一種混凝土樁基的施工裝置及施工工藝的製作方法

2023-06-20 10:10:56 2

專利名稱：一種混凝土樁基的施工裝置及施工工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種建築領域基礎工程用的混凝土灌注樁的施工裝置及施工工藝背景技術目前建築工程的地基混凝土灌注樁的成型方法有很多種，包括夯擴和靜壓 兩種。現有的夯擴樁技術採用重錘夯擊成孔，在夯擊過程中，隨著夯擊的重錘 的下降護筒跟著下降對樁的孔壁進行保護，形成樁孔，然後在樁孔內填入建築 垃圾，繼續夯擊，在樁的下端形成樁端散體承力臺，再在樁孔內填入幹硬性混 凝土，繼續夯擊形成樁端固體承力臺，樁端散體承力臺和樁端固體承力臺與樁身一起承擔建築物的荷載。中國專利CN1243159C的發明就公開了這樣一種技術。 因為該技術造價低而被廣泛採用。但是，這種樁基施工的工藝具有下述缺點1、 該工藝採用重錘夯擊時會產生振動，既影響相鄰已完成樁的質量，又對臨近建 築產生一定的危害。2、由於採用該工藝時，其單樁豎向承載力只能由經驗推斷 而得，而且又由於地質條件千差萬別，所以對承載力的推斷的可靠性差，施工 質量不易控制。因此限制了其自身的發展。中國專利CN1837505A公開了一種靜力擠壓混凝土樁的施工方法，其專利文 獻試圖解決振動問題。但是此專利存在以下缺點根據其專利內容的描述，它 在外管內填入磚石後用內管擠壓外管內的磚石時，其內管不伸出到外管底部的 下面，內管只是在外管內對磚石進行擠壓，壓力表上顯示的壓力達到設計值時 即停止，這樣做的缺點是1、由於內管下端未壓出外管下端，此時外管內的填 料與外管之間存在很大的摩擦力，壓力表此時的讀數，大部分來源於這種摩擦 阻力，形成壓力表讀數偏高的假象，實際作用於樁底部擴大頭上的壓力並未達
到設計值，造成樁基的承載力不足，形成施工隱患。2、此專利文件中描述的內 管的下端未封口，這樣不能實現對物料的擠壓，也就是不能打樁。如果將內管 下端製成錐形頭，又容易將物料擠壓到內管和外管之間，形成管塞，增大內管 和外管之間的壓力，有可能將外管擠爆，因此內管下端製成錐形頭也不能施工。 3、此專利文件公開的技術中只在外管內填入磚石等散體材料，將這些散體材料 壓入外管底部周圍，形成散體的磚石擴大頭。這些散體的擴大頭在建築物形成 後，樁身壓在這些散體材料上，有些樁身很可能會刺穿散體材料，造成沉降過 大，使建築物因為不均勻沉降而遭到破壞。4、此專利文件中提及的在外管內放 置鋼筋籠灌注混凝土後提升外管時，用受到靜壓油缸向下壓力的內管頂住混凝 土，這樣會將鋼筋籠標高壓低、壓壞，使其扭曲變形，使樁身的結構受損，影 響岸義載力。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種承載力大且均勻 一致的混凝土樁的 靜壓施工裝置及施工方法。本發明是這樣實現的本發明的混凝土樁基的施工裝置是採用頂壓式靜壓樁機械，頂壓式靜壓樁 機械包括底座、支架以及設置在支架上的連接有壓力表的液壓缸，還包括與頂 壓式靜壓樁機械連接的護筒及內管，內管的長度大於護筒的長度，內管的外徑 略小於護筒的內徑；內管下端設置有平頭封堵。上述技術方案的進一步改進在於在護筒的側壁上開有加料口；加料口可 以有一個或者多個。本發明的混凝土樁基的施工裝置的進一步改進在於在護筒上設置有震動 混凝土的震動裝置。