩基础工程而言，增加了施工成本，经济性较差；同样方法2中的旋入式予制砼螺旋桩，虽然具有较高的承载力，但是桩型较大，运输不方便，仅适用于大型基础工程，且施工所需时间长。对于对承载力有一定要求但又不是非常高的工程和部分应急抢险工程来说不太适用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明实施例的目的是提供一种叶片式螺旋桩及螺旋桩打桩系统，以解决叶片式钢管螺旋桩的承载力较低的技术问题以及现有桩基注浆法适用于大型基础工程，导致施工工艺复杂、施工成本和桩型较大、运输不便的技术问题。

(二)技术方案