CN100494581C - 混凝土封底和带桩翼的筒桩成孔器及施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土封底和带桩翼的筒桩成孔器及施工工艺，成孔器上接振动接头，中部是内外套筒构成带有支撑条的空腔结构，下面桩靴结构由多个分瓣构成，分瓣连接内外套筒，各分瓣相间构成固定的和活动的桩靴结构，固定的分瓣与内外套筒焊在一起，外侧带凸柱，活动的分瓣，其一端与外套筒的铰链连接，其外放置两根高压注浆管，可对筒桩底部和腔体内注入混凝土；向筒桩周围土体中喷射混凝土砂浆成桩翼；拔出空腔结构，压入钢筋笼，在桩顶加桩帽和铺设砂石层集木工格栅。其优点是：单桩的承载力高，桩的个数少，降低成本，施工速度快，桩顶的强度高，减小了地基施工后的沉降，应用范围广，工艺简单便于掌握，成本低。
Description
技术领域
本发明属于基础工程，特别是涉及一种混凝土封底和带桩翼的筒桩成孔器及施工工艺。
背景技术
众所周知，目前已有的混凝土筒桩成孔器及施工工艺有：①.大直径现浇筒桩复合地基施工方法，多采用电动振动锤向下振动将筒桩机打入地基中，在内外套筒空腔结构沉入预定的设计深度时，通过混凝土分流气象内外套筒空腔结构的腔体内均匀注入混凝土，形成筒桩，其筒桩底部没有封闭，且筒桩壁厚度不均匀，使这种筒桩的承载力较小；②.活瓣式桩靴成孔器及无预制桩靴筒桩施工方法是活瓣桩靴筒桩成孔器在灌注混凝土过程中靠混凝土自重密实，在筒桩底部混凝土灌注的质量好，而在筒桩的顶部，空腔内的混凝土减少，故自重压力小，在筒桩顶部容易产生离析现象；③.高压旋喷桩基的固底筒桩，采用高压旋喷技术在筒桩设计深度处形成的高压旋喷桩基，高压旋喷桩基的直径大于预应力筒桩的桩身，形成下部的大头加固体，预应力桩身***高压旋喷桩基内，桩身和高压旋喷桩基连成一体，该技术是采用高压旋喷技术和静压预制桩技术相结合形成的新技术，没有涉及现浇混凝土筒桩，也没有涉及对预制桩桩顶的处理改造。总之，对于现场浇注的筒桩，有压力式、打入式、振动式和螺旋式成孔，所形成的筒桩桩底均无封闭，也没有发现带翼部的筒桩；对于预制的筒桩，虽提出了对桩底持力层的加固，但桩顶未加桩帽。由于地质条件的复杂性，其适用性受到制约。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种混凝土封底和带桩翼的筒桩成孔器及施工工艺。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：混凝土封底、带桩帽和带桩翼的筒桩成孔器，它包括内外套筒、套筒下面的桩靴、支撑，其特征在于：成孔器上接振动接头，中部是内套筒、外套筒构成的空腔结构，空腔结构的圆周上呈十字形布置且沿垂直方向固定有多层支撑条，成孔器下接桩靴结构，振动接头通过液压夹具与高频液压振动锤连接，桩靴结构由均分的多个分瓣构成，分瓣连接内套筒和外套筒，在底部内套筒露出外套筒的一段长度，各分瓣相间构成一半固定另一半活动，固定的分瓣其两端分别与内套筒和外套筒焊在一起，另一半活动的分瓣，其一端分别与外套筒用铰链连接，另一端可绕铰链转动，在固定的分瓣的外侧设置有2—3cm垂直向下的凸柱，内套筒内部的下端低于分瓣处焊接加固一段加强内管，在空腔结构上部设置有混凝土进料口，内、外套筒空腔结构最外层对称布置两根高压注浆管，高压注浆管与外套筒的外壁铰接，每根高压注浆管的下端和下部带有喷射口，喷射口内带有喷嘴。
带钢筋笼的混凝土筒桩施工工艺，它包括钻孔、灌注、提钻、压笼和成桩工艺，其特征在于：
①.将混凝土封底、带桩翼筒桩成孔器放置在要打桩的地基处，采用专用的激光测斜仪测量成孔器的垂直度，并能够在成孔过程中进行动态测量和记录；
②.启动高频液压振动锤，带动与之连接的筒桩成孔器向下振动；
③.在筒桩成孔器底端沉入预定的设计深度时，通过高压混凝土泵和高压注浆管向筒桩持力层喷射混凝土砂浆，并对筒桩底部封底；
④.随后向环形空腔筒状结构的腔体内注入混凝土；
⑤.边注入混凝土边振动向上拔出环形空腔筒状结构；
⑥.转动高压注浆管喷嘴方向，使高压注浆管端部喷射口向筒桩周围土体中喷射混凝土砂浆；
⑦.环形空腔筒状结构完全拔出地面；
