專利名稱：實心空心一體樁、成樁裝置及其成樁方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種現(xiàn)澆混凝土樁、成樁裝置及其成樁方法，特別是涉及一種大直徑有筋的現(xiàn)澆混凝土實心空心一體樁、成樁裝置及其成樁工法。
背景技術：
隨著我國改革開放的不斷深入，我國經(jīng)濟建設平穩(wěn)快速發(fā)展，尤其沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展取得了舉世矚目的成就。眾所周知，土地資源是保證經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎，伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，建設用地日益緊張，向海涂要土地，已成為沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的共識，另外房屋建設的基坑圍護及地基處理數(shù)量也急劇增加，要求也越來越高，但在以往的圍涂造地工程中的堆石圍提法，需要大量開采和使用石料，對周邊環(huán)境造成不利的影響，且因圍提結構斷面大、浪費大量土地，另外采用鉆孔灌注樁作為主要的抗彎構件以及采用普通的增強體組成復合地基，鉆孔灌注樁在長期的施工中產(chǎn)生大量的泥漿，以往的技術具有環(huán)境污染大、 施工周期長、工程造價高等缺點。中國專利公開號CN1245849A，公開了一種干作業(yè)復合灌注樁，其樁體是由環(huán)形攪拌機攪拌而成的水泥土截水封閉套筒、套筒內的鋼筋籠和與套筒筑在一起的混凝土芯樁組成，水泥土截水封閉套筒的下底加寬加厚，形成封閉擴大底，其先利用環(huán)形攪拌機于成樁裝置壓力注漿、攪拌制成一水泥土截水封閉套筒，至少5天后再用螺旋鉆機或旋挖鉆機或抓斗鉆機在套筒中實行干作業(yè)取土成孔，然后在鉆孔中放置鋼筋籠、澆灌混凝土，形成干作業(yè)復合灌注樁。在上述成樁過程中，浪費大量水資源和混凝土，工序復雜且成樁周期較長。中國專利公開號CN101684650A，公開了一種大直徑現(xiàn)澆混凝土薄壁齒形筒樁、成樁裝置以及成樁工法，該發(fā)明利用專用機械設備在地基中形成大直徑齒形筒孔，然后在筒孔中配置鋼筋并就地灌注混凝土而成型的薄壁齒形筒樁，該齒形筒樁承載力比實心樁要弱，在需要大承載力的情況下不能滿足要求。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種實心空心一體樁，以解決背景技術中存在的浪費混凝土和承載力弱的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實心空心一體樁的技術方案是一種實心空心一體樁， 包括柱狀的樁體，所述樁體的上部為實心，下部為空心，所述實心部分與空心部分為同軸。 設計成上部實心、下部空心這樣的樁體結構，實現(xiàn)了上部實心能夠滿足樁體的承載力，同時滿足承載力要求的情況下將下部設計成空心，能夠節(jié)省混凝土。本發(fā)明實心空心一體樁的優(yōu)點是既節(jié)省了混凝土又提高了承載力。本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種用于制造上述實心空心一體樁的成樁裝置。為了實現(xiàn)上述目的，該成樁裝置的技術方案是一種成樁裝置，包括筒狀的護筒， 該護筒內設有可活動插入的外鋼管，該外鋼管內設有可活動插入該外鋼管的筒狀提土器。 采用以上護筒、外鋼管以及將外鋼管內的土取出的提土器，先利用高頻振動錘將護筒打入預定深度土層，再將外鋼管與提土器一起打入護筒，外鋼管和提土器的長度小于護筒的長度，然后再一起提起外鋼管和提土器，最后提起護筒，這樣的成樁裝置不僅結構簡單，而且大大提高了施工速度、節(jié)約了水資源。作為優(yōu)選，所述成樁裝置的底部設有樁尖，該樁尖為底部呈尖形的環(huán)形體。樁尖為混凝土預制件或拼裝而成的結構件，樁尖的底部設計成尖形，這樣在成樁裝置沉入土中的過程中，能夠減小阻力，排土更加快速方便，在拔起成樁裝置的時候，該樁尖由于自重及受泥土的作用而自動脫離成樁裝置，并與之后澆灌的混凝土一起形成樁體。作為優(yōu)選，所述提土器包括筒狀的內鋼管，該內鋼管內腰部的位置設有至少一個垂直于其軸線的環(huán)形板，該環(huán)形板設有將其中分的隔板，該隔板寬度方向的兩側分別鉸接有半圓形翻板，所述兩塊半圓形翻板拼接起來構成的圓形的直徑與內鋼管的內徑相適配， 且兩塊半圓形翻板位于環(huán)形板的上側。