專利名稱：超流態(tài)混凝土及其灌筑成樁方法和該方法所用的鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明概括地說是涉及混凝土，工程施工用的筑樁方法和建筑用鉆孔機(jī)械，具體地說是涉及一種超流態(tài)混凝土，灌注混凝土成樁法和灌注樁鉆孔機(jī)。
建筑施工用的混凝土種類很多，如普通混凝土、泵送混凝土、流態(tài)混凝土等等。普通混凝土坍落度較低。約為5-9厘米，需加強(qiáng)振搗才能密實(shí)，用其灌注的混凝土樁與周圍土體結(jié)合不密實(shí)，在軟塑淤泥地質(zhì)條件下，水泥漿容易擴(kuò)散流失，混凝土?xí)詣邮湛s，加之深孔無法振實(shí)，可能出現(xiàn)樁體頸縮、斷裂等現(xiàn)象，特別是在灌注混凝土樁施工中，由于在普通混凝土中比重大的石子易下沉、積聚在孔的底部，形成較密實(shí)的結(jié)構(gòu)，無法插入鋼筋籠骨架。
流態(tài)混凝土雖然坍落度較高，可達(dá)20厘米左右，便于泵送運(yùn)輸和澆注，又有近似于坍落度5-10厘米的塑性混凝土的質(zhì)量，但其含石子多、粘性小、和易性差。在灌注混凝土樁的施工中，它和普通混凝土一樣，比重大的石子易下沉，不能懸浮，積聚在孔的底部形成較密實(shí)的結(jié)構(gòu)，無法插入鋼筋籠。在某些施工工藝中，先將混凝土壓入孔中至不坍孔的高度，然后再放入鋼筋籠，再從上面灌入混凝土的情況下，會形成下部較深的素混凝土樁，上部較短的鋼筋混凝土樁，因而，樁的質(zhì)量差，強(qiáng)度低。
在樁基礎(chǔ)、地基加固、基坑護(hù)壁、水庫堵漏等工程中，常采用鋼筋混凝土樁或通過注樁形成地下連續(xù)墻等方法。美國專利US-2920455號公開了一種成樁法，其工藝過程是用螺旋鉆桿鉆到預(yù)定深度后，邊提撥鉆桿，邊用6-7公斤/平方厘米的壓縮空氣壓送混凝土，直至孔口附近不坍孔的高度，然后在不坍孔的頂部空孔中放入適應(yīng)空孔深度的鋼筋籠骨架(因鋼筋籠已無法插入第一次灌注的混凝土中)，再從上面灌入混凝土，從而形成下部較深的素混凝土樁，上部較短的鋼筋混凝土樁。這種方法的缺點(diǎn)是樁與周圍土層結(jié)合時(shí)，由于漿液的擴(kuò)散滲透流失，和混凝土自身的收縮，加之無法振搗，可能出現(xiàn)樁體的頸縮以致斷裂，使樁周摩擦力減弱，且這種樁僅能做素混凝土樁，鋼筋混凝土只能做局部的一段。
日本《基礎(chǔ)工》學(xué)刊1982年第8期的《樁列式地下壁土法的種類與特長》一文中，介紹了灌注鋼筋混凝土的PIP(現(xiàn)場灌注鋼筋水泥砂漿樁的方法)和CIP(現(xiàn)場灌注鋼筋混凝土樁的方法)工法。PIP工法是在成也提鉆的同時(shí)從設(shè)在鉆頭的出漿口中用7公斤/平方厘米的壓力壓出漿液，注滿整孔，然后放入鋼筋籠，凝固后即成鋼筋水泥砂漿柱;CIP工法是只有在完全沒有地下水流砂坍孔良好地質(zhì)條件下，鉆孔提出鉆桿后，在孔中放入鋼筋籠，并放入注漿管，在細(xì)孔中填滿粒料，然后用6-7公斤/平方厘米的壓力一次壓注水泥漿直至漿液達(dá)到孔口，形成鋼筋混凝土樁。PIP和CIP工法，由于都是低壓力的一次注漿成樁，因漿液的擴(kuò)散滲透流失，以及固結(jié)中的收縮等因素會造成樁體和土體的間隙，減弱摩擦力和頸縮，斷樁的問題。
中國專利CN8610070.5號“鉆孔壓漿成樁法”的工藝步驟是鉆孔至預(yù)定深度，在提鉆同時(shí)通過設(shè)在鉆頭上的噴嘴向孔內(nèi)高壓噴注漿液至無坍孔危險(xiǎn)的高度為止，提出鉆桿后向孔內(nèi)放入鋼筋籠和注漿管直至孔底，填滿粒料，最后通過注漿管向孔內(nèi)二次高壓補(bǔ)漿，至漿液達(dá)到孔口。