⑧.根据激光测斜仪的动态测量记录的成孔器垂直度的数据，用高频液压振动锤***已制备好的钢筋笼；
⑨.待筒桩中的混凝土凝固后浇铸桩帽。
混凝土筒桩施工工艺，它包括钻孔、灌注、提钻和成桩工艺，其特征在于：
①.将混凝土封底、带桩翼筒桩成孔器放置在要打桩的地基处，采用专用的激光测斜仪测量成孔器的垂直度；
②.启动高频液压振动锤或电动振动锤，带动与之连接的筒桩成孔器向下振动；
③.在筒桩成孔器底端沉入预定的设计深度时，通过高压混凝土泵和高压注浆管向筒桩持力层喷射混凝土砂浆，并对筒桩底部封底；
④.随后向环形空腔筒状结构的腔体内注入混凝土；
⑤.边注入混凝土边振动向上拔出环形空腔筒状结构；
⑥.转动高压注浆管喷嘴方向，使高压注浆管端部喷射口向筒桩周围土体中喷射混凝土砂浆；
⑦.环形空腔筒状结构完全拔出地面；
⑧.待筒桩中的混凝土凝固后浇铸桩帽；
⑨.在桩顶铺设砂石层，并在砂石层中放入土工格栅。
本发明还可以采用如下技术措施：所述的高压注浆管的两侧带有喷射口，两个喷射口相互成一定角度。
本发明具有的优点和积极效果是：内套筒和外套筒的空腔结构横断面周围均分的多个分瓣其相间构成一半固定另一半活动的桩靴结构，固定的分瓣外侧设置有2—3cm垂直向下的凸柱，它起到了振动、密实混凝土的作用，混凝土灌注的质量好，尤其在增加了桩帽以后，提高了桩顶的强度，封底带翼的筒桩，使筒桩变为端承摩擦桩，提高了桩的承载力，减少了施工后地基的沉降，适用范围广，可广泛用于软土、饱和土、砂土及粪土等土层，特别是对于地质条件特殊而承载力要求又很高的工程，更能发挥其优势，适合在公路建设、市政工程和隐蔽工程中使用。
附图说明
图1是本发明成孔器结构示意图；
图2是图1的A—A剖视示意图；
图3是图2的C部放大示意图。
图4是带钢筋混凝土筒桩结构示意图；
图5是混凝土筒桩结构示意图；
图6是图4中B—B剖视示意图；
图7是实施例1施工工艺流程示意图；
图8是实施例2施工工艺流程示意图。
图1—图8中： 1.振动接头， 2.内套筒， 3.外套筒，4.高频液压振动锤， 5.固定分瓣， 6.活动分瓣， 7.铰链，8.凸柱，9.加强内管，10.进料口， 11.高压注浆管，12.喷射口，13.桩帽，14.砂石层，15.土工格栅，16.桩底， 17.桩翼，18.支撑条。
具体实施方式：
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举例以下实施例，并配合附图详细说明如下，请参阅图1—图8。
实施例1
用于房屋建设混凝土筒桩加钢筋笼时，如图1—图3所示：混凝土封底、带桩帽和带桩翼的筒桩成孔器上接振动接头1，振动接头1通过液压夹具与高频液压振动锤4连接，则与中部是内套筒2和外套筒3构成的空腔结构连成一体，空腔结构的圆周上呈十字形布置且沿垂直方向固定有多层支撑条18，使内套筒2和外套筒3向下运动时，不会改变其相对位置，以确保空腔结构的尺寸，成孔器下接桩靴结构，它由空腔结构横断面圆周处均分的多个分瓣构成，分瓣连接内套筒2和外套筒3，在底部内套筒2长，外套筒3短，所以，内套筒2露出外套筒3的一段长度，各分瓣相间构成一半固定另一半活动的桩靴结构，固定的分瓣5其两端分别与内套筒2和外套筒3焊在一起，另一半活动的分瓣6，其一端分别与外套筒3用铰链7连接，另一端可绕铰链7转动；使用时，可用钢丝系住，使筒桩成锥形，以便于成孔，在固定的分瓣5的外侧设置有2—3cm垂直向下的凸柱8，凸柱8的高度与振动锤振幅相等，这样成孔器在振动提升灌注混凝土过程中，固定的分瓣5上的凸柱8起到了振动、密实混凝土的作用，保证了筒桩底部混凝土灌注的质量，内套筒2内部的下端低于分瓣处焊接加固一段加强内管9，在空腔结构上部设置有混凝土进料口10，内、外套筒2、3空腔结构最外层对称布置两根高压注浆管11，高压注浆管11与外套筒3的外壁铰接，两根高压注浆管11的下部带有两个相互呈一定角度的喷射口12，喷射口12内均带有喷嘴，如图4、图6、图7所示：使用时，将混凝土封底、带桩翼筒桩成孔器放置在要打桩的地基处，采用专用的激光测斜仪测量成孔器的垂直度，并能够在成孔过程中进行动态测量和记录；启动高频液压振动锤4，带动与之连接的筒桩成孔器向下振动；在筒桩成孔器底端沉入预定的设计深度时，通过高压混凝土泵和高压注浆管向筒桩持力层喷射混凝土砂浆，并对筒桩桩底16处进行封底；随后向环形空腔筒状结构的腔体内注入混凝土；边注入混凝土边振动，并向上拔出环形空腔筒状结构；转动高压注浆管喷射口12方向，使其中的喷嘴向筒桩周围土体中喷射混凝土砂浆而形成两个桩翼17；环形空腔筒状结构完全拔出地面；根据激光测斜仪的动态测量记录的成孔器垂直度的数据，用高频液压振动锤4***已制备好的钢筋笼；待筒桩中混凝土凝固后再浇注桩帽13；这样在地基中就形成封闭的桩底16、带桩帽13和带桩翼17的钢筋混凝土筒桩。
