一種建筑地基中成孔的護筒裝置及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種建筑地基中成孔的護筒裝置，以及采用該護筒裝置的建筑地基的施工方法。建筑地基中成孔的護筒裝置包括圓形鋼管構(gòu)成護筒筒身，其特征在于護筒底端帶有沖擊錐體，沖擊錐體的下半部分為直徑大于或者等于護筒外徑的圓錐體，圓錐體的尖角向下，上半部分為直徑小于護筒內(nèi)徑的圓柱體，沖擊錐體的上半部分從護筒底端插入到筒身內(nèi)，在接合處焊接或者鑄接或者用螺栓固定為一體。采用該護筒裝置的建筑地基的施工方法的施工步驟包括：1）采用上述護筒裝置進行樁孔的施工；2）提出護筒形成樁孔；3）根據(jù)土層性質(zhì)和上部荷載要求進行樁端的處理；4）進行樁身的施工。
【專利說明】一種建筑地基中成孔的護筒裝置及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，特別是涉及建筑地基的施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在建筑物的地基處理中，經(jīng)常遇到這樣的情況，地表下一定深度處存在密度較大的砂土層、碎石土層、黃土層、礫卵石層，巖溶發(fā)育巖層和裂石發(fā)育地層等，并且這些土層的硬度不均、厚度不均。這種地質(zhì)條件對樁基施工時的樁身成孔造成很大難度，目前常用的振動沉管、靜壓或者回轉(zhuǎn)鉆進等方式，基本上都很難形成樁孔至設(shè)計深度，從而影響施工質(zhì)量和進度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決上述的問題而提出的，目的在于提供一種建筑地基中成孔的護筒裝置，并且通過該護筒裝置提供一種工效高、成本低的施工方法，簡單、高效的在地基中形成樁孔后再進行樁體的施工。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的建筑地基中成孔的護筒裝置包括:
一種建筑地基中成孔的護筒裝置，以一定長度和一定直徑的圓形鋼管構(gòu)成護筒筒身，其特征在于護筒底端帶有沖擊錐體，沖擊錐體的下半部分為直徑大于或者等于護筒外徑的圓錐體，圓錐體的尖角向下，上半部分為直徑小于護筒內(nèi)徑的圓柱體，沖擊錐體的上半部分從護筒底端插入到筒身內(nèi)，在接合處焊接或者鑄接或者用螺栓固定為一體。
[0005]最好，在上述的建筑地基中成孔的護筒裝置中，上述沖擊錐體是由硬質(zhì)鋼材實心鍛造或者鑄造而成。
[0006]最好，在上述的建筑地基中成孔的護筒裝置中，在護筒與沖擊錐體的接合處以條狀鋼板焊接固定。
[0007]最好，在上述的建筑地基中成孔的護筒裝置中，上述護筒內(nèi)部填充有鋼纜繩等填充物。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還包括一種建筑地基的施工方法，該方法采用上述建筑地基中成孔的護筒裝置，其步驟包括:
1)在地基中的樁位處，采用上述建筑地基中成孔的護筒裝置，通過下述步驟進行樁孔的施工:
①放置上述成孔的護筒裝置，在護筒的內(nèi)部，放入底端為平底的細長重錘；②提升重錘一定高度后自由下落，擊打護筒底端的沖擊錐體，使沖擊錐體擠擴周圍土體并帶動護筒下沉；③反復進行上述步驟②的錘擊沖孔操作，直至設(shè)計深度；
2)提出上述底端帶有尖錐體的護筒，形成樁孔；
3)根據(jù)土層性質(zhì)和上部荷載要求，通過下列方法之一進行樁端的處理:
