高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置與方法

2023-05-22 22:25:26

專利名稱：高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置與方法
技術領域：
本發明涉及一種土木建築工程的樁基礎，尤其是涉及一種在深厚飽和軟粘土地 層中用於深基坑圍護工程支護樁的高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置與方法。
背景技術：
目前，在建築工程中二層地下室的深基坑圍護工程應用的支護樁大多數是採用 鑽孔灌注樁；該鑽孔灌注樁的施工過程中需要消耗大量的潔淨水，該潔淨水在所述鑽孔 成樁孔過程為護壁泥漿，並不斷地排放入泥漿池，該泥漿池中的泥漿又需要不斷地外運 丟棄。所述樁孔內泥漿護壁以防止樁孔坍塌，經估算，每立平方米樁體砼需消耗6立方 米的潔淨水；其中排放泥漿有4立方米，並需要汽車外運，這些排放的泥漿往往被隨意 丟棄，又要造成對周圍環境的汙染。因而，現有鑽孔灌注樁的成樁裝置與方法，不僅需要消耗大量的水資源，並汙 染環境，而且成樁效率較低。

發明內容
本發明所要解決的技術問題就是針對上述現有技術的現狀而提供一種可以顯著 減少水資源消耗、消除泥漿排放對環境的汙染又成樁效率較高的高頻振壓幹排土灌注樁 的成樁裝置與方法。本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案為一種高頻振壓幹排土灌注樁 的成樁裝置，包括一可在土體中沉入與上拔的鋼模管，該鋼模管中配置一排土裝置，其 特徵在於該排土裝置包括一下端鋼管，該下端鋼管的外徑設置為略小於所述鋼模管的 內徑，該下端鋼管的上端連接一喇叭管，該喇叭管上端連接一豎向排土管，該豎向排土 管上端連接一水平方向的出土管；所述排土裝置的頂部設置一管頂板，該管頂板上端連 接液壓高頻振動錘；所述下端鋼管的底部設置有左右兩側各帶鉸軸的中間隔板，該鉸軸 鉸接有活動翻板，該活動翻板可沿所述鉸軸轉動。所述鋼模管的內壁與所述下端鋼管的外徑之間設置有橡膠密封圈；其作用是避 免土體在鋼模管內壁與下端鋼管外徑之間流動。所述水平方向出土管與所述下端鋼管底面之間的距離設置為大於或等於所述鋼 模管的長度；以確保將鋼模管內的土體全部排出地面。所述管頂板與所述排土管焊接成一體。所述中間隔板與所述活動翻板之間焊接有定位鋼板，該定位鋼板用作所述活動 翻板開啟時限位在一定的角度範圍內；其有益效果是當上提排土裝置時，由於土體的自 重力作用在活動翻板的限位角上，該活動翻板即自行向下轉動而關閉，從而阻止流動土 體再進入鋼模管中。該活動翻板定位於焊接在所述下端鋼管內壁的擱板上；其作用是可有效阻擋排 土裝置中的土體落下。
所述排土裝置的底部設置有豎向進氣管，該進氣管上埠外露於所述喇叭管之 外，其作用是確保所述下端鋼管的底部不會產生負壓。所述喇叭管與所述豎向排土管採用帶螺銓的法蘭連接。所述喇叭管周側設置有取土孔蓋板；其作用是通過開啟該取土蓋板可以提取下 端鋼管中的土體。一種高頻振壓幹排土灌注樁成樁方法，包括一土體中的鋼模管，該鋼模管中配 置一排土裝置，該排土裝置包括一上端連接喇叭管的下端鋼管，該喇叭管上端連接豎向 排土管與水平方向出土管；所述排土裝置的頂部設置一上端裝置有液壓高頻振動錘的管 頂板，所述下端鋼管的底部設置活動翻板，所述喇叭管周側設置有取土孔蓋板，其特徵 在於所述成樁步驟是第一步，開設計樁位孔，去除雜填土與地表硬土；第二步，在所述設計樁位孔上，由所述液壓高頻振動錘將所述鋼模管沉入所述 樁位土中；第三步，所述液壓高頻振動錘將所述排土裝置沉入所述鋼模管中，該高頻振動 錘沉入排土裝置的過程中，將所述鋼模管內呈流動狀態的土體強制進入所述下端鋼管， 又通過喇叭管進入排土管，然後由水平方向出土管排至地面；所述排土裝置振動沉入直 至與所述鋼模管的底部齊平；這時，除了排土裝置內殘留的流動土體外，鋼模管內的土 體全部排出；第四步，將所述排土裝置從所述鋼模管中提出，並將該排土裝置內的土體倒 出；或者，通過所述取土孔蓋板將排土裝置內的土體取出；第五步，所述鋼模管內的土體全部取淨後，置入鋼筋骨架、灌入混凝土；然後 振動撥出該鋼模管，即成樁。本發明與現有技術相比，其優點是有效節約水資源與能耗，同時又可消除泥漿 排放對周邊環境的汙染；其次是成樁效率較高。


