專利名稱：用于大直徑現澆薄壁混凝土復合樁的成孔器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大直徑現澆薄壁混凝土復合樁的施工方法及專用成孔器，尤 其適用于各類軟弱土、回填土、夾砂層土的復合樁地基處理及提壩、擋墻和基坑支護結構 中。
背景技術：
目前，在處理各類軟弱土、回填土、夾砂層土的樁基施工中，傳統的大直徑現澆混 凝土樁施工方法是先將單鋼護筒打入或壓入土中，再通過沖孔、挖掘或螺旋鉆取土，這種施 工方法在成孔過程中需要排出大量的泥土，不僅工程量大、給現場區域環境帶來污染，而且 在二次清淤運輸中再次污染了環境。同樣，在澆注樁體時需用到大量的混凝土，不但耗時又 費工，還加大了工程費用。目前國家發明專利中公開了一種“埋于軟地基的混凝土筒體的施工方法及壓入式 一次成孔器”的技術工藝，專利號為ZL98113070. 4。該專利的施工原理為一次性將內外護 筒上端固定在法蘭盤連接體上，再固定連接上電動振動錘為一整體，內外鋼護筒下端支撐 在預制環形樁靴上，并通過專用打樁架和設備系統共同施壓，使成孔器一次性壓入土中的 一種施工方法。這種施工工藝在實際施工過程中除具有的優點外，還存在特有的缺陷1、若要在薄壁樁內放入鋼筋籠，必須在施壓前先把成孔器提升過鋼筋籠的長度， 再把鋼筋籠從內外鋼護筒下端拉升到鋼護筒薄壁內腔中(此時鋼筋籠容易受損)并固定好 后，再按施工流程放低成孔器、定位、壓進環形樁靴，最后進行施壓入土。這個施工環節大 大增加了施工強度和難度，也增加了設備成本費用。2、由于成孔器內外鋼護筒上下端均為統一體被壓入土中，在入土過程中需同時克 服內外鋼護筒壁上的摩阻力和樁端反力，就需用笨重和大功率的樁機設備配套，造成設備 自重加大和成本費用增高。3、由于成孔器內外鋼護筒上端為固定連接，通過澆筑入口澆筑的混凝土，不能直 接觀察到已澆筑混凝土的頂面，需要在拔管過程，空中二次加入混凝土，實際操作中往往是 加多了混凝土。這個環節除混凝土用量增加外，也大大增加了施工強度和難度。4、由于整套樁機上設備總自重為100T應力較集中，要求施工場地具有一定的承 載力度；機架平臺占用面積大(12mX23m)有些場地受限。5、由于整套樁機設備龐大笨重，移動緩慢增加了施工工期，若跨越兩個相鄰工區， 又需拆機和安裝樁機均需再增加20天的工夫，耗時耗力施工成本又增加。為了克服上述傳統方法和專利ZL98113070. 4工藝在施工過程中存在的不足，避 免鋼筋籠容易受損、減少施工強度和難度、節約混凝土量、降低鋼護筒入土摩阻力、降低設 備自重、縮短施工周期、避免二次清淤運輸的污染、提高施工效率、降低成本費用、適應不同 土層和場地施工，便成為本專利技術方案要解決的技術問題。
實用新型內容針對上述問題，本實用新型旨在提供一種綠色環保、節能減排、施工方便快捷、直觀、適應性強、功能多的用于大直徑現澆薄壁混凝土復合樁的成孔器。為實現該技術目的，本實用新型的方案是一種用于大直徑現澆薄壁混凝土復合 樁的成孔器，包括中高頻振動錘和專用夾具裝置、外鋼護筒、內鋼護筒，所述內鋼護筒的底 端鉸接有一圈多片咬合鋼活瓣環型板，該咬合鋼活瓣環型板的徑向外環邊緣緊貼于外鋼筒 內壁并保持鋼活瓣板可上下靈活滑動；所述中高頻振動錘裝置均通過專用夾具夾頭與內外 鋼護筒夾持、松開連接；所述外鋼護筒的上部設置有混凝土灌入口。作為本專利進一步具體，所述外鋼護筒頂端設置有多個隔離塊與內鋼護筒隔離。作為本專利進一步具體，所述內鋼護筒的內壁上還設置有真空排水系統。作為本專利進一步具體，所述內鋼護筒的內壁上還設置有高壓注漿系統。作為本專利進一步具體，還包括壓土板，該板的形狀大小與內鋼護筒的橫截面匹 配，可與中高頻振動錘裝置通過專用夾具夾頭與壓土板裝置夾持、松開連接。本實用新型的方案可減少施工強度和難度、節約混凝土量、降低鋼護筒入土摩阻 力、降低設備自重、縮短施工周期、避免二次清淤運輸的污染、提高施工效率、降低施工成本 費用、適應不同土層和場地施工；還能有效避免鋼筋籠容易受損。