方法A:①在樁孔中沉入底端開口的護筒或外管；②向護筒或外管底部填入定量的填充料；③在護筒或外管內(nèi)部放入重錘或者內(nèi)夯管；④通過重錘或者內(nèi)夯管在護筒內(nèi)部的升降運動，對填充料進行夯擊；⑤反復進行上述填料和夯擊操作，直至全部設(shè)定量的填充料被夯實填充到樁端土體中，形成樁端擴底；
方法B:①在樁孔中沉入底端開口的護筒或外管；②向護筒或外管底部填入定量的填充料；③在護筒或外管內(nèi)部放入重錘或者內(nèi)夯管；④通過重錘或者內(nèi)夯管在護筒內(nèi)部的升降運動，對填充料進行夯擊；⑤反復進行上述填料和夯擊操作，直至填料夯擊的密實度滿足設(shè)計要求；⑥分次填入定量的干硬混凝土并夯實擠密，形成樁端載體；
方法C:①在樁孔中沉入底端開口的護筒或外管；?在護筒內(nèi)部放入重錘或者內(nèi)夯管，通過重錘或者內(nèi)夯管在護筒內(nèi)部的升降運動，對樁端土體進行夯實擠密；
方法D:省略樁端的處理的施工步驟，直接進行樁身的施工；
4)通過下列方法之一進行樁身的施工:
方法A:①插入鋼筋籠壓灌或者澆注混凝土 ；③對混凝土進行振搗密實；
方法B:①通過中空鉆桿和高壓泵，一邊泵送水泥拌和物，一邊旋轉(zhuǎn)提升鉆桿，直至樁頂標高在樁身中反插鋼筋籠；
方法C:①沉入預制樁身；②預制樁身與周圍空隙用水泥拌合物或者固化劑填滿；
方法D:①填入定量的填充料；②通過重錘或者內(nèi)夯管的升降運動，對填充料進行夯實擠密反復填充和夯擊操作直至樁頂標高，形成擠密樁體；
方法E:壓灌或澆注素混凝土至樁頂標高；
最好，在上述的建筑地基的施工方法中，上述步驟I)中，上述細長重錘的重量，以及提升重錘的高度，是根據(jù)土質(zhì)和沖擊能量的要求確定的。
[0009]最好，在上述的建筑地基的施工方法中，上述步驟3)中，上述方法A和方法B中向護筒底部填入定量的填充料，填充料是指干硬性混凝土或碎磚或碎石或洛土或卵石或鋼洛或水泥土或灰土中的一種或幾種。
[0010]最好，在上述的建筑地基的施工方法中，上述步驟3)中，上述方法B中填料夯擊的密實度滿足設(shè)計要求，密實度的設(shè)計要求是指，在不填料的情況下，以預定的能量測試重錘或內(nèi)夯管連續(xù)空打三擊或者三擊以上的貫入量，總貫入量應(yīng)小于設(shè)計值；如未滿足貫入量設(shè)計值，則繼續(xù)進行填料擠密操作，直至達到上述貫入量設(shè)計值。
[0011]最好，在上述的建筑地基的施工方法中，上述步驟4)中，上述方法B中的水泥拌合物是由水泥或者碎石或者砂或者粉煤灰或者粗細骨料中的一種或幾種，摻水拌和而成。
[0012]通過上述建筑地基中成孔的護筒裝置及其施工方法所形成的建筑地基的特點和優(yōu)勢在于:
①成孔的工效極高。第一，采用重錘直接擊打護筒的沖擊錐體，沖擊錐體產(chǎn)生遠超于地基土體極限承載力的沖擊能量，使尖錐體周圍的土體或巖層產(chǎn)生沖擊破壞，從而使護筒迅速下沉。第二，在護筒與沖擊錐體的接合處以條狀鋼板焊接固定，由于條狀鋼板焊接處的直徑大于沖擊錐體和護筒筒身的直徑，因此在成孔時會在孔壁上形成數(shù)條豎向的孔槽，孔槽起到減小護筒筒身與孔壁土體的接觸面積的作用，減少護筒下沉時的摩擦力，同時起到空氣通道的作用，減小氣壓，使護筒能夠順利的下沉或者拔出，從而顯著提高工效。第三，護筒在下沉過程中起到良好的護壁作用，沖擊能量也對周圍土體或巖層產(chǎn)生擠密的效果，很好的避免了孔壁坍塌，顯著提升成孔質(zhì)量。
[0013]②整個施工過程中都沒有將地基土取出，很好的利用了原土，即減少了清土外運的環(huán)節(jié)，又避免了環(huán)境污染。
[0014]③采用對樁端土體進行填料擠密處理的方式，通過定量的填料形成樁端擴徑，或者通過控制填料夯實的密實度形成樁端載體，都可以顯著提高樁的端承力。
