專利名稱：樁基礎的施工方法及其專用設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及土木工程領域，特別是涉及建筑用基礎。
目前的建筑物用基礎，特別是高層建筑物用基礎普通采用樁基礎，該樁基礎的設計是根據現場地基的一點或幾點地質勘測報告為基礎進行的，但實際上往往多數情況下在構成基礎的各個樁位的下面地基地質情況是與勘測點的地質情況有很大差別的，這樣就造成構成基礎的各個樁的承載力和使用期沉降不相同，進而使得建成后的建筑物產生不均勻沉降，這也就是為什么造成建成后的建筑物發生損壞事故的80％以上的原因在于基礎，但是目前基礎設計和施工中又沒有什么很好的辦法來解決上述問題。上述施工方法的另一缺點是施工后不能了解每根樁的真實承載力，并且以施工前后的試樁來測定承載力，而該一兩根試樁的試驗也不能代表所有的樁，并且增加了工期和施工成本。
本發明的目的在于提供一種新型的樁基礎施工方法，采用該方法可在施工后馬上能得出每根樁的真實承載力，在施工的同時可完成對樁孔壁和樁底孔土壓力的測定從而在每根樁施工完畢后即可得出真實承載力和預期使用期的沉降量，并且可使基礎中的每根樁的承載力和使用期的沉降保持相同。
本發明的上述目的是通過下述方法達到的，該方法包括以下步驟a)在地基中形成首批樁孔，在向下成孔過程中對臨時孔底的土體力學性質不斷進行測定，從而確定最終樁的長度；b)在最終樁孔底處對周土擠壓形成樁底承力盤槽孔；c)對樁孔壁周土力學性質進行測定從而確定樁分支孔/樁身承力盤槽孔的位置，結合所測定的上述最終孔底土體和孔壁周土力學性質相應得出首批樁的實際承載力；d)在按上述方式所確定的樁分支孔/樁身承力盤槽孔的位置處對樁孔壁周土進行擠壓形成樁分支孔/樁身承力盤槽孔；
e)對上述首批樁身孔、樁底承力盤槽孔、樁分支孔/樁身承力盤槽孔灌注混凝土形成首批混凝土基礎樁；f)按照上述首批混凝土基礎樁的施工步驟以下述方式對剩下的基礎樁進行施工，該方式為剩下的基礎樁的實際承載力/使用期沉降基本等于首批混凝土基礎樁的承載力/使用期沉降，從而最終形成樁基礎。
在上述步驟a)中當地基為較硬土體時，最終樁的長度是根據所測定的相應的樁孔底的土體壓縮力學性質達到規定值，即樁底達到所規定的持力層來確定的。
在上述步驟a)中當地基為軟土地基時，上述樁的長度是通過測定孔底土體，即軟土地基土體的摩阻系數來確定的。
在上述步驟c)中，上述樁分支孔/樁身承力盤槽孔的位置是通過測定孔壁土體壓縮力學性質，并且其達到規定值，即上述位置位于相應中間持力層上時來確定的。
上述步驟c)是在進行步驟a)過程中，即在向下形成樁孔過程中進行的。
上述步驟a)中所述的孔底土體力學性質的測定是在進行步驟b)過程中，即在擠壓孔底承力盤槽孔過程中進行的。
上述步驟c)和d)是在步驟a)中的向下形成樁孔過程中完成的。
上述步驟c)中所述的樁孔成形是通過鉆機完成的，并且所述的孔底土體力學性質的測定也是通過鉆機上的測定裝置完成的。
上述步驟c)中的樁分支孔/樁身承力盤槽孔的位置是通過在步驟a)中的樁孔成形過程中采用鉆機上的測定裝置完成的。
上述步驟a)中所述的孔底土體力學性質的測定是采用傳感器完成的。
上述步驟c)中所述的孔壁土體力學性質的測定是采用傳感器完成的。
樁身孔、樁底承力盤槽孔、樁分支孔/樁身承力盤槽孔形成后將掃描儀插入樁孔以便對樁身孔、分支孔/承力盤槽孔的成形質量進行檢測。
樁身孔、樁底承力盤槽孔、樁分支孔/樁身承力盤槽孔形成后將超聲波儀插入樁孔以便對樁身孔，分支孔/承力盤槽孔的成形質量進行檢測。
在灌注混凝土之前插有鋼筋或鋼筋籠。
在灌注混凝土之前插入預應力筋，在混凝土達到一定強度之后對該預應力筋施加預應力并予以錨固。
本發明的另一目的在于提供一種上述的樁基礎的施工方法的專用設備，采用該設備可同時完成土體的力學性質的測定和樁孔的成形從而提高了施工的效率。
上述本發明的另一目的是通過下述的樁基礎的施工方法的專用設備來實現的，它包括樁孔成形裝置，其特征在于該裝置上設有在其進行樁孔成形時對地基土體的力學性質進行測定的裝置。
上述樁孔成形裝置為鉆機，其鉆頭上設有土體力學性質測定裝置。
