專利名稱：預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種建筑結構基礎工程施工過程應用的工具，具體的說是一種預應力管樁 樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置。
背景技術：
近年來，高強預應力砼管樁(簡稱PHC)由于具有樁身成型質(zhì)量好、砼強度高、單樁承載 力高、耐沖擊性能好、穿透力強、價格便宜、施工快捷且采取靜壓施工對周圍環(huán)境影響小等 優(yōu)點而被廣泛應用于多層及高層建筑結構的基礎工程中。但應用預應力管樁在施工中，由 于樁身為空心，其抗剪和抗裂性能相對較差，往往因為地址條件的復雜性，特別是土質(zhì)較差 的軟弱地基、含有雜填土、地下孤石、穿越砂石夾層等不良地址條件下的地基的施工過程中 對樁身造成損傷，常會發(fā)生樁身橫截面斷裂、縱向擠漲開裂、樁頭破損、糾偏過程產(chǎn)生斷裂 等事故，頻率很高，從而大大削弱了基礎的承載力，不能滿足設計承載力要求，因此發(fā)生此 種情況后就必須對樁身加固補強。加固補強主要處理措施是在樁芯內(nèi)增加鋼筋籠，采用壓密注漿工藝灌注微膨脹砼 或灌注細石砼的方式進行，預應力管樁分為開口樁和安裝樁尖的閉口樁兩類，在工程中為 了有效降低打樁過程中的擠土作用，防止涌樁現(xiàn)象的發(fā)生，樁底未封閉的開口樁被廣泛應 用，開口樁在打入過程中樁芯切滿巖土，因此對開口樁進行補強時就必須將開口樁樁孔內(nèi) 的巖土取出，對孔腔進行沖洗；但由于預應力管樁樁芯內(nèi)徑小，一般在150 400mm之間， 預應力管樁深度大，一般均大于IOm有的深達50m，無法采用人工進入井內(nèi)清除；預應力管 樁芯內(nèi)巖土性質(zhì)復雜，有夾雜碎石、磚塊、堅硬巖土等各類雜物，位于地下水位范圍內(nèi)的巖 土呈軟塑或流塑狀態(tài)，采用高壓水槍沖擊、泥漿泵抽取泥漿方式在遇到雜物沉積后無法向 下深入，洛陽鏟等簡單工具也無法穿透堅硬雜物和提取軟塑或流塑土體；采用各類專用鉆 機還存在設備無法在樁間行走、停放、就位、鉆桿鉆頭與樁孔直徑不配套無法進行作業(yè)的問 題。我們在武漢某電廠煙囪地基處理施工中，就是采用了開口式預應力管樁，打樁完 成后經(jīng)樁基低應變測試，結果顯示樁端及樁身在穿透砂石夾層時出現(xiàn)損傷，不滿足承載力 要求的III類樁占有較大比率，經(jīng)設計院論證確定了樁芯補強方案。但在施工過程中，面對堅 硬、密實且含有各種雜物的樁芯土，由于沒有適宜的挖土工具和方法，工程進行半年也未能 完成樁基補強處理施工任務。經(jīng)反復研究試驗，采用了簡易手動螺旋取土器，僅用15天時間，即完成了樁芯取 土的施工任務，取得了很好的技術經(jīng)濟效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種清除預應力管樁樁芯夾雜碎石、磚塊、堅硬 巖土等各類雜物的手動工具，具體就是提供一種結構簡單、制作容易、造價低廉的預應力管 樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置；該取土裝置使用簡易輕便，能將預應力管樁芯內(nèi)巖土 快速取出。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案如下
一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，包括鉆桿，加力桿，提升機構；提升 機構與鉆桿上端連接，鉆桿下端側面設有螺旋捲土葉片，鉆桿側面設有多個插孔，加力桿與 插孔插入式連接。螺旋捲土葉片整體設有開口向上的容腔。為保證鉆桿下端順利鉆入土層，鉆桿下端設有螺旋鉆尖。提升機構包括簡易三腳架與定滑輪組件，使用時簡易三腳架支撐到管樁上方，定 滑輪裝在簡易三腳架上面并位于管樁正上方，鉆桿放進管樁，加力桿插入鉆桿插孔里，手工 推動加力桿對其施加扭轉力，克服阻力將鉆桿頭端深入到夾雜有碎石、磚塊等雜物的樁芯 里面，螺旋捲土葉片將碎石、磚塊等雜物巖土進入到螺旋捲土葉片的容腔里面；繩索的一端 固定連接在鉆桿上端，由人力拉動繩索，提升鉆桿，往復將由螺旋捲土葉片捲取的巖土提出 樁口傾卸，實現(xiàn)樁芯取土作業(yè)。本發(fā)明結構簡單輕便，易于制作，可調(diào)整螺旋捲土葉片外徑適用不同樁徑要求，對 現(xiàn)場場地條件要求不高，無需動力機械配合，即可完成樁芯巖土鉆取作業(yè)，之后只需對樁芯 浮動土沖洗、抽取殘留泥漿后，即可達到樁心補強作業(yè)條件。在武漢某電廠煙囪地基預應力管樁樁芯取土作業(yè)過程中，由于沒有適宜的挖土工 具和方法，工程基本處于停滯狀態(tài)。在半年時間內(nèi)，所有樁孔的取土作業(yè)均無法達到砼澆灌 驗收標準。采用本發(fā)明作業(yè)后，每組三人即可完成一根深15米、孔徑250毫米管樁樁芯的 取土作業(yè)。本發(fā)明取材方便、加工制作難度小，經(jīng)濟實用，滿足了特定小樁徑樁芯取土的實際 需要，特別適用在密集樁頭復雜場地條件下的應用，施工功效高，操作簡單，很好的解決了 小樁徑樁芯取土的施工難題，安全便捷，體現(xiàn)出了很好的技術、經(jīng)濟、安全、工期等方面的優(yōu) 勢。