本發明的施工的工藝步驟包括1、將護筒和置於護筒中的內管用液壓缸逐步壓入樁位處的土中，併到達設 計深度；該深度是具有承載力較高的、相對穩定的土層；2、 提起內管從護筒的加料口中填入一定量的建築垃圾，如磚石、瓦片等；3、 放下內管壓在建築垃圾上，用頂壓式靜壓樁機械的液壓缸把建築垃圾壓 出護筒外；4、 重複步驟2. 3直到內管下端壓出護筒外時液壓表的讀數仍大於設計值時， 停止擠壓建築垃圾，該設計值要保證相鄰樁不受破壞並最大限度地調動樁下土 體受力；此時在護筒底部的建築垃圾形成樁端散體承力臺。5、 提起內管分次從護筒加料口中加入一定量的幹硬性混凝土，分次用液壓 缸通過內管將幹硬性混凝土壓出護筒外，從而在護筒底部建築垃圾樁端散體承 力臺上形成混凝土樁端固體承力臺，樁端固體承力臺是樁身和樁端散體承力臺 過渡部分，通過此過渡部分使樁身的力均勻的分散到樁端散體承力臺上，不產 生衝切破壞，充分調動樁端散體承力臺及其下面的土體共同參與受力；6、 提出內管，在護筒中放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土，邊提護筒邊用震動 裝置震動護筒或提起護筒後用震動棒震揭成樁。本發明的施工方法的進一步改進在於，為了製做大承載力的灌注樁，在完 成上述工藝步驟1到5後，繼續進行下面的工藝才喿作(1) 、 M內管，在護筒中灌注混凝土到另一設計高度；(2) 、向護筒中加入一定量的幹硬性混凝土，把內管放下，壓在上述幹硬 性混凝土上，提升護筒到護筒下端和內管的下端一樣高時停止；(3) 、用液壓缸向下壓內管和護筒，壓下量為0. 5~lm;(4) 、重複步驟2、 3直到幹硬性混凝土量達到設計值，形成樁身上的一個 混凝土中間凸臺；(5) 、重複上述步驟1、 2、 3、 4,在樁的不同高度上即不同的土層上形成 多個中間凸臺，充分調動各個土層參與受力；(6) 、提趁內管，放入鋼筋籠，灌注混凝土，邊提護筒邊用震動裝置震動 護筒或提起護筒後用震動棒震搗成樁。由於採用上述技術方案，本發明所取得的技術進步是
由於本發明釆用了在樁孔的底部分次壓入散體物料和幹硬性混凝土的方 法，在樁身下面形成樁端固體承力臺和樁端散體承力臺，使樁身的承載力大大再分散到樁端散體承力臺下面的土層中，使各個樁的承載能力均勻一致，防止 了樁身刺穿散體材料的可能性，避免了建築物沉降過大或因為不均勻沉降使建 築物遭到破壞。本發明的方法中，壓力表的讀數是在內管下端壓出護筒外時才讀取，此時 內管與外管及其內部的填料之間的摩擦力大大減小，此時液壓表的讀數反應的 才是真實的單樁承載力特徵值。在實際施工中，從壓力表的讀數上可以明確反應出這樣的現象當內管沒有伸出護筒時，壓力表的讀數很大，當內管伸出護 筒時，壓力會突然減小，因此只有當內管伸出護筒外時，壓力表讀數才反應的 承力臺的承載能力，這時從壓力表的讀數就可以知道承力臺所能承受的壓力大 小，這樣的好處是施工參數明確，施工質量容易控制，而不是再靠經驗來推算 承載力，減少了人為誤差。由於本發明的施工方法的整個施工過程全部用液壓完成，避免了夯擴樁所 帶來的振動，避免了對相臨已完成樁及工地周圍建築物的影響，其成樁質量均 勻可靠，差異性小。本發明的施工裝置中，將內管底部的錐頭改為平頭，容易將物料向下推進, 使物料不致於擠壓到內管和外管之間形成管塞，避免了將外管擠爆的可能。