现场浇注的混凝土筒桩1为圆形其内壁直径为40—130cm，壁厚为15—20cm，桩底封闭厚度为20—30cm，桩端持力层加固厚度30—50cm。筒桩材料为：C20混凝土；桩端封底、持力层加固及桩翼的材料为水泥砂浆。
其优点是：筒桩的桩端承载力和桩侧摩擦阻力大，单桩的承载力提高，且筒桩直径越大，但桩承载力提高的越显著，因此可减少桩的个数和减少整体消耗的材料，节约成本，加快了施工进度，提高了桩顶的强度，减小了施工后地基的沉降，适用范围广，施工工艺简单，容易操作，便于掌握，成本低。
实施例2
用于公路建设混凝土筒桩不加钢筋笼，如图1—图3所示：混凝土封底、带桩帽和带桩翼的筒桩成孔器与实施例1完全相同，其施工工艺如图5、图6、图8所示：将混凝土封底、带桩翼筒桩成孔器放置在要打桩的地基处，采用专用的激光测斜仪测量成孔器的垂直度；启动高频液压振动锤4(或电动振动锤)，带动与之连接的筒桩成孔器向下振动；在筒桩成孔器底端沉入预定的设计深度时，通过高压混凝土泵和打开高压注浆管下面的喷嘴，向筒桩持力层和环形空腔的腔体内喷射混凝土砂浆，并对筒桩桩底16处进行封底；边注入混凝土边振动，并向上拔出环形空腔筒状结构；转动高压注浆管上喷射口12方向，使高压注浆管11端部喷射口12内的喷嘴向筒桩周围土体中喷射混凝土砂浆而形成两个桩翼17；此时，环形空腔筒状结构完全被拔出地面；待筒桩中的混凝土凝固后浇注桩帽13；这样，在地基中就形成封闭桩底16、带桩帽13和带桩翼17的混凝土筒桩，最后，在桩顶铺设砂石层14，并在砂石层14中放入土工格栅15。
现场浇注的混凝土筒桩1为圆形其内壁直径为40—130cm，壁厚为15—20cm，桩底封闭厚度为20—30cm，桩端持力层加固厚度30—50cm。筒桩材料为：C20混凝土；桩端封底、持力层加固及桩翼的材料为水泥砂浆。
当筒桩长度10m，地基土承载力为90kpa时，封底筒桩相对于不封底筒桩提高的单桩承载力如表1。
表1封底筒桩相对于不封底筒桩提高的单桩承载力
| D(cm) | 60 | 80 | 100 | 120 | 130 | 150 |
| Pu(kN) | 152.60 | 271.30 | 423.90 | 610.42 | 716.39 | 953.78 |
注：D为筒桩外直径，Pu：提高的地基承载力。
由此可见，当筒桩的直径大于1米时，单桩承载力的提高显著，材料的节省最为有效。
其优点是：筒桩的桩端承载力和桩侧摩擦阻力大，单桩的承载力提高，且筒桩直径越大，因此可减少桩的个数和减少整体消耗的材料，节约成本，加快了施工进度，提高了桩顶的强度，减小了施工后地基的沉降，适用范围广，施工工艺简单，容易操作，便于掌握，成本低。
Claims (4)
1.一种混凝土封底和带桩翼的筒桩成孔器，它包括内外套筒、套筒下面的桩靴、支撑，其特征在于：成孔器上接振动接头(1)，中部是内套筒(2)、外套筒(3)构成的空腔结构，空腔结构的圆周上呈十字形布置且沿垂直方向固定有多层支撑条(18)，成孔器下接桩靴结构，振动接头(1)通过液压夹具与高频液压振动锤(4)连接，桩靴结构由均分的多个分瓣构成，分别连接内套筒(2)和外套筒(3)，在底部内套筒(2)露出外套筒(3)的一段长度，各分瓣相间构成一半固定另一半活动，固定的分瓣(5)其两端分别与内套筒(2)和外套筒(3)焊在一起，另一半活动的分瓣(6)，其一端分别与外套筒(3)用铰链(7)连接，另一端可绕铰链(7)转动，在固定的分瓣(5)的外侧设置有2—3cm垂直向下的凸柱(8)，内套筒(2)内部的下端低于分瓣处焊接加固一段加强内管(9)，在空腔结构上部设置有混凝土进料口(10)，内外套筒(2、3)空腔结构最外层对称布置两根高压注浆管(11)，高压注浆管(11)与外套筒(3)的外壁铰接，每根高压注浆管(11)的下端和下部一侧带有喷射口(12)，喷射口(12)内带有喷嘴。