專利名稱：預(yù)制灌注復(fù)合管樁及其成樁工藝和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管樁及其施工方法。
預(yù)制混凝土薄壁管樁為水泥制品廠的一種產(chǎn)品，由于它采用工廠制作，因此能保證管樁質(zhì)量，并能節(jié)約施工場地縮短施工周期，減少鋼筋及混凝土用量，但由于打樁方法存在些問題，難以大量推廣應(yīng)用。CN1050421A，提出一種灌注-預(yù)制復(fù)合樁的成樁方法，該法先用鋼管將預(yù)制樁尖打入土中，直設(shè)計標高后灌入混凝土，撥出鋼管在混凝土中打入預(yù)制樁芯，目的是為防止斷樁和縮頸事故，此方法的沉管灌注樁是預(yù)制樁芯外圍為灌注混凝土，由于未事先取出樁位泥土，因此造成土體的嚴重擠壓，而且較難控制樁體質(zhì)量。除此之外，未檢索到預(yù)制灌注復(fù)合管樁及其成樁工藝方法。
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種新的預(yù)制灌注復(fù)合管樁，并為此提出一種打樁的方法和設(shè)備，以揚長預(yù)制混凝土薄壁管樁長處，達到大量推廣預(yù)制混凝土薄壁管樁的目的。
本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是一種預(yù)制灌注復(fù)合管樁，它由預(yù)制混凝土管樁、現(xiàn)澆混凝土擴大頭組成，其特征在于復(fù)合混凝土管樁的末端有現(xiàn)澆混凝土形成的擴大頭，所述擴大頭與預(yù)制混凝土管樁相固接組成混凝土復(fù)合管樁。
預(yù)制灌注復(fù)合管樁的成樁工藝，其特征在于先用上段鋼管對準樁位沉到一定深度，地基土進入鋼管內(nèi)形成土柱，撥出鋼管震出土柱;在上段鋼管的下端裝上傳力接頭，將混凝土管樁吊到已取土的樁位，用裝上傳力接頭的上段鋼管對準管樁邊震邊壓，壓至持力層相應(yīng)深度，此時又有在基土進入管樁內(nèi)形成新的土柱;從上段鋼管的下端卸去傳力接頭，接上下段鋼管，再吊到混凝土管樁內(nèi)，向下邊震邊壓，直壓到鋼管末端超過混凝土樁管下端面以下一定深度處，混凝土管樁內(nèi)的土柱轉(zhuǎn)移到鋼管內(nèi)，吊出鋼管，震出土柱;向已取出土柱的混凝土管樁內(nèi)灌注攪拌好的混凝土;在下段鋼管末端裝上封底傳力蓋板，并將鋼管再吊到已澆注混凝土的管樁內(nèi)，對灌入混凝土管樁內(nèi)的現(xiàn)澆混凝土邊震邊壓，使之形成擴大頭，并形成與管樁最下端緊固的混凝土柱，撥出鋼管即形成預(yù)制灌注復(fù)合管樁。
預(yù)制灌注復(fù)合管樁成樁工藝的設(shè)備，它包括用于取土及擴頭的鋼管和設(shè)于鋼管頂端的震動機，其特征在于鋼管由上段鋼管和若干下段鋼管連接而成，下段鋼管上端設(shè)傳力圈、下段鋼管下端有可卸連接的傳力蓋板，上段鋼管末端還設(shè)可接卸的傳力接頭。
采用上述設(shè)備和成樁工藝所產(chǎn)生的混凝土管樁的顯著效果在于設(shè)備簡單，操作方便，即在鋼管上配置震動機和簡單的傳力器件，就能按施工要求取出樁位泥土，克服樁體擠土所造成的嚴重問題。再加上擴大樁頭大大增加了樁的端承面，從而大幅度地提高了單樁的承載能力，而且，此工藝生產(chǎn)的預(yù)制澆注復(fù)合管樁與現(xiàn)有混凝土樁相比，樁體自重減小，節(jié)省大量水泥和鋼筋，降低造價，使混凝土管樁便于實際推廣使用，由于混凝土樁管是工廠生產(chǎn)，質(zhì)量可控制，從而也便于提高成樁質(zhì)量。