這種方法雖然克服了上述筑樁方法的缺點(diǎn)，提高了樁體質(zhì)量和強(qiáng)度，但因其在第一次注漿，提出鉆桿放入鋼筋籠后，由于鉆頭向孔內(nèi)高壓噴注漿液的噴嘴口徑小，只能注入水泥漿，不能用于灌注混凝土，需單獨(dú)用人工投放粒料，然后二次補(bǔ)漿。因而其工藝過程復(fù)雜，工作效率低，且粒料與漿液混合不均勻，樁的質(zhì)量較差，強(qiáng)度較低，造價(jià)高。
目前，建筑業(yè)注樁時(shí)普遍使用一種長螺旋鉆孔機(jī)，它雖然具有操枉簡單、使用方便、工作可靠、可變速、鉆進(jìn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但這種鉆機(jī)在施工中只能單獨(dú)完成鉆孔工作，注樁時(shí)需將鉆具全部提出后，再灌注水泥漿或混凝土，因而，整個(gè)工藝過程效率低，且無法處理坍孔;在建筑業(yè)中，還使用一種鉆孔壓漿鉆機(jī)，如上述中國專利CN8610070.5號“鉆孔壓漿成樁法”使用的鉆孔壓漿鉆機(jī)、這種鉆機(jī)的特點(diǎn)是在鉆頭上設(shè)有噴嘴，該噴嘴與較細(xì)的軟供漿膠管相連，這種鉆機(jī)雖比長螺旋鉆機(jī)優(yōu)越，可處理樁端虛土和護(hù)壁、防止坍孔，能在有流沙、地下水等不良地質(zhì)條件下注漿成樁，但由于鉆頭上的噴嘴口徑小，只能用于注入稀水泥漿，不能用于灌注混凝土，需在第一次注漿提出鉆具放入鋼筋籠后，單獨(dú)用人工投放粒料，然后再補(bǔ)漿，因而，成樁工藝過程仍較復(fù)雜，工作效率低，且粒料與漿液混合不均，樁的質(zhì)量較差，強(qiáng)度較低、造價(jià)高。
本發(fā)明的目的是提供一種摩擦系數(shù)低，流動性好，自動密實(shí)，粘性大，和易性好，強(qiáng)度高，耐久性好，石子能在其中懸浮的超流態(tài)混凝土。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于克服上述成樁方法的缺點(diǎn)，提供一種工藝簡單，造價(jià)低，能在有地下水、含流砂，砂卵石，淤泥層坍孔等不良地質(zhì)條件下高效灌注超流態(tài)混凝土的優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度的鋼筋混凝土樁的方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于克服上述鉆機(jī)的缺點(diǎn)，提供一種上述成樁法使用的能適用于各種不同地質(zhì)條件的灌注混凝土的螺旋鉆機(jī)。
本發(fā)明的各個(gè)目的是分別通過下述方式實(shí)現(xiàn)的一種超流態(tài)混凝土，主要由普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、粒徑0.5-2厘米的石子、砂、UWB-1型絮凝劑或萘系減水劑、聚丙烯酰胺和水組成，各組分重量份配比為
水泥500-700粉煤灰25-210水210-637砂500-700石子333-1050UWB-1型絮凝劑5.25-27.3或萘系減水劑2.625-45.5聚丙烯酰胺0.053-0.91。
一種鉆孔灌注超流態(tài)混凝土成樁法，其工藝步驟如下1、根據(jù)施工要求從325-625號普通硅酸鹽水泥中選擇其中一種，從UWB-1型絮凝劑和萘系減水劑中選擇其中一種，根據(jù)所需混凝土的總用量，按下述配比選配各組分的比值使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求，計(jì)算并分別稱量出各組分的重量水泥500-700粉煤灰25-210水210-637砂500-700粒徑0.5-2.0cm的石子333-1050UWB-1型絮凝劑5.25-27.3或萘系減水劑2.625-45.5聚丙烯酰胺0.053-0.91。