上述樁孔成形裝置為樁分支孔/樁身承力盤槽孔的擠壓成形器，該擠壓成形器上連有在其擠壓土體而形成樁分支/樁承力盤槽孔時對地基土體力學性質進行測定的裝置。
上述測定裝置包括傳感器和與其相連的顯示器。
上述測定裝置包括壓力表，該壓力表與擠壓成形器上的擠壓驅動缸的油路連通以便顯示擠壓驅動缸擠壓土時壓力。
上述測定裝置為土體摩阻性質測定儀。
采用上述本發明的施工方法和設備，可以真實得出每根基礎樁的承載力和沉降，并從整體上使所有樁的承載力和沉降基本保持一致，這樣所形成的基礎不會產生不均勻沉降，從而可大大減少施工后使用期的隱患。另外采用本發明，可以減小施工前的地基勘探工作量并可減少或無需進行施工前、后的試樁或樁的荷載試驗，從而大大降低施工費用并縮短工期。再有本發明是將勘探地基地質情況貫穿于樁的施工過程中，從而可清楚地了解每個樁底及周土情況，這樣可更加合理地對樁基礎進行設計從而可大大降低材料的浪費，并降低樁基礎的成本。此外，由于按本發明方法樁分支/樁承力盤位于相應的所規定的持力層上從而可充分發揮帶分支/承力盤的樁的優越性，使其承載力達到最高，其使用期沉降量降到最小。
下面結合附圖對本發明進行詳細描述。
圖1為本發明樁基礎施工方法的第一階段示意圖；圖2為本發明樁基礎施工方法的第一階段示意圖；圖3為本發明樁基礎施工方法的第一階段示意圖。
按本發明的樁基礎施工方法，首先在施工區域制作首批樁，該首批樁可以為1～5根左右，這時假設此地基為非軟土的具有較高承載力持力層的地基，該首批樁的施工步驟是利用鉆機在樁位向下鉆孔，根據鉆機上鉆頭上的壓力桿在鉆孔過程中不斷對孔底的土體性質，如土體彈性模量進行測定，如圖1所示，上述壓力桿與地面上的壓力表連通，從而根據設計荷載，上述不斷測定的土體性質確定出最終樁的長度，即樁底承載力盤的位置，樁分支孔/樁身承力盤的位置以及樁分支孔/樁身承力盤的個數，也就是說確定的結果是使樁端位于所規定的持力層上，而樁分支孔/樁身承力盤也位于中間的相應所需持力層上，之后，如圖2所示，采用樁分支孔/樁身承力盤槽孔擠壓成形器在預定孔底及孔壁的相應預定位置對土體擠壓形成樁底承力盤槽孔，樁分支孔/樁身承力盤槽孔，然后，利用掃描儀對整個樁孔進行掃描檢查樁分支孔/樁承力盤槽孔、樁身孔壁的成形質量，如圖3所示，接著插入預應力筋灌注混凝土，待混凝土達到一定強度后對預應力筋張拉并錨固。在這里應說明，上述首批樁的承載力及使用期沉降也是基本相同的，其制作目的是摸索經驗，大體探明地質狀況，當然該首批樁也是作為正式用樁來制作的，接著對剩下的樁進行大規模施工，其方式與首批樁相同，其施工依據是剩下的樁的承載力及沉降基本與首批樁相同。
權利要求
1.一種樁基礎的施工方法，其步驟包括a)在地基中形成首批樁孔，在向下成孔過程中對臨時孔底的土體力學性質不斷進行測定，從而確定最終樁的長度；b)在最終樁孔底處對周土擠壓形成樁底承力盤槽孔；c)對樁孔壁周土力學性質進行測定從而確定樁分支孔/樁身承力盤槽孔的位置，結合所測定的上述最終孔底土體和孔壁周土力學性質相應得出首批樁的實際承載力；d)在按上述方式所確定的樁分支孔/樁身承力盤槽孔的位置處對樁孔壁周土進行擠壓形成樁分支孔/樁身承力盤槽孔；e)對上述首批樁身孔、樁底承力盤槽孔、樁分支孔/樁身承力盤槽孔灌注混凝土形成首批混凝土基礎樁；f)按照上述首批混凝土基礎樁的施工步驟以下述方式對剩下的基礎樁進行施工，該方式為剩下的基礎樁的實際承載力/使用期沉降基本等于首批混凝土基礎樁的承載力/使用期沉降，從而最終形成樁基礎。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在上述步驟a)中當地基為較硬土體時，最終樁的長度是根據所測定的相應的樁孔底的土體壓縮力學性質達到規定值，即樁底達到所規定的持力層來確定的。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在上述步驟a)中當地基為軟土地基時，上述最終樁的長度是通過測定孔底土體即軟土地基土體的摩阻系數來確定的。