建築工程樁的製作方法及所採用的裝置的製作方法

2023-05-13 23:38:51

專利名稱：建築工程樁的製作方法及所採用的裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬土建工程樁施工領域，特別涉及一種建築工程樁的製作方法及所採用的裝置。
背景技術：
在國外土建工程中採用螺旋形R.C.樁系通過施加扭矩旋轉置入土中。該樁法是預製螺旋樁靠強大扭矩將樁旋入地層中，由於施工法決定該樁採用高強水泥鋼筋製作工藝較複雜，樁子配筋量大且需鋼材製作螺旋板，端部受撓動有虛土，樁身也是攪動土，都低於原狀土的強度。在國內尚未發現此種施工方法。
在國內受到汙染限制城市很少採用錘擊振動法施工。靜壓樁設備龐大周轉施工費用高，管樁為滿足靜壓龐大設備造成其成本高，就這種設備和高強樁也無奈應對較密實的土層不能壓進，難於保證深度，表面光滑不利於發揮樁側摩擦阻力。超流態混凝土螺旋鑽孔樁，樁尖處被撓動有虛土，樁身有回落土，混凝土用量大，牽涉設備多，搭建臨時攪拌站，依靠混凝土輸送泵管道進入螺旋鑽動力頭頂部連接處，因骨料析出沉下鋼筋籠難於保證其位置。由於難控制超流態混凝土注入量，因多是超量浪費，顯得現場不整潔施工不文明。

發明內容
本發明的目的在於提供一種能適應各種土質，保證深度，工程造價低廉，施工工藝簡單的建築工程樁的製作方法。
本發明的另一目的是提供一種與上述建築工程樁的製作方法相配套的專用設備。
本發明的目的可以通過如下途徑實現一種建築工程樁的製作方法，可按如下步驟依次進行(A)製作中部帶有型芯孔的螺旋混凝土預製樁；(B)將帶有鑽尖的型芯扳具套於螺旋混凝土預製樁的型芯孔內；(C)將樁帽分別與型芯扳具及螺旋混凝土預製樁的上端固接；(D)起吊，動力源帶動樁帽開鑽；(E)通過型芯扳具的型芯孔向螺旋混凝土預製樁外注漿。
依據上述步驟施工時，在向螺旋混凝土預製樁外注漿後，還可進行逆鑽。
上述建築工程樁的製作方法所採用的設備，它包括中部配有型芯孔的螺旋混凝土預製樁、套接於型芯孔內的型芯扳具、與所述螺旋混凝土預製樁及型芯扳具的上端固定配接的樁帽；所述型芯扳具的下端設有鑽尖；所述型芯扳具的底端配有噴漿口。
所述鑽尖與型芯扳具可以為一體式，也可採用分體式。在採用分體式結構時，所述鑽尖的上部與型芯扳具的下部套接；所述鑽尖的上部配有緊固繩。
為提高鑽進效率，作為一種優選方案，本發明在所述鑽尖上還配有鑽翼；所述鑽翼與鑽尖軸接。型芯孔可採用方形，當然也可採用其它方便卡接的形狀，比如，六角形，八角形等。
本發明能適應各種土質，保證深度，工程造價低廉，施工工藝簡單，可靠性強。帶壓注漿液能與土充分攪拌，達到深度後停止進尺，通過逆鑽可使攪拌土與漿液混合物更加密實袱裹樁身，極大地提高了樁側的摩擦阻力。樁的端部受帶壓漿液攪拌滲透，使其範圍增大，較比原狀土更加密實，提高了樁的支撐力。


下面結合附圖所描述的實施方式對本發明作進一步詳細說明。
圖1為本發明採用裝置的整體結構圖；圖2為本發明所採用裝置中螺旋混凝土預製樁的端面圖；具體實施方式
如圖所示，一種建築工程樁的製作方法，可按如下步驟依次進行(A)製作中部帶有型芯孔的螺旋混凝土預製樁；(B)將帶有鑽尖的型芯扳具套於螺旋混凝土預製樁的型芯孔內；(C)將樁帽分別與型芯扳具及螺旋混凝土預製樁的上端固接；(D)起吊，樁位校正，動力源帶動樁帽開鑽，鑽尖破土；(E)通過型芯扳具的型芯孔向螺旋混凝土預製樁外注漿；(F)向螺旋混凝土預製樁外注漿後，再進行逆鑽。
上述螺旋混凝土預製樁含有鋼纖維或合成纖維。
