專利名稱：活瓣式樁靴筒樁成孔器及無預制樁靴筒樁施工方法
技術領域：
本發明為一種應用于軟土地基中震動沉管灌注筒樁施工的活瓣式樁靴筒樁成孔器及無預制樁靴筒樁施工方法。
背景技術：
混凝土筒樁目前已在軟土地基處理中開始應用(見有關專利申請號98233440.0《一種用于軟地基中的混凝土筒體施工的壓入式一次成孔器》；申請號98113070.4《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》)
發明內容
現有混凝土筒樁技術的一個特征為將其樁靴設計成混凝土或鋼筋混凝土預制構件，套在成孔器下進行成孔，此施工方法在實際施工中存在一些弊端1、預制樁靴增加制作成本及生產周期，除其混凝土強度需比樁身混凝土提高數個等級外，還需增配鋼筋，并在儲運、埋設過程中因其體積大，重量重而耗費工時；2、預制樁靴為抵抗成孔器的沖擊，其支撐面的內外徑分別比成孔器的內外徑小和大，其水平截面面積大于筒樁理論水平截面面積，這一方面造成灌注混凝土超理論方量，另一方面在沉樁過程中樁端端阻增大，增加沉樁時間，甚至不能沉到設計高程；3、預制樁靴與成孔器底端接觸面積小，在成孔過程中易疲勞破碎，并易嵌入成孔器內外管間，使成孔器提升時混凝土不能順利振出或局部不振出，造成斷樁或樁身缺陷，影響施工質量。為解決上述原有筒樁用預制樁靴施工方法的諸弊端，降低施工成本、提高效率及質量，本發明對原筒樁成孔器進行了改進，將其上端設計成易于連接的法蘭結構，中部增設內外管定位支撐板以增加剛度，下端增設與成孔器連成一體的可重復使用的鋼制活瓣樁靴及加強內管，以達到簡化工序，節約成本，減少施工時間，降低沉樁時的端阻(材料與結構的改變可使樁靴錐角減小)，提高成樁質量并提出了相應的施工方法及措施。
圖1活瓣式樁靴筒樁成孔器剖視圖(成孔器下壓，活瓣合攏)圖2活瓣式樁靴筒樁成孔器剖視圖(成孔器提升，活瓣張開)圖3活瓣式樁靴筒樁成孔器上端法蘭盤仰視4活瓣式樁靴筒樁成孔器下端活瓣樁靴仰視圖(1)外管 (2)內管 (3)加強內管 (4)活瓣 (5)活瓣肋板 (6)鉸鏈(7)定位支撐板 (8)混凝土加料口 (9)法蘭盤 (10)法蘭支撐板 (11)螺栓孔具體實施方式
活瓣式樁靴筒樁成孔器其結構如附圖所示，可用鋼板采用割、卷、焊接等簡單工藝加工。其上端為法蘭盤(9)，通過螺栓孔(11)用螺栓方便地向上與振動器連接；向下與呈同心狀的內管(2)外管(1)及起加固作用的法蘭支撐板(10)連接；內管(2)外管(1)的長度、直經、形狀、(一般為園形，也可以是橢園形、多邊形、或其復合形狀)根據需要而定；內管(2)外管(1)之間自上而下設若干道定位支撐板(7)，在平面上呈對稱或等分均布二至數道，固定內管(2)外管(1)之間的間距，增強成孔器的鋼度；外管(1)上部設一至數個混凝土加料口；下端直接連接活瓣樁靴，其由鉸鏈(6)連接外管(1)與活瓣(4)，活瓣內襯活瓣肋板(5)，以增強活瓣(4)的剛度，活瓣肋板(5)也可直接固定在內管上；內管(2)下端長于活瓣(4)底部，其外圍再加固一道加強內管(3)，并低于內管(2)，使其成為整個活瓣式樁靴筒樁成孔器的底端；加強內管(3)一方面增強了內管底部的剛度，使之遇塊石時不易變形，并提高了向內管(2)的排土比例，在磨損后可方便地維修或更換，而其上部則保護活瓣(4)底端不直接與地層中的塊石相頂，而沿其斜面外排。無預制樁靴筒樁施工方法1.成孔器直接對準樁位，活瓣(4)收攏至加強內管(3)上端壓入土中至活瓣埋位。