將各組分混合在一起，在自然條件下混合攪拌均勻，待用，制成超流態(tài)混凝土，2、用所述灌注混凝土鉆機(jī)鉆孔至預(yù)定深度，3、在提起鉆機(jī)鉆桿的同時(shí)，通過鉆機(jī)芯管出料口以1-75公斤/平方厘米的壓力注入水灰比為0.4-0.8的水泥漿;其注入量為樁孔體積的3-10%，
4、邊提升鉆機(jī)鉆桿，邊以1-75公斤/平方厘米的壓力壓入所述超流態(tài)混凝土至略高于沒有坍孔危險(xiǎn)的位置，5、提出鉆桿，放入鋼筋籠，6、灌注所述超流態(tài)混凝土至設(shè)計(jì)高度。
一種灌注混凝土的螺旋鉆機(jī)，包括升降系統(tǒng)、液壓動力和操縱系統(tǒng)，底盤及行走機(jī)構(gòu)和由動力頭、螺旋鉆具、導(dǎo)向出土裝置組成的回轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，所述動力頭由電動機(jī)、變速箱組成，所述螺旋鉆具包括鉆頭和鉆桿，鉆桿由外管，螺旋葉片和連接件等組成，外管的上部與變速箱驅(qū)動齒輪相嚙合，外管的里面裝有內(nèi)管，內(nèi)管的上端通過轉(zhuǎn)向器與供料管相連，在外管下端裝有牙嵌式離合器的上半部分，內(nèi)管為可通過混凝土的剛性管，內(nèi)管的下端制有牙嵌式離合器的下半部分，所述鉆頭與牙嵌式離合器下半部分固定在一起，在內(nèi)管的下部緊靠牙嵌式離合器下半部分的位置上開有混凝土出料口，所述外管和內(nèi)管可離合的裝在一起，所述的供料管為混凝土供料管。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)超流態(tài)混凝土摩擦系數(shù)低，流動性好，能自行流平，自動密實(shí)，抗分散性好，能在水中自落施工，強(qiáng)度高，石子能在其中懸浮，用于灌注鋼筋混凝土樁時(shí)，可大大提高生產(chǎn)效率，降低成本。
鉆孔灌注超流態(tài)混凝土成樁法工藝簡單，造價(jià)低;適用于各種不同的地質(zhì)條件，灌注速度快，比CN8610070.5號鉆孔壓漿成樁法提高50%左右，生產(chǎn)效率高，樁的質(zhì)量好。
灌注混凝土螺旋鉆機(jī)既可鉆孔，又可壓水、壓漿、壓混凝土、能在各種不同地質(zhì)條件下快速灌注鋼筋混凝土樁。
“超流態(tài)混凝土”、“灌注混凝土螺旋鉆機(jī)”和“鉆孔灌注超流態(tài)混凝土成樁法”三為一體，相輔相成，可形成機(jī)械化施工流程，減少混凝土的運(yùn)輸，可處理樁端虛土和護(hù)壁，防止坍孔，提高了成樁的質(zhì)量。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)可通過閱讀下文結(jié)合附圖描述的實(shí)施例即可明了，其中

圖1是本發(fā)明鉆孔灌注超流態(tài)混凝土成樁法工序示意圖;
圖1(1)是本發(fā)明鉆孔灌注超流態(tài)混凝土蛻樁法的工序2示意圖;
圖1(2)是本發(fā)明鉆孔灌注超流態(tài)混凝土成樁法的工序3、4示意圖;
圖1(3、4)是本發(fā)明鉆孔灌注超流態(tài)混凝土成樁法的工序5示意圖;
圖1(5)是本發(fā)明鉆孔灌注超流態(tài)混凝土成樁法的工序6示意圖;
圖2是本發(fā)明的灌注混凝土螺旋鉆機(jī)的變速箱和螺旋鉆具的結(jié)構(gòu)布置示意圖;