以下對附圖作簡要說明。


圖1為預(yù)制灌注復(fù)合管樁結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明專用施工設(shè)備示意圖。
圖3為傳力接頭示意圖。
圖4為預(yù)制混凝土樁頭軸側(cè)圖。
圖5是圖4展開為花瓣狀軸側(cè)圖。
圖6為圖4俯視圖。
圖7為圖6的A-A剖面圖。
圖8-9成樁工藝的第一步。
圖10成樁工藝的第二步。
圖11成樁工藝的第三步。
圖12成樁工藝的第四步。
圖13成樁工藝的第五步。
圖14-15成樁工藝第四、第五步另一種形式。
圖16為預(yù)制灌注復(fù)合管樁另一種結(jié)構(gòu)。
實施本專利的設(shè)備如圖2所示，它主要由上段鋼管(1)、下段鋼管(2)、設(shè)于上段鋼管(1)頂端的震動機(6)、設(shè)于下段鋼管(2)頂端的傳力圈(3)和下段鋼管(2)末端可卸連接的封底傳力蓋板(5)組成。上段鋼管(1)通過傳力圈(3)與下段鋼管(2)套接固緊，當(dāng)下端鋼管(2)的末端未裝上封傳力蓋板(5)時，可用于取土。當(dāng)下段鋼管(2)末端套接封底傳力蓋板(5)后可用于擠壓現(xiàn)澆混凝土以形成擴大頭。鋼管直徑由混凝土管樁(8)直徑來確定，上段管(1)外徑D1等于或稍大于混凝土管樁(8)外徑D，下段管(2)的外徑D2小于混凝土管樁(8)的內(nèi)徑d，封底傳力蓋板(5)外徑D3與下段管(2)外徑D2大致相等。下段鋼管(2)末端外還包有護圈(4)。
混凝土薄壁管樁(8)為按建筑技術(shù)標準工廠化預(yù)制，與一般管樁的不同之處在于本發(fā)明所有用的混凝土管樁(8)的下端面為自內(nèi)向外的斜切面(20)，它既有利于管樁(8)的下沉減少阻力，增加取土量，又使在擴頭時便于排除管樁下端面處的殘土，以使管樁(8)與擴大頭(11)之間的連接更加可靠。
預(yù)制現(xiàn)澆混凝土復(fù)合管樁的末端還可以增設(shè)可展開的預(yù)制花瓣樁頭(15)。圖4-7所示，預(yù)制樁頭(15)未展開時為圓柱狀，外徑比混凝土管樁(8)內(nèi)徑d小，以便于在管樁內(nèi)滑動，樁頭沿軸向有喇叭孔(19)，樁頭壁與樁頭底板(17)有隔離層(14)，沿樁頭壁周邊也有均等分布的隔離層(14)，將樁頭壁分割成若干塊可展開的樁頭瓣(12)，樁頭底部(17)與樁頭瓣(12)之間置配U形鋼筋(18)，樁頭上部設(shè)有吊鉤(13)。
圖3所示的傳力接頭(7)是一塊上下面均帶有邊框的圓形鋼板。上邊框的內(nèi)徑為上段管(1)外徑D1加上適當(dāng)?shù)拈g隙a，下邊框的外徑為管樁(8)的外徑D加上適當(dāng)間隙b。它用于沉管樁(8)時裝到上段鋼管(1)的末端并套到管樁(8)的頂面，圖10所示。
以下描述成樁工藝過程圖8、9表示成樁施工的第一步。即鋼管取出樁位土的方法。將上段鋼管(1)對準樁位，靜壓或開動震動機(6)邊震邊壓至一定深度。地基土通過管下口進入管內(nèi)形成土柱(9)，撥起鋼管(1)，管內(nèi)土柱(9)隨上段鋼管(1)一并被提出，實踐證明對一般粘性土而言，當(dāng)取土不深時，土柱與管壁摩擦阻力完全可阻止它在撥管時脫落，上段鋼管(1)撥出地面后，必須開動震動機(6)使管內(nèi)的土柱(9)脫落。