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土封底和带桩翼的筒桩成孔器，其特征在于：所述的两根高压注浆管(11)的下部带有两个喷射口(12)，两个喷射口(12)相互成一定角度。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土封底和带桩翼的筒桩成孔器的施工工艺，它包括钻孔、灌注、提钻、压笼和成桩工艺，其特征在于：
①.将混凝土封底和带桩翼筒桩成孔器布置在要打状的地基处，采用专用的激光测斜仪测量成孔器的垂直度，并能够在成孔过程中进行动态测量和记录；
②.启动高频液压振动锤(4)，带动与之连接的筒桩成孔器向下振动；
③.在筒桩成孔器底端沉入预定的设计深度时，通过高压混凝土泵和高压注浆管向筒桩持力层喷射混凝土砂浆，并对筒桩底部封底；
④.随后向环形空腔筒状结构的强体内注入混凝土；
⑤.边注入混凝土边振动向上拔出环形空腔筒状结构；
⑥.转动高压注浆管喷嘴方向，使高压注浆管(11)端部喷射口(12)向筒桩周围土体中喷射混凝土砂浆；
⑦.环形空腔筒状结构完全拔出地面；
⑧.根据激光测斜仪的动态测量记录的成孔器垂直度的数据，用高频液压振动锤4***已制备好的钢筋笼；
⑨.待筒桩中的混凝土凝固后浇铸桩帽(13)。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土封底和带桩翼的筒桩成孔器的施工工艺，它包括钻孔、灌注、提钻和成桩工艺，其特征在于：
①.将混凝土封底、带桩翼筒桩成孔器布置在要打状的地基处，采用专用的激光测斜仪测量成孔器的垂直度；
②.启动高频液压振动锤(4)或电动振动锤，带动与之连接的筒桩成孔器向下振动；
③.在筒桩成孔器底端沉入预定的设计深度时，通过高压混凝土泵和高压注浆管向筒桩持力层喷射混凝土砂浆，并对筒桩底部封底；
④.随后向环形空腔筒状结构的腔体内注入混凝土；
⑤.边注入混凝土边振动向上拔出环形空腔筒状结构；
⑥.转动高压注浆管喷嘴方向，使高压注浆管(11)端部喷射口(12)向筒桩周围土体中喷射混凝土砂浆；
⑦.环形空腔筒状结构完全拔出地面；
⑧.待筒桩中的混凝土凝固后浇铸桩帽(13)；
⑨.在桩顶铺设砂石层(14)，并在砂石层(14)中放入土工格栅(15)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Owner name: HUABEI CONSTRUCTION GROUP CO., LTD.; APPLICANT Free format text: FORMER OWNER: XU DONGQIANG; APPLICANT Effective date: 20080620 |
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Effective date of registration: 20080620 Address after: Zip code 1, No. 7 courtyard, Wa Wa Street, Haidian District, Beijing, zip code: 100089 Applicant after: Huabei Construction Group Co., Ltd. Co-applicant after: Hebei University of Technology Address before: Hongqiao City, Tianjin District, Ting Yue scenery apartment 56 door 501, zip code: 300132 Applicant before: Xu Dong Qiang Co-applicant before: Liu Chunyuan |
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