圖3是本發(fā)明的灌注混凝土螺旋鉆機(jī)的變速箱和螺旋鉆具的結(jié)構(gòu)布置另一方案示意圖;
圖4為圖2的局部放大圖;
下面以列表方式例舉4個(gè)本發(fā)明超流態(tài)混凝土的配方實(shí)施例。
表中UWB-1型絮凝劑是一種丙烯酸系水下砼的專用外加劑，系中國石油天然氣總公司工程技術(shù)研究所(中國天津市塘沽區(qū)津塘公路40號)研制的產(chǎn)品。SNF-6(萘磺酸鹽甲醛縮合物)是一種萘系減水劑，主要性能減水，系華迪合成材料聯(lián)合有限公司(北京，清華大學(xué)結(jié)構(gòu)工程研究所)生產(chǎn)的產(chǎn)品，NNO也是萘系減水劑(主要成分亞甲基二萘磺酸鹽，主要性能及用途減水、早強(qiáng)、增強(qiáng)，大連紅衛(wèi)化工廠，大連甘井子區(qū))。還可選用其它表中未示出的萘系減水劑，如UNF-4(主要成分UNF-a復(fù)合以Na2SO4，主要性能早強(qiáng)、天津市自強(qiáng)化工廠，天津市北郊區(qū)北倉鐵東路)等。水灰比＝水(公斤)/(水泥+粉煤灰)(公斤)，砂率＝砂子(公斤)/(砂子+石子)(公斤)。
組分(重量)實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4水泥標(biāo)號425825425325水泥(公斤)550550527700粉煤灰(公斤)1007552.735水灰比0.50.530.550.48水(公斤)325305318370砂率0.470.50.50.45中砂(公斤)553700粗砂(公斤)738500粒徑0.5-1.5厘米石子(公斤)624610粒徑0.5-2.0厘米石子(公斤)738700UWB-1型絮凝劑(公斤)1315.4萘系減水劑(公斤)(SNF-6)7.4(NNO)5.8聚丙烯酰胺(公斤)0.3250.290.290.385木質(zhì)磺酸鈣(公斤)1.3實(shí)施例1中的UWB-1型絮凝劑(公斤)的取值范圍為6.5-19.5，聚丙烯酰胺(公斤)的取值范圍為0.065-0.65，木質(zhì)磺酸鈣(公斤)的取值范圍為0.65-1.95。
其中，石子的粒徑可規(guī)定在0.5-2厘米之間，這是為了使石子能在配制好的混凝土中懸浮，并能通過本發(fā)明人發(fā)明的灌注混凝土鉆機(jī)出料口。加入U(xiǎn)WB-1型絮凝劑或萘系減水劑的目的是使配制好的混凝土獲得抗分散性，能在水中自落施工，自行流平，自動密實(shí)。
加入聚丙烯酰胺的目的是為了提高配制好的混凝土的凝聚力，降低流體摩擦系數(shù)，其在混凝土中的摻入量在1/1000-1/10000之間，即可使混凝土摩擦系數(shù)降低50%-80%。
木質(zhì)磺酸鈣也是一種減水劑，加入其目的是為了進(jìn)一步增加坍落度，提高和易性，視實(shí)際情況也可不加。
其配制過程如下1、根據(jù)施工中需使用的混凝土的重量按上述配比分別稱量出各組分的重量;
2、將除木質(zhì)磺酸鈣以外的組分混合在一起，在自然條件下混合攪拌均勻;
3、在加入木質(zhì)磺酸鈣的情況下，在泵送前10分鐘左右加入上面只舉出了4個(gè)實(shí)施例，在實(shí)際配制混凝土的過程中，其配比可在下列范圍內(nèi)選取水泥(公斤)500-700粉煤灰(公斤)25-210水(公斤)210-637砂(公斤)500-700粒徑0.5-2.0厘米的石子(公斤)333-1050UWB-1型絮凝劑(公斤)5.25-27.3或萘系減水劑(公斤)2.625-45.5聚丙烯酰胺(公斤)0.053-0.91木質(zhì)磺酸鈣(公斤)0.53-2.73其中，木質(zhì)磺酸鈣可用類似減水劑代替，水泥可使用325號-625號的普通水泥中的一種。