圖10表示施工的第二步。在已取出一定深度泥土的樁位上，將管樁(8)沉至持力層一定深度，一般稍超過持力層上表層處。沉管前行先在上段鋼管(1)的下端裝上傳力接頭(7)，對準管樁(8)施壓或邊震邊壓。也可以采用重錘沖擊等方法沉管。在此過程中又有地基土通過管樁(8)的下口進入管內(nèi)，形成新的土柱(9)。
圖11表示施工的第三步。從上段鋼管(1)的下端拆下傳力接頭(7)并連接好下段鋼管(2)，一并吊到已沉入地層的管樁(8)內(nèi)，向下邊震邊壓，直壓至下段管(2)的下端面超過管樁(8)的下端面適當(dāng)深度處，深度由擴大頭(11)所需尺寸決定。由于下段鋼管(2)末端外緣包有護圈(4)，使管樁(8)內(nèi)泥土基本上清除并進入鋼管(1、2)內(nèi)，撥出鋼管(1、2)，管樁(8)內(nèi)的土柱(9)被一并帶出。由于此土柱(9)的下端為硬度較大的持力層土，它與下段管(2)的內(nèi)壁摩擦阻力較大，而形成一個“土塞”，從而阻止土柱(9)在撥管時脫落，實踐證明，鋼管內(nèi)土柱可隨鋼管一起撥出。
如樁過長，上述第二、第三步驟，即沉管和取出管樁內(nèi)土柱也可交替分次進行。
圖12和14表示施工的第四步。這過程根據(jù)工程設(shè)計要求而定，或是向已取出土柱(9)的管樁(8)內(nèi)灌注混凝土用于形成混凝土擴大頭(11)，或是先向管樁(8)內(nèi)吊放可擴張為花瓣狀的預(yù)制樁頭(15)，再往預(yù)制樁頭(15)上灌注混凝土。
圖13和15表示施工方法的第五步，即成樁過程的最后一步。在下段鋼管(2)的下端裝上封底傳力蓋板(5)，將鋼管(1、2)吊入管樁(8)內(nèi)，對灌入的混凝土施壓或邊震壓。若無須放置預(yù)制樁頭(15)的管樁(8)，即形成如圖13所示的擴大頭(11)，其口端與預(yù)制管樁(8)相固接;若已放置預(yù)制樁頭(15)的管樁(3)，即形成如圖15所示的擴展成花瓣狀的預(yù)制樁頭(12、17)和位于其上的現(xiàn)澆混凝土擴大頭(11)。擴展成花瓣狀的預(yù)制樁頭瓣(12)和樁頭底板(17)，擴大頭(11)上、下端分別與預(yù)制管樁(8)和預(yù)制樁頭(15)相固接。撥出鋼管(1、2)即形成預(yù)制灌注復(fù)合管樁。
按上述成樁工藝所形成的預(yù)制現(xiàn)澆復(fù)合管樁如圖1和圖16所示，由預(yù)制混凝土管樁(8)、現(xiàn)澆混凝土擴大頭(11)和加接有花瓣形的預(yù)制樁頭(15)組成復(fù)合管樁承載性能比不設(shè)預(yù)制樁頭(15)的復(fù)合管樁更好，施工過程中的選型可由設(shè)計要求決定。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)制灌注復(fù)合管樁，它由預(yù)制混凝土管樁、現(xiàn)澆混凝土擴大頭組成，其特征在于復(fù)合混凝土管樁的末端有現(xiàn)澆混凝土形成的擴大頭(11)，所述擴大頭與預(yù)制混凝土管樁相固接組成混凝土復(fù)合管樁。
2.預(yù)制灌注復(fù)合管樁的成樁工藝，其特征在于a.先用上段鋼管(1)對準樁位沉到一定深度，地基土進入鋼管內(nèi)形成土柱(9)，撥出鋼管震出土柱(9);b.在上段鋼管(1)的下端裝上傳力接頭(7)，將混凝土管樁(8)吊到已取土的樁位，用裝上傳力接頭(7)的上段鋼管(1)對準管樁(8)邊震邊壓，壓至持力層相應(yīng)深度，此時又有在基土進入管樁(8)內(nèi)形成新的土柱(9);c.