專利名稱：一種pcc樁樁模及超長(zhǎng)pcc樁的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樁基施工機(jī)具及方法，特別涉及一種PCC樁樁模及超長(zhǎng)PCC樁
的施工方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁(簡(jiǎn)稱為PCC樁，專利號(hào)02112538.4和01273182.X)采用
振動(dòng)方式將鋼質(zhì)內(nèi)外雙層套管空腔結(jié)構(gòu)在閉合的活瓣樁靴保護(hù)下，沉入地基設(shè)計(jì)深度， 通過混凝土分流器向該結(jié)構(gòu)空腔中均勻注入混凝土，然后振動(dòng)撥出該空腔結(jié)構(gòu)，活瓣樁 靴在該空腔結(jié)構(gòu)撥出時(shí)自動(dòng)分開，混凝土注入空腔結(jié)構(gòu)撥出后形成的環(huán)形槽內(nèi)，形成現(xiàn) 澆混凝土薄壁管樁。PCC樁外直徑一般為1.0 1.5米，壁厚為10 15厘米，沉模管 的長(zhǎng)度20 25米。PCC樁以較少的混凝土用量得到較大的承載力，因此是一種經(jīng)濟(jì)合 理、性價(jià)比優(yōu)越的樁型，該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于高速公路、高速鐵路等大面積軟基處理 工程中。 在實(shí)際工程中，會(huì)遇到樁模沉管大于25米的超長(zhǎng)樁的問題。在上部結(jié)構(gòu)荷載較 大、軟弱土層較為深厚、沉降變形要求嚴(yán)格等情況下，較短的樁長(zhǎng)往往不能滿足設(shè)計(jì)的 需要，因此需要增加樁長(zhǎng)，以達(dá)到增大樁基承載力和減小樁基沉降的目的。
現(xiàn)有PCC樁施工機(jī)具高度一般為23 28m，樁模為整根鋼管，無(wú)接頭，由于樁 模長(zhǎng)度不能超過施工機(jī)具的高度，因此地基處理深度僅為20 25m。這一局限嚴(yán)重限制 了PCC樁這種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、性價(jià)比優(yōu)越的樁型的推廣應(yīng)用。要增加PCC樁的樁長(zhǎng)，就必 須增大樁模的長(zhǎng)度?？紤]到施工機(jī)具自身的穩(wěn)定性，按照現(xiàn)有的施工方法，已不能再增 加施工機(jī)具的高度，考慮到運(yùn)輸方便，單根樁模長(zhǎng)度也不能太長(zhǎng)，樁模必須限制在28米 以下?，F(xiàn)有技術(shù)中通過接長(zhǎng)樁模的方法來(lái)增加施工的樁長(zhǎng)的方法尚無(wú)法用于PCC樁，由 于PCC樁樁模存在內(nèi)外兩層套管，樁模連接時(shí)必須考慮內(nèi)外兩層套管都要連接，而內(nèi)管 連接時(shí)被外管擋住，沒有可操作的空間，因此傳統(tǒng)的連接方法不適用于超長(zhǎng)PCC樁的連 接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種PCC樁的樁模及其超長(zhǎng)PCC樁的施工方法，能夠克 服現(xiàn)有方法存在的樁模長(zhǎng)度受施工機(jī)具限制、地基處理深度有局限的缺陷，使PCC樁可 施工的樁長(zhǎng)大大增加。本發(fā)明的PCC樁樁模通過采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) —種PCC樁樁模，采用內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，其特征在于樁模由依次連接的進(jìn)料 段、中間段和樁尖段組成，各段間的連接可拆卸；各段在連接端其內(nèi)管長(zhǎng)于外管，在連 接處內(nèi)管間直接連接，外管間由外管連接段連接。 本發(fā)明中，所述的樁模由進(jìn)料段、中間段和樁尖段組成，其中各段樁模均由內(nèi) 外兩層套管組成，在內(nèi)外兩層套管之間設(shè)置中隔板，中隔板兩端分別與內(nèi)外套管固定連接，以固定內(nèi)外套管的位置。 各段之間可以依次進(jìn)行活動(dòng)連接，如采用常用的螺栓連接。所述的中間段可以 為一段或多段。所述的樁尖段下端連接活瓣樁靴或預(yù)制樁靴。 各段連接端的內(nèi)管和外管均可設(shè)置加強(qiáng)段，加強(qiáng)段套管壁厚大于該段非加強(qiáng)段 的其它部分，通常為其3 5倍。各段進(jìn)行連接時(shí)，如進(jìn)料段與中間段或樁尖段連接， 或中間段與進(jìn)料段和樁尖段連接時(shí)，或各中間段進(jìn)行連接時(shí)，內(nèi)管通過各段的內(nèi)管加強(qiáng) 段直接連接，外管通過外管的加強(qiáng)段和外管連接段連接。 所述的外管連接段由兩個(gè)半圓形曲面鋼模組成。容易理解，外管連接段兩個(gè)鋼