本發(fā)明的超流態(tài)混凝土不溶于水、強(qiáng)度高達(dá)200-350公斤/平方厘米，耐久性好，和易性好，初凝時(shí)間為8-18小時(shí)，摩擦系數(shù)比普通混凝土降低60-90%，可用于灌注鋼筋混凝土樁，也可用于梁、柱、板等生產(chǎn)，適于管道輸送，便于機(jī)械化施工。尤其是其石子可在混凝土中懸浮，故可在灌注混凝土后下鋼筋籠，從而提高了基礎(chǔ)質(zhì)量。因其粘度較大，和易性好，坍落度大于21厘米，比流態(tài)混凝土坍落度(18-21厘米)要大，且石子能在其中懸浮，故稱其為“超流態(tài)混凝土”。
本發(fā)明的超流態(tài)混凝土與流態(tài)混凝土的性能比較如下
實(shí)施例5筑樁地質(zhì)條件為0-4米為雜填土、4-8米為粉細(xì)砂土、8-15米為中砂、15米以下為砂卵石層，地面以下5米見地下水;基礎(chǔ)須進(jìn)入砂卵石層1米，要求灌注直徑為600毫米，長16米的基礎(chǔ)樁，其工藝步驟如下1、根據(jù)施工要求，從325-625號普通硅酸鹽水泥中選擇其中一種，按需灌注基礎(chǔ)樁的數(shù)量計(jì)算出所需混凝土的總用量，按下述配比選配使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求，分別計(jì)算并稱量出上述超流態(tài)混凝土各組分的重量水泥(公斤)500-700粉煤灰(公斤)25-210水(公斤)210-637砂(公斤)500-700粒徑0.5-2.0厘米的石子(公斤)333-1050UWB-1型絮凝劑(公斤)5.25-27.3
聚丙烯酰胺(公斤)0.053-0.91木質(zhì)磺酸鈣(公斤)0.53-2.73將除木質(zhì)磺酸鈣以外的所述各組分混合在一起，在自然條件下混合攪拌均勻，待用，在泵送前10分鐘左右加入木質(zhì)磺酸鈣混合攪拌，制成超流態(tài)混凝土，2、用下文將詳細(xì)加以描述的本發(fā)明灌注混凝土鉆機(jī)鉆直徑為600毫米，長16米的深孔，如圖1(1)所示，3、提起鉆機(jī)鉆桿的外螺旋鉆套，打開芯管出料口3(參照圖2)，4、將鉆機(jī)鉆桿提升8-10厘米后，用混凝土泵以30-50公斤/平方厘米的壓力注入水灰比為0.5的水泥漿，然后過提升鉆具邊注入水泥漿至孔深6-8%，即16米×(6-8%)＝0.96-1.28米[圖1(2)]。這一工序的一個(gè)目的是為了擴(kuò)大樁頭，使樁端無虛土，以增加樁端的支撐力和孔周邊的摩擦力;即當(dāng)在下道工序中壓入超流態(tài)混凝土?xí)r，使混凝土沉入水泥漿下部，使水泥漿沿孔壁上升，孔壁經(jīng)過水泥漿的滲透作用增加了樁徑，致使混凝土與土體緊密的固結(jié)成一體，從而提高了樁的質(zhì)量，與普通螺旋灌注樁相比，其承載力可提高30-90%，5、如圖1(2)所示，邊提升鉆具邊用混凝土泵以30-50公斤/平方厘米的壓力壓入超流態(tài)混凝土至略高于坍孔高度，即略高于地面下8米，6、如圖1(3、4)所示，提出鉆桿，放入鋼筋籠。由于在工藝步驟5注入的是本發(fā)明人發(fā)明的超流態(tài)混凝土，石子在混凝土中懸浮，混凝土比較松軟，因而能將鋼筋籠插至孔底，7、如圖1(5)所示，用泵通過插入步驟5中已灌入的混凝土中的軟管(插入深度2米以上)灌入超流態(tài)混凝土至16米，并自然養(yǎng)生成樁。
