專利名稱：再擴(kuò)式柱狀階梯樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的建筑樁，是一種能從上而下按柱狀分級擴(kuò)大的樁型。它可只有一級擴(kuò)大樁身(一級擴(kuò)大)，也可有幾級擴(kuò)大樁身(多級擴(kuò)大)，每級擴(kuò)大段樁身長度Ln可根據(jù)需要設(shè)定，直徑Dn可根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況設(shè)定。
目前具有擴(kuò)孔施工的建筑用樁都局限于局部的擴(kuò)大，其樁底端擴(kuò)大部分呈不規(guī)則形狀，我們稱其為擴(kuò)大頭，它在豎向抗剪強(qiáng)度弱，擴(kuò)大頭不能承受過強(qiáng)的來自樁身集中力的作用，這種擴(kuò)頭樁因?yàn)閿U(kuò)大頭剪切強(qiáng)度弱而容易遭到破壞，所以其承載力標(biāo)準(zhǔn)值比普通樁提高不了多少。目前常用擴(kuò)底樁一般都是成孔和擴(kuò)孔一次性同時(shí)完成，施工過程中很難掌握其擴(kuò)孔程度，更沒有可由監(jiān)理方檢測具體擴(kuò)孔尺寸的有效手段。象沉管夯擴(kuò)樁這一類型樁往往單憑以往經(jīng)驗(yàn)判斷其擴(kuò)底程度，這無疑會(huì)給施工帶來許多盲目性。另外，目前常用的擴(kuò)底樁施工機(jī)械復(fù)雜，施工操作不便，工程造價(jià)成本高，施工周期長。
本發(fā)明是要提供一種改進(jìn)的階梯型擴(kuò)底建筑樁，這種階梯樁的優(yōu)點(diǎn)是它可大幅提高每一單樁的承載力標(biāo)準(zhǔn)值，并解決了樁端擴(kuò)大部抗剪強(qiáng)度不足的問題，從而在保證整體建筑物承載力的前提下，減少設(shè)計(jì)樁數(shù)，縮短工期，降低成本。本發(fā)明是采用一種由本發(fā)明人專門設(shè)計(jì)的特制鉆具(已同時(shí)另案單獨(dú)申請專利)來施工的，本發(fā)明的任務(wù)是通過如下的方式來實(shí)現(xiàn)的采用本人已另案申請專利的特制鉆具在其他設(shè)備已挖成的地質(zhì)樁孔中進(jìn)行擴(kuò)孔施工。它可從樁底分幾級擴(kuò)至樁頂，下面一級擴(kuò)孔截面總是大于上面一級擴(kuò)孔截面，每級高度及直徑可按需要設(shè)定。同時(shí)澆注混凝土即可形成柱狀階梯樁。
以下結(jié)合附圖
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明一、再擴(kuò)式柱狀階梯樁原理見結(jié)構(gòu)附圖，混凝土樁身從上而下分級擴(kuò)大，且每一級擴(kuò)大樁身呈直立柱狀結(jié)構(gòu)，故稱之為柱狀階梯樁。由于樁底端載面最大，它也就最大限度地利用樁的端阻力，樁的標(biāo)準(zhǔn)承載力可得到最大限度的提高。還可消除因樁身過長、樁截面過小而產(chǎn)生單樁穩(wěn)定性不夠的缺陷。
附圖中L、D分別為原徑樁身的長度和截面直徑。L1、L2、L3……Ln分別為從1到多級擴(kuò)大樁身的長度，每級均呈圓柱狀。D1、D2、D3……Dn分別為l或多級擴(kuò)大樁身的直徑。
二、再擴(kuò)式柱狀階梯樁理論計(jì)算參照建筑樁基技術(shù)規(guī)范，由于它結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，它應(yīng)屬于干作業(yè)鉆孔或水下鉆孔樁范圍，當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，宜按下式計(jì)算Quk=Qsk+Qpk=Ui·Σqsik·Li+qpk·Ap]]>式中Quk-單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；Qsk、Qpk-分別為單樁總極限側(cè)阻力和總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；qsik-樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；qpk-極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；Ui-第i層平均樁身周長；Li-第i層樁身長度；Ap-樁端面積。