[0015]④該建筑地基的施工方法在進行樁端處理和樁身施工時可選擇多種方案，即可用于樁基形式，也應(yīng)用于復合地基，應(yīng)用范圍非常廣闊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的護筒裝置的部件和連接的實施例的示意圖，1-1是護筒筒身和沖擊錐體的連接前的剖面圖；1 一 2是護筒和沖擊錐體的連接后的剖面圖；1 一 3是在護筒和沖擊錐體的連接處以條狀鋼板焊接固定后的剖面圖；1 一 4是護筒和沖擊錐體的連接后的俯視剖面圖；
圖2是本發(fā)明的一個實施例的建筑地基的施工方法的工序圖；
圖1和圖2中，1、護筒，2、沖擊錐體，3、條狀鋼板，4、細長重錘，5、樁孔，6、底端開口的護筒，7、填充料，8、鋼筋籠，9，混凝土。

【具體實施方式】
[0017]圖1是本發(fā)明的護筒裝置的部件和連接的實施例的示意圖，護筒裝置的部件為如圖1 一 I所示中的護筒I和沖擊錐體2 ;如圖1 一 2所示在護筒I的底端，將沖擊錐體2的上半部分的圓柱體插入到護筒I的內(nèi)部，并在連接處焊接固定；如圖1 一 3所示將護筒I和沖擊錐體2的連接處以條狀鋼板3焊接固定；護筒I和沖擊錐體2的連接后的俯視剖面圖如圖1 一 4所示。
[0018]圖2是本發(fā)明的一個實施例的建筑地基的施工方法的工序圖，其包括下述步驟，首先，如圖2a所示，在樁位點放置底端帶有沖擊錐體2的護筒1，在護筒I的內(nèi)部，放入底端為平底的細長重錘4 ;然后，如圖2b所示，提升重錘4 一定高度后自由下落，擊打護筒I底端的沖擊錐體2，使沖擊錐體2擠擴周圍土體并帶動護筒I下沉；然后，如圖2c所示，反復進行錘擊沖孔操作，直至設(shè)計深度；然后，如圖2d所示，提出護筒1，形成樁孔5 ;然后，如圖2e所示，在樁孔5中沉入底端開口的護筒6，向護筒6中填入定量的填充料7，在護筒6內(nèi)部放入重錘4，通過重錘4的升降運動，對填充料7進行夯擊；然后，如圖2f所示，反復上述填料和夯擊操作，直至全部設(shè)定量的填充料7被夯實填充到樁端土體中，形成樁端擴底；最后，如圖2g所示，插入鋼筋籠8，澆注混凝土 9并振搗密實，形成鋼筋混凝土樁身。
【權(quán)利要求】
1.一種建筑地基中成孔的護筒裝置，以一定長度和一定直徑的圓形鋼管構(gòu)成護筒筒身，其特征在于護筒底端帶有沖擊錐體，沖擊錐體的下半部分為直徑大于或者等于護筒外徑的圓錐體，圓錐體的尖角向下，上半部分為直徑小于護筒內(nèi)徑的圓柱體，沖擊錐體的上半部分從護筒底端插入到筒身內(nèi)，在接合處焊接或者鑄接或者用螺栓固定為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑地基中成孔的護筒裝置，其特征在于上述沖擊錐體是由硬質(zhì)鋼材實心鍛造或者鑄造而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑地基中成孔的護筒裝置，其特征在于上述護筒與沖擊錐體的接合處以條狀鋼板焊接固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑地基中成孔的護筒裝置，其特征在于上述護筒內(nèi)部填充有鋼纜繩等填充物。