不難理解在工序4中注入的水泥漿可以是純水泥漿，也可以是加入適量例如水泥重量的5-50%的粉煤灰和適量減水劑的水泥漿。水泥漿的水灰比在0.4-0.8之間均可。盡量與灌注樁混凝土水灰比相同，在工序步驟4和5中用泵壓入超流態(tài)混凝土的壓力可在1-75公斤/平方厘米之間根據(jù)地質(zhì)條件選取。需灌注的樁徑如400，600，800毫米均可。步驟1、2可互換也可同時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明的鉆孔灌注超流態(tài)混凝土成樁法，與混凝土泵、攪抖機(jī)配合使用，可形成半機(jī)械化施工流程，減少混凝土的灌注和運(yùn)輸工序，工藝過程簡單，效率高，適用于各種復(fù)雜的地質(zhì)條件。
參照圖2，圖2是本發(fā)明灌注超流態(tài)混凝土成樁法使用的本發(fā)明的灌注混凝土螺旋鉆機(jī)的變速箱和螺旋鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖。鉆桿包括由若干個(gè)法蘭11連接在一起的外管9，裝在外管9外面的螺旋葉片10，位于螺旋葉片10下部的切削具20，外管9，螺旋葉片10和切削具20等一起稱作螺旋鉆套。外管上部通過過渡法蘭12與變速箱14的驅(qū)動齒輪相嚙合，在外管9的下端加工有螺紋，牙嵌式離合器的上半部分5通過螺紋固定在外管9上，并用鎖緊螺母6鎖緊，也可以將其焊在外管的下端。在外管9的里面裝有由法蘭連接在一起的例如由鋼制作的內(nèi)管8，其下端加工有牙嵌式離合器的下半部分2，鉆頭1通過法蘭與牙嵌式離合器下半部分2固定在一起，在內(nèi)管8的下部緊靠離合器下半部分2的位置上開有可通過例如含粒徑為0.5-2厘米石子的混凝土的口徑較大的出料口3，內(nèi)管8和外管9的下部之間裝有密封裝置4，以防止混凝土等進(jìn)入外管9。內(nèi)管8和外管9之間裝有導(dǎo)向鍵13或其它適用的導(dǎo)向裝置，內(nèi)管8的上端通過轉(zhuǎn)向器17與混凝土膠管19相通，在膠管19上可接裝水泥漿膠管18，圖中在混凝土膠管19上示出了止回閥7。變速箱14與轉(zhuǎn)向器17之間設(shè)有轉(zhuǎn)盤21。參照圖4。圖中表示兩個(gè)液壓缸15的缸體與變速箱14的殼體固定在一起，變速箱的殼體是固定在機(jī)架上的，液壓缸15的活塞桿的端部用焊接或螺紋連接一個(gè)“T”形桿，“T”形桿的兩端裝有兩個(gè)滾動軸承16，軸承16則安裝在與內(nèi)管8固定在一起的轉(zhuǎn)盤21內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤21繞縱軸線隨內(nèi)管一起轉(zhuǎn)動時(shí)，軸承16的外環(huán)受摩擦力作用可繞自身軸線轉(zhuǎn)動，以減少運(yùn)動阻力。
使用本灌注混凝土螺旋鉆機(jī)注樁時(shí)，當(dāng)鉆孔至預(yù)定深度后，將整個(gè)鉆具稍向上提起約8-10厘米，然后通過液壓控制系統(tǒng)使液壓缸15的活塞桿縮入并帶動轉(zhuǎn)盤21和與之相連的內(nèi)管8和鉆頭1向下移動，使外管9與內(nèi)管8下部的牙嵌式離合器脫開，打開出料口3，并經(jīng)膠管18通過出料口注入水泥漿，然后邊提升鉆具邊注入水泥漿，以便處理樁端虛土，當(dāng)注入足夠的水泥后，可關(guān)閉水泥漿膠管18的閥門(圖中未示出)，打開混凝土膠管19的閥門(圖中未示)，邊提升鉆具邊注入混凝土至略高于設(shè)有坍孔危險(xiǎn)的位置，然后提出鉆具放入鋼筋籠，并灌注混凝土至預(yù)定高度。