圖1為本實用新型的完整綜合工藝原理示意圖。圖2為本實用新型的外鋼護筒沉入到土層設計標高位的示意圖。圖3為本實用新型的內鋼護筒沉入到土層設計標高位的示意圖。圖4為本實用新型的特定咬合鋼活瓣環形組合板的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型技術做進一步詳細說明如圖1、2、3、4所示，本實用新型提供的是一種通過帶有液壓(電動)振動錘1、法 蘭盤2、專用夾具滑槽橫梁3、移動伸縮夾頭4設備組成的專用夾具聯合體，依次分別對外鋼 護筒6和內鋼護筒7及內鋼護筒底端帶有特定多片咬合鋼活瓣10組成的適應多角度外開 型的環形板進行實施振壓入土及振拔出管的操作施工工藝。外鋼護筒6和內鋼護筒7是依靠外鋼護筒6頂端的多個鋼護筒隔離塊13和內鋼 護筒7底端帶有鉸接軸9和多片咬合鋼活瓣外開型的環形板10協同作用構成的薄壁空腔。 在施工時，先把外鋼護筒6振壓入土，然后再把帶有咬合鋼活瓣環形板10的內鋼護筒7 — 同振壓入土，使外鋼護筒6和內鋼護筒7間的薄壁土體推向內腔中，并推進擠密原狀土。在施工時，先把鋼筋籠由上往下吊入到外鋼護筒6和內鋼護筒7間的薄壁空腔中 后，再從連接于外鋼護筒6上部的混凝土灌注入口處5澆筑混凝土，通過薄壁腔上端可直觀 看到澆筑的混凝土面。鋼護筒頂端夾持緊的專用夾具聯合體可方便施力和移除。這樣，既 方便施工，又可保證施工質量和速度。本實用新型的方案可以兼顧到多功能、多用處的大直徑現澆薄壁混凝土復合樁的 需求。對內鋼護筒7腔內的原狀土可采用連接于內鋼護筒7壁上的真空排水系統12進行 主動排水、可采用連接于內鋼護筒7壁上的高壓注漿系統11進行注漿，可采用匹配于內鋼 護筒7上的壓土板裝置14進行壓土擠密排水。以上方法綜合使用可大大改良管腔內原狀 土的物理力學性質，大大提高原狀土的抗壓、抗剪模量，進而提高了原狀土的地基承載力和4抗剪能力。把大直徑現澆薄壁混凝土樁和管腔內改良后原狀土柱混為一整體，就形成具有 多樣功能的大直徑現澆薄壁混凝土復合樁。本實施例中的的專用成孔器主要為五部分組成第一部分為帶有液壓(電動)振 動錘1、法蘭盤2和專用夾具3和夾頭4設備的聯合體組成；第二部分為兩個不同直徑、不 同長度、不同壁厚的內7外6鋼護筒組成；第三部分為鉸接于內鋼護筒底端特定多片咬合鋼 活瓣10組成的適應不同角度的外開型環形板；第四部分為固定于內鋼護筒內壁上的一組 高壓注漿系統11和一組真空排水系統12組成；第五部分為匹配于內鋼護筒內腔中的壓土 板裝置14。在成孔過程中放于外鋼護筒頂端的隔離塊13把內外鋼護筒分開并保持相對穩 定距尚。在實際施工中，本實用新型的施工方法具體采用如下步驟一、按照圖2的示意，由吊機先把外鋼護筒6吊到指定的樁位上定位，再由帶有伸 縮臂的挖機臨時固定，用吊有液壓(電動)振動錘1、法蘭盤2和專用夾具3和夾頭4，夾持 緊外鋼護筒6頂端，啟動液壓(電動)振動錘1，使外鋼護筒6快速沉到土層設計施工標高 處，松開夾具夾頭4，移開液壓(電動)振動錘；二、按照圖3的示意，由吊機再把內鋼護筒7吊到已沉到位的外鋼護筒6樁位上定 位，打開外開型咬合鋼活瓣環形組合板(如圖4所示)，再由帶有伸縮臂的挖機臨時固定，再 用吊有液壓(電動)振動錘1、法蘭盤2和專用夾具3和夾頭4，夾持緊內鋼護筒7頂端，先 靠重力下沉一小段內鋼護筒入土，此時再把鋼護筒隔離塊13放好于外鋼護筒6頂部指定位 置。