專利名稱：多支盤組合樁成樁方法及其專用設(shè)備和應(yīng)用的制作方法
一.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及基礎(chǔ)工程中承載樁的施工工藝及專用設(shè)備，屬于建筑基礎(chǔ)施工領(lǐng)域。
二.
背景技術(shù)：
現(xiàn)有樁型主要是鋼筋混凝土預(yù)制樁和灌注樁。預(yù)制樁和沉管灌注樁的端阻發(fā)揮較充分，側(cè)阻還有較大潛力。水下鉆孔或干作業(yè)鉆孔灌注樁，其端阻和側(cè)阻均有較大潛力。為充分發(fā)揮端阻和側(cè)阻的潛力而出現(xiàn)了夯擴樁、壓漿樁、支盤樁等樁型。但這些樁型都存在一些實際問題。如多支盤灌注樁，存在的問題是樁端土無擠密，樁端有虛土，端阻發(fā)揮不充分；可能塌孔、夾泥，樁身混凝土質(zhì)量不易保證；一般需泥漿護壁，施工環(huán)境較差；工效較低。涉及到分支或承力盤的專利，可參考中國專利89107846.0《多分支、承力盤基礎(chǔ)加固混凝土承載樁》，95101207.X《多分支承力盤基礎(chǔ)承載樁成型設(shè)備》，99118966.3，99102751.5《帶有分支和/或承力盤的樁用的成型設(shè)備》等。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將預(yù)制樁與支盤樁有機組合在一起，通過專用的空心預(yù)制樁和分支器完成成樁工藝，克服前述不足，做成高承載、高質(zhì)量、高工效的新型樁。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的按照本發(fā)明提出的多支盤組合樁成樁方法，其特征在于包括下列步驟步驟一，沉或壓預(yù)制樁(一).內(nèi)擊法配合沉預(yù)制樁1.放樁尖(5)，空心預(yù)制樁(1)就位；2.采用配有內(nèi)擊錘(9)的樁機沉樁；3.需要內(nèi)擊錘(9)配合沉樁時，用鋼絲繩(10)將內(nèi)擊錘(9)吊起；4.放開鋼絲繩(10)，內(nèi)擊錘(9)自由下落，錘擊樁尖(5)，使樁尖(5)下沉。必要時可采用套管(6)與樁尖(5)組合而成的套管樁尖，以防土或水進入樁(1)內(nèi)；5.用樁錘(11)跟進沉樁身(1)。沉樁尖(5)與沉樁身(1)交替進行；
6.沉樁至預(yù)定標高后，僅用內(nèi)擊錘(9)沉樁尖(5)，下沉的高度應(yīng)大于分支器(26)的工作高度；7.提出內(nèi)擊錘(9)。
(二).內(nèi)壓法配合壓預(yù)制樁1.放樁尖(5)，空心預(yù)制樁(1)就位；2.采用配有內(nèi)壓管(13)的靜壓樁機壓樁；3.需要內(nèi)壓管(13)配合壓樁時，用靜壓錘(11)壓內(nèi)壓管(13)沉樁尖(5)；4.用靜壓錘(11)跟進壓樁身(1)，沉樁尖(5)與壓樁身(1)交替進行；5.壓樁至預(yù)定標高后，僅用內(nèi)壓管(13)沉樁尖(5)，下沉的高度應(yīng)大于分支器(26)的工作高度；6.提出內(nèi)壓管(13)。
步驟二，施工承力盤1.下分支器(26)至樁底支盤；2.提出分支器(26)，清除其上的泥土；3.下干硬性混凝土或普通混凝土。如下干硬性混凝土，要下內(nèi)擊錘(9)夯或內(nèi)壓管(13)壓混凝土。夯或壓完后，提出內(nèi)擊錘(9)或內(nèi)壓管(13)。如下普通混凝土，先將分支器(26)下至樁底，開振搗器(20)振搗混凝土，邊下邊振邊提分支器(26)，并通過下傳感器(21)控制混凝土頂面不超過振搗器(20)底面。
步驟三，做分支1.將分支器(26)的支臂(19)、(22)對準預(yù)制樁(1)最下面的外支體(2)，并將其支出；2.收回支臂(19)、(22)，上提分支器(26)；3.邊提分支器(26)邊下混凝土，用下傳感器(2 1)控制混凝土頂面不超過振搗器(20)的底面；4.下混凝土的同時，開振搗器(20)振搗混凝土。最下面的一組分支(7)施工完畢；5.沿空心預(yù)制樁(1)從下到上重復(fù)上述做分支(7)的步驟，至最上面的一組分支(7)施工完畢。邊提分支器(26)，邊下混凝土，邊振搗直至樁頂，一根多支盤組合樁的施工結(jié)束。
