專利名稱：填砂復(fù)合樁、成樁裝置及其成樁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樁體及其成樁裝置、成樁方法，特別是涉及一種在建筑工程中作為基礎(chǔ)的填砂復(fù)合樁、成樁裝置及其成樁方法。
背景技術(shù)：
我國沿海城市廣布的軟土地基中的多層、小高層建筑，其基礎(chǔ)費用一直居高不下，各類基礎(chǔ)型式使用的效果又參差很大。這些軟土地基中的軟土呈流塑、半流塑狀或可塑狀，高壓縮性，加上透水性差，屬高敏感性土，一經(jīng)擾動，力學(xué)性質(zhì)劇減，恢復(fù)周期甚長。在這類地基上的多層、小高層建筑設(shè)計中，使用最多的是預(yù)應(yīng)力混凝土筒樁，該產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、施工速度快、無污染、經(jīng)濟(jì)性價比好，但在有深厚軟土層中，因單樁承載力偏低，布樁過密，經(jīng)常造成樁身上浮、偏位和斷裂現(xiàn)象。
中國專利公告號CN2673944Y，公開了一種大頭填砂預(yù)應(yīng)力管樁，其包含有預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的管狀樁身，在管樁樁端，有另行預(yù)制的鋼筋混凝土、或混凝土、或鋼制的樁大頭，樁大頭直徑大于管樁樁身直徑8-40cm ;在管樁樁身，每隔l_7m,有一條凸出的寬
5-25cm、高5-20cm的混凝土或鋼筋混凝土肋，兩肋間充填砂或沙礫，肋的橫截面為梯形、等腰梯形或直角梯形。該大頭填砂預(yù)應(yīng)力管樁為預(yù)制件，不僅要增加人力物力將其運輸至施工場地，而且將其打入地下的施工成本較高。中國專利公告號CN2712587Y，公開了一種竹節(jié)狀預(yù)應(yīng)力管樁鋼模，其包含有兩塊長條狀半圓形用緊固件擰緊的主體鋼模，主體鋼模每間隔l_4m，有一條橫截面為直角梯形、或近直角梯形、或等腰梯形的環(huán)狀凹槽，凹槽橫截面四條邊長5-40cm，環(huán)狀凹槽與主體鋼模接合部及環(huán)狀凹槽兩棱角中部分或全部設(shè)R角。該竹節(jié)狀預(yù)應(yīng)力管樁鋼模是作為預(yù)制竹節(jié)狀預(yù)應(yīng)力管樁的模具，僅適合用于預(yù)制件，不能作為現(xiàn)場澆筑混凝土之用途，其制作成本較聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在筒樁樁周外側(cè)填砂固化的現(xiàn)澆混凝土復(fù)合筒樁，以解決背景技術(shù)中存在的單個樁在深厚軟土層地基中的承載力偏低以及采用預(yù)制件施工成本較高的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種填砂復(fù)合樁，包括植入土層的樁體，所述樁體樁周外側(cè)具有填砂固化層，所述填砂固化層為在樁體樁周外側(cè)填砂后使軟土固化所形成的與樁體連為一體的固化層。在有深厚軟土層的地基中，在樁體樁周外側(cè)填砂，能改良樁周土壤，快速釋放孔隙水壓，促進(jìn)軟土固化，從而大幅提高單樁承載力。作為優(yōu)選，所述樁體為現(xiàn)澆混凝土大直徑薄壁筒樁。樁體采用筒樁可節(jié)省材料，節(jié)約成本。本發(fā)明填砂復(fù)合樁的有益效果是在有深厚軟土層的地基中，在筒樁樁周外側(cè)填砂，能改良樁周土壤，快速釋放孔隙水壓，促進(jìn)軟土固化，從而大幅提高單樁承載力，并且節(jié)約了成本。本發(fā)明的目的還在于提供一種用于制造上述填砂復(fù)合樁的成樁裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種成樁裝置，包括雙層鋼護(hù)筒和樁尖，在所述雙層鋼護(hù)筒的外護(hù)筒的外柱面上套有若干個用于排土的排土環(huán)。