模閉合后形成與外管直徑相同的圓環(huán)，其高度等于連接處內(nèi)外管的長(zhǎng)度差。 上述PCC樁樁?？捎糜诔L(zhǎng)PCC樁的施工。其技術(shù)方案如下 —種超長(zhǎng)PCC樁的施工方法，采用內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)的樁模，其特征在于樁模由由
依次活動(dòng)連接的進(jìn)料段、 一段或多段中間段和樁尖段組成，包括以下步驟 (1)將樁尖段吊到樁位，進(jìn)料段與樁尖段連接； (2)開啟振動(dòng)錘，振動(dòng)沉模，使樁尖段沉入地基中； (3)拆開進(jìn)料段與樁尖段的連接，將進(jìn)料段提升到機(jī)具頂部； (4)將中間段吊到樁位，使中間段兩端分別與進(jìn)料段和樁尖段連接； (5)開啟振動(dòng)錘，振動(dòng)沉模，使中間段沉入地基中；若中間段為多段，重復(fù)步驟
(3) (5)，直到沉入樁模達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)； (6)通過進(jìn)料口投料，并開啟樁機(jī)設(shè)備，振動(dòng)拔管； (7)拔管過程中，當(dāng)進(jìn)料段到達(dá)機(jī)具頂部時(shí)，拆除一段中間段，再將進(jìn)料段與下 一段樁模連接后，繼續(xù)振動(dòng)拔管，直到拔出樁尖段。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于，克服了施工機(jī)具高度的限制，通過各段樁模連接，使 PCC樁可施工的樁長(zhǎng)大大增加，從而實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)PCC樁施工。由于樁模中間段可拆卸， 因此可適應(yīng)不同樁長(zhǎng)的需要，且方便運(yùn)輸。樁模各段之間僅通過螺栓進(jìn)行連接，技術(shù)簡(jiǎn)
單，操作方便。增加PCC樁樁長(zhǎng)之后，性價(jià)比優(yōu)越的PCC樁樁型應(yīng)用范圍更廣，超長(zhǎng) PCC樁的優(yōu)越性主要在于(l)超長(zhǎng)PCC樁充分發(fā)揮了樁側(cè)內(nèi)外摩阻力，使PCC樁具有 較高的單樁承載力，因此PCC樁的應(yīng)用范圍不再局限于本發(fā)明前常用的復(fù)合地基，而可 以作為獨(dú)立的樁基礎(chǔ)，直接與上部結(jié)構(gòu)連接，用于高層建筑、橋梁等的樁基礎(chǔ)。(2)超長(zhǎng) PCC樁地基處理深度大，因此大大增加了軟基加固區(qū)的深度，使PCC樁可以處理更加深 厚的軟基，處理深度不局限于20 30m，因此應(yīng)用范圍更廣。(3)超長(zhǎng)PCC樁大大增加 了加固區(qū)軟弱土層的壓縮模量，且加固區(qū)深度大，因此極大地減小了加固區(qū)的變形。超 長(zhǎng)PCC樁由于處理深度大大增加，能打穿所有軟弱土層，以較好的土層作為持力層，且 不存在軟弱下臥層的問題，因此下臥層沉降也很小。加固區(qū)和下臥層變形都很小，說(shuō)明 地基表面沉降很小，因此可廣泛應(yīng)用于對(duì)沉降控制要求很高的工程，如高速鐵路等。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不 以具體實(shí)施方式
為限，而是由權(quán)利要求加以限定。


圖1本發(fā)明PCC樁樁模的結(jié)構(gòu)示意 圖2本發(fā)明PCC樁樁模的軸向剖面圖； 圖3圖1A局部放大圖； 圖4圖2B局部放大圖； 圖5外管連接段的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1 圖5所示，PCC樁樁模為內(nèi)外兩層圓形套管，外管直徑lm，內(nèi)管直徑 0.7m，套管壁厚1.5cm。樁模由進(jìn)料段3、中間段11和樁尖段12組成。樁模進(jìn)料段3長(zhǎng) 4m，上端與振動(dòng)錘l直接連接，施工過程中固定不拆卸。為了增加沉樁時(shí)的作用力，振 動(dòng)錘l可采用高頻液壓式的振動(dòng)錘。