[发明专利]双套管式全回转超长桩施工工具及施工工法

说明书

本发明揭示了一种双套管式全回转超长桩施工工具及施工工法，施工工具包括外套管和内套管，外套管承受上段压力和摩擦阻力，内套管利用外套管内腔直接钻岩；全回转钻机先后对外套管和内套管施加力和扭力钻进或提拔，便于钻进更深的地方。施工工法对超长桩采用分段进行施工方法，增加了可施工桩长度，并通过回转钻机分别对外、内套管施工，拆分套管工作阻力，延伸回转钻机的工作长度。

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体而言，涉及一种双套管式全回转超长桩施工工具及施工工法。

背景技术

近年来，中国随着机场、桥梁、高层建筑等大型基建高速发展，大直径、超长灌注桩技术应用普遍。在穿越复杂软弱或高回填地层施工中，全套管全回转施工工艺因其具有成孔质量好、成桩质量稳定、施工噪音小的优点，桩基施工中得到广泛应用。但全套管全回转施工工艺施工过程中往往遇上如下情形：1.跟管施工工艺施工深度受外环境影响，随着施工深度的加大，管壁受摩擦阻力随之增大，钻深受到限制；2.桩孔深度很大时，需采用加厚套管，套管自重将进一步加大拔管负荷。需要更大型全回转钻机，但目前国内大型回转钻机数量较少，资源调用困难，使用成本也很高，生产投入很大。若不使用更大型设备，拔套管失败的机会很大，将造成巨大的经济损失。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种双套管式全回转超长桩施工工具及施工工法，利用双套管实现超长复杂地层中灌注桩施工。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一方面，提供了一种双套管式全回转超长桩施工工具，包括外套管和同轴的设于外套管内的内套管，内套管长度大于外套管，所述外套管和内套管沿轴向分成数段连接段，各连接段间为可拆卸连接。

进一步地，所述连接段之间设有通过螺栓连接。

进一步地，所述连接段管壁下端间隔设有凸块，上端外壁上开设有适配凸块插入的凹槽，插入处螺栓连接将各连接段装配。

进一步地，所述内套管和外套管的钻入端可拆卸地连接有钻刃。

另一方面，本发明还提供了一种双套管式全回转超长桩施工工法，该工法包括以下步骤：1)测量定点桩心，准备多段直径与设计桩径相匹配的外套管和直径小于外套管400mm的内套管；2)将外套管与全回转钻机连接，启动全回转钻机压入外套管，压入过程中不断取土，在外套管即将钻至岩层时连接合适长度外套管连接段，将外套管最下端的圆截面完全钻入岩层；3)将内套管与全回转钻机连接，启动全回转钻机压入内套管，压入过程不断取土，将内套管压入桩底设计标高处；4)安置钢筋笼，通过灌注导管开始灌注混凝土，当混凝土灌注至最下层溶洞所处深度时，向上提拔内套管，并实时测量混凝土液面标高，当灌注的混凝土液面稳定上升时再继续提升内套管；5)当内套管提升至外套管管底以上时，使用全回转钻机提升拆除内套管；6)拆除内套管后，边灌注混凝土边向上提升灌注导管，使灌注导管埋在混凝土液面以下3m-6m，当灌注混凝土至预设标高后，使用全回转钻机提升拆除外套管；7)拆除外套管和灌注导管。

进一步地，所述步骤2)中，连接合适长度外套管连接段后，当外套管底部截面完全钻入岩层时，外套管位于全回转钻机楔形夹夹紧装置的最低作业位置。

进一步地，所述步骤4)中，在灌注混凝土高度较高、流速突然降低时，上下抽插灌注导管。

更进一步地，上下抽插灌注导管的幅度为200-300mm。

进一步地，所述步骤7)中，拆除外套管后，混凝土面未达到预设标高时，通过灌注导管补灌至预设标高后拆除灌注导管。

进一步地，所述步骤7)中，拆除灌注导管后，混凝土面未达到预设标高时，采用二次注浆技术补灌至预设标高。

相比于现有技术，本发明的优势在于：