專利名稱：扭入式預制樁尖與現澆砼樁身復合型樁體及制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑領域內她基與基礎工程中的樁體，尤其是一種扭入式 預制樁尖與現澆砼樁身復合型樁體及制作方法。
背景技術：
在建筑工程施工中，地基作為建筑物的根基，起到將建筑物上部荷載 傳遞到持力層的作用。目前，樁基施工按成樁方式可分為灌注樁和預制樁。 灌注樁施工工藝通常采用先成孔，再灌注混凝土的做法，但是這種做法比 較繁瑣，施工周期長，現場污染較大；若是大直徑灌注樁其劣勢主要表現 在樁體受力形式上，無論摩擦端承樁還是端承摩擦樁，都是依靠樁側和樁 端共同受力，傳統的機械成孔在提出鉆具后，在剛剛成型的孔底不可避免 的留有大量的浮土 (干作業)或者淤泥(濕作業)，換言之，就是樁體與持 力層無法真正的融為一體；這樣的結果就導致側阻力和端阻力不能同時發 揮，往往是端阻力還沒有來得及充分發揮，樁體就已經因沉降量超過標準 而破壞；設計人員在計算樁端受力時采取折減甚至不計取的方式來考慮； 在同樣的荷載作用下需要增加樁長、樁數或釆用樁底壓漿的方法來滿足受 力要求，造成大幅增加工程成本。預制樁常見的施工方法是靠靜壓力或者 打擊力送入土層；打擊送樁由于具有噪聲、振動等污染，且造價很高，現 在在城市已很少采用。這兩種施工方法共同的缺點是在沉樁過程中一旦遇 到較厚的砂層、礫石層等較堅硬的地層就無法到達持力層，在地質復雜的 地區無法得到廣泛的應用。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種扭入式預制樁尖與現 澆砼樁身復合型樁體及制作方法，可充分利用樁端承載力，實施方便，工 作效率高，同時又能夠針對多種地層，而且受力情況好，施工成本低。
本發明的技術方案是所述的一種扭入式預制樁尖與現澆砼樁身的復 合型樁體，其復合型樁體包括預制樁尖F和現澆砼樁身H兩部分；預制樁 尖F包括傳遞連接柄、樁尖體、螺旋鉆進齒、鉆進尖；樁尖體的上端與傳 遞連接柄連接，樁尖體的下端與鉆進尖連接；現澆砼樁身H由鉆機鉆進的 孔位向上提拔鉆桿的同時灌注的混凝土構成。
所述的傳遞連接柄分為鍵傳遞和多邊形傳遞方式；采用鍵傳遞的方式 其結構是樁尖體的上部長度為200~1000mm的圓柱體，在其周圍分布2~9 根傳遞鍵條；采用多邊形傳遞的方式其結構是樁尖體的上部長度為 200~1000mm的多邊體，該多邊體的邊數為3~8個。
所述的樁尖體可以是圓柱體或多邊形體，根據復合型樁體的大小不同 可選擇長度為500mm 4000mm之間。
所述的樁尖體的圓柱體或多邊形體的外表面由下自上圍繞著螺旋鉆進 齒，在最下部的1/3螺距的鉆進齒其高度是從零到預定尺高逐漸變化的，其 余部分的螺旋鉆進齒為預定高度。
所述的預制樁尖F可分為砼預制樁尖、鋼預制樁尖、以及能夠滿足力 學性能和使用要求的復合型材料。
扭入式預制樁尖與現澆砼樁身復合型樁體及制作方法，首先在所要打 樁的樁位進行引孔，然后將鉆機就位，利用鉆機的副巻揚將預制樁尖F吊 入引孔中，然后將鉆桿下端套入傳遞連接柄上，調整鉆桿到最佳鉆進位置， 開始鉆進；當鉆進至設計標高時，停止鉆進；通過鉆桿內部的混凝土灌注
通道開始灌注混凝土，同時往上提拔鉆桿，此時鉆桿與預制樁尖F脫離，
預制樁尖F留在設計標高處的地層中；當鉆桿完全脫離地面，混凝土灌注 完畢。