本發明的施工裝置的內管的長度大於護筒的長度，保證了內管壓下時，能 夠伸出護筒之外，確保壓力讀數準確，並形成樁端固體承力臺和樁端散體承力 臺的擴大頭。在護筒的側壁上開有一個或者多個加料口 ，可以在製做樁端固體承力臺和 樁端散體承力臺時，不必將內管完全提出護筒之外，就能在側面的加料口加料, 不但加料迅速，而且避免了內管提出護筒外面後再次進入護筒時需要重新對正 的複雜操作，使施工筒便迅速。而且在製作多個樁身上的混凝土中間凸臺時， 能夠方便的在不同高度的加料口處加料。在樁身上製作出混凝土中間凸臺後可 以加大灌注樁的承載力，從而用於高層建築。在護筒上設置震動混凝土的震動裝置，在灌注樁身混凝土後提升護筒的過 程中，可以邊提升邊震動護筒，從而將護筒內的混凝土震實，節約提起護筒後 再用震動棒震搗樁內混凝土的工序，加快施工進度。


圖1到圖4為是本發明主要的施工工藝過程示意圖； 圖5為大承載力樁的結構示意圖。其中1、液壓缸，2、內管，3、震動裝置，4、加料口， 5、護筒，6、平 頭封堵，7、樁端散體承力臺，8、樁端固體承力臺，9、中間凸臺，10、鋼筋籠。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明做進一步詳細說明本發明的混凝土樁基的施工裝置是採用頂壓式靜壓樁機械，頂壓式靜壓樁 機械主要包括底座、支架以及設置在支架上的能夠上下移動位置的連接有壓力 表的液壓缸l，還包括與靜壓樁機械連接的護筒5及內管2，護筒5及內管2位 於液壓缸1的下面，並用鋼索、滑輪連接在支架上；內管2配合在護筒5內， 內管2的長度大於護筒5的長度，使內管壓下時能夠伸出到護筒的下面，內管 的外徑略小於護筒的內徑；內管2下端設置有平頭封堵6。在護筒5的側壁上開 有多個加料口 4;在護筒5上部還設置有震動混凝土的震動裝置3。實施例1利用上述施工裝置製作直筒灌注樁時的工藝步驟如下1、 將護筒5和置於其中的內管2用液壓缸1逐步壓入樁位處的土中，併到 達設計深度，如圖1所示；2、 提起內管2從護筒的加料口 4中填入一定量的建築垃圾，如磚石、瓦片等；3、 放下內管壓在建築垃圾上，用頂壓式靜壓樁機械的液壓缸l把建築垃圾
壓出護筒5外，建築垃圾擴散到護筒下面的土中；4、 重複步驟2. 3直到內管下端壓出護筒外時液壓表的讀數仍大於設計值時， 停止擠壓建築垃圾，此時在護筒底部的建築垃圾形成樁端散體承力臺7,如圖2 所示；5、 提起內管分次從護筒的加料口中加入一定量的幹硬性混凝土，分次用液 壓缸通過內管將千硬性混凝土壓出護筒外，從而在護筒底部建築垃圾形成的樁 端散體承力臺上再形成混凝土樁端固體承力臺8，如圖3所示；6、 提出內管，在護筒中放置鋼筋籠IO,灌注樁身混凝土，邊提護筒邊用震 動裝置3震動護筒，待護筒提出後形成樁身，如圖4所示。實施例2利用本發明的施工裝置製作帶中間凸臺的大承載力灌注樁時的工藝步驟如下按實施例1的步驟1到5做好樁端散體承力臺和樁端固體承力臺後，繼續 進行下面的工藝操作1、 提起內管，在護筒中灌注混凝土到另一設計高度；2、 通過加料口向護筒中加入一定量的幹硬性混凝土，把內管放下，壓在上 述幹硬性混凝土上，提升護筒到護筒下端和內管的下端一樣高時停止；3、 用液壓缸向下壓內管和護筒，壓下量為0. 5~ lm;4、 重複步驟2、 3直到幹硬性混凝土量達到設計值，形成樁身上的一個混 凝土中間凸臺9;5、 重複上述步驟l、 2、 3、 4,在樁的不同高度上即不同的土層上形成多個 中間凸臺9;6、 提起內管，放入鋼筋籠，灌注混凝土，然後提起護筒，再用震動棒震搗 成樁，如圖5所示。
