异径复合螺杆桩施工工法的制作方法

本发明属于建筑基础桩基施工，具体涉及一种异径复合螺杆桩施工工法。

背景技术：

1、在建筑工程行业高速发展的当下，高层建筑、大型市政建筑等工程对地基基础的承载性能、抗变形能力及整体稳定性提出了愈发严苛的要求。现阶段的山区城市建设中，普遍存在地基土体软硬不均的突出问题。

2、目前山区挖填场地主要采用旋挖成桩与常规螺杆桩两种工艺，均存在明显技术短板：1）旋挖施工仅取土成孔，无土体挤密与重塑效果，无法改善松散土体的缺陷，桩周土体稳定性不足，难以根除沉降、塌方隐患；且为保障成桩强度需加大桩径，大幅增加了混凝土用量与施工成本，工程经济性较差；2）常规螺杆桩可通过钻杆旋转挤压密实桩周土体，有效提升桩基承载力，成桩整体性优异，但受钻杆长度限制，在大厚度填方与挖填交界区域施工，无法使桩端落在老土壤（即老土层）上，抗沉降性能差；3）如申请号为202410393624.8，名称为：挖填交界处基础桩施工工法，将螺杆桩与旋挖普通桩进行组合施工，虽然满足山区挖填场地对桩基的使用需求，但在施工过程中，由于旋挖施工在螺杆桩施工下部，在螺杆桩孔施工完毕后，采用旋挖机经螺杆桩孔向下旋挖取土成孔，在现场施工时，旋挖施工易破坏上部螺杆桩孔壁上成型的螺牙结构，影响螺牙深度，造成螺牙成型不完整、土体咬合效果大幅衰减，同时，此种与螺杆桩孔等径的普通桩，不仅施工成本以及材料成本高，且成型桩体负摩阻力大，进一步削弱桩基承载与抗拔性能，不利于减小沉降变形，因此，为解决上述技术问题，有必要进行改进。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题：提供一种异径复合螺杆桩施工工法，通过优化桩孔结构，采用螺杆桩机与旋挖机或机械洛阳铲的配合施工下，形成上部孔径大于下部孔径的上部螺杆桩孔和下部普通桩孔的异径复合螺杆桩，既保护上部螺牙结构、提升了桩周土体挤密效果，又降低了材料成本、减小了负摩阻力，显著提升桩基的承载力和抗拔与抗变形能力，特别适配山区地基土体软硬不均的复杂地质条件。

2、本发明采用的技术方案：异径复合螺杆桩施工工法，包括以下步骤：

3、1）依据施工设计图纸及场地勘测数据，精准标定桩基施工桩位并进行桩位标记，使螺杆桩机精准就位，确保螺杆桩机的钻头中心线与标定的桩位中心线重合，驱动螺杆桩机带动钻杆沿标定的桩位向下钻进，利用螺杆桩机力矩大的特性在土体中挤压切削至设计深度h1，形成满足密实度要求的上部螺杆桩孔；

4、2）提钻并移走螺杆桩机，采用旋挖机或机械洛阳铲沿上部螺杆桩孔同轴并垂直向下钻进至老土层，在上部螺杆桩孔底部形成深度为h2且直径小于上部螺杆桩孔直径的普通桩孔；

5、3）由起吊设备沿上部螺杆桩孔孔口垂直向下将钢筋笼吊放至上部螺杆桩孔和普通桩孔形成的桩孔内，直至钢筋笼下端尖部插入老土层；

6、4）采用分段式套管施工法下放套管，直至套管底端距老土层达到所需的灌注距离后，由套管上管口位置的料斗向桩孔内灌注混凝土，在灌注混凝土的同时逐步向上提拉套管，持续作业直至整段桩孔混凝土灌注完毕。

7、上述步骤1）中，所述螺杆桩机的钻头下端设有多个截齿，所述螺杆桩机的钻杆上固定的螺旋叶片为外沿带有若干切削齿的带齿螺旋叶片，且螺旋叶片的一个或多个切削齿外沿和/或钻头上的导土叶片上固定有沿其径向向外延伸的截齿，所述上部螺杆桩孔孔壁上的浅齿槽和深齿槽分别由切削齿和螺旋叶片和/或导土叶片上的截齿旋切挤压而成。