上述的引孔的直徑略大于預制樁尖F的螺旋鉆進齒的最大外徑，引孔 深度大于2/3預制樁尖F的長度且小于等于預制樁尖F的長度。
本發明下部為預制高強度樁尖、上部為現澆混凝土樁身的改良樁體。 該復合型樁體可通過依靠大扭矩鉆機將預制高強度樁尖快速鉆入持力層， 提鉆過程中同步灌注混凝土樁身來實現。本發明采用扭入式預制高強度樁 尖，可扭入風化巖、卵石等堅硬底層；該樁體為混凝土現澆樁身，能夠實 現快速澆注且能夠與樁尖有效的結合為一個整體；該樁體的樁尖部分與持 力層有效的結合為一個整體，且不產生撓動、縫隙等，能夠充分利用樁端 承載力，大幅提升單樁承載力，節約成本。本發明是一種成本低，適用地 層廣，工作效率高，可充分利用樁端承載力的復合型樁體。
圖1是本發明的預制樁尖結構示意圖2是圖1的俯視放大示意圖3是本發明的預制樁尖的另一種結構示意圖4是圖3的俯視放大示意圖5是本發明的復合型樁體的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1、 2、 3、 4、 5所示，本發明是一種新型的復合型樁體，包括預 制樁尖F和現澆樁身H兩部分；其中，預制樁尖F由鉆進尖4、樁尖體2、 傳遞連接柄1等部分組成。圖1、圖3為本發明的預制樁尖的兩種結構形式，
其區別主要在于與鉆桿相連接的部分形式的不同，但都是起到了連接并傳
遞扭矩的作用。圖2和圖4是通過俯視放大圖表示圖1與圖3的區別。
預制樁尖F的樁尖體2上端連接傳遞連接柄1，樁尖體2的下端連接鉆 進尖4。傳遞連接柄1部分具有傳遞扭矩的特征，具體分為鍵傳遞和多邊形 傳遞如圖2中采用鍵傳遞的方式其結構是樁尖體的上部長度為 200 1000mm的圓柱體，在其周圍分布2 9根傳遞鍵條5;如圖4中采用多 邊形傳遞的方式其結構是樁尖體的上部長度為200~1000mm的多邊體6，該 多邊體的邊數為3 8個，圖4中采用的是邊數為4個的多邊體6。樁尖體2 可以是圓柱體或多邊形體，根據復合型樁體的大小不同可選擇長度為 500mm 4000mm之間；在圓柱體或多邊形體的外表面由下自上圍繞著螺旋 鉆進齒3，在最下部的1/3螺距的鉆進齒其高度是從零到預定尺高逐漸變化 的，其余部分的螺旋鉆進齒為預定高度，這樣做是為了減小鉆進阻力，便 于鉆進。
預制樁尖F可分為砼預制樁尖、鋼預制樁尖、以及能夠滿足力學性能 和使用要求的復合型材料。
預制樁尖F預先制作好后，將鉆機就位，驅動鉆桿與預制樁尖F的傳 遞連接柄l相連接；連接的驅動鉆桿，其外徑要等于或者略大于預制樁尖F 的最大外徑；鉆桿本身可以作為多節相連的結構，以便達到更深的鉆進要 求。鉆進時，鉆桿與預制樁尖一同下壓鉆進至設計標高，同時灌注混凝土 并向上提拔鉆桿至地面，則預制樁尖留在預定鉆深處，與后來灌注的混凝 土即現澆砼樁身H構成復合型樁體(見圖5)。
在具體的實施過程中，是通過大扭矩的鉆機，將其鉆桿部分進行改進 或者替換為符合本發明使用的專用鉆桿，該鉆桿能夠很好的與本發明的預 制樁尖有效的結合，而且在鉆桿的內部為混凝土灌注通道，在提鉆的過程 中同步灌注混凝土，與預制樁尖有效的結合，并可在混凝土灌注完成后用 送籠器將鋼筋籠送入預定深度。另外在大扭矩鉆機上增加傳感控制原件， 使得鉆進過程時的下壓的速度與鉆進時的旋轉速度保持一定的比率有效鉆 進。下面說明本發明的制作方法
