專利名稱：一種混凝土樁基的施工裝置及施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑領(lǐng)域基礎(chǔ)工程用的混凝土灌注樁的施工裝置及施工工藝背景技術(shù)目前建筑工程的地基混凝土灌注樁的成型方法有很多種，包括夯擴(kuò)和靜壓 兩種。現(xiàn)有的夯擴(kuò)樁技術(shù)采用重錘夯擊成孔，在夯擊過程中，隨著夯擊的重錘 的下降護(hù)筒跟著下降對(duì)樁的孔壁進(jìn)行保護(hù)，形成樁孔，然后在樁孔內(nèi)填入建筑 垃圾，繼續(xù)夯擊，在樁的下端形成樁端散體承力臺(tái)，再在樁孔內(nèi)填入干硬性混 凝土，繼續(xù)夯擊形成樁端固體承力臺(tái)，樁端散體承力臺(tái)和樁端固體承力臺(tái)與樁身一起承擔(dān)建筑物的荷載。中國(guó)專利CN1243159C的發(fā)明就公開了這樣一種技術(shù)。 因?yàn)樵摷夹g(shù)造價(jià)低而被廣泛采用。但是，這種樁基施工的工藝具有下述缺點(diǎn)1、 該工藝采用重錘夯擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，既影響相鄰已完成樁的質(zhì)量，又對(duì)臨近建 筑產(chǎn)生一定的危害。2、由于采用該工藝時(shí)，其單樁豎向承載力只能由經(jīng)驗(yàn)推斷 而得，而且又由于地質(zhì)條件千差萬別，所以對(duì)承載力的推斷的可靠性差，施工 質(zhì)量不易控制。因此限制了其自身的發(fā)展。中國(guó)專利CN1837505A公開了一種靜力擠壓混凝土樁的施工方法，其專利文 獻(xiàn)試圖解決振動(dòng)問題。但是此專利存在以下缺點(diǎn)根據(jù)其專利內(nèi)容的描述，它 在外管內(nèi)填入磚石后用內(nèi)管擠壓外管內(nèi)的磚石時(shí)，其內(nèi)管不伸出到外管底部的 下面，內(nèi)管只是在外管內(nèi)對(duì)磚石進(jìn)行擠壓，壓力表上顯示的壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí) 即停止，這樣做的缺點(diǎn)是1、由于內(nèi)管下端未壓出外管下端，此時(shí)外管內(nèi)的填 料與外管之間存在很大的摩擦力，壓力表此時(shí)的讀數(shù)，大部分來源于這種摩擦 阻力，形成壓力表讀數(shù)偏高的假象，實(shí)際作用于樁底部擴(kuò)大頭上的壓力并未達(dá)
到設(shè)計(jì)值，造成樁基的承載力不足，形成施工隱患。2、此專利文件中描述的內(nèi) 管的下端未封口，這樣不能實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的擠壓，也就是不能打樁。如果將內(nèi)管 下端制成錐形頭，又容易將物料擠壓到內(nèi)管和外管之間，形成管塞，增大內(nèi)管 和外管之間的壓力，有可能將外管擠爆，因此內(nèi)管下端制成錐形頭也不能施工。 3、此專利文件公開的技術(shù)中只在外管內(nèi)填入磚石等散體材料，將這些散體材料 壓入外管底部周圍，形成散體的磚石擴(kuò)大頭。這些散體的擴(kuò)大頭在建筑物形成 后，樁身壓在這些散體材料上，有些樁身很可能會(huì)刺穿散體材料，造成沉降過 大，使建筑物因?yàn)椴痪鶆虺两刀獾狡茐摹?