對于易塌孔或地下水豐富的土質(zhì)，可在支臂(19)、(22)外支時，下一定量的水泥漿做護壁，防止塌孔、進水。下水泥漿時，通過上傳感器(17)控制水泥漿頂面不超過上傳感器(17)的頂面。
根據(jù)本發(fā)明的成樁方法的專用空心預(yù)制樁，其特征在于1.樁的材料是混凝土或鋼制的；2.樁的外形是方形或圓形、多邊形的；3.樁是空心的，空心是圓形或多邊形的；4.外支體(2)與樁(1)一起制做在樁身(1)上，它的內(nèi)、外表面形狀同預(yù)制樁(1)，兩側(cè)是直或斜的；混凝土外支體(2)內(nèi)配有鋼筋且外露一段短筋(4)；外支體(2)里側(cè)寬度大于分支器(26)的支臂(19)、(22)的寬度；5.外支體(2)呈兩兩軸對稱設(shè)，也可在同一標高中心對稱設(shè)三個；6.外支體(2)沿預(yù)制樁(1)高度方向設(shè)置多組；7.在預(yù)制樁(1)對應(yīng)外支體(2)的周邊，設(shè)有槽形薄鐵板(3)。
根據(jù)本發(fā)明的成樁方法的專用分支器，由連接管(14)，油缸(18)，振搗器(20)和上、下傳感器(17)、(21)組成。其特征在于連接管(14)為穿過油缸(18)和支臂(19)、(22)的，沿豎直方向間隔一定高度開有多個投料口(15)并開有穿鋼筋的對穿孔(16)的空心鋼管，其沿高度方向設(shè)有刻度，在油缸(18)頂面以下可以縮徑并可接長；支臂(19)、(22)是鋼制的，其外表面設(shè)有用于給外支體定位的凸肋(23)或凸抓(24)；振搗器(20)裝在下支臂(22)以下；在最下一個投料口(15)之下，裝有上傳感器(17)，振搗器(20)之下裝有下傳感器(21)。
本發(fā)明的多支盤組合樁采用的預(yù)制樁是空心預(yù)制樁(包括鋼管樁)(1)。如外方內(nèi)圓的空心預(yù)制鋼筋混凝土樁(1)。在樁壁上預(yù)定高度處，在邊長中間一定高度、寬度范圍內(nèi)，預(yù)設(shè)下一步分支器(26)的支臂(19)、(22)外支的“薄弱”環(huán)節(jié)--外支體(2)。
多支盤組合樁采用的是專用的分支器(26)。
專用空心預(yù)制樁(1)和專用分支器(2)以及配合沉或樁的內(nèi)擊法或內(nèi)壓法是多支盤組合樁成樁工藝的關(guān)鍵。
外支體(2)的設(shè)計應(yīng)滿足如下要求1.外支體(2)寬度和高度盡量大，越大對承載力的貢獻越大；2.外支體(2)寬度要大于分支器(26)支臂(19)、(22)寬度，以保證支臂(19)、(22)不帶泥；3.外支體(2)高度要保證支臂(19)、(22)外支時，支臂(19)、(22)不碰預(yù)制樁(1)其它處；4.外支體(2)上、下端和兩側(cè)，在沉樁時要與預(yù)制樁(1)成為整體，外支時又能與預(yù)制樁(1)脫開；5.外支體(2)對應(yīng)分支器(26)支臂(19)、(22)連接軸處，要能使外支體(2)在此軸的上下兩段向外動，但不能斷開。這兩段本身可以破裂，但不能破碎。
6.前五點必須以保證預(yù)制樁(1)沉樁為前提。
對于外方內(nèi)圓的預(yù)制樁(1)，外支體(2)一般兩兩對稱設(shè)置，支出后呈一字形；在另兩邊也可以設(shè)置，支出后呈相互垂直的兩個一字形。這兩個一字形可在一標高，即為十字形，也可錯開。錯開對提高預(yù)制樁(1)沉樁時的抗擊打或抗壓能力有益，不錯開樁身好配筋。
對于圓管樁或六邊形樁，外支體(2)可在同一標高設(shè)三個，支出后呈Y字形。
外支體(2)的兩側(cè)可以是直的，也可以是斜的，外大里小，斜的易支出。
外支體(2)為混凝土時要配筋。配筋可不出外支體(2)，也可稍露出外支體(2)。露出短筋(4)利于沉樁時預(yù)制樁(1)的整體性，而在外支體(2)外支時，又可以拔出。