建築工程樁的製作方法所採用的設備，它包括中部配有型芯孔2的螺旋混凝土預製樁1、套接於型芯孔2內的型芯扳具3、與所述螺旋混凝土預製樁1及型芯扳具3的上端固定配接的樁帽4；所述型芯扳具3的下端設有鑽尖5；所述型芯扳具3的底端配有噴漿口6。所述鑽尖5與型芯扳具3可為一體式。在採用一體式時，螺旋混凝土預製樁1的下端部可採用異型頭設計形式。所述鑽尖5與型芯扳具3也可為分體式；在採用分體式時，螺旋混凝土預製樁1的下端部可採用齊頭設計形式，所述鑽尖5的上部與型芯扳具3的下部套接，所述鑽尖5的上部配有緊固繩7。這樣一旦出現土質情況不好而憋鑽時，通過鬆開緊固繩7就可將鑽尖5放棄。為強化施工效果，在所述鑽尖5上可配有鑽翼8；所述鑽翼8與鑽尖5軸接。鑽翼8可繞銷軸3旋轉。在加工鑽翼8時可將其長度作成略大於混凝土預製樁1螺旋的外緣。這樣本發明基本上靠旋轉的鑽翼8進行推進。到達預定深度後，鑽翼8及型芯扳具3就可很方便地收回。如圖1所示，10為連接注漿高壓管柱頭。在需要注漿時，可通過架接在連接注漿高壓管柱頭10上的高壓管向型芯扳具3內注漿。11為接口法蘭盤，用於連接旋轉動力頭。12為連接樁帽4與螺旋混凝土預製樁1的連接鋼筋。樁帽4通過插接方式與型芯扳具3固定配接。
本發明所涉及的裝置，在製作時，可按構造或結構設計布置鋼筋籠或型鋼，為解決混凝土脆性扭裂等在攪拌混凝土時，摻入最佳含量的鋼纖維或合成纖維，這樣就增強其抗衝擊耐磨而且在拒裂增韌抗滲強度大大提高。由於三維亂向分布有效阻止骨料析出。製作可採用離心擠壓或自密實混凝土成型。在施工現場可將帶有可開啟或固定鑽尖型鋼扳具與樁帽固定配接。利用卷揚機將動力頭及螺旋混凝土預製樁1吊起，校正後，開動動力頭，經鎖卡裝置，樁帽強制扭轉型鋼扳具，帶動樁尖，樁身旋轉，控制進尺及轉速，當遇有較硬土層或粘性很強的土質時，可注帶壓水，從而起到了細化鬆動滑潤土層的功效。經過計算在鑽進某一深度時，注帶壓漿液使其在滿足設計深度時恰好與土攪拌混合物剛被旋出噴漿口6為佳，此時由卷揚機控制停止進尺，再進行逆鑽，繼續注漿液，這樣就可壓縮螺距間空隙，增大了樁側摩擦阻力，使鑽尖拌合較多漿液。當提起型鋼扳具時視工程要求可繼續注漿液，提出後保護好芯孔，按用途可下鋼筋籠或型鋼，可澆注混凝土或置入與型芯孔匹配的型鋼管，作擋土樁受力杆件，地下部分可不注漿液，待完成作用後可將型鋼管抽出重複使用。
工程實例I根據地質條件，設計要求，設備狀況，螺旋樁的庫存量及製作速度靈活選擇，可進行接樁作業。
採用Φ400螺旋預製樁，地質條件如下0.8～1.8M為素填土(中密)1.8～2.6M為亞粘土(中密)2.6～5.1M為粘土(硬可塑)，5.1～5.8M中砂(中密)，5.8～12M為園礫(中密)根據地質報告，選樁長為7M型芯孔齊頭螺旋預製樁，鑽尖為開啟型。作業時鑽到2M時進尺困難，再進尺有憋鑽現象此時注帶壓水情況大為改善，進尺較順利，旋出來土質明顯水潤自然從螺距脫落下來。當鑽進深度4/5時，注帶壓水泥漿液(配比0.6∶1比重1.7g/cm3)直至漿液與土旋攪混合物從孔口返出為止，停止進尺逆鑽2分鐘即可完成一根樁的施工。28天後做試樁終止荷載1500KN/14mm，經挖開檢驗樁外袱裹極好，經量測樁徑人工刻劃與錘擊情況判斷其強度頗高，袱裹力很強。樁端處土質明顯有一硬快堅質的混凝土樣範圍可達500cm。在鄰近2M處未經注漿液Φ400螺旋預製樁(原狀態)Φ400原工法螺旋樁終止沉降500KN/14mm，成本為1600元/m3，承載力400KN/m3，本工法所需成本1200元/m3，承載力高達1600KN/m3。根據資料相近似條件錘擊預製方樁30cm×30cm。終止荷載1000kn/13.27mm。比較看來此方法優於錘擊預製樁。更優於原工法螺旋樁。雖然錘擊擠密土質。但本方法明顯改善工作機理，樁子支撐效應作用大，樁身由漿液與土組成袱裹效果極好強度大既起摩擦力又有抗剪作用，而且螺旋鑽翼的正壓力又斜向擴散較大範圍遠大於摩擦阻力擴散作用大，所以它的承載能力高於狀態相同類型樁，其優越性顯而易見。
