專利名稱：空心、擴底樁施工工藝及機具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于大口徑空心、擴底樁鉆孔灌注樁施工工藝及機具。
空心樁和擴底樁都屬于能夠大幅度提高單方砼承載力的效益樁。在日本和歐美發(fā)達國家廣為采用，在我國因施工工藝落后而用得不多。由計算可知，實心樁設(shè)計的樁端承載力只利用了樁體強度的20％左右，潛力還大有可挖。
常規(guī)鉆空心、擴底樁的施工是分兩步成樁的，即先成孔后灌注。而且是在水下灌注混凝土，其工程質(zhì)量難以控制。尤以沉渣清不盡對樁的承載力影響最明顯。為安全起見，各國都規(guī)定了安全系數(shù)，我國是取2。因此，施工圖上的工程量有一半是出于安全考慮而多設(shè)的。如灌注能在地表控制，安全系數(shù)可以降低，因為有的國家現(xiàn)行規(guī)定有取1.5的。系數(shù)降到1.5，可減少25％的工程量，其值不可低估。
本發(fā)明的目的是要克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種能提高工程質(zhì)量，又能超?？焖偈┕さ目招?、擴底樁的施工工藝及其機具。
本發(fā)明的目的可以采取如下措施來達到一種空心、擴底樁的施工工藝，其特征是先制作好內(nèi)襯管，在鉆、挖樁孔的同時，內(nèi)襯管隨鉆、挖下沉，同時下鋼筋籠并在井口跟灌混凝土，鉆灌同步進行。
本發(fā)明的目的還可以采取如下措施來達到所述的內(nèi)襯管可以是預(yù)制砼管、鋼管或籠襯管、預(yù)制砼管外壁有凹凸結(jié)構(gòu)，鋼管可用鋼板卷制，也可做成模板拼裝。
預(yù)制砼管或鋼管是與動力頭連成一體，在中心鉆具及鉆擴鉆頭的引導(dǎo)下邊鉆邊沉，同時下鋼筋籠，并從井口倒人沙漿做密封料?；\襯管頂端法蘭盤與動力頭連接，在鉆擴鉆頭的引導(dǎo)下邊鉆邊沉，從井口倒入砼料，并用震動棒搗實。用震動沉管或人工挖孔的方法實行隨震或隨挖沉管、下鋼筋籠并同時在井口跟灌混凝土。如果是擴底樁，則在跟砼凝固后進行擴底，人工下井清底、擴邦、扎焊鋼筋，澆筑底盤混凝土。在鉆進的同時，鉆渣通過進水彎管送人沖洗液，過內(nèi)襯管與鉆桿之間環(huán)隙，再經(jīng)鉆頭水口、鉆桿中心及出水彎管返回地表。
本發(fā)明的專用施工機具包括動力頭、帶有鉆擴鉆頭的中心鉆具，其特征是還有內(nèi)襯管和管靴，內(nèi)襯管的下端與管靴連接，中心鉆具置于內(nèi)襯管內(nèi)。
本發(fā)明的專用施工機具所述的鉆擴鉆頭由母鉆和擴鉆組成，擴鉆包括鋼體、拐臂軸和牙塊，牙塊通過拐臂軸連于鋼體上，牙塊可繞拐臂軸作單向轉(zhuǎn)動。所述的鉆擴鉆頭的牙塊的底端按順轉(zhuǎn)方向伸開鑲焊兩排硬質(zhì)合金刃具，前排的刃具的刃角與牙塊邊線平行，后排的刃具的刃角與牙塊邊線垂直，牙塊的上背朝外旋有30°倒角。
由于本發(fā)明采取了上述的技術(shù)措施，使之對比已有技術(shù)具有如下優(yōu)點1、它可以實現(xiàn)成孔、成樁同步，實現(xiàn)“鉆到底樁則成”的良好愿望，大大提高了施工效率，降低了樁的造價；2、于巖體內(nèi)擴底，不分地層，清底不分深淺，沉渣能夠渣盡，持力層可以視檢，質(zhì)量直控，使隱蔽工程的關(guān)健工序能夠裸露施工，保證了工程質(zhì)量；3、專用機具結(jié)構(gòu)簡單，容易安裝、拆除，可靠性強，實用性高。
附圖的圖面說明