預(yù)制樁(1)對應(yīng)外支體(2)周邊，設(shè)有槽形薄鐵板(3)隔離體，以利于外支體(2)外支，對預(yù)制樁(1)在此部位又起加強作用。
過去的分支器一般由支臂、油缸、連接管三部分組成。用于多支盤組合樁的分支器(26)應(yīng)具有可以通過分支器(26)油缸(18)和支臂(19)、(22)向下澆注混凝土，并對此混凝土進行振搗的功能，同時又能為外支體(2)定位，以保證成樁質(zhì)量，提高工效。為此而專門設(shè)計了圖6所示的專用分支器(26)。
分支器(26)中間亦為連接管(14)，連接管(14)在油缸(18)以上隔一定高度開一個投料口(15)，混凝土從投料口(15)投進。
連接管(14)隔一定高度開有15至30毫米的對穿圓孔(16)，穿鋼筋，轉(zhuǎn)動分支器(26)。
連接管(14)可以接長。
連接管(14)從油缸(18)和支臂(19)、(22)中間穿過。連接管(14)在油缸(18)頂面以下可以縮徑，縮徑后的內(nèi)徑一般應(yīng)不小于150毫米，以使混凝土下落順暢。
為便于使用，連接管(14)在油缸(18)以上可設(shè)刻度，以便于準確掌握支臂(19)、(22)在深度上的位置。
分支器(26)上支臂(19)上端與油缸(18)下端相連，下支臂(22)下端與連接管(14)下部相連，上、下支臂(19)、(22)互連，這三處均為軸連接。油缸(18)加油后，支臂(19)、(22)外支。
支臂(19)、(22)外側(cè)隔一定間距設(shè)凸肋(23)或凸抓(24)。支臂(19)、(22)外支時，凸肋(23)或凸抓(24)吃進外支體(2)，實現(xiàn)分支器(26)為外支體(2)的定位，避免外支體(2)左右竄位。
支臂(19)、(22)一般是兩組，軸對稱設(shè)，也可三組，中心對稱設(shè)，支出后呈一字形或Y字形。
振搗器(20)設(shè)在連接管(14)的下端。當混凝土投下后，開振搗器(20)振搗混凝土，使其密實，同時進入分支(7)中。
分支器(26)最下投料口(15)下安裝的上傳感器(17)用以監(jiān)測水泥漿高度，振搗器(20)以下安裝的下傳感器(21)用以監(jiān)測混凝土高度。
用上述空心預(yù)制樁(1)和分支器(26)，用前述方法就可以施工多支盤組合樁了。
由此制成的樁，為空心預(yù)制樁(1)與樁端有承力盤(25)、樁身有分支(7)的多支盤灌注樁(8)組合而成的樁，故稱為多支盤組合樁。
顯然，預(yù)制樁(1)的端阻、側(cè)阻和多支盤灌注樁(8)承力盤(25)的端阻、分支(7)的端阻、側(cè)阻的共同作用，多支盤組合樁必定有很高的承載力。
多支盤組合樁也是很好的抗拔樁。
多支盤組合樁灌注的混凝土如采用微膨脹混凝土更佳，可進一步提高內(nèi)外樁共同工作的可靠性。
多支盤組合樁的鋼筋一般配在預(yù)制樁(1)內(nèi)。如需要，在灌注樁最上面的分支(7)以上也可配筋。鋼筋籠長過分支(7)時，鋼筋籠長度范圍內(nèi)，可用超流態(tài)混凝土，待分支器(26)提出后，振入鋼筋籠。
勿用贅述，多支盤組合樁必定是高質(zhì)量、高工效的。
如果是易塌孔或地下水豐富的土，可在支臂(19)、(22)外支時，下一定量的水泥漿做護壁，防止塌孔、進水，也可做出多支盤組合樁。水泥漿高度用上傳感器(17)監(jiān)測。
因此，多支盤組合樁對于土質(zhì)的適用范圍是很廣泛的。
空心預(yù)制樁(1)設(shè)外支體(2)后，錘擊或靜壓都有可能使樁身(1)破壞，用前述內(nèi)擊錘(9)配合沉樁的方法--內(nèi)擊法和內(nèi)壓管(13)配合壓樁的方法--內(nèi)壓法，均可解決這個問題。
內(nèi)擊法和內(nèi)壓法，都是使樁尖(5)和樁身(1)分別下沉，各自的沉或壓樁阻力小于總阻力，對樁身(1)的抗錘擊能力或抗壓能力的要求降低了，空心預(yù)制樁(1)設(shè)外支體(2)后沉或壓樁就沒有問題了。內(nèi)壓法基本上無振動、無噪音，主要用于對振動或噪音有限制的場地施工。