、此專利文件中提及的在外管內(nèi)放 置鋼筋籠灌注混凝土后提升外管時(shí)，用受到靜壓油缸向下壓力的內(nèi)管頂住混凝 土，這樣會(huì)將鋼筋籠標(biāo)高壓低、壓壞，使其扭曲變形，使樁身的結(jié)構(gòu)受損，影 響岸義載力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種承載力大且均勻 一致的混凝土樁的 靜壓施工裝置及施工方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的混凝土樁基的施工裝置是采用頂壓式靜壓樁機(jī)械，頂壓式靜壓樁 機(jī)械包括底座、支架以及設(shè)置在支架上的連接有壓力表的液壓缸，還包括與頂 壓式靜壓樁機(jī)械連接的護(hù)筒及內(nèi)管，內(nèi)管的長(zhǎng)度大于護(hù)筒的長(zhǎng)度，內(nèi)管的外徑 略小于護(hù)筒的內(nèi)徑；內(nèi)管下端設(shè)置有平頭封堵。上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于在護(hù)筒的側(cè)壁上開有加料口；加料口可 以有一個(gè)或者多個(gè)。本發(fā)明的混凝土樁基的施工裝置的進(jìn)一步改進(jìn)在于在護(hù)筒上設(shè)置有震動(dòng) 混凝土的震動(dòng)裝置。本發(fā)明的施工的工藝步驟包括1、將護(hù)筒和置于護(hù)筒中的內(nèi)管用液壓缸逐步壓入樁位處的土中，并到達(dá)設(shè) 計(jì)深度；該深度是具有承載力較高的、相對(duì)穩(wěn)定的土層；2、 提起內(nèi)管從護(hù)筒的加料口中填入一定量的建筑垃圾，如磚石、瓦片等；3、 放下內(nèi)管壓在建筑垃圾上，用頂壓式靜壓樁機(jī)械的液壓缸把建筑垃圾壓 出護(hù)筒外；4、 重復(fù)步驟2. 3直到內(nèi)管下端壓出護(hù)筒外時(shí)液壓表的讀數(shù)仍大于設(shè)計(jì)值時(shí)， 停止擠壓建筑垃圾，該設(shè)計(jì)值要保證相鄰樁不受破壞并最大限度地調(diào)動(dòng)樁下土 體受力；此時(shí)在護(hù)筒底部的建筑垃圾形成樁端散體承力臺(tái)。5、 提起內(nèi)管分次從護(hù)筒加料口中加入一定量的干硬性混凝土，分次用液壓 缸通過內(nèi)管將干硬性混凝土壓出護(hù)筒外，從而在護(hù)筒底部建筑垃圾樁端散體承 力臺(tái)上形成混凝土樁端固體承力臺(tái)，樁端固體承力臺(tái)是樁身和樁端散體承力臺(tái) 過渡部分，通過此過渡部分使樁身的力均勻的分散到樁端散體承力臺(tái)上，不產(chǎn) 生沖切破壞，充分調(diào)動(dòng)樁端散體承力臺(tái)及其下面的土體共同參與受力；6、 提出內(nèi)管，在護(hù)筒中放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土，邊提護(hù)筒邊用震動(dòng) 裝置震動(dòng)護(hù)筒或提起護(hù)筒后用震動(dòng)棒震揭成樁。本發(fā)明的施工方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，為了制做大承載力的灌注樁，在完 成上述工藝步驟1到5后，繼續(xù)進(jìn)行下面的工藝才喿作(1) 、 M內(nèi)管，在護(hù)筒中灌注混凝土到另一設(shè)計(jì)高度；(2) 、向護(hù)筒中加入一定量的干硬性混凝土，把內(nèi)管放下，壓在上述干硬 性混凝土上，提升護(hù)筒到護(hù)筒下端和內(nèi)管的下端一樣高時(shí)停止；(3) 、用液壓缸向下壓內(nèi)管和護(hù)筒，壓下量為0. 5~lm;(4) 、重復(fù)步驟2、 3直到干硬性混凝土量達(dá)到設(shè)計(jì)值，形成樁身上的一個(gè) 混凝土中間凸臺(tái)；(5) 、重復(fù)上述步驟1、 2、 3、 4,在樁的不同高度上即不同的土層上形成 多個(gè)中間凸臺(tái)，充分調(diào)動(dòng)各個(gè)土層參與受力；(6) 、提趁內(nèi)管，放入鋼筋籠，灌注混凝土，邊提護(hù)筒邊用震動(dòng)裝置震動(dòng) 護(hù)筒或提起護(hù)筒后用震動(dòng)棒震搗成樁。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步是