啟動液壓(電動)振動錘1，使內鋼護筒7和咬合鋼活瓣環形板樁靴10快速沿著外鋼 護筒內壁沉到土層設計施工標高處，松開夾具夾頭4，移開液壓(電動)振動錘；三、把已制作好的鋼筋籠吊放到已成好孔的薄壁內腔中，鋼筋籠定位檢查完成后， 可從外鋼護筒上部連有混凝土灌入口處5澆注混凝土。混凝土澆注完成后，用吊有液壓(電 動)振動錘1、法蘭盤2和專用夾具3和夾頭4，夾持緊壓土板14頂端，啟動液壓(電動)振 動錘1，通過壓土板裝置14使內鋼護筒7中的土柱土快速壓沉壓密排水，同時啟動內鋼護筒 壁7上的真空排水系統12抽水。完成后，吊開液壓(電動)振動錘1，放下壓土板裝置14， 松開夾具夾頭4，再重新移動液壓(電動)振動錘1夾緊內鋼護筒7頂端，先振動5秒鐘后， 開始慢拔內鋼護筒7，查看薄壁腔內已澆的混凝土夠不夠量，不夠就添加混凝土至設計施工 標高處。內鋼護筒7拔出后，直接吊到下一流程已沉到位的外鋼護筒6樁位上定位。具體實施方法和結果1)放鋼筋籠的大直徑現澆薄壁混凝土復合樁類型在完成了上述專利技術施工方案中一、二步驟后，可把已制作好的鋼筋籠吊放到 已成好孔的薄壁內腔中，鋼筋籠定位檢查完成后，可從外鋼護筒上部連有混凝土灌入口處5 澆注混凝土。混凝土澆注完成后，用吊有液壓(電動)振動錘1、法蘭盤2和專用夾具3和 夾頭4，夾緊壓土板裝置14頂端，啟動液壓(電動)振動錘1，通過壓土板14使內鋼護筒7 中的土柱土快速壓沉壓密，同時啟動內鋼護筒壁7上的真空排水系統12抽水。完成后，吊 開液壓(電動)振動錘1，放下壓土板裝置14，松開夾具夾頭4，再重新移動液壓(電動)振 動錘1夾緊內鋼護筒7頂端，先振動5秒鐘后，開始慢拔內鋼護筒7，查看薄壁腔內已澆的 混凝土夠不夠量，不夠就添加混凝土至設計施工標高處。內鋼護筒7拔出后，直接吊到下一 流程已沉到位的外鋼護筒6樁位上定位，并重復上述專利技術施工方案中二、步驟。回過頭來，才把前步驟中外鋼護筒6慢速拔出，直接吊到下一流程，繼續重復完成上述專利技術施工方案中一、步驟。2)現澆薄壁素混凝土復合樁類型在完成了上述專利技術施工方案中一、二步驟并檢查完成后，可直接從外鋼護筒6 上部連有混凝土灌入口處5澆注混凝土。混凝土澆注完成后，用吊有液壓(電動)振動錘 1、法蘭盤2和專用夾具3和夾頭4，夾緊壓土板裝置14頂端，啟動液壓(電動)振動錘1， 通過壓土板裝置14使內鋼護筒7中的土柱土快速壓沉壓密，同時啟動內鋼護筒壁7上的 真空排水系統12抽水。完成后，吊開液壓(電動)振動錘1，放下壓土板裝置14，松開夾具 夾頭4，再重新移動液壓(電動)振動錘1夾緊內鋼護筒7頂端，先振動5秒鐘后，開始慢拔 內鋼護筒7，查看薄壁腔內已澆的混凝土夠不夠量，不夠就添加混凝土至設計施工標高處。 內鋼護筒7拔出后，直接吊到下一流程已沉到位的外鋼護筒6樁位上定位，并重復上述專利 技術施工方案中二、步驟。回過頭來，才把前步驟中外鋼護筒6慢速拔出，直接吊到下一流 程，繼續重復完成上述專利技術施工方案中一、步驟。3)內腔土柱土高壓注漿+放鋼筋籠的現澆薄壁混凝土復合樁類型在完成了上述專利技術施工方案中一、二步驟后，把已制作好的鋼筋籠吊放到已 成好孔的薄壁腔內，鋼筋籠定位檢查完成后，可從外鋼護筒6上部連有混凝土灌入口處5澆 注混凝土。混凝土澆注完成后，用吊有液壓(電動)振動錘1、法蘭盤2和專用夾具3和夾 頭4，夾住壓土板裝置14頂端，啟動液壓(電動)振動錘1，通過壓土板14使內鋼護筒7中 的土柱土快速壓沉壓密，同時啟動內鋼護筒壁7上的真空排水系統12抽水。