圖1是本發(fā)明應用狀態(tài)的結構示意圖， 圖2是標準節(jié)的結構示意圖，
圖3是耙齒與螺旋捲土葉片的關系示意圖， 圖4是端頭節(jié)的結構示意圖， 圖5是兩段標準節(jié)連接關系示意圖， 圖6是圖5的1一 I剖面圖， 圖7是鉆尖的結構示意圖。圖中1 一鉆桿，2—螺旋捲土葉片，3—鉆尖，4一節(jié)間傳力內(nèi)套管，5—螺栓固定 銷，6—加力桿，7—簡易三腳架，8—固定滑輪，9一標準節(jié)，10—端頭節(jié)，11 一加力桿插入孔， 12—預應力管樁，13—合金鋼耙齒，14一繩索，15—螺栓固定孔，16—容腔。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。如圖1所示一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，包括鉆桿1，加力 桿6，提升機構；鉆桿1下端側面設有螺旋捲土葉片2，鉆桿1側面設有多個插孔11，加力桿 與插孔插入式連接，參見圖4 螺旋捲土葉片2整體設有開口向上的容腔16 ；提升機構包括
4簡易三腳架7與定滑輪組件，使用時簡易三腳架7支撐到預應力管樁12上方，定滑輪8裝 在簡易三腳架7上面并位于預應力管樁12正上方，鉆桿1下端放進預應力管樁12樁芯，加 力桿6插入鉆桿1的插孔11里，繩索14的一端用掛鉤連接在鉆桿1上端，人工推動加力桿 6，將鉆桿1下端深入樁芯巖土里面，而后在拉動繩索14另一端，提升鉆桿，將由螺旋捲土葉 片2捲取的巖土提出樁口傾卸，完成樁芯取土作業(yè)。鉆桿1為管狀，操作輕便。為保證鉆桿下端順利鉆入土層，參見圖1與圖7 鉆桿1下端設有螺旋鉆尖3。由于 是人工提升，為了提土方便，力所能及，參見圖4 螺旋捲土葉片2的長度L以600 IOOOmm 為佳。為保證螺旋捲土葉片順利輕快地切入土體并松動土體內(nèi)碎磚、石塊等雜物，作為 本發(fā)明的完善，參見圖1與圖3 螺旋捲土葉片2下端焊接合金鋼耙齒13。為了便于深井樁的取土以及運輸儲存，便于鉆桿隨時提升取土，降低起吊高度，易 于安裝拆解，鉆桿是分體結構，使用時安裝為一體；鉆桿由端頭節(jié)10與數(shù)個標準節(jié)9組成； 端頭節(jié)10與最下端標準節(jié)9之間、標準節(jié)9與標準節(jié)9之間固定連接；端頭節(jié)10與標準節(jié) 9的長度以便于操作、提高功效確定；通常為2100 2700mm。為保證鉆桿在井樁腔孔內(nèi)的往復轉動功能，端頭節(jié)10與最下端標準節(jié)9、標準節(jié)9 與標準節(jié)9之間通過節(jié)間傳力內(nèi)套管4實現(xiàn)桿節(jié)連接；參見圖2、圖5與圖6 以標準節(jié)與標 準節(jié)之間的桿節(jié)連接方式為例，節(jié)間傳力內(nèi)套管4設有連接孔，標準節(jié)9兩端設有螺栓固定 孔15，節(jié)間傳力內(nèi)套管4位于被連接的兩節(jié)標準節(jié)9管內(nèi)，位于連接孔與螺栓固定孔15的 螺栓固定銷5將節(jié)間傳力內(nèi)套管4與兩節(jié)標準節(jié)9相連接。鉆桿1選用Φ45Χ3. 5鋼管制作，螺旋捲土葉片2外徑尺寸根據(jù)管樁規(guī)格對應的樁 腔直徑預留轉動間隙確定。為適應人體充分施力的生理特征，保證作業(yè)時加力桿施力高度始終處于人體最佳 發(fā)力高度，鉆桿1設有的加力桿插入孔11按照豎向間距300mm設置，以便于隨機將加力桿 插入適宜高度的孔內(nèi)。加力桿插入孔11沿鉆桿徑向四個方向設置。加力桿插入孔11延豎向按間距300mm設置，以便于隨機將加力桿插入適宜高度的 孔內(nèi)，保證了作業(yè)時加力桿施力高度始終處于人體最佳發(fā)力高度，適應于人體充分發(fā)力的 生理特征，有利于提高工作效率。加力桿插入孔11不要求每組四個方向在同一水平面上。使用該裝置施工作業(yè)時，首先采用人工方式掏出樁內(nèi)上端局部土體，再能保持鉆 桿1端節(jié)自立條件，插入鉆桿，人力推動加力桿6對鉆桿1施加扭轉力，帶鉆尖3吃土負重 產(chǎn)生的壓力能夠保證鉆桿1自行下切土體。每次鉆取的巖土由牽引繩索14提運標準節(jié)9 進行接長或拆解，運出樁芯，往復循環(huán)直至鉆入預定深度，在逐段提升對桿節(jié)拆除。對樁底回落土采用高壓水槍進行反復沖洗，抽取方式排出，達到補強回灌砼標準 要求為止。