權利要求
1、一種混凝土樁基的施工裝置，包括頂壓式靜壓樁機械及其連接有壓力表的液壓缸，其特徵在於還包括與頂壓式靜壓樁機械連接的護筒及內管，內管的長度大於護筒的長度，內管的外徑與護筒的內徑配合；內管下端設置有平頭封堵。
2、 根據權利要求1所述的一種混凝土樁基的施工裝置，其特徵在於所述護 筒的側壁上開有加料口 ；在護筒上還設置有震動混凝土的震動裝置。
3、 根據權利要求1所述的一種混凝土樁基的施工工藝，其特徵在於施工的 工藝步驟包括A、 將護筒及置於其中的內管用液壓缸逐步壓入樁位處的土中，併到達具有 承載力較高的、相對穩定的土層的設計深度；B、 提起內管並從護筒的加料口中填入一定量的建築垃圾；C、 放下內管到建築垃圾上，用液壓缸把建築垃圾沿護筒壓出；D、 重複步驟B.C直到內管下端壓出護筒外時與液壓缸連接的液壓表的讀數 大於設計值、在護筒的下面形成樁端散體承力臺時，停止擠壓建築垃圾；E、 提起內管，分次從護筒加料口加入一定量的幹硬性混凝土，分次用液壓 缸通過內管將幹硬性混凝土壓出護筒外，從而在護筒下面周圍建築垃圾樁端散 體承力臺上形成混凝土樁端固體承力臺；F、 提出內管，在護筒中放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土，邊提護筒邊用震動 裝置震動護筒或提起護筒後用震動棒震搗成樁。
4、 根據權利要求3所述的一種混凝土樁基的施工工藝，其特徵在於 在完成權利要求3所述工藝步驟A到E後，還繼續進行下面的工藝操作，G、 提起內管，在護筒中灌注混凝土到另一設計高度；H、 再向護筒中加入一定量的幹硬性混凝土，把內管》文下，壓在上述幹硬性 混凝土上，提升護筒到護筒下端和內管的下端一樣高時停止； I、用液壓缸向下壓內管和護筒，壓下量為0. 5~lm;J、重複步驟H、 I直到幹硬性混凝土量達到設計值、形成樁身上的一個混 凝土中間凸臺為止；K、重複上述步驟G、 H、 I、 J,在樁的不同高度上即不同的土層上形成多個 中間凸臺；L、提起內管，；改入鋼筋籠，灌注混凝土，邊提護筒邊用震動裝置震動護筒 或提起護筒後用震動棒震搗成樁。
全文摘要
本發明公開了一種混凝土樁基的施工裝置及施工工藝，它應用在建築領域的基礎工程的混凝土灌注樁的施工中。其裝置包括頂壓式靜壓樁機械及其連接有壓力表的液壓缸，還包括與頂壓式靜壓樁機械連接的護筒及內管，內管的長度大於護筒的長度；內管下端設置有平頭封堵；在護筒上設置有震動裝置並在護筒側壁上開有加料口。其施工工藝的要點是用建築垃圾在護筒的底部形成樁端散體承力臺，用幹硬性混凝土在樁端散體承力臺上形成樁端固體承力臺；並在樁的不同高度上形成多個中間凸臺；提起內管，放入鋼筋籠，灌注混凝土，震動成樁。本發明製作的樁的承載力大大增強，承載能力均勻一致，承力臺的承載能力可以直接在壓力表上讀到，減少了人為誤差。
文檔編號E02D5/44GK101126239SQ20071013942
公開日2008年2月20日 申請日期2007年9月14日 優先權日2007年9月14日
發明者張立軍 申請人:張立軍