這樣的結構在成樁裝置沉入土中的過程中，兩塊翻板受到泥土的阻力處于豎直的狀態(tài)，不會阻擋泥土進入成樁裝置，而在拔起提土器的時候， 兩塊翻板受到泥土自重作用會向兩側打開直至壓靠在環(huán)形板上，這樣就封閉了提土器的底部，從而把泥土帶出，另外在內鋼管的腰部位置裝設隔板，則能夠形成上部實心下部空心的樁體。該成樁裝置的有益效果是施工時把成樁裝置打入設計土層，然后在外鋼管和內鋼管之間加入鋼筋籠，并灌入混凝土，之后邊振動邊拔出外鋼管和提土器，最后拔出護筒即可成樁，加快了施工周期，而且不需要消耗潔凈水。本發(fā)明的目的還在于提供一種實現(xiàn)上述實心空心一體樁的成樁方法。為了實現(xiàn)上述目的，該成樁方法的技術方案是一種實現(xiàn)實心空心一體樁的成樁方法，包括以下步驟
①在護筒的頂部利用夾持器與振動錘固定連接，將護筒豎立置于施工位置并在振動錘上施壓，使護筒沉至設計深度的土層；
②在外鋼管與提土器的底部配上樁尖，外鋼管與提土器的頂部利用夾持器與振動錘固定連接，將外鋼管與提土器豎立置于護筒上方并在振動錘上施壓，使外鋼管與提土器沉至護筒中的設計深度；
③向外鋼管與提土器夾層中放入鋼筋籠；如果是形成不帶鋼筋的實心空心一體樁，則跳過第③步直接進行第④步；
④落下振動錘重新夾緊外鋼管與提土器，向外鋼管與提土器夾層中預灌部分混凝土， 之后邊灌注邊振動拔出外鋼管與提土器；
⑤最后拔出護筒，即形成單根實心空心一體樁；
重復以上步驟① ⑤，即可形成設計根數(shù)的實心空心一體樁。本發(fā)明成樁方法的優(yōu)點是施工時外鋼管和提土器一次打入，操作簡單，加快了施工周期，降低了成本。
圖1為本發(fā)明實心空心一體樁的一種結構透視圖； 圖2為成樁裝置的一種結構示意圖3為成樁裝置的剖視圖；圖4為提土器的仰視圖； 圖5為樁尖的俯視圖； 圖6為樁尖的剖視圖。圖中標號分別為100.外鋼管200.提土器201.內鋼管202.環(huán)形板203.隔板 204.翻板300.樁尖600.護筒。
具體實施例方式下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的具體描述。實施例
如圖1所示，一種實心空心一體樁，包括柱狀的樁體，所述樁體的上部為實心，下部為空心，所述實心部分與空心部分為同心。如圖2和圖3所示，一種用于制造實心空心一體樁的成樁裝置，包括筒狀的護筒 600，該護筒600內裝有同軸的外鋼管100，在外鋼管100內裝有與其同軸設置的筒狀提土器 200，該提土器200包括筒狀的內鋼管201，該內鋼管201內腰部的位置裝有兩個垂直于其軸線的環(huán)形板202，這兩個環(huán)形板202分別裝有將其中分的隔板203，該隔板203寬度方向的兩側分別鉸接有半圓形的翻板204，這兩塊翻板204拼接起來構成的圓形的直徑與內鋼管202的內徑相適配，且兩塊半圓形翻板204位于環(huán)形板202的上側，其結構如圖4所示， 在外鋼管100與提土器200的底部配有樁尖300，該樁尖300為底部呈尖形的環(huán)形體，其結構如圖5和圖6所示，這樣的結構是為了使樁尖300在排土的時候基本上向外側排土，對提土器200內排土較小，不會導致提土器200內土質疏松，灌入混凝土時的沉降更小，成樁質量提高，在樁尖300的頂面上具有環(huán)形凸臺，凸臺的寬度與外鋼管100、內鋼管201之間的夾層厚度適配，樁尖300上的凸臺嵌入外鋼管100和內鋼管201之間的夾層中，該樁尖300為混凝土預制件或拼裝而成的結構件。一種實現(xiàn)實心空心一體樁的成樁方法，包括以下五個步驟
①在護筒600的頂部利用夾持器與振動錘固定連接，將護筒600豎立置于施工位置并在振動錘上施壓，使護筒600沉至設計深度的土層；
②在外鋼管100與提土器200的底部配上樁尖300，外鋼管100與提土器200的頂部利用夾持器與振動錘固定連接，將外鋼管100與提土器200豎立置于護筒600上方并在振動錘上施壓，使外鋼管100與提土器200沉至護筒600中的設計深度；
③向外鋼管100與提土器200夾層中放入鋼筋籠；如果是形成不帶鋼筋的實心空心一體樁，則跳過第③步直接進行第④步；
④落下振動錘重新夾緊外鋼管100與提土器200，向外鋼管100與提土器200夾層中預灌部分混凝土，之后邊灌注邊振動拔出外鋼管100與提土器200 ；
⑤最后拔出護筒600，即形成單根實心空心一體樁；