由于本發(fā)明釆用了在樁孔的底部分次壓入散體物料和干硬性混凝土的方 法，在樁身下面形成樁端固體承力臺(tái)和樁端散體承力臺(tái)，使樁身的承載力大大再分散到樁端散體承力臺(tái)下面的土層中，使各個(gè)樁的承載能力均勻一致，防止 了樁身刺穿散體材料的可能性，避免了建筑物沉降過大或因?yàn)椴痪鶆虺两凳菇?筑物遭到破壞。本發(fā)明的方法中，壓力表的讀數(shù)是在內(nèi)管下端壓出護(hù)筒外時(shí)才讀取，此時(shí) 內(nèi)管與外管及其內(nèi)部的填料之間的摩擦力大大減小，此時(shí)液壓表的讀數(shù)反應(yīng)的 才是真實(shí)的單樁承載力特征值。在實(shí)際施工中，從壓力表的讀數(shù)上可以明確反應(yīng)出這樣的現(xiàn)象當(dāng)內(nèi)管沒有伸出護(hù)筒時(shí)，壓力表的讀數(shù)很大，當(dāng)內(nèi)管伸出護(hù) 筒時(shí)，壓力會(huì)突然減小，因此只有當(dāng)內(nèi)管伸出護(hù)筒外時(shí)，壓力表讀數(shù)才反應(yīng)的 承力臺(tái)的承載能力，這時(shí)從壓力表的讀數(shù)就可以知道承力臺(tái)所能承受的壓力大 小，這樣的好處是施工參數(shù)明確，施工質(zhì)量容易控制，而不是再靠經(jīng)驗(yàn)來推算 承載力，減少了人為誤差。由于本發(fā)明的施工方法的整個(gè)施工過程全部用液壓完成，避免了夯擴(kuò)樁所 帶來的振動(dòng)，避免了對(duì)相臨已完成樁及工地周圍建筑物的影響，其成樁質(zhì)量均 勻可靠，差異性小。本發(fā)明的施工裝置中，將內(nèi)管底部的錐頭改為平頭，容易將物料向下推進(jìn), 使物料不致于擠壓到內(nèi)管和外管之間形成管塞，避免了將外管擠爆的可能。本發(fā)明的施工裝置的內(nèi)管的長(zhǎng)度大于護(hù)筒的長(zhǎng)度，保證了內(nèi)管壓下時(shí)，能 夠伸出護(hù)筒之外，確保壓力讀數(shù)準(zhǔn)確，并形成樁端固體承力臺(tái)和樁端散體承力 臺(tái)的擴(kuò)大頭。在護(hù)筒的側(cè)壁上開有一個(gè)或者多個(gè)加料口 ，可以在制做樁端固體承力臺(tái)和 樁端散體承力臺(tái)時(shí)，不必將內(nèi)管完全提出護(hù)筒之外，就能在側(cè)面的加料口加料, 不但加料迅速，而且避免了內(nèi)管提出護(hù)筒外面后再次進(jìn)入護(hù)筒時(shí)需要重新對(duì)正 的復(fù)雜操作，使施工筒便迅速。而且在制作多個(gè)樁身上的混凝土中間凸臺(tái)時(shí)， 能夠方便的在不同高度的加料口處加料。在樁身上制作出混凝土中間凸臺(tái)后可 以加大灌注樁的承載力，從而用于高層建筑。在護(hù)筒上設(shè)置震動(dòng)混凝土的震動(dòng)裝置，在灌注樁身混凝土后提升護(hù)筒的過 程中，可以邊提升邊震動(dòng)護(hù)筒，從而將護(hù)筒內(nèi)的混凝土震實(shí)，節(jié)約提起護(hù)筒后 再用震動(dòng)棒震搗樁內(nèi)混凝土的工序，加快施工進(jìn)度。


圖1到圖4為是本發(fā)明主要的施工工藝過程示意圖； 圖5為大承載力樁的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、液壓缸，2、內(nèi)管，3、震動(dòng)裝置，4、加料口， 5、護(hù)筒，6、平 頭封堵，7、樁端散體承力臺(tái)，8、樁端固體承力臺(tái)，9、中間凸臺(tái)，10、鋼筋籠。