圖3是本發(fā)明的灌注混凝土螺旋鉆機(jī)的變速箱和螺旋鉆具的結(jié)構(gòu)布置另一方案示意圖。圖3與圖2不同之處僅僅在于圖3所示的結(jié)構(gòu)取消了圖2中變速箱和轉(zhuǎn)盤之間的液壓缸，而在位于變速箱和轉(zhuǎn)向器之間的內(nèi)管8上制作一個(gè)臺肩22，例如可將臺肩22焊在內(nèi)管8上，這種結(jié)構(gòu)比圖1所示結(jié)構(gòu)簡單的多，當(dāng)鉆孔時(shí)由于地面阻力作用將鉆頭連同內(nèi)管8向上推移，使內(nèi)管8上的牙嵌式離合器的下半部分2與外管9上的牙嵌式離合器的上半部分5嚙合在一起，使其一起旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，當(dāng)鉆孔完畢需注入水泥漿或混凝土?xí)r，只要將變速箱14和與之相連的外管9向上提起一小段距離，內(nèi)管就靠自重下移與外管脫離嚙合，打開混凝土出料口3，內(nèi)管下移的距離受內(nèi)管上的臺肩22限制，此時(shí)臺肩22支靠在變速箱殼體上，阻止內(nèi)管繼續(xù)下移。
本發(fā)明的灌注混凝土螺旋鉆機(jī)具有多種功能，既能鉆孔，又能根據(jù)需要邊提升鉆具邊壓水、壓漿或壓混凝土、可在含有流沙、沙卵石、淤泥層，有地下水等不同地質(zhì)條件下成樁。與純水泥漿和本發(fā)明人發(fā)明的超流態(tài)混凝土配合使用可處理樁端虛土和護(hù)壁，防止坍孔，使樁體與孔周圍土體緊密的固結(jié)成一體，可提高樁的承載力。由于可通過鉆機(jī)灌注混凝土，因而減少了灌注混凝土的運(yùn)輸工序，使工藝過程簡單化，提高了工作效率。
權(quán)利要求
1.一種超流態(tài)混凝土，主要由普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、粒徑0.5-2厘米的石子、砂、UWB-1型絮凝劑或萘系減水劑、聚丙烯酰胺和水組成，各組分重量份比為水泥 500-700粉煤灰 25-210水 210-637砂 500-700石子 333-1050UWB-1型絮凝劑 5.25-27.3聚丙烯酰胺 0.053-0.91
2.按照權(quán)利要求1所述的超流態(tài)混凝土，其特征在于所述組分還包括重量份為0.53-2.73的木質(zhì)磺酸鈣。
3.按照權(quán)利要求1所述的超流態(tài)混凝土，其特征在于所述的UWB-1型絮凝劑用重量份為2.625-45.5的萘系減水劑來代替。
4.按照權(quán)利要求2所述的超流態(tài)混凝土，其特征在于水泥為425號普通硅酸鹽水泥，石子粒徑為0.5-1.5厘米，所述各組分的重量份比為水泥 550粉煤灰 100水 325砂 553石子 624UWB-1型絮凝劑 13聚丙烯酰胺 0.325木質(zhì)磺酸鈣 1.3
5.按照權(quán)利要求3所述的超流態(tài)混凝土，其特征在于所述的萘系減水劑為SNF-6(萘磺酸鹽甲醛縮合物)，其重量份比為6.8-12。
6.一種鉆孔灌注權(quán)利要求1或3所述的超流態(tài)混凝土的成樁方法，包括下列工藝步驟(1)根據(jù)施工要求從325-625號普通硅酸鹽水泥中選擇其中一種，按所述配比范圍選配各組分的比值使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求，根據(jù)所需混凝土的用量，計(jì)算并稱量出各組分的重量，將所述各組分混合在一起，在自然條件下混合攪拌均勻，待用，制成超流態(tài)混凝土;(2)用所述灌注混凝土鉆機(jī)鉆孔至預(yù)定深度，(3)在提起鉆機(jī)鉆桿的同時(shí)，通過鉆機(jī)芯管出料口以1-75公斤/平方厘米的壓力注入水灰比為0.4-0.8的水泥漿，其注入量為樁孔體積的3-10%，(4)邊提升鉆機(jī)鉆桿，邊以1-75公斤/平方厘米的壓力壓入超流態(tài)混凝土至略高于沒有坍孔危險(xiǎn)的位置，(5)提出鉆機(jī)鉆桿，放入鋼筋籠，(6)灌注所述混凝土至設(shè)計(jì)高度。