圖1為本發明結構示意圖；圖2為本發明的成樁過程示意圖；圖3為本發明的成樁咬合示意具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。圖1至圖3示出本發明的一個實施方式，它包括一鋼模管1，該鋼模管1中配置 一排土裝置20 ；該排土裝置20包括一下端鋼管2，該下端鋼管2的外徑設置為略小於鋼模管1的 內徑，即下端鋼管可以在鋼模管中自由進出；且鋼模管內壁與下端鋼管外徑的間隙由橡 膠密封圈8密封，以避免土體在鋼模管內壁與下端鋼管外徑之間流動；下端鋼管2上端連 接一喇叭管3，該喇叭管3上端連接排土管4與出土管5，該出土管5即為該排土裝置20 的出土口 ；
該出土管5的出土 口距排土裝置20的底面設置為大於或等於與鋼模管1長度， 以確保將鋼模管1內的土體全部排出地面；在排土裝置20頂部設置一管頂板15，該管頂板15上端連接有液壓高頻振動錘 30，管頂板15與排土管4焊接成整體；在鋼模管1內用振動錘30高頻振壓沉入排土裝置 20時，確保鋼模管1內的土體全部從出土管5的出土口排出；下端鋼管2的底部設置有左右兩鍘各帶鉸軸11的中間隔板12，鉸軸11鉸接有活 動翻板10，該活動翻板10可沿鉸軸11轉動；在中間隔板12與活動翻板10之間焊接有 定位鋼板13，該定位鋼板13用作活動翻板10開啟時的限位角，當上提排土裝置20時， 由於土體的自重力作用在活動翻板10的限位角上，活動翻板10即自行向下轉動而關閉， 從而阻止流動土體再進入鋼模管1中；這時，活動翻板10定位於焊接在下端鋼管2內壁 的擱板14上，從而完全關閉下端鋼管2的管底；然後，上拔排土裝置20時，空氣通過進 氣管7進入下端鋼管2的底部，則下端鋼管2的底部不會產生負壓；鋼模管1內剩餘土體 均在排土裝置20內，再將排土裝置20從鋼模管1中拔出；拆卸法蘭連接螺銓6，排土管 4內土體自行下落，下端鋼管2與喇叭管3內的土體可吊起底部倒出；也可以打開取土孔 蓋板9將土體取出；為了提高施工效率，下端鋼管2與喇叭管3可以準備2 3個，即保 證成樁施工與管內棄土作業互不影響。本發明成樁過程如下第一步，開設計樁位孔，去除雜填土與地表硬土；第二步，在設計樁位上，用液壓高頻振動錘30將鋼模管1沉入土中，該鋼模管 1與設計樁徑相同，高頻振動沉入工序使得進入鋼模管1內的土體呈流動狀態；第三步，將排土裝置20沉入鋼模管1內，同樣採用高頻振動錘30沉入方法；該 排土裝置20的下端鋼管2的外周與鋼模管1內壁的間隙用橡膠密封圈8密封；高頻振壓 沉入排土裝置20的過程中，將鋼模管1內呈流動狀態的土體強制進入下端鋼管2，再通過 喇叭管3截面變小後與排土管4相連通；這樣，使得鋼模管1內土體由排土出口5排至地 面，排土裝置20振動沉入直至與鋼模管1的底部齊平；這時，除了排土裝置20內殘留的 流動土體外，鋼模管1內的土體全部排出；第四步，將排土裝置20提出鋼模管1，將排土裝置20內土體倒出；或者，通過 開啟取土蓋板9取土；第五步，在鋼模管1內的土體全部取淨後，置入鋼筋骨架21、灌入混凝土 22; 然後振動撥出鋼模管1，即成樁。附圖3示出用於深基坑工程的咬合施工排土灌注樁的成樁示意圖；其咬合 施工達到無縫樁排防滲連接的施工裝置與方法參見本發明人已經授權的發明專利號 ZL200910095824.0《一種鋼筋砼咬合筒形灌注樁》。我國是水資源缺少的國家之一，本發明幹排土方法施工灌注樁可節省大量潔淨 水，又可節省大量能耗，是一種可以消除泥漿排放的環保節能的成樁技術；本發明通過 實施例驗證直徑為0.8 1米、樁長為35米的成樁施工，僅須1 1.5小時；按一天 12小時統計，每天可完成8 12根成樁施工；然而，按現有的鑽孔灌注樁的成樁裝置與 方法，一天最多可完成2根；因而本發明效率可提高3至5倍。
權利要求
1.一種高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置，包括一可在土體中沉入與上拔的鋼模管(1)，該鋼模管中配置一排土裝置(20)，其特徵在於該排土裝置(20)包括一下端鋼管(2)，該下端鋼管(2)的外徑設置為略小於所述鋼模管(1)的內徑，該下端鋼管(2)的上 端連接一喇叭管(3)，該喇叭管(3)上端連接一豎向排土管(4)，該豎向排土管(4)上端 連接一水平方向出土管(5)；所述排土裝置(20)的頂部設置一管頂板(15)，該管頂板上 端裝置有液壓高頻振動錘(30)；所述下端鋼管(2)的底部設置有左右兩側各帶鉸軸(11) 的中間隔板(12)，該鉸軸連接有活動翻板(10)，該活動翻板可沿所述鉸軸轉動。