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的混凝土樁基的施工裝置是采用頂壓式靜壓樁機(jī)械，頂壓式靜壓樁 機(jī)械主要包括底座、支架以及設(shè)置在支架上的能夠上下移動(dòng)位置的連接有壓力 表的液壓缸l，還包括與靜壓樁機(jī)械連接的護(hù)筒5及內(nèi)管2，護(hù)筒5及內(nèi)管2位 于液壓缸1的下面，并用鋼索、滑輪連接在支架上；內(nèi)管2配合在護(hù)筒5內(nèi)， 內(nèi)管2的長(zhǎng)度大于護(hù)筒5的長(zhǎng)度，使內(nèi)管壓下時(shí)能夠伸出到護(hù)筒的下面，內(nèi)管 的外徑略小于護(hù)筒的內(nèi)徑；內(nèi)管2下端設(shè)置有平頭封堵6。在護(hù)筒5的側(cè)壁上開 有多個(gè)加料口 4;在護(hù)筒5上部還設(shè)置有震動(dòng)混凝土的震動(dòng)裝置3。實(shí)施例1利用上述施工裝置制作直筒灌注樁時(shí)的工藝步驟如下1、 將護(hù)筒5和置于其中的內(nèi)管2用液壓缸1逐步壓入樁位處的土中，并到 達(dá)設(shè)計(jì)深度，如圖1所示；2、 提起內(nèi)管2從護(hù)筒的加料口 4中填入一定量的建筑垃圾，如磚石、瓦片等；3、 放下內(nèi)管壓在建筑垃圾上，用頂壓式靜壓樁機(jī)械的液壓缸l把建筑垃圾
壓出護(hù)筒5外，建筑垃圾擴(kuò)散到護(hù)筒下面的土中；4、 重復(fù)步驟2. 3直到內(nèi)管下端壓出護(hù)筒外時(shí)液壓表的讀數(shù)仍大于設(shè)計(jì)值時(shí)， 停止擠壓建筑垃圾，此時(shí)在護(hù)筒底部的建筑垃圾形成樁端散體承力臺(tái)7,如圖2 所示；5、 提起內(nèi)管分次從護(hù)筒的加料口中加入一定量的干硬性混凝土，分次用液 壓缸通過內(nèi)管將千硬性混凝土壓出護(hù)筒外，從而在護(hù)筒底部建筑垃圾形成的樁 端散體承力臺(tái)上再形成混凝土樁端固體承力臺(tái)8，如圖3所示；6、 提出內(nèi)管，在護(hù)筒中放置鋼筋籠IO,灌注樁身混凝土，邊提護(hù)筒邊用震 動(dòng)裝置3震動(dòng)護(hù)筒，待護(hù)筒提出后形成樁身，如圖4所示。實(shí)施例2利用本發(fā)明的施工裝置制作帶中間凸臺(tái)的大承載力灌注樁時(shí)的工藝步驟如下按實(shí)施例1的步驟1到5做好樁端散體承力臺(tái)和樁端固體承力臺(tái)后，繼續(xù) 進(jìn)行下面的工藝操作1、 提起內(nèi)管，在護(hù)筒中灌注混凝土到另一設(shè)計(jì)高度；2、 通過加料口向護(hù)筒中加入一定量的干硬性混凝土，把內(nèi)管放下，壓在上 述干硬性混凝土上，提升護(hù)筒到護(hù)筒下端和內(nèi)管的下端一樣高時(shí)停止；3、 用液壓缸向下壓內(nèi)管和護(hù)筒，壓下量為0. 5~ lm;4、 重復(fù)步驟2、 3直到干硬性混凝土量達(dá)到設(shè)計(jì)值，形成樁身上的一個(gè)混 凝土中間凸臺(tái)9;5、 重復(fù)上述步驟l、 2、 3、 4,在樁的不同高度上即不同的土層上形成多個(gè) 中間凸臺(tái)9;6、 提起內(nèi)管，放入鋼筋籠，灌注混凝土，然后提起護(hù)筒，再用震動(dòng)棒震搗 成樁，如圖5所示。
權(quán)利要求
1、一種混凝土樁基的施工裝置，包括頂壓式靜壓樁機(jī)械及其連接有壓力表的液壓缸，其特征在于還包括與頂壓式靜壓樁機(jī)械連接的護(hù)筒及內(nèi)管，內(nèi)管的長(zhǎng)度大于護(hù)筒的長(zhǎng)度，內(nèi)管的外徑與護(hù)筒的內(nèi)徑配合；內(nèi)管下端設(shè)置有平頭封堵。