從上段鋼管(1)的下端卸去傳力接頭(7)，接上下段鋼管(2)，再吊到混凝土管樁(8)內(nèi)，向下邊震邊壓，直壓到鋼管末端超過混凝土管樁(8)下端面以下一定深度處，混凝土管樁(8)內(nèi)的土柱(9)轉(zhuǎn)移到鋼管(1、2)內(nèi)，吊出鋼管(1、2)，震出土柱(9);d.向已取出土柱(9)的混凝土管樁(8)內(nèi)灌注攪拌好的混凝土;e.在下段鋼管(2)末端裝上封底傳力蓋板(5)，并將鋼管(1、2)再吊到已澆注混凝土的管樁內(nèi)(8)，對灌入混凝土管樁內(nèi)的現(xiàn)澆混凝土邊震加壓，使之形成擴大頭(11)，并形成與管樁(8)最下端緊固的混凝土柱(10)，撥出鋼管(1、2)即形成預(yù)制灌注復(fù)合管樁。
3.預(yù)制灌注復(fù)合管樁成樁工藝的設(shè)備，它包括用于取土及擴頭的鋼管(1、2)和設(shè)于鋼管頂端的震動機(6)，其特征在于鋼管(1、2)由上段鋼管(1)和若干下段鋼管(2)連接而成，下段管(2)上端設(shè)傳力圈(3)、下段鋼管(2)下端有可卸連接的傳力蓋板(5)，上段鋼管(1)末端還設(shè)可接卸的傳力接頭(7)。
4.如權(quán)利要求1所述的預(yù)制灌注復(fù)合管樁，其特征在于復(fù)合管樁的末端有展開成花瓣狀預(yù)制混凝土樁頭(15)，預(yù)制樁頭(15)之上為現(xiàn)澆混凝土擴大頭(11)，擴大頭(11)上、下端分別與預(yù)制管樁(8)和預(yù)制樁頭(15)相固接組成混凝土復(fù)合管樁。
5.如權(quán)利要求4所述的預(yù)制灌注復(fù)合管樁，其特征在于預(yù)制樁頭(15)為圓柱狀，沿軸向有喇叭孔(19)，樁頭壁與底板(17)之間有隔離層(14)，樁頭壁周邊也有均等分布的隔離層(14)，將樁頭壁分割成若干塊可展開的樁頭瓣(12)，樁頭底板(17)與樁頭瓣(12)之間配置U形鋼筋(18)，樁頭上部設(shè)有吊鉤(13)。
6.如權(quán)利要求2所述的預(yù)制灌注復(fù)合管樁的成樁工藝，其特征在于還包括向已取出土柱(9)的混凝土管樁(8)內(nèi)吊入預(yù)制樁頭(15)，再往已吊入予制樁頭(15)的混凝土管樁(8)內(nèi)灌注攪拌好混凝土，接著在下段鋼管(2)末端裝上傳力蓋板(5)，并將鋼管(1、2)再吊入已澆注混凝土的管樁內(nèi)，邊震邊壓，使預(yù)制樁頭(15)受壓擴張成花瓣狀樁頭瓣(12)和樁頭底(17)，使現(xiàn)澆混凝土形成擴大樁頭(11)部分，形成與管樁最下端緊固的混凝土柱(10)，撥出鋼管(1、2)即形成預(yù)制灌注復(fù)合管樁。
全文摘要
預(yù)制灌注復(fù)合管樁及其成樁工藝和設(shè)備，復(fù)合管樁由預(yù)制混凝土管樁和現(xiàn)澆混凝土擴大頭(其下還可加設(shè)可展開的預(yù)制樁頭)，以及與管樁緊固的混凝土柱組成。其成樁工藝包括先用鋼管取土；往已取土的樁位沉下入預(yù)制混凝土管樁；再往管樁中壓入鋼管至持力層一定深度，拔出鋼管，卸去土柱；往管樁內(nèi)澆注混凝土，也可在灌注混凝土前先吊入可展開的預(yù)制樁頭；用帶封底傳力蓋板的鋼管邊震邊壓使混凝土下半部形成擴大頭，拔出鋼管即成。此復(fù)合管樁，承載能力高，而且不會產(chǎn)生地基土擠壓影響建筑質(zhì)量，還可節(jié)省鋼筋和水泥用量降低造價，樁的自重也較輕。
文檔編號E02D5/44GK1104280SQ93119260
公開日1995年6月28日 申請日期1993年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月19日
發(fā)明者俞曉 申請人:俞曉