2.從混凝土加料口(9)中加入混凝土數米，以封閉活瓣(4)間的縫隙，防止沉管過程中地下水滲入。
3.開動振動器，以靜壓、振動或沖擊、回轉等方式，將活瓣式樁靴筒樁成孔器沉至設計標高，并隨即從混凝土加料口(9)中灌入混凝土。
4.混凝土灌滿后，開動振動器，振動10秒后，開始邊振動邊提升活瓣式樁靴筒樁成孔器。樁靴活瓣(4)在自身重力及內管(2)外管(1)間混凝土的壓力下張開，并將混凝土注入活瓣式樁靴筒樁成孔器提升后的土層空腔中，形成筒形混凝土樁，提升時及時補充因混凝土震動密實而減少的體積及活瓣式樁靴成孔器自身提升體積的混凝土，保持混凝土面高于地面及地下水位面，直至設計樁頂標高。
5.活瓣式樁靴筒樁成孔器提出地面后，檢查成樁質量，或根據需要在樁頂混凝土中插入與上部結構的連接鋼筋，并檢查活瓣(4)鉸鏈(6)的磨損情況，使其保持開閉靈活，即可在下一個樁位中再次使用。
權利要求
1.活瓣式樁靴筒樁成孔器，其特征為用鋼板采用割、卷、焊接等簡單工藝加工；其上端為法蘭盤(9)，通過螺栓孔(11)用螺栓方便地向上與振動器連接；向下與呈同心狀的內管(2)外管(1)及法蘭支撐板(10)連接；內管(2)外管(1)的長度、直經、形狀、(一般為園形，也可以是橢園形、多邊形、或其復合形狀)根據需要而定；內管(2)外管(1)之間自上而下設若干道定位支撐板(7)，在平面上呈對稱或等分均布二至數道，固定內管(2)外管(1)之間的間距；外管(1)上部設一至數個混凝土加料口；其下端直接連接活瓣式樁靴，由鉸鏈(6)連接外管(1)與活瓣(4)，活瓣(4)內附活瓣肋板(5)，活瓣肋板(5)也可直接固定在內管(2)上；內管(2)下端低于活瓣(4)底部，其外圍再加固一道加強內管(3)，并低于內管，使其成為整個活瓣式樁靴筒樁成孔器的底端。
2.無預制樁靴筒樁施工方法①將活瓣式樁靴筒樁成孔器直接對準樁位，活瓣(4)收攏至加強內管(3)上端壓入土中至活瓣(4)埋住；②從混凝土加料口(8)中加入混凝土數米，以封閉活瓣(4)間的縫隙，防止沉管過程中地下水滲入；③開動振動器，以靜壓、振動或沖擊、回轉等方式，將活瓣式樁靴筒樁成孔器沉至設計標高，并隨即從混凝土加料口(8)中灌入混凝土；④混凝土灌滿后，開動振動器，振動10秒后，開始邊振動邊提升活瓣式樁靴筒樁成孔器，樁靴活瓣(4)在自身重力及內管(2)外管(1)間混凝土的壓力下張開，并將混凝土注入活瓣式樁靴筒樁成孔器提升后的土層空腔中，形成筒形混凝土樁，提升時及時補充因混凝土因震動密實而減少的體積及活瓣式樁靴筒樁成孔器自身提升體積的混凝土，保持混凝土面高于地面及地下水位面，直至設計樁頂標高；⑤活瓣式樁靴筒樁成孔器提出地面后，檢查成樁質量，或根據需要在樁頂混凝土中插入與上部結構的連接鋼筋，并檢查活瓣(4)、鉸鏈(6)的磨損情況，使其保持開閉靈活，即可在下一個樁位中再次使用。
全文摘要
本發明為一種應用于軟土地基中振動沉管灌注筒樁施工的活瓣式樁靴筒樁成孔器及無預制樁靴筒樁施工方法。對照現有筒樁使用預制樁靴施工工藝，本發明通過可重復使用的鋼制活瓣樁靴替代預制筒樁樁靴，對筒樁成孔器作了改進，并提出了相應的施工方法，達到了簡化工序，降低成本，節育時間，減小成孔阻力，并避免了由于預制樁靴易疲勞破碎而帶來的質量隱患，提高了施工質量。
文檔編號E02D5/00GK1438389SQ0310369
公開日2003年8月27日 申請日期2003年2月18日 優先權日2003年2月18日
發明者吳德利 申請人:吳德利