圖1是本發(fā)明施工示意圖；圖2是籠襯管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是鉆擴鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳述
參照附圖，在步履式打樁機塔架上配上回轉(zhuǎn)動力頭(1)，作為鉆灌同步成樁的動力系統(tǒng)。主要工具為鋼筋籠(2)內(nèi)襯薄壁砼管或薄鋼板卷管(6)，下鉆前管內(nèi)胎人中心鉆具，與動力頭(1)水平對接后一同起吊和下井。鉆頭為拐臂軸式伸縮子母鉆頭，即鉆擴鉆頭(16)。擴鉆(15)在重力作用下，由于受轉(zhuǎn)向控制能自動伸開，并隨母鉆(4)回轉(zhuǎn)碎巖，以加寬母鉆(4)的破碎范圍，使成孔直徑等于設(shè)計樁徑，籠襯管(9)在管靴(3)的引導(dǎo)下就能無阻延伸，直達到設(shè)計標高為止。在鉆進的同時，從井口跟灌混凝土(5)，始終注意不讓孔壁裸露，以防塌孔。跟籠跟砼使鉆頭有足夠的壓力實現(xiàn)快速鉆進。排渣則利用籠襯管(9)頂?shù)锥寄苊芊獾挠欣麠l件實行壓人式反循環(huán)，使機上余尺能留得更高，減少接鋼筋籠和內(nèi)襯管的循環(huán)次數(shù)。鉆遇復(fù)雜地層(主要指硬障礙)可以收回鉆頭改變鉆法，或沖、或抓、或挖，以獲取最佳效果。擴底在空心樁身砼凝固后進行，改為人工下井清底、擴邦、扎焊鋼筋，澆筑底盤混凝土。由于籠襯管靴密封可靠，空心樁是隨鉆澆筑的，具有自封特點，井水可以抽干，人工下井是安全的。
專用機具的制作如下動力頭(1)通過動法蘭盤與中心鉆具連接，通過機殼上靜法蘭盤與籠襯管(9)連接，管靴(3)與籠襯管(9)底端事先焊好，跟管鉆進時，不斷從井口傾倒砼料(5)，鉆渣則通過進水彎管(18)送入沖洗液，過內(nèi)襯管(6)與鉆桿之環(huán)隙，再經(jīng)鉆頭水口、鉆桿中心及出水彎管(17)返回地表。此屬壓入式反循環(huán)，可以使機上余尺不受限制，因則能提高純鉆時間利用率。參照圖2，鋼筋籠(2)和內(nèi)襯管(6)可制作為一體，即籠襯管(9)。鋼筋籠主筋(10)與法蘭盤(7)以及內(nèi)襯管(6)(薄鋼板卷制)焊成一體。上下法蘭盤用螺桿連接，加固圈(11)事先套入襯管，然后按圖紙規(guī)定距離與主筋(10)焊牢。箍筋(8)仍按螺旋線繞扎，上下籠襯管之間的主筋用綁筋焊牢。這樣，籠襯管(9)就能承受較大的起攏力。參照圖3，鉆擴鉆頭的擴鉆(15)的牙塊(12)用拐臂軸(13)固定于母鉆鋼體(14)上。采用3個牙塊(12)均布的形式較好(圖中只畫出1個牙塊)。順時針方向回轉(zhuǎn)時，牙塊(12)伸開，可擴孔至所跟籠襯管管靴(3)內(nèi)徑；反時針方向回轉(zhuǎn)時，牙塊(12)收攏，靠母鉆(4)碎巖，規(guī)格等于內(nèi)襯管(6)內(nèi)徑。
權(quán)利要求
1.一種空心、擴底樁的施工工藝，其特征是先制作好內(nèi)襯管(6)，在鉆、挖樁孔的同時，內(nèi)襯管(6)隨鉆、挖下沉，同時下鋼筋籠(2)并在井口跟灌混凝土(5)，鉆灌同步進行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心、擴底樁的施工工藝，其特征是所述的內(nèi)襯管(6)可以是預(yù)制砼管、鋼管或籠襯管(9)，預(yù)制砼管外壁有凹凸結(jié)構(gòu)，鋼管可用鋼板卷制，也可做成模板拼裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