根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，中間段ll可以為一段或多段，每段 中間段ll長(zhǎng)15m。樁尖段12下段連接活瓣樁靴13，樁尖段12長(zhǎng)度為15m。各段樁模 兩端連接處都設(shè)置了外管加強(qiáng)段4和內(nèi)管加強(qiáng)段5，加強(qiáng)段厚度為5cm，加強(qiáng)段內(nèi)外套管 之間設(shè)置了中隔板IO，以固定內(nèi)外套管的位置，中隔板10的厚度為1.5cm，寬度和高度 均為15cm。各段樁模兩端連接處內(nèi)管通過連接螺栓7直接連接，外管通過外管連接段6 采用連接螺栓7連接。外管連接段6由兩個(gè)半圓環(huán)形曲面鋼模組成，上下截面各有十六 個(gè)螺栓孔14，外管連接段6可自由拆卸。
—種超長(zhǎng)PCC樁的施工方法，具體步驟如下 (1)用樁機(jī)設(shè)備的鋼絲繩將樁尖段12吊到樁位，并通過樁機(jī)龍門支架固定。
(2)將已與高頻液壓振動(dòng)錘1連接好的進(jìn)料段3移到樁尖段12正上方，兩者的內(nèi) 外套管豎向?qū)R，使上下兩段管螺栓孔對(duì)齊。 (3)在外管連接段6安裝之前，可通過上、下兩段外管之間的空隙將連接螺栓7 放入內(nèi)管加強(qiáng)段5的加強(qiáng)段螺栓安裝孔8，插入連接螺栓孔，并擰緊該螺栓。該內(nèi)管連接 處共需十六個(gè)連接螺栓7。 (4)將外管連接段6放到進(jìn)料段3和樁尖段12的外管加強(qiáng)段4之間，并對(duì)齊螺栓
孔14。將連接螺栓7通過加強(qiáng)段4的螺栓安裝孔8或外管連接段6螺栓安裝孔9插入螺
栓孔14，并擰緊該螺栓。該外管連接處上、下共需三十二個(gè)連接螺栓7。 (5)開啟沉樁設(shè)備，利用高頻液壓振動(dòng)錘的自重和振動(dòng)壓力，使樁尖段12在活瓣
樁靴13閉合的保護(hù)下沉入地基中，當(dāng)進(jìn)料段3與樁尖段12的連接段接近地表時(shí)，停止沉入。 (6)將進(jìn)料段3與樁尖段12的連接段的螺栓拆卸。拆卸的順序與安裝順序正好 相反，先拆除外管連接處的三十二個(gè)連接螺栓7，然后將外管連接段6移開，再通過移開 外管連接段6之后形成的空隙拆除內(nèi)管連接處的十六個(gè)連接螺栓7。
(7)開啟樁機(jī)設(shè)備，將樁模進(jìn)料段3提高到設(shè)備頂部。 (8)用樁機(jī)設(shè)備的鋼絲繩將樁模中間段11吊到樁位，樁模中間段11上端與樁模 進(jìn)料段3豎向?qū)R，樁模中間段11下端與樁模樁尖段12豎向?qū)R，使上下兩段管螺栓孔 對(duì)齊，并通過樁機(jī)龍門支架固定。 (9)將中間段11上端與進(jìn)料段3通過連接螺栓7和外管連接段6進(jìn)行連接，將樁 模中間段11下端與樁模樁尖段12也通過連接螺栓7和外管連接段6進(jìn)行連接，連接的具 體實(shí)施方式同步驟(3)和(4)。
5
(IO)開啟沉樁設(shè)備，利用振動(dòng)錘1的自重和振動(dòng)壓力，將中間段ll在活瓣樁靴 13閉合的保護(hù)下沉入地基中，當(dāng)進(jìn)料段3與樁模中間段11的連接段接近地表時(shí)，停止沉 入。 (ll)根據(jù)PCC樁的設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，中間段ll可以為一段或多段。若為多段，拆卸 進(jìn)料段3與中間段11的連接段的螺栓，然后重復(fù)步驟(7) (10)，直到樁模沉入深度達(dá)到 設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。 (12)通過進(jìn)料口2灌注混凝土，然后開啟樁機(jī)設(shè)備，邊振動(dòng)邊拔管，拔管過程中 活瓣樁靴13在混凝土重力作用下打開，混凝土由此下落到地基中形成的環(huán)形空腔內(nèi)，形 成PCC樁。 (13)拔管過程中，當(dāng)進(jìn)料段3到達(dá)設(shè)備頂部時(shí)，拆除一段中間段ll，再將進(jìn)料段 3繼續(xù)與下一段樁模進(jìn)行連接后，繼續(xù)拔管，直到拔出樁尖段12。樁模拆卸與安裝方法 同步驟(3)、 (4)和(6)。 經(jīng)過上述步驟， 一根超長(zhǎng)PCC樁澆注完成。
權(quán)利要求