重復以上步驟① ⑤，即可形成設計根數(shù)的實心空心一體樁。施工時，先利用夾持器和振動錘將護筒600打入設計深度的土層，然后在外鋼管 100與提土器200的底部配上樁尖300，使樁尖300的環(huán)形凸臺嵌入外鋼管100和內鋼管 201的夾層中，之后把外鋼管100與提土器200的頂部利用夾持器與振動錘固定連接，將外鋼管100與提土器200豎立置于護筒600上方并在振動錘上施壓，使外鋼管100與提土器200沉至設計深度，松開外外鋼管100與提土器200頂部的夾持器，然后在外鋼管100和內鋼管201的夾層中放入鋼筋籠，然后落下振動錘重新夾緊外鋼管100與提土器200，向外鋼管100和內鋼管201的夾層中預灌部分混凝土，之后邊灌注邊振動上拔外鋼管100與提土器200，樁尖300由于自重及周邊泥土的摩擦力脫落，提土器200內的翻板204受內鋼管201 內的泥土重量而向兩邊展開，從而封閉住內鋼管201內的土柱，實現(xiàn)提土器200順利取出泥土，樁尖300與灌入的混凝土形成連接為一體的樁體，如果是形成素混凝土樁體，即不帶鋼筋籠的樁體，則不需要放入鋼筋籠，最后再拔出護筒600即可成樁。
上述所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明的構思作優(yōu)選舉例說明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所做的任何修改或補充或等同替代，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內。
權利要求
1.一種實心空心一體樁，其特征在于包括柱狀的樁體，所述樁體的上部為實心，下部為空心，所述實心部分與空心部分為同軸。
2.一種制造權利要求1所述的實心空心一體樁的成樁裝置，包括筒狀的護筒(600)，該護筒(600)內設有可活動插入的外鋼管(100)，該外鋼管(100)內設有可活動插入該外鋼管 (100)的筒狀提土器(200)。
3.根據(jù)權利要求2所述的成樁裝置，其特征在于所述成樁裝置的底部設有樁尖 (300)，該樁尖(300)為底部呈尖形的環(huán)形體。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的成樁裝置，其特征在于所述提土器(200)包括筒狀的內鋼管(201)，該內鋼管(201)內腰部的位置設有至少一個垂直于其軸線的環(huán)形板(202)，該環(huán)形板(202)設有將其中分的隔板(203)，該隔板(203)寬度方向的兩側分別鉸接有半圓形翻板(204)，所述兩塊半圓形翻板(204)拼接起來構成的圓形的直徑與內鋼管(201)的內徑相適配，且兩塊半圓形翻板(204)位于環(huán)形板(202)的上側。
5.一種實現(xiàn)權利要求1所述的現(xiàn)澆混凝土筒板聯(lián)樁的成樁方法，其特征在于包括以下步驟①在護筒(600)的頂部利用夾持器與振動錘固定連接，將護筒(600)豎立置于施工位置并在振動錘上施壓，使護筒(600)沉至設計深度的土層；②在外鋼管(100)與提土器(200)的底部配上樁尖，外鋼管(100)與提土器(200)的頂部利用夾持器與振動錘固定連接，將外鋼管(100)與提土器(200)豎立置于護筒(600)上方并在振動錘上施壓，使外鋼管(100)與提土器(200)沉至護筒(600)中的設計深度；③向外鋼管(100)與提土器(200)夾層中放入鋼筋籠；如果是形成不帶鋼筋的實心空心一體樁，則跳過第③步直接進行第④步；④落下振動錘重新夾緊外鋼管(100)與提土器(200)，向外鋼管(100)與提土器(200) 夾層中預灌部分混凝土，之后邊灌注邊振動拔出外鋼管(100)與提土器(200)；⑤最后拔出護筒(600)，即形成單根實心空心一體樁。
6.根據(jù)權利要求5所述的成樁方法，其特征在于重復以上步驟① ⑤，即可形成設計根數(shù)的實心空心一體樁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實心空心一體樁、成樁裝置及其成樁方法，其目的在于提供一種承載力強且節(jié)省材料的實心空心一體樁及其成樁裝置和成樁方法。該實心空心一體樁，包括柱狀的樁體，所述樁體的上部為實心，下部為空心，所述實心部分與空心部分為同軸。本發(fā)明的有益效果是設計成上部實心、下部空心這樣的樁體結構，實現(xiàn)了上部實心能夠增加樁體的承載力，同時滿足承載力要求的情況下將下部設計成空心，能夠節(jié)省混凝土，可廣泛應用于海洋、水利、道路橋梁、機場跑道、工業(yè)與民用建筑等地基工程。
文檔編號E02D5/72GK102182178SQ20101059399
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權日2010年12月17日
發(fā)明者陳東曙, 陳健雄 申請人:陳東曙