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在上述步驟c)中，上述樁分支孔/樁身承力盤槽孔的位置是通過測定孔壁土體壓縮力學性質，并且其達到規定值，即上述位置位于相應中間持力層上時來確定的。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟c)是在進行步驟a)過程中，即在向下形成樁孔過程中進行的。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟a)中所述的孔底土體力學性質的測定是在進行步驟b)過程中，即在擠壓孔底承力盤槽孔過程中進行的。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟c)和d)是在步驟a)中的向下形成樁孔過程中完成的。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟c)中所述樁孔成形是通過鉆機完成的，并且所述的孔底土體力學性質的測定也是通過鉆機上的測定裝置完成的。
9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于上述步驟c)中的樁分支孔/樁身承力盤槽孔的位置是通過在步驟a)中的孔成形過程中采用鉆機上的測定裝置完成的。
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟a)中所述的孔底土體力學性質的測定是采用傳感器完成的。
11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟c)中所述的孔壁土體力學性質的測定是采用傳感器完成的。
12.根據權利要求1所述的方法，其特征在于樁身孔、樁底承力盤槽孔、樁分支孔/樁身承力盤槽孔形成后將掃描儀插入樁孔以便對樁身孔、分支孔原力盤槽孔的成形質量進行檢測。
13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于樁身孔、樁底承力盤槽孔、樁分支孔/樁身承力盤槽孔形成后將超聲波儀插入樁孔以便對樁身孔，分支孔/承力盤槽孔的成形質量進行檢測。
14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在灌注混凝土之前插入鋼筋或鋼筋籠。
15.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在灌注混凝土之前插入預應力筋，在混凝土達到一定強度之后對該預應力筋施加預應力并予以錨固。
16.一種權利要求1所述方法的專用設備，它包括樁孔成形裝置，其特征在于該裝置上設有在其進行樁孔成形時對地基土體的力學性質進行測定的裝置。
17.根據權利要求16所述的設備，其特征在于上述樁孔成形裝置為鉆機，其鉆頭上設有土體力學性質測定裝置。
18.根據權利要求16所述的設備，其特征在于上述樁孔成形裝置為樁分支孔/樁身承力盤槽孔的擠壓成形器，該擠壓成形器上連有在其對土體擠壓而形成樁分支/樁承力盤時進行地基土體力學性質測定的裝置。
19.根據權利要求16所述的專用設備，其特征在于上述測定裝置包括傳感器和與其相連的顯示器。
20.根據權利要求16所述的專用設備，其特征在于上述測定裝置包括壓力表，該壓力表與擠壓成形器上的擠壓驅動缸的油路連通以便顯示擠壓驅動缸擠壓土時壓力。
21.根據權利要求16所述的設備，其特征在于上述測定裝置為土體摩阻性質測定儀。
全文摘要
本發明涉及一種樁基礎的施工方法及其專用設備，該方法主要步驟包括通過測定首批樁孔及孔壁土體力學性質使樁分支/承力盤位于預定的持力層，上述測定工作可在樁分支孔/樁承力盤槽孔的擠壓成型過程中完成，灌注混凝土形成首批樁，對剩下的樁按首批樁的步驟施工并使剩下的樁的承載力/沉降與首批樁的相同，這樣可在每根樁施工過程中了解該樁位的地質狀況，從而可馬上得出該樁的真實承載力/變形，并避免建筑物的不均勻沉降。
文檔編號E02D7/00GK1141989SQ96104979
公開日1997年2月5日 申請日期1996年5月14日 優先權日1996年5月14日
發明者張國梁 申請人:張國梁