預(yù)制鋼筋混凝土空心樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼管樁等各種截面、各種材料的空心樁，在樁端放預(yù)制混凝土樁尖或鋼樁尖后，在遇到硬夾層或硬持力層而難以沉或壓樁時，都可以采用內(nèi)擊法配合柴油錘或液壓錘或靜壓錘和內(nèi)壓法配合靜壓錘沉或壓樁。在有些情況下，預(yù)應(yīng)力管樁采用預(yù)應(yīng)力和高強混凝土可能也就不用了，鋼管樁也不用為此而加強了。
另外，采用內(nèi)擊法或內(nèi)壓法，由于沉或壓樁阻力被分解了，那么，對樁機能力的要求也降低了，就可以用小樁機沉或壓大樁了。
綜上所述，多支盤組合樁具有良好的技術(shù)效益和經(jīng)濟效益，應(yīng)用前景十分廣闊。
四.附圖及圖面說明

圖1為空心預(yù)制樁外形立面；圖2為預(yù)制樁在外支體處的局部詳圖，其中，(a)為縱剖面圖，(b)為橫剖面圖，(c)為外支體軸測圖；圖3為分支詳圖；圖4為套管樁尖；圖5為內(nèi)擊錘穿過柴油錘或液壓錘或靜壓錘的縱剖面圖；圖6為分支器，圖7為分支器支臂局部詳圖，其中，(a)為有凸肋的外立面圖，(b)為有凸抓的外立面圖；圖8為多支盤組合樁外形立面；圖9為靜壓樁機配內(nèi)壓管簡圖。
圖中1.空心預(yù)制樁樁體11.柴油錘或液壓錘或靜壓錘21.下傳感器2.外支體12.靜壓樁機 22.下支臂3.槽形薄鐵板13.內(nèi)壓管23.凸肋4.外露鋼筋 14.連接管24.凸抓5.樁尖 15.投料 25.承力盤6.套管 16.鋼筋插孔(對穿孔) 26.分支器7.分支 17.上傳感器8.灌注樁18.油缸9.內(nèi)擊錘19.上支臂10.鋼絲繩 20.振搗器五.實施方式基礎(chǔ)采用本發(fā)明的多支盤組合樁的建筑工程，其地基土為可塑至硬塑狀態(tài)的褐黃色粉質(zhì)粘土，設(shè)計要求單樁承載力特征值3000KN。其空心預(yù)制樁(1)為鋼筋混凝土的，形狀為外方內(nèi)圓的，長度18米，外邊長500毫米，內(nèi)徑400毫米，外支體(2)沿豎向設(shè)五組，每三米一組，每組四個，每邊中間一個，外支體(2)寬200毫米，高800毫米。分支器(26)連接管(14)在油缸(18)以上外徑220毫米，以下160毫米，設(shè)有五個投料口(15)，間距2.5米。分支器(26)油缸(18)外徑360毫米，高800毫米。支臂(19)、(22)軸對稱設(shè)兩組，上、下支臂(19)、(22)寬150毫米，長各600毫米，設(shè)有間距100毫米的凸肋(23)兩道。
采用配有內(nèi)擊錘(9)的頂壓式靜壓樁機(12)壓樁，樁尖為套管樁尖(5)、(6)。樁尖進入硬塑層一米后，采用內(nèi)擊法配合沉樁，至預(yù)制樁(1)頂與地面平。然后用內(nèi)擊錘(9)再將樁尖(5)、(6)沉下1.5米，提出內(nèi)擊錘(9)，下分支器(26)到底做承力盤(25)。承力盤(25)外徑1.5米，高800毫米，用干硬性混凝土。提出分支器(26)，用內(nèi)擊錘(9)夯干硬性混凝土，夯完后，提出內(nèi)擊錘(9)，再下分支器(26)至最下面一組外支體(2)標高，將相對的兩個外支體(2)支出350毫米，收回支臂(19)、(22)，分支器(26)轉(zhuǎn)90度后再將另兩個外支體(2)支出350毫米，收回支臂(19)、(22)。下普通混凝土至下傳感器(21)處，開振搗器(20)，邊下邊振邊提分支器(26)，完成第一組分支(7)。自下而上，重復(fù)前述過程，至最上面的一組分支(7)，然后繼續(xù)邊下邊振邊提分支器(26)至預(yù)制樁(1)頂，一根多支盤組合樁的施工結(jié)束。
權(quán)利要求