心、擴底樁的施工工藝，其特征是預(yù)制砼管或鋼管是與動力頭(1)連成一體的，在中心鉆具及鉆擴鉆頭(4)的引導(dǎo)下邊鉆邊沉，同時下鋼筋籠(2)，并從井口倒入沙漿做密封料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心、擴底樁的施工工藝，其特征是籠襯管(2)頂端法蘭盤(7)與動力頭(1)連接，在鉆擴鉆頭(4)的引導(dǎo)下邊鉆邊沉，從井口倒人砼料(5)，并用震動棒搗實。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心、擴底樁的施工工藝，其特征是用震動沉管或人工挖孔的方法實行隨震或隨挖沉管，下鋼筋籠(2)，并同時在井口跟灌混凝土(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心、擴底樁的施工工藝，其特征是在跟砼凝固后進行擴底，人工下井清底、擴邦、扎焊鋼筋，澆筑底盤混凝土。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心、擴底樁的施工工藝，其特征是在鉆進的同時，鉆渣通過進水彎管(18)送人沖洗液，過內(nèi)襯管與鉆桿之間環(huán)隙，再經(jīng)鉆頭水口、鉆桿中心及出水彎管(17)返回地表。
8.一種用于權(quán)利要求1所述的空心、擴底樁的施工工藝的機具，包括動力頭(1)、帶有鉆擴鉆頭(16)的中心鉆具，其特征是還有內(nèi)襯管(6)和管靴(3)，內(nèi)襯管(6)的下端與管靴(3)連接，中心鉆具置于內(nèi)襯管(6)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機具，其特征在于所述的鉆擴鉆頭(16)由母鉆(4)和擴鉆(15)組成，擴鉆(15)包括鋼體(14)、拐臂軸(13)和牙塊(12)，牙塊(12)通過拐臂軸(13)連于鋼體(14)上，牙塊(12)可繞拐臂軸(13)作單方向轉(zhuǎn)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機具，其特征在于所述的鉆擴鉆頭(16)的牙塊(12)的底端按順轉(zhuǎn)方向伸開鑲焊兩排硬質(zhì)合金刃具，前排的刃具的刃角與牙塊(12)邊線平行，后排的刃具的刃角與牙塊(12)邊線垂直，牙塊(12)的上背朝外旋有30°倒角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空心、擴底樁的施工工藝和機具，其特征是先制作好內(nèi)襯管，在鉆挖樁孔的同時，內(nèi)襯管隨鉆、挖下沉，同時下鋼筋籠并在井口跟灌混凝土，鉆灌同步進行。專用機具包有動力頭、帶有鉆擴鉆頭的中心鉆具，其特征是還有內(nèi)襯管和管靴，內(nèi)襯管的下端與管靴連接，中心鉆具置于內(nèi)襯管內(nèi)。本發(fā)明具有快速施工，保證質(zhì)量，機具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便等優(yōu)點，實現(xiàn)成孔、成樁同步，鉆到底則成的愿望，提高了工效，降低了工程造價。
文檔編號E02D7/00GK1121974SQ9511594
公開日1996年5月8日 申請日期1995年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月20日
發(fā)明者劉毅中 申請人:劉毅中