8、进一步地，所述普通桩孔的直径小于上部螺杆桩孔的最小直径。

9、进一步地，所述上部螺杆桩孔上的深齿槽和浅齿槽的排布规律为相邻两个深齿槽之间有一个或多个浅齿槽，或者相邻两个浅齿槽之间有一个或多个深齿槽。

10、上述步骤1）中，所述上部螺杆桩孔位于土质较软的区域时，需多次回填重钻至上部螺杆桩孔孔壁周围的密实度与挖方区孔壁周围的密实度相当。

11、本发明与现有技术相比的优点：

12、1、本技术方案采用带有螺旋深齿槽和浅齿槽的上部螺杆桩孔和直径小于上部螺杆桩孔的普通桩孔施工后形成的异径复合螺杆桩，使异径复合螺杆桩的桩端落在老土壤内，有效提高了抗沉降性能，满足实际施工时的长度需求；

13、2、本技术方案普通桩孔直径小于上部螺杆桩孔直径，相比等径组合桩大幅减少桩体混凝土用量，降低材料成本，小直径旋挖成孔钻进阻力小、成孔速度快，套环护壁工艺简单可靠，可缩短工期、减少设备能耗与人工投入；

14、3、本技术方案异径复合螺杆桩对应的上部螺杆桩孔上交错有深浅不一的槽，该槽在施工时设备对桩周土进行了挤密重塑，有效增大了土体颗粒旋转挤密的直径范围，大幅提升桩土接触面积与咬合摩擦力，增加成型螺杆桩的承载能力，为普通桩孔直径的减小提供条件；大直径的上部螺杆桩使桩体承载力更大，安全储能更高，小直径的下部普通桩，减小了侧阻力，同时通过普通桩将螺杆桩延长至老土层内，使得沉降均匀；

15、4、本技术方案利用旋挖机或机械洛阳铲经上部螺杆桩孔底部同轴冲击成孔时，可有效减小或消除对已成型的上部螺杆桩孔螺牙孔壁的影响，从根本上避免二者组合工艺中旋挖施工对成型桩孔螺牙刮擦的问题，最大程度的保证螺牙深度的完整以及轮廓的规整；异径复合桩在山区挖填交界、地基软硬不均等复杂工况更凸显其优势，整体工序衔接顺畅、施工可控，既能保证成桩质量，又能提升施工效率与场地通用性。

1.异径复合螺杆桩施工工法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的异径复合螺杆桩施工工法，其特征在于：上述步骤1）中，所述螺杆桩机的钻头下端设有多个截齿（5），所述螺杆桩机的钻杆上固定的螺旋叶片（7）为外沿带有若干切削齿（6）的带齿螺旋叶片，且螺旋叶片（7）的一个或多个切削齿（6）外沿和/或钻头上的导土叶片（1）上固定有沿其径向向外延伸的截齿（5），所述上部螺杆桩孔（2）孔壁上的浅齿槽和深齿槽分别由切削齿（6）和螺旋叶片（7）和/或导土叶片（1）上的截齿（5）旋切挤压而成。

3.根据权利要求2所述的异径复合螺杆桩施工工法，其特征在于：所述普通桩孔（3）的直径小于上部螺杆桩孔（2）的最小直径。

4.根据权利要求2或3所述的异径复合螺杆桩施工工法，其特征在于：所述上部螺杆桩孔（2）上的深齿槽和浅齿槽的排布规律为相邻两个深齿槽之间有一个或多个浅齿槽，或者相邻两个浅齿槽之间有一个或多个深齿槽。

5.根据权利要求1所述的异径复合螺杆桩施工工法，其特征在于：上述步骤1）中，所述上部螺杆桩孔（2）位于土质较软的区域时，需多次回填重钻至上部螺杆桩孔（2）孔壁周围的密实度与挖方区孔壁周围的密实度相当。