一種PCC樁樁模，采用內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，其特征在于樁模由依次連接的進(jìn)料段、中間段和樁尖段組成，各段間的連接可拆卸；各段在連接端其內(nèi)管長(zhǎng)于外管，在連接處內(nèi)管間直接連接，外管間由外管連接段連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCC樁樁模，其特征在于所述的中間段為一段或多段。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCC樁樁模，其特征在于所述的各段連接端的內(nèi)管和外 管均設(shè)置加強(qiáng)段，加強(qiáng)段套管壁厚大于非加強(qiáng)段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCC樁樁模，其特征在于所述的各段間采用螺栓連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCC樁樁模，其特征在于在內(nèi)外兩層套管之間設(shè)置中隔 板，中隔板兩端分別與內(nèi)外套管固定連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCC樁樁模，其特征在于所述的外管連接段由兩個(gè)半圓 形曲面鋼模組成。
7. —種超長(zhǎng)PCC樁的施工方法，采用內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)的樁模，其特征在于樁模由依次活動(dòng)連接的進(jìn)料段、 一段或多段中間段和樁尖段組成，包括以下步驟(1) 將樁尖段吊到樁位，進(jìn)料段與樁尖段連接；(2) 開啟振動(dòng)錘，振動(dòng)沉模，使樁尖段沉入地基中；(3) 拆開進(jìn)料段與樁尖段的連接，將進(jìn)料段提升到機(jī)具頂部；(4) 將中間段吊到樁位，使中間段兩端分別與進(jìn)料段和樁尖段連接；(5) 開啟振動(dòng)錘，振動(dòng)沉模，使中間段沉入地基中；若中間段為多段，重復(fù)步驟 (3) (5)，直到沉入樁模達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)；(6) 通過進(jìn)料口投料，并開啟樁機(jī)設(shè)備，振動(dòng)拔管；(7) 拔管過程中，當(dāng)進(jìn)料段到達(dá)機(jī)具頂部時(shí)，拆除一段中間段，再將進(jìn)料段與下一段 樁模連接后，繼續(xù)振動(dòng)拔管，直到拔出樁尖段。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的超長(zhǎng)PCC樁的施工方法，其特征在于所述的樁模各段在 連接端其內(nèi)管長(zhǎng)于外管，在連接處內(nèi)管間直接連接，外管間由外管連接段連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的超長(zhǎng)PCC樁的施工方法，其特征在于所述的外管連接段由兩個(gè)半圓形曲面鋼模組成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的超長(zhǎng)PCC樁的施工方法，其特征在于所述的各段連接端的內(nèi)管和外管均設(shè)置加強(qiáng)段，加強(qiáng)段套管壁厚大于非加強(qiáng)段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種PCC樁的樁模及其超長(zhǎng)PCC樁的施工方法。樁模由依次連接的進(jìn)料段、一段或多段中間段和樁尖段組成，各段間的連接可拆卸；各段在連接端其內(nèi)管長(zhǎng)于外管，在連接處內(nèi)管間直接連接，外管間由外管連接段連接。一種超長(zhǎng)PCC樁的施工方法，先將所述的樁模的樁尖段沉入地基中，再沉入一段或多段中間段，直到沉入樁模達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)；灌注混凝土后，再分段拔出樁模。本發(fā)明克服了PCC樁長(zhǎng)度的限制，通過各段樁模連接，使PCC樁可施工的樁長(zhǎng)大大增加，從而實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)PCC樁施工。由于樁模可拆卸，可適應(yīng)不同樁長(zhǎng)的需要，且方便運(yùn)輸；樁模各段之間的連接簡(jiǎn)單，操作方便。
文檔編號(hào)E02D5/34GK101691753SQ20091018352
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者丁選明, 劉漢龍, 沈揚(yáng), 陳育民 申請(qǐng)人:河海大學(xué)