1.多支盤組合樁成樁方法，其特征在于包括下列步驟步驟一，沉預(yù)制樁(一).內(nèi)擊法配合沉預(yù)制樁a.放樁尖(5)，空心預(yù)制樁(1)就位；b.采用配有內(nèi)擊錘(9)的樁機沉樁；c.需要內(nèi)擊錘(9)配合沉樁時，用鋼絲繩(10)將內(nèi)擊錘(9)吊起；d.放開鋼絲繩(10)，內(nèi)擊錘(9)自由下落，錘擊樁尖(5)，使樁尖(5)下沉；必要時可采用套管(6)與樁尖(5)組合而成的套管樁尖；e.用樁錘(11)跟進沉樁身(1)；沉樁尖(5)與沉樁身(1)交替進行；f.沉樁至預(yù)定標高后，僅用內(nèi)擊錘(9)沉樁尖(5)，下沉的高度應(yīng)大于分支器(26)的工作高度；g.提出內(nèi)擊錘(9)；(二).內(nèi)壓法配合沉預(yù)制樁a.放樁尖(5)，空心預(yù)制樁(1)就位；b.采用配有內(nèi)壓管(13)的靜壓樁機壓樁；c.需要內(nèi)壓管(13)配合壓樁時，用靜壓錘(11)壓內(nèi)壓管(13)沉樁尖(5)；d.用靜壓錘(11)跟進壓樁身(1)，沉樁尖(5)與壓樁身(1)交替進行；e.壓樁至預(yù)定標高后，僅用內(nèi)壓管(13)沉樁尖(5)，下沉的高度應(yīng)大于分支器(26)的工作高度；f.提出內(nèi)壓管(13)；步驟二，施工承力盤a.下分支器(26)至樁底支盤；b.提出分支器(26)，清除其上的泥土；c.下干硬性混凝土或普通混凝土；如下干硬性混凝土，要下內(nèi)擊錘(9)夯或內(nèi)壓管(13)壓混凝土；夯或壓完后，提出內(nèi)擊錘(9)或內(nèi)壓管(13)；如下普通混凝土，先將分支器(26)下至樁底，開振搗器(20)振搗混凝土，邊下邊振邊提分支器(26)，并通過下傳感器(21)控制混凝土頂面不超過振搗器(20)底面；步驟三，做分支a.將分支器(26)的支臂(19)、(22)對準預(yù)制樁(1)最下面的外支體(2)，并將其支出；b.收回支臂(19)、(22)，上提分支器(26)；c.邊提分支器(26)邊下混凝土，用下傳感器(21)控制混凝土頂面不超過振搗器(20)的底面；d.下混凝土的同時，開振搗器(20)振搗混凝土；最下面的一組分支(7)施工完畢；e.沿空心預(yù)制樁(1)從下到上重復(fù)上述做分支(7)的步驟，至最上面的一組分支(7)施工完畢；邊提分支器(26)，邊下混凝土，邊振搗直至樁頂，一根樁的施工結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的成樁方法，其特征還在于對于易塌孔或地下水豐富的土質(zhì)，可在支臂(19)、(22)外支時，下一定量的水泥漿做護壁，防止塌孔、進水；下水泥漿時，通過上傳感器(17)控制水泥漿頂面不超過上傳感器(17)的頂面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的成樁方法的專用空心預(yù)制樁，其特征在于a.樁的材料是混凝土或鋼制的；b.樁的外形是方形或圓形、多邊形的；c.樁是空心的，空心是圓形或多邊形的；d.外支體(2)與樁(1)一起制做在樁身(1)上，它的內(nèi)、外表面形狀同預(yù)制樁(1)，兩側(cè)是直或斜的；e.混凝土外支體(2)內(nèi)配有鋼筋且外露一段短筋(4)；f.外支體(2)里側(cè)寬度大于分支器(26)的支臂(19)、(22)的寬度；g.外支體(2)呈兩兩軸對稱設(shè)，也可在同一標高中心對稱設(shè)三個；
全文摘要
本發(fā)明涉及基礎(chǔ)工程中承載樁的施工工藝及其專用的設(shè)有外支體的空心預(yù)制樁和具有下料、振搗、外支體定位功能的分支器和應(yīng)用。這種樁是由空心預(yù)制樁采用內(nèi)擊法或內(nèi)壓法配合沉或壓樁后，與下分支器在樁底做承力盤、樁身支出外支體成分支而成的多支盤灌注樁，二者組合成樁，共同受力的工藝制成的多支盤組合樁，是一種高承載、高質(zhì)量、高工效的新樁型。
文檔編號E02D5/22GK1546802SQ200310115900
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月9日
發(fā)明者畢建東, 律鳳梅 申請人:畢建東