權利要求
1.一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，其特征在于該裝置包括鉆桿(I)，加力桿(6)，提升機構；所述提升機構與所述鉆桿(1)上端連接，所述鉆桿(1)下端側面 設有螺旋捲土葉片(2)，所述鉆桿(1)側面設有多個插孔(11)，所述加力桿(6)與所述插孔(II)插入式連接。
2.如權利要求1所述的一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，其特征在 于所述提升機構包括簡易三腳架(7)與定滑輪組件；所述簡易三腳架(7)位于預應力管樁 (12)上方，定滑輪(8)裝在所述簡易三腳架(7)上面并位于所述預應力管樁(12)正上方， 所述鉆桿(1)下端位于所述預應力管樁(12)樁芯。
3.如權利要求1所述的一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，其特征在 于所述鉆桿1下端設有螺旋鉆尖(3)。
4.如權利要求1所述的一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，其特征在 于所述螺旋捲土葉片(2)整體設有開口向上的容腔(16);所述螺旋捲土葉片(2)下端焊接 合金鋼耙齒(13)；所述鉆桿(1)為管狀。
5.如權利要求1所述的一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，其特征在 于所述鉆桿(1)是分體結構；所述鉆桿(1)由端頭節(jié)(10)與數(shù)個標準節(jié)(9)組成；所述端 頭節(jié)10與所述標準節(jié)9之間、所述標準節(jié)(9)與所述標準節(jié)(9)之間固定連接。
6.如權利要求5所述的一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，其特征在 于所述端頭節(jié)(10)與最下端標準節(jié)(9)、所述標準節(jié)(9)與所述標準節(jié)(9)之間通過節(jié)間 傳力內(nèi)套管(4)固定連接。
7.如權利要求6所述的一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，其特征在 于所述節(jié)間傳力內(nèi)套管(4)設有連接孔，所述標準節(jié)(9)兩端設有螺栓固定孔(15)，所述 節(jié)間傳力內(nèi)套管(4)位于被連接的兩節(jié)所述標準節(jié)(9)管內(nèi)，位于所述連接孔與所述螺栓 固定孔(15)的螺栓固定銷(5)將所述節(jié)間傳力內(nèi)套管(4)與兩節(jié)所述標準節(jié)(9)相連接； 所述端頭節(jié)(10)與所述標準節(jié)(9)的長度是2100 2700mm。
8.如權利要求1至7任意一項所述的一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝 置，其特征在于所述螺旋捲土葉片(2)的長度是600 1000mm。
9.如權利要求8所述的一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，其特征在 于所述加力桿插入孔(11)按照豎向間距300mm設置；所述加力桿插入孔(11)沿所述鉆桿 (1)徑向四個方向設置。
10.如權利要求9所述的一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，其特征在 于所述鉆桿(1)用Φ45X3. 5鋼管制作。
全文摘要
本發(fā)明公開一種預應力管樁樁芯補強簡易手動螺旋取土裝置，解決清除預應力管樁樁芯里夾雜碎石、磚塊、堅硬巖土等各類雜物問題。該取土裝置包括鉆桿，加力桿，提升機構；提升機構與鉆桿上端連接，鉆桿下端側面設有螺旋捲土葉片，鉆桿側面設有多個插孔，加力桿與插孔插入式連接。螺旋捲土葉片整體設有開口向上的容腔。鉆桿下端設有螺旋鉆尖。提升機構包括簡易三腳架與定滑輪組件。螺旋捲土葉片下端焊接合金鋼耙齒。它滿足了特定小樁徑樁芯取土的實際需要，特別適用在密集樁頭復雜場地條件下的應用，施工功效高，操作簡單，很好的解決了小樁徑樁芯取土的施工難題，安全便捷。
文檔編號E02D13/08GK102108706SQ20111007177
公開日2011年6月29日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權日2011年3月24日
發(fā)明者崔清, 牛昌林 申請人:甘肅第一建設集團有限責任公司