完成后，利用 預先連接于內鋼護筒壁7中的高壓注漿系統11配合高壓注漿管對土柱土實施高壓注漿。 完成后，吊開液壓(電動)振動錘1，放下壓土板裝置14，松開夾具夾頭4，再重新移動液壓 (電動)振動錘1夾緊內鋼護筒7頂端，先振動5秒鐘后，開始慢拔內鋼護筒7，查看薄壁腔 內已澆的混凝土夠不夠量，不夠就添加混凝土至設計施工標高處。內鋼護筒7拔出后，直接 吊到下一流程已沉到位的外鋼護筒6樁位上定位，并重復上述專利技術施工方案中二、步 驟。回過頭來，才把前步驟中外鋼護筒6慢速拔出，直接吊到下一流程，繼續重復完成上述 專利技術施工方案中一、步驟。4)內腔土柱土取土 +放鋼筋籠的現澆薄壁混凝土復合樁類型在完成了上述專利技術施工方案中一、二步驟后，可把已制作好的鋼筋籠吊放到 已成好孔的薄壁內腔中，鋼筋籠定位檢查完成后，可從外鋼護筒6上部連有混凝土灌入口 處5澆注混凝土。混凝土澆注完成后，先振動內鋼護筒5秒鐘開始慢拔，查看薄壁腔內已澆 的混凝土夠不夠量，不夠就續添加混凝土至設計施工標高處。內鋼護筒7拔出后，直接吊到 下一流程已沉到位的外鋼護筒6樁位上定位，并重復上述專利技術施工方案中二、步驟。回 過頭來，才把前步驟中外鋼護筒6慢速拔出，直接吊到下一流程，繼續重復完成上述專利技 術施工方案中一、步驟。待已澆筑的薄壁混凝土強度達到75%時，可采用螺桿鉆機(或人 工)把內腔土柱土取出。滿足不同設計功能的使用要求。以上所述，僅為本實用新型專利技術施工方案中較佳實施案例，凡是依據本實用 新型專利技術對以上實施案例所作的任何實質細微修改、等同替換和改進，均應包含在本 實用新型專利技術方案的保護范圍之內。
權利要求1.一種用于大直徑現澆薄壁混凝土復合樁的成孔器，包括中高頻振動錘和專用夾具 裝置、外鋼護筒、內鋼護筒，其特征在于所述內鋼護筒的底端鉸接有一圈多片咬合鋼活瓣 環型板，該咬合鋼活瓣環型板的徑向外環邊緣緊貼于外鋼筒內壁并保持鋼活瓣板可上下滑 動；所述中高頻振動錘裝置均通過專用夾具夾頭與內外鋼護筒夾持、松開連接；所述外鋼 護筒的上部設置有混凝土灌入口。
2.根據權利要求1所述的成孔器，其特征在于所述外鋼護筒頂端設置有多個隔離塊 與內鋼護筒隔離。
3.根據權利要求1所述的成孔器，其特征在于所述內鋼護筒的內壁上還設置有真空 排水系統。
4.根據權利要求1所述的成孔器，其特征在于所述內鋼護筒的內壁上還設置有高壓 注漿系統。
5.根據權利要求1所述的成孔器，其特征在于還包括壓土板，該板的形狀大小與內鋼 護筒的橫截面匹配，可與中高頻振動錘裝置通過專用夾具夾頭與壓土板裝置夾持、松開連 接。
專利摘要本實用新型公開了一種綠色環保、節能減排、施工方便快捷、直觀、適應性強、功能多的用于大直徑現澆薄壁混凝土復合樁的成孔器，包括中高頻振動錘和專用夾具裝置、外鋼護筒、內鋼護筒和特定咬合鋼活瓣環型板，所述內鋼護筒的底端鉸接有一圈多片咬合鋼活瓣環型板，該咬合鋼活瓣環型板的徑向外環邊緣緊貼于外鋼筒內壁并保持鋼活瓣板可上下滑動；所述中高頻振動錘裝置均通過專用夾具夾頭與內外鋼護筒夾持、松開連接；所述外鋼護筒的上部設置有混凝土灌入口。本實用新型的方案可降低施工成本10％以上、減少施工強度和難度、節約混凝土50％、降低樁機設備自重70％、避免二次清淤運輸的污染、適應不同的軟弱土層和場地施工。
文檔編號E02D5/66GK201826302SQ20102028787
公開日2011年5月11日 申請日期2010年8月1日 優先權日2010年8月1日
發明者常雷 申請人:常雷