當(dāng)把該成樁裝置打入土層時，外護(hù)筒上的排土環(huán)會排開樁周的泥土，形成一定距離的空腔，這時在空腔中填砂，能改良樁周土壤，快速釋放孔隙水壓，促進(jìn)軟土固化，從而大幅提高了形成的樁體的承載力，由于是現(xiàn)場澆筑混凝土，降低了施工成本。作為優(yōu)選，所述排土環(huán)呈環(huán)狀，套于雙層鋼護(hù)筒的外柱面上，所述排土塊的內(nèi)徑與雙層鋼護(hù)筒的外護(hù)筒的外徑適配，所述相鄰的排土環(huán)之間連接有可根據(jù)現(xiàn)場施工需要調(diào)節(jié)長度的絲繩，所述樁尖與其相鄰的排土環(huán)之間也連接有絲繩。拔起成樁裝置的時候，該排土環(huán)與樁尖一起脫落，并與灌入的混凝土形成連接為一體的樁體，排土環(huán)也可于根據(jù)實際現(xiàn)場施工需要設(shè)計成其他有利于成樁的形狀，如排土環(huán)的斷面呈直角三角形或圓形等，并 且也可將其做成類似翻板的活動結(jié)構(gòu)，在打入成樁裝置的時候，翻板處于打開狀態(tài)，方便排土，在拔起成樁裝置的時候，翻板處于閉合狀態(tài)，貼合于護(hù)筒表面，不會提起泥土。作為優(yōu)選，所述樁尖為擴(kuò)大頭樁尖。樁尖為擴(kuò)大頭樁尖，即樁尖的外圓直徑大于雙層鋼護(hù)筒的外護(hù)筒的外徑，這樣樁尖也能夠排開泥土，具有排土環(huán)的作用。作為優(yōu)選，所述樁尖為齒形樁尖。樁尖為齒形樁尖，這樣樁尖也能夠排開泥土，具有排土環(huán)的作用，該樁尖的齒牙可設(shè)計成若干個，其形狀可設(shè)計成三角形或方形等多種形狀。本發(fā)明成樁裝置的有益效果是當(dāng)把該成樁裝置打入土層時，外護(hù)筒上的排土環(huán)會排開樁周的泥土，形成一定距離的空腔，這時在空腔中填砂，能改良樁周土壤，快速釋放 孔隙水壓，促進(jìn)軟土固化，從而大幅提高了形成的樁體的承載力，并且其施工成本較低。本發(fā)明的目的還在于提供一種制造上述填砂復(fù)合樁的成樁方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種成樁方法，包括以下步驟
①在成樁裝置的底部配上樁尖，將串接的排土環(huán)套在成樁裝置的外護(hù)筒上，并把排土環(huán)吊裝在外護(hù)筒的柱面上部，然后把成樁裝置的頂部利用夾持器與振動錘固定連接；
②將成樁裝置豎立置于施工位置并在振動錘上施壓，將成樁裝置沉入土中，并于成樁裝置樁周周身排開的空腔中填砂，之后邊振動邊壓入成樁裝置邊填砂；
③當(dāng)空腔逐漸縮小至影響填砂時，則落下一個吊裝在外護(hù)筒柱面上部的排土環(huán)，然后調(diào)整樁尖與該排土環(huán)之間的絲繩的長度，使樁尖牽引該排土環(huán)下沉，之后繼續(xù)邊振動邊壓入成樁裝置邊填砂；
④重復(fù)第③步，直至將成樁裝置沉入設(shè)計深度的土層；
⑤松開雙層鋼護(hù)筒頂部的夾持器，移開振動錘，向夾層中放入鋼筋籠，落下振動錘重新夾緊雙層鋼護(hù)筒；如果是形成不帶鋼筋籠的混凝土填砂復(fù)合筒樁，則跳過第⑤步直接進(jìn)行第⑥步；
⑥向雙層鋼管夾層之間預(yù)灌部分混凝土，之后邊灌注邊振動上拔成樁裝置，樁尖與排土環(huán)脫落并與混凝土形成連接為一體的樁體。如果施工現(xiàn)場的土質(zhì)塑形較好，形成的空腔并不會逐漸縮小從而影響填砂的話，則不需要落下排土環(huán)。另外可預(yù)先在施工位置預(yù)埋一截套筒，所述成樁裝置在套筒內(nèi)打入后，使填砂更加方便。本發(fā)明成樁方法的有益效果是當(dāng)把該成樁裝置打入土層時，外護(hù)筒上的排土環(huán)會排開樁周的泥土，形成一定距離的空腔，這時在空腔中填砂，能改良樁周土壤，快速釋放孔隙水壓，促進(jìn)軟土固化，從而大幅提高了形成的樁體的承載力，并且其施工成本較低。