2.根據權利要求1所述的高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置，其特徵在於所述鋼 模管(1)的內壁與所述下端鋼管(2)的外徑之間設置有橡膠密封圈(8)。
3.根據權利要求1所述的高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置，其特徵在於所述水 平方向出土管(5)與所述下端鋼管(2)底面之間的距離設置為大於或等於所述鋼模管(1) 的長度。
4.根據權利要求1所述的高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置，其特徵在於所述管 頂板(15)與所述排土管(4)焊接成一體。
5.根據權利要求1所述的高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置，其特徵在於所述中 間隔板(12)與所述活動翻板(10)之間焊接有定位鋼板(13)，該定位鋼板用作所述活動翻 板(10)開啟時限位角；該活動翻板10定位於所述下端鋼管(2)內壁的擱板(14)上。
6.根據權利要求1所述的高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置，其特徵在於所述排 土裝置(20)的底部設置有豎向進氣管(7)，該進氣管(7)上埠外露於所述喇叭管(3)之 外。
7.根據權利要求6所述的高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置，其特徵在於所述喇 叭管(3)與所述豎向排土管(4)採用帶螺銓的法蘭(6)連接。
8.根據權利要求7所述的高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置，其特徵在於所述喇 叭管(3)周側設置有取土孔蓋板(9)。
9.一種高頻振壓幹排土灌注樁的成樁方法，包括一土體中的鋼模管(1)，該鋼模管中 配置一排土裝置(20)，該排土裝置(20)包括一上端連接喇叭管(3)的下端鋼管(2)，該 喇叭管(3)上端連接豎向排土管(4)與水平方向出土管(5)；所述排土裝置(20)的頂部設 置一上端連接液壓高頻振動錘(30)的管頂板(15)，所述下端鋼管(2)的底部設置活動翻 板(10)，所述喇叭管(3)周側設置有取土孔蓋板(9)，其特徵在於所述成樁方法是第一步，開設計樁位孔，去除雜填土與地表硬土；第二步，在所述設計樁位孔上，採用所述液壓高頻振動錘(30)將所述鋼模管(1)沉 入所述樁位土中；第三步，採用所述液壓高頻振動錘(30)將所述排土裝置(20)沉入所述鋼模管(1) 中，該高頻振動錘沉入排土裝置的過程中，將所述鋼模管(1)內呈流動狀態的土體強制 進入所述下端鋼管(2)內，又通過喇叭管(3)進入排土管(4)，然後由水平方向出土管 (5)排至地面；所述排土裝置(20)振動沉入直至與所述鋼模管⑴的底部齊平；這時， 除了排土裝置內殘留的流動土體外，該鋼模管(1)內的土體全部排出；第四步，將所述排土裝置(20)從所述鋼模管(1)中提出，並將該排土裝置(20)內的 土體倒出；或者，通過所述取土孔蓋板(9)將土體取出；第五步，所述鋼模管(1)內的土體全部取淨後，置入鋼筋骨架(21)、灌入混凝土 (22)；然後振動撥出該鋼模管(1)，即成樁。
全文摘要
一種高頻振壓幹排土灌注樁的成樁裝置與方法，包括沉入土體中的鋼模管，鋼模管中配置一排土裝置，它包括下端鋼管、喇叭管、豎向排土管與水平出土管，排土裝置的頂部設置有連接液壓高頻振動錘的管頂板、底部設置有豎向進氣管，下端鋼管底部設置有活動翻板，喇叭管周側設置有取土孔蓋板，其成樁過程是用液壓高頻振動錘將鋼模管沉入樁位土中，再將排土裝置沉入鋼模管中、鋼模管內呈流動狀態的土體強制進入下端鋼管又通過喇叭管進入排土管，又從出土管排至地面，然後，將排土裝置從鋼模管中提出並倒出土體、置入鋼筋骨架與混凝土後振動撥出鋼模管即成樁；本發明優點是消除了成樁過程的泥漿排放，環保、節水、施工效率高。
文檔編號E02D5/38GK102011398SQ20101052040
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月23日 優先權日2010年10月23日
發明者孔紅斌, 孔超 申請人:孔超