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土樁基的施工裝置，其特征在于所述護(hù) 筒的側(cè)壁上開有加料口 ；在護(hù)筒上還設(shè)置有震動(dòng)混凝土的震動(dòng)裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土樁基的施工工藝，其特征在于施工的 工藝步驟包括A、 將護(hù)筒及置于其中的內(nèi)管用液壓缸逐步壓入樁位處的土中，并到達(dá)具有 承載力較高的、相對(duì)穩(wěn)定的土層的設(shè)計(jì)深度；B、 提起內(nèi)管并從護(hù)筒的加料口中填入一定量的建筑垃圾；C、 放下內(nèi)管到建筑垃圾上，用液壓缸把建筑垃圾沿護(hù)筒壓出；D、 重復(fù)步驟B.C直到內(nèi)管下端壓出護(hù)筒外時(shí)與液壓缸連接的液壓表的讀數(shù) 大于設(shè)計(jì)值、在護(hù)筒的下面形成樁端散體承力臺(tái)時(shí)，停止擠壓建筑垃圾；E、 提起內(nèi)管，分次從護(hù)筒加料口加入一定量的干硬性混凝土，分次用液壓 缸通過內(nèi)管將干硬性混凝土壓出護(hù)筒外，從而在護(hù)筒下面周圍建筑垃圾樁端散 體承力臺(tái)上形成混凝土樁端固體承力臺(tái)；F、 提出內(nèi)管，在護(hù)筒中放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土，邊提護(hù)筒邊用震動(dòng) 裝置震動(dòng)護(hù)筒或提起護(hù)筒后用震動(dòng)棒震搗成樁。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混凝土樁基的施工工藝，其特征在于 在完成權(quán)利要求3所述工藝步驟A到E后，還繼續(xù)進(jìn)行下面的工藝操作，G、 提起內(nèi)管，在護(hù)筒中灌注混凝土到另一設(shè)計(jì)高度；H、 再向護(hù)筒中加入一定量的干硬性混凝土，把內(nèi)管》文下，壓在上述干硬性 混凝土上，提升護(hù)筒到護(hù)筒下端和內(nèi)管的下端一樣高時(shí)停止； I、用液壓缸向下壓內(nèi)管和護(hù)筒，壓下量為0. 5~lm;J、重復(fù)步驟H、 I直到干硬性混凝土量達(dá)到設(shè)計(jì)值、形成樁身上的一個(gè)混 凝土中間凸臺(tái)為止；K、重復(fù)上述步驟G、 H、 I、 J,在樁的不同高度上即不同的土層上形成多個(gè) 中間凸臺(tái)；L、提起內(nèi)管，；改入鋼筋籠，灌注混凝土，邊提護(hù)筒邊用震動(dòng)裝置震動(dòng)護(hù)筒 或提起護(hù)筒后用震動(dòng)棒震搗成樁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混凝土樁基的施工裝置及施工工藝，它應(yīng)用在建筑領(lǐng)域的基礎(chǔ)工程的混凝土灌注樁的施工中。其裝置包括頂壓式靜壓樁機(jī)械及其連接有壓力表的液壓缸，還包括與頂壓式靜壓樁機(jī)械連接的護(hù)筒及內(nèi)管，內(nèi)管的長(zhǎng)度大于護(hù)筒的長(zhǎng)度；內(nèi)管下端設(shè)置有平頭封堵；在護(hù)筒上設(shè)置有震動(dòng)裝置并在護(hù)筒側(cè)壁上開有加料口。其施工工藝的要點(diǎn)是用建筑垃圾在護(hù)筒的底部形成樁端散體承力臺(tái)，用干硬性混凝土在樁端散體承力臺(tái)上形成樁端固體承力臺(tái)；并在樁的不同高度上形成多個(gè)中間凸臺(tái)；提起內(nèi)管，放入鋼筋籠，灌注混凝土，震動(dòng)成樁。本發(fā)明制作的樁的承載力大大增強(qiáng)，承載能力均勻一致，承力臺(tái)的承載能力可以直接在壓力表上讀到，減少了人為誤差。
文檔編號(hào)E02D5/44GK101126239SQ20071013942
公開日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者張立軍 申請(qǐng)人:張立軍