7.按照權(quán)利要求6所述的鉆孔灌注所述超流態(tài)混凝土的成樁方法，其特征在于在步驟1所制成的超流態(tài)混凝土中，在泵送前10分鐘左右加入木質(zhì)磺酸鈣，其重量份為0.53-2.73
8.按照權(quán)利要求6所述的鉆孔灌注所述超流態(tài)混凝土的成樁方法，其特征在于步驟(1)和(2)的順序可互換或同時(shí)進(jìn)行。。
9.按照權(quán)利要求7所述的鉆孔灌注所述超流態(tài)混凝土的成樁方法，其特征在于在步驟(3)中注入水泥漿和在步驟(4)中壓入所述混凝土所使用的壓力為30-50公斤/平方厘米。
10.按照權(quán)利要求9所述的鉆孔灌注所述超流態(tài)混凝土的成樁方法，其特征在于步驟(3)中注入的水泥漿為純水泥漿。
11.一種如權(quán)利要求6所述的鉆孔灌注所述超流態(tài)混凝土的成樁法所使用的螺旋鉆機(jī)，包括升降系統(tǒng)、液壓動力和操縱系統(tǒng)、底盤及行走機(jī)構(gòu)和由動力頭、螺旋鉆具、導(dǎo)向出土裝置組成的回轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，所述動力頭由電動機(jī)、變速箱組成，螺旋鉆具包括鉆頭和鉆桿，鉆桿由外管，螺旋葉片和連接件等組成，外管的上部與變速箱驅(qū)動齒輪相嚙合，外管的里面裝有內(nèi)管，內(nèi)管的上端通過轉(zhuǎn)向器與供料管相連，其特征在于在外管下端裝有牙嵌式離合器的上半部分，內(nèi)管為可通過混凝土的剛性管，內(nèi)管的下端制有牙嵌式離合器的下半部分，所述鉆頭與牙嵌式離合器下半部分固定在一起，在內(nèi)管的下部緊靠牙嵌式離合器的下半部分的位置上開有混凝土出料口，所述外管和內(nèi)管可離合的裝在一起，所述的供料管為混凝土供料管。
12.按照權(quán)利要求11所述的螺旋鉆機(jī)，其特征在于所述變速箱和轉(zhuǎn)向器之間設(shè)有與內(nèi)管固定在一起的轉(zhuǎn)盤，在所述變速箱和轉(zhuǎn)盤之間裝有液壓缸，所述液壓缸的缸體與變速箱殼體固定在一起，活塞桿端部通過滾動軸承與轉(zhuǎn)盤相連。
13.按照權(quán)利要求11所述的螺旋鉆機(jī)，其特征在于在位于變速箱和轉(zhuǎn)向器之間所述內(nèi)管上制有臺肩。
14.按照權(quán)利要求12或13所述的螺旋鉆機(jī)，其特征在于在所述內(nèi)管和外管之間裝有導(dǎo)向鍵，在所述內(nèi)管和外管的下部之間裝有密封裝置。
全文摘要
一種超流態(tài)混凝土及其灌筑成樁方法和該方法所用的鉆機(jī)。該混凝土重量份配比為水泥500—700，粉煤灰25—210，水210—637，砂500—700，石子333—1050，UWB—1型絮凝劑5.25—27.3或萘系減水劑2.625—45.5，聚丙烯酰胺0.053—0.91，本發(fā)明的混凝土摩擦系數(shù)低，流動性好，抗分散性好，強(qiáng)度高，石子能在其中懸浮，使用本發(fā)明的既可鉆孔，又可壓水、壓漿、壓混凝土的鉆機(jī)。
文檔編號C04B14/02GK1089587SQ93120168
公開日1994年7月20日 申請日期1993年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月23日
發(fā)明者何慶林 申請人:何慶林