工程實例II基坑平面尺寸為110M×60M，原設計用Φ600超流態螺旋鑽孔灌注樁，中心距為1.2M共計278根，樁長為15M，壓頂梁(拉手梁)為400MM×600MM。造價為100餘萬元，鋼材消耗90噸，水泥600噸。改採用Φ500型芯孔齊頭螺旋預製樁，樁長15M，樁數仍為278根，拉手梁用型鋼將樁芯型鋼緊固聯接。總造價55萬元，鋼材消耗30噸，水泥用量為230噸。合成纖維用量410公斤。對比節約資金45％，鋼材66％，水泥62％。
權利要求
1.一種建築工程樁的製作方法，其特徵在於可按如下步驟依次進行(A)製作中部帶有型芯孔的螺旋混凝土預製樁；(B)將帶有鑽尖的型芯扳具套於螺旋混凝土預製樁的型芯孔內；(C)將樁帽分別與型芯扳具及螺旋混凝土預製樁的上端固接；(D)起吊，動力源帶動樁帽開鑽；(E)通過型芯扳具的型芯孔向螺旋混凝土預製樁外注漿。
2.根據權利要求1所述的建築工程樁的製作方法，其特徵在於向螺旋混凝土預製樁外注漿後，再進行逆鑽。
3.根據權利要求1或2所述的建築工程樁的製作方法，其特徵在於螺旋混凝土預製樁含有鋼纖維或合成纖維。
4.根據權利要求1或2所述的建築工程樁的製作方法所採用的設備，其特徵在於，包括中部配有型芯孔(2)的螺旋混凝土預製樁(1)、套接於型芯孔(2)內的型芯扳具(3)、與所述螺旋混凝土預製樁(1)及型芯扳具(3)的上端固定配接的樁帽(4)；所述型芯扳具(3)的下端設有鑽尖(5)；所述型芯扳具(3)的底端配有噴漿口(6)。
5.根據權利要求4所述的建築工程樁的製作方法所採用的設備，其特徵在於所述鑽尖(5)與型芯扳具(3)為一體式。
6.根據權利要求4所述的建築工程樁的製作方法所採用的設備，其特徵在於所述鑽尖(5)與型芯扳具(3)為分體式；所述鑽尖(5)的上部與型芯扳具(3)的下部套接；所述鑽尖(5)的上部配有緊固繩(7)。
7.根據權利要求4所述的建築工程樁的製作方法所採用的設備，其特徵在於在所述鑽尖(5)上配有鑽翼(8)；所述鑽翼(8)與鑽尖(5)軸接。
8.根據權利要求5所述的建築工程樁的製作方法所採用的設備，其特徵在於在所述鑽尖(5)上配有鑽翼(8)；所述鑽翼(8)與鑽尖(5)軸接。
9.根據權利要求6所述的建築工程樁的製作方法所採用的設備，其特徵在於在所述鑽尖(5)上配有鑽翼(8)；所述鑽翼(8)與鑽尖(5)軸接。
10.根據權利要求4所述的建築工程樁的製作方法所採用的設備，其特徵在於所述型芯孔(2)為方形。
全文摘要
本發明屬土建工程樁施工領域，特別涉及一種建築工程樁的製作方法，可按如下步驟依次進行(A)製作中部帶有型芯孔的螺旋混凝土預製樁；(B)將型芯扳具套於螺旋混凝土預製樁的型芯孔內；(C)將樁帽分別與型芯扳具及螺旋混凝土預製樁的上端固接；(D)起吊，動力源帶動樁帽開鑽；(E)通過型芯扳具的型芯孔向螺旋混凝土預製樁外注漿。上述方法所採用的裝置，包括中部配有型芯孔(2)的螺旋混凝土預製樁(1)、套接於型芯孔(2)內的型芯扳具(3)、與所述螺旋混凝土預製樁(1)及型芯扳具(3)的上端固定配接的樁帽(4)。本發明能適應各種土質，保證深度，工程造價低廉，施工工藝簡單，可靠性強。
文檔編號E02D5/56GK1858363SQ20051004635
公開日2006年11月8日 申請日期2005年4月30日 優先權日2005年4月30日
發明者王毅, 王劍, 王英權, 王英傑, 王英俊 申請人:王英權