圖I為填砂復(fù)合樁的一種結(jié)構(gòu)示意 圖2為實施例I中成樁裝置的一種結(jié)構(gòu)示意 圖3為圖2的正視圖；
圖4為粧尖的一種結(jié)構(gòu)意 圖5為樁尖的剖視圖。圖中標(biāo)號分別為1.樁體2.填砂固化層3.雙層鋼護(hù)筒4.樁尖5.排土環(huán)
6.絲繩。
具體實施例方式下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體描述。實施例I :
如圖I所示，一種填砂復(fù)合樁，包括植入土層的樁體1，所述樁體I為現(xiàn)澆混凝土大直徑薄壁筒樁，在樁體I的樁周外側(cè)具有填砂固化層2，所謂填砂固化層2是指在有深厚軟土層的地基中，在樁體I的樁周外側(cè)填砂，這樣能改良樁周土壤，快速釋放孔隙水壓，促進(jìn)樁周軟土固化，從而大幅提聞單粧承載力。如圖2和圖3所示，一種用于制造上述填砂復(fù)合樁的成樁裝置，包括豎向同心設(shè)置的雙層鋼護(hù)筒3，在雙層鋼護(hù)筒3的底部設(shè)有樁尖4，如圖4和圖5所示，樁尖4為擴(kuò)大頭式，即樁尖4的外圓直徑大于雙層鋼護(hù)筒3的外護(hù)筒的直徑，其為底部呈尖形的環(huán)狀體，其頂面上具有可嵌入雙護(hù)筒之間的環(huán)狀凸臺，在雙層鋼護(hù)筒3的外護(hù)筒的外柱面上套有排土環(huán)5，該排土環(huán)5呈環(huán)狀，其斷面呈直角三角形，且尖角朝上，套在雙層鋼護(hù)筒3的外柱面上適配，該排土環(huán)5共有三個，相鄰的排土環(huán)5之間用絲繩6連接，且樁尖4與其相鄰的排土環(huán)5之間也用絲繩6連接，該絲繩6可以根據(jù)現(xiàn)場施工需要調(diào)節(jié)長度。一種采用上述成樁裝置制造填砂復(fù)合樁的成樁方法，包括以下步驟
①在成樁裝置的底部配上樁尖4，將串接的排土環(huán)5套在成樁裝置的外護(hù)筒上，并把排土環(huán)5吊裝在外護(hù)筒的柱面上部，然后把成樁裝置的頂部利用夾持器與振動錘固定連接;
②將成樁裝置豎立置于施工位置并在振動錘上施壓，將成樁裝置沉入土中，并于成樁裝置樁周周身排開的空腔中填砂，之后邊振動邊壓入成樁裝置邊填砂；
③當(dāng)空腔逐漸縮小至影響填砂時，則落下一個吊裝在外護(hù)筒柱面上部的排土環(huán)5，然后調(diào)整樁尖4與該排土環(huán)5之間的絲繩6的長度，使樁尖4通過絲繩6牽引該排土環(huán)5下沉，之后繼續(xù)邊振動邊壓入成樁裝置邊填砂；
④重復(fù)第③步，直至將成樁裝置沉入設(shè)計深度的土層；
⑤然后松開雙層鋼護(hù)筒3頂部的夾持器，移開振動錘，向夾層中放入鋼筋籠，落下振動錘重新夾緊雙層鋼護(hù)筒3 ;如果是形成不帶鋼筋籠的混凝土填砂復(fù)合筒板，則跳過第⑤步直接進(jìn)行第⑥步；
⑥向雙層鋼護(hù)筒3夾層之間預(yù)灌部分混凝土，之后邊灌注邊振動上拔成樁裝置，樁尖4與排土環(huán)5脫落并與混凝土形成連接為一體并且樁周外側(cè)具有填砂固化層2的樁體I。實施例2
一種成樁裝置，其與實施例I中的成樁裝置的不同之處在于樁尖4不是擴(kuò)大頭樁尖，而是齒形樁尖，其結(jié)構(gòu)是在環(huán)形體外周延伸出若干個齒牙，此種樁尖4在中國專利授權(quán)公告號CN201347550Y中已公開。上述所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明的構(gòu)思作優(yōu)選舉例說明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改或補(bǔ)充或等同替代，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種填砂復(fù)合樁，其特征在于包括植入土層的樁體(I)，所述樁體樁周外側(cè)具有填砂固化層(2)，所述填砂固化層(2)為在樁體(I)樁周外側(cè)填砂后使軟土固化所形成的與樁體(I)連為一體的固化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的填砂復(fù)合樁，其特征在于所述樁體(I)為現(xiàn)澆混凝土大直徑薄壁筒樁。