三、再擴(kuò)式柱狀階梯樁設(shè)計(jì)(一)構(gòu)造設(shè)計(jì)1)根據(jù)單樁所需的承載力確定樁底端樁身直徑Dn，根據(jù)地質(zhì)勘察資料及樁身穩(wěn)定性要求制定樁的擴(kuò)大級數(shù)n。每級柱狀擴(kuò)大樁身直徑Dn都應(yīng)結(jié)合地質(zhì)土層的液限指數(shù)IL設(shè)定，避免出現(xiàn)所擴(kuò)樁孔塌方現(xiàn)象。
2)在液限指數(shù)IL滿足條件下，盡可能取最少擴(kuò)級數(shù)，如擴(kuò)大一級或二級，以簡化結(jié)構(gòu)，使施工更容易。
3)鋼筋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)附圖中鋼筋2、3按現(xiàn)行《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JG94-94)要求設(shè)計(jì)，樁承荷載大時(shí)有必要加強(qiáng)配筋，鋼筋2伸入下部擴(kuò)大樁身40d以上。
鋼筋3的鋼筋籠直徑和置在土中原徑樁孔中施工用的套管直徑相當(dāng)，在擴(kuò)大樁身中的鋼筋3下端至少有一米段不設(shè)箍筋，施工時(shí)用夯錘將其下端分開呈放射狀(具體操作見施工說明)。
(二)材料1)原徑樁身混凝土最好使用C30以上混凝土，其鋼筋的配筋率應(yīng)有所增大，縱向鋼筋最好使用二級以上的螺紋鋼。
2)擴(kuò)大樁身混凝土應(yīng)不低C25標(biāo)號，為加強(qiáng)樁的穩(wěn)定性及抗拔能力，擴(kuò)大樁身也設(shè)有鋼筋3，鋼筋3可參照普通樁設(shè)置。
(三)樁的布置及遇特殊地質(zhì)的處理1)樁的布置①樁承載力不很大時(shí)，最小間距為Dn+500mm≤d最小間距，如遇松軟地質(zhì)最小間距應(yīng)適當(dāng)加大。
②樁承載力較大時(shí)，Dn也較大，此時(shí)樁最小間距可參照大口徑(D≥800mm)人工挖孔樁考慮。
2)遇特殊地質(zhì)的處理如遇柱狀階梯樁持力層中有軟臥層地質(zhì)，設(shè)計(jì)宜首先考慮套管穿透軟臥層施工方案，如不能解決問題，可再考慮采用增加擴(kuò)大級數(shù)及護(hù)壁方案，直到施工能進(jìn)行為止。
當(dāng)穿層方案和增級方案皆行不通時(shí)，設(shè)計(jì)可考慮變更其他樁型代替。
四、再擴(kuò)式柱狀階梯樁的施工(一)施工準(zhǔn)備執(zhí)行有關(guān)樁基施工規(guī)范，特別注意以下問題
1)施工機(jī)械選取先成孔的設(shè)備，目前選用和柱狀階梯樁特制鉆具能配套使用的洛陽鏟鉆機(jī)具較好。
2)施工前在工程地質(zhì)范圍內(nèi)先打幾根試樁。試樁目的主要是摸清工程現(xiàn)場的實(shí)際地質(zhì)情況，測試柱狀階梯樁的施工能不能順利進(jìn)行。試樁應(yīng)滿布工地現(xiàn)場，最好在地質(zhì)較差處進(jìn)行。
(二)施工工序1、進(jìn)場放線，確定樁位。
2、洛陽鏟鉆樁孔(有水時(shí)要跟套管保護(hù))。
3、將柱狀階梯樁特制鉆具吊入已成樁孔中進(jìn)行擴(kuò)孔施工。
4、撥出洛陽鏟鉆孔時(shí)用的套管，再沿原徑樁孔土壁下放鋼筋3到擴(kuò)大樁身處，清理樁孔底余留的渣土。
5、往樁底部灌入已拌好的混凝土，同時(shí)不停用柱狀階梯樁的夯實(shí)鉆頭夯實(shí)，在每次夯實(shí)前應(yīng)加點(diǎn)干料，以增加夯實(shí)力度。在夯至一級擴(kuò)大孔處改用洛陽鏟夯錘加工，以免破壞鋼筋3。
6、當(dāng)加工混凝土到接近原徑樁孔處(約1m左右)，用較稀的混凝土灌注擴(kuò)大身的頂部，而后將原徑部分的鋼筋2插入，再繼續(xù)澆注混凝土。
7、邊澆灌混凝土，邊撥出套管。
8、最后用振動(dòng)棒將混凝土振搗密實(shí)。
(三)樁施工質(zhì)量控制1、干作業(yè)成孔灌注樁的施工規(guī)范。
2、樁孔底水豐富時(shí)應(yīng)參照水下鉆孔樁施工規(guī)范要求。
3、制定施工方案及施工技術(shù)措施，嚴(yán)格執(zhí)行。
4、正式施工前先做摸清地質(zhì)的非正式鉆孔施工，施工前須開交底會(huì)，根據(jù)實(shí)際情況交待操作人員的下步工作。
5、嚴(yán)格控制施工的每道工序質(zhì)量，特別注意工序中套管撥起，放置鋼筋3的施工，這屬于以前還沒有的方法，應(yīng)由技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)。