5.一種建筑地基的施工方法，該方法采用上述權(quán)利要求1 一 4所述的建筑地基中成孔的護筒裝置，包括下述步驟: 1)在地基中的樁位處，采用上述權(quán)利要求1一 4所述的建筑地基中成孔的護筒裝置，通過下述步驟進行樁孔的施工: ①放置上述成孔的護筒裝置，在護筒的內(nèi)部，放入底端為平底的細長重錘；②提升重錘一定高度后自由下落，擊打護筒底端的沖擊錐體，使沖擊錐體擠擴周圍土體并帶動護筒下沉；③反復進行上述步驟②的錘擊沖孔操作，直至設(shè)計深度； 2)提出上述底端帶有沖擊錐體的護筒，形成樁孔； 3)根據(jù)土層性質(zhì)和上部荷載要求，通過下列方法之一進行樁端的處理: 方法A:①在樁孔中沉入底端開口的護筒或外管；②向護筒或外管底部填入定量的填充料；③在護筒或外管內(nèi)部放入重錘或者內(nèi)夯管；④通過重錘或者內(nèi)夯管在護筒內(nèi)部的升降運動，對填充料進行夯擊；⑤反復進行上述填料和夯擊操作，直至全部設(shè)定量的填充料被夯實填充到樁端土體中，形成樁端擴底； 方法B:①在樁孔中沉入底端開口的護筒或外管；②向護筒或外管底部填入定量的填充料；③在護筒或外管內(nèi)部放入重錘或者內(nèi)夯管；④通過重錘或者內(nèi)夯管在護筒內(nèi)部的升降運動，對填充料進行夯擊；⑤反復進行上述填料和夯擊操作，直至填料夯擊的密實度滿足設(shè)計要求；⑥分次填入定量的干硬混凝土并夯實擠密，形成樁端載體； 方法C:①在樁孔中沉入底端開口的護筒或外管在護筒內(nèi)部放入重錘或者內(nèi)夯管，通過重錘或者內(nèi)夯管在護筒內(nèi)部的升降運動，對樁端土體進行夯實擠密； 方法D:省略樁端處理的施工步驟，直接進行樁身的施工； 4)通過下列方法之一進行樁身的施工: 方法A:①插入鋼筋籠壓灌或者澆注混凝土 ；③對混凝土進行振搗密實； 方法B:①通過中空鉆桿和高壓泵，一邊泵送水泥拌和物，一邊旋轉(zhuǎn)提升鉆桿，直至樁頂標高在樁身中反插鋼筋籠； 方法C:①沉入預制樁身；②預制樁身與周圍空隙用水泥拌合物或者固化劑填滿； 方法D:①填入定量的填充料；②通過重錘或者內(nèi)夯管的升降運動，對填充料進行夯擊!③ 反復填充和夯擊操作直至樁頂標高，形成擠密樁體； 方法E:灌注素混凝土至樁頂標高。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的建筑地基的施工方法，其特征在于上述步驟I)中，上述細長重錘的重量，以及提升重錘的高度，是根據(jù)土質(zhì)和沖擊能量的要求確定的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的建筑地基的施工方法，其特征在于上述步驟3)中，上述方法A和方法B中向護筒底部填入定量的填充料，填充料是指干硬性混凝土或碎磚或碎石或渣土或卵石或鋼渣或水泥土或灰土中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的建筑地基的施工方法，其特征在于上述步驟3)中，上述方法B中填料夯擊的密實度滿足設(shè)計要求，密實度的設(shè)計要求是指，在不填料的情況下，以預定的能量測試重錘或內(nèi)夯管連續(xù)空打三擊或者三擊以上的貫入量，總貫入量應(yīng)小于設(shè)計值；如未滿足貫入量設(shè)計值，則繼續(xù)進行填料擠密操作，直至達到貫入量設(shè)計值。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的建筑地基的施工方法，其特征在于上述步驟4)中，上述方法B中的水泥拌合物是由水泥或者碎石或者砂或者粉煤灰或者粗細骨料中的一種或幾種，摻水拌和 而成。
【文檔編號】E02D5/68GK104074186SQ201410351906
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】王繼忠 申請人:王繼忠