3.一種用于制造權(quán)利要求I所述填砂復(fù)合樁的成樁裝置，包括雙層鋼護(hù)筒(3)和樁尖(4)，其特征在于在所述雙層鋼護(hù)筒(3)的外護(hù)筒的外柱面上套有若干個用于排土的排土環(huán)(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成樁裝置，其特征在于所述排土環(huán)(5)呈環(huán)狀，套于雙層鋼護(hù)筒(3)的外柱面上，所述排土塊(5)的內(nèi)徑與雙層鋼護(hù)筒(3)的外護(hù)筒的外徑適配，所述相鄰的排土環(huán)(5)之間連接有可根據(jù)現(xiàn)場施工需要調(diào)節(jié)長度的絲繩(6)，所述樁尖(4)與其相鄰的排土環(huán)(5)之間也連接有絲繩(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的成樁裝置，其特征在于所述樁尖(4)為擴(kuò)大頭樁尖。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的成樁裝置，其特征在于所述樁尖(4)為齒形樁尖。
7.—種制造權(quán)利要求I所述填砂復(fù)合樁的成樁方法，包括以下步驟 ①在成樁裝置的底部配上樁尖(4)，將串接的排土環(huán)(5)套在成樁裝置的外護(hù)筒上，并把排土環(huán)(5)吊裝在外護(hù)筒的柱面上部，然后把成樁裝置的頂部利用夾持器與振動錘固定連接； ②將成樁裝置豎立置于施工位置并在振動錘上施壓，將成樁裝置沉入土中，并于成樁裝置樁周周身排開的空腔中填砂，之后邊振動邊壓入成樁裝置邊填砂； ③當(dāng)空腔逐漸縮小至影響填砂時，則落下一個吊裝在外護(hù)筒柱面上部的排土環(huán)(5)，然后調(diào)整樁尖(4)與該排土環(huán)(5)之間的絲繩(6)的長度，使樁尖(4)通過絲繩(6)牽引該排土環(huán)(5)下沉，之后繼續(xù)邊振動邊壓入成樁裝置邊填砂； ④重復(fù)第③步，直至將成樁裝置沉入設(shè)計深度的土層； ⑤然后松開雙層鋼護(hù)筒(3)頂部的夾持器，移開振動錘，向夾層中放入鋼筋籠，落下振動錘重新夾緊雙層鋼護(hù)筒(3);如果是形成不帶鋼筋籠的混凝土填砂復(fù)合筒板，則跳過第⑤步直接進(jìn)行第⑥步； ⑥向雙層鋼護(hù)筒(3)夾層之間預(yù)灌部分混凝土，之后邊灌注邊振動上拔成樁裝置，樁尖(4)與排土環(huán)(5)脫落并與混凝土形成連接為一體并且樁周外側(cè)具有填砂固化層(2)的樁體(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種填砂復(fù)合樁、成樁裝置及其成樁方法，其目的在于提供一種在筒樁樁周外側(cè)填砂固化的復(fù)合筒樁、成樁裝置及其成樁方法。該填砂復(fù)合樁，包括植入土層的樁體，所述樁體樁周外側(cè)具有填砂固化層。本發(fā)明的有益效果是在有深厚軟土層的地基中，在筒樁樁周外側(cè)填砂，能改良樁周土壤，快速釋放孔隙水壓，促進(jìn)軟土固化，從而大幅提高單樁承載力，并且節(jié)約了成本，可廣泛應(yīng)用于深厚軟土層的地基工程。
文檔編號E02D5/72GK102747724SQ201110097619
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者陳東曙 申請人:陳東曙