6、做好樁工記錄，整理好其有關(guān)的技術(shù)資料。
7、對樁基施工時(shí)所遇異常情況及時(shí)妥當(dāng)處理。
8、施工進(jìn)行時(shí)，應(yīng)由建設(shè)方現(xiàn)場人員及監(jiān)理人員現(xiàn)場參于檢測每根樁的施工情況，監(jiān)理現(xiàn)場人員配備檢查擴(kuò)底的卡尺，每個(gè)樁都檢查擴(kuò)底尺寸及持力層土質(zhì)情況。建設(shè)方、監(jiān)理方、施工方三方同時(shí)參于質(zhì)量檢驗(yàn)工作是控制質(zhì)量不可缺少的一方面。
(四)樁工程質(zhì)量檢測及驗(yàn)收1)按有關(guān)規(guī)范要求檢測樁位偏差、標(biāo)高情況及樁外觀質(zhì)量，檢查其材質(zhì)試驗(yàn)報(bào)告等資料。
2)做好樁的動(dòng)測質(zhì)量檢驗(yàn)工作，在沒出現(xiàn)異常情況及經(jīng)建設(shè)方、監(jiān)理方、施工方三方技術(shù)人員檢驗(yàn)施工完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，靜載試驗(yàn)可不做，但地勘單位必須有準(zhǔn)確的持力層的荷載試驗(yàn)報(bào)告。
3)施工方提供全部應(yīng)有的施工資料，配合建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方及質(zhì)檢站搞好樁基工程竣工驗(yàn)收。
綜上所述，本發(fā)明主要的優(yōu)點(diǎn)是(1)上小下大的階梯形柱狀結(jié)構(gòu)在節(jié)省材料的同時(shí)可使樁獲得最大限度的端阻力，并消除了樁端抗剪強(qiáng)度不足的缺陷，同時(shí)使樁身穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，從而使樁的承載力標(biāo)準(zhǔn)值大幅度提高。
(2)利用本人另案申請專利的發(fā)明再擴(kuò)式柱狀階梯樁特制鉆具對原徑樁孔實(shí)施再擴(kuò)施工，能隨時(shí)掌握所擴(kuò)孔尺寸情況，并可由建設(shè)方、監(jiān)理方及施工方三方共同參與檢驗(yàn)所擴(kuò)樁孔的施工，消除了樁施工的盲目性。
(3)再擴(kuò)式柱狀階梯樁施工簡單，所用機(jī)械操作方便，工程造價(jià)降低，成樁速度快，它不象人工挖孔樁那樣需讓人從事危險(xiǎn)的“井下作業(yè)”，它利用特制機(jī)械就可施工出與大口徑樁承載力相當(dāng)?shù)母邍嵨粯丁?br> 權(quán)利要求
1.一種再擴(kuò)式柱狀階梯樁，它是一種從上而下按直立柱狀分級擴(kuò)大的階梯形建筑用樁，由原徑部分樁身和一級或多級擴(kuò)大的樁身組成。每下一級樁身直徑均依次大于其上一級樁身的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再擴(kuò)式柱狀階梯樁，其特征是其內(nèi)設(shè)鋼筋可由2和3組成。2在原徑樁身中設(shè)置，3在擴(kuò)大樁身中設(shè)置，鋼筋3縱向受力鋼筋沿原徑樁孔壁放下，其下端約1m段在擴(kuò)大樁身中向下呈放射狀分開。
全文摘要
本發(fā)明開創(chuàng)了一種新型建筑樁型，名為再擴(kuò)式柱狀階梯樁，其樁身在土中從上而下呈分級擴(kuò)大的立體柱狀結(jié)構(gòu)，它可單級擴(kuò)大或多級擴(kuò)大，下級擴(kuò)大樁身直徑總是大于上級擴(kuò)大樁身直徑。本發(fā)明系使用一種再擴(kuò)式柱狀階梯樁特制鉆具(已另案申請發(fā)明專利)在已成樁孔中進(jìn)行再擴(kuò)孔施工來完成，應(yīng)用時(shí)可參照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。這種階梯樁的最大優(yōu)點(diǎn)是可大大提高每一單樁的承載力，從而在保證整體建筑物總承載力的前提下，減少設(shè)計(jì)樁數(shù)量；它在施工時(shí)就能測知和控制所擴(kuò)樁孔大小，因而它更能有效地控制施工質(zhì)量；它可縮短樁基礎(chǔ)工程的工期，降低成本。
文檔編號E02D5/48GK1779081SQ20041004694
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者陳理新 申請人:陳理新