首先在所要打樁的樁位進行引孔(引孔的目的在于時放入所引孔內的 預制樁尖的垂直度，從而保班很好的鉆進垂直度)，引孔的直徑略大于預制
樁尖螺旋鉆進齒3的最大外徑，引孔深度大于2/3預制樁尖的長度且小于等
于預制樁尖的長度。然后將鉆機就位，利用鉆機的副巻揚將預制樁尖吊入 引孔中，然后將鉆桿(改進后的鉆桿或專用鉆桿)下端套入傳遞柄1上， 調整鉆桿到最佳鉆進位置，開始鉆進。此時同步系統能夠保證轉速與下壓 鉆進速度的統一，由于有了足夠下壓力和扭矩，從而保證了預制樁尖的快 速的鉆進，當鉆進至設計標高時，停止鉆進。通過鉆桿內部的混凝土灌注 通道開始灌注混凝土，同時往上提拔鉆桿，此時鉆桿與預制樁尖脫離，預 制樁尖留在設計標高處的地層中。當鉆桿完全脫離地面，混凝土灌注完畢 后，即完成一個工作循環，將鉆機移至下一個孔位，進行下一個孔位的鉆 進。根據需要也可插入鋼筋籠，形成鋼筋混凝土樁體。
在鉆進過程中有可能設計鉆深比較深，現有鉆桿長度不能夠達到鉆進 深度時，可采用加長節的做法。具體的做法是，再鉆進的過程中，當鉆桿 從上至下整個鉆進到地層中時(此時鉆桿與驅動鉆桿的動力頭連接處還處 于地表的上方)，還沒有達到設計標高時，此時，將動力頭與鉆桿的連接處 拆開，然后提升動力頭調整鉆機將加長節的一端與動力頭相連接，另一端 與鉆桿相連接，然后繼續鉆進至設計標高。其余工序與上述相同。
權利要求
1、一種扭入式預制樁尖與現澆砼樁身的復合型樁體，其特征在于其復合型樁體包括預制樁尖(F)和現澆砼樁身(H)兩部分；預制樁尖(F)包括傳遞連接柄(1)、樁尖體(2)、螺旋鉆進齒(3)、鉆進尖(4)；樁尖體(2)的上端與傳遞連接柄(1)連接，樁尖體(2)的下端與鉆進尖(4)連接；現澆砼樁身H由鉆機鉆進的孔位向上提拔鉆桿的同時灌注的混凝土構成。
2、 根據權利要求1所述的扭入式預制樁尖與現澆砼樁身的復合型樁體， 其特征在于所述的傳遞連接柄(1)分為鍵傳遞和多邊形傳遞方式；采用 鍵傳遞的方式其結構是樁尖體的上部長度為200~1000mm的圓柱體，在其 周圍分布2~9根傳遞鍵條(5);采用多邊形傳遞的方式其結構是樁尖體的 上部長度為200 1000mm的多邊體(6)，該多邊體的邊數為3~8個。
3、 根據權利要求1所述的扭入式預制樁尖與現澆砼樁身的復合型樁體， 其特征在于所述的樁尖體(2)可以是圓柱體或多邊形體，根據復合型樁 體的大小不同可選擇長度為500mm 4000mm之間。
4、 根據權利要求3所述的扭入式預制樁尖與現澆砼樁身的復合型樁體， 其特征在于所述的樁尖體(2)的圓柱體或多邊形體的外表面由下自上圍 繞著螺旋鉆進齒(3)，在最下部的1/3螺距的鉆進齒其高度是從零到預定尺 高逐漸變化的，其余部分的螺旋鉆進齒為預定高度。
5、 根據權利要求1所述的扭入式預制樁尖與現澆砼樁身的復合型樁體， 其特征在于所述的預制樁尖(F)可分為砼預制樁尖、鋼預制樁尖、以及 能夠滿足力學性能和使用要求的復合型材料。
6、 一種扭入式預制樁尖與現澆砼樁身的復合型樁體的制作方法，其特 征在于首先在所要打樁的樁位進行引孔，然后將鉆機就位，利用鉆機的 副巻揚將預制樁尖(F)吊入引孔中，然后將鉆桿下端套入傳遞連接柄(1) 上，調整鉆桿到最佳鉆進位置，開始鉆進；當鉆進至設計標高時，停止鉆 進；通過鉆桿內部的混凝土灌注通道開始灌注混凝土，同時往上提拔鉆桿， 此時鉆桿與預制樁尖(F)脫離，預制樁尖(F)留在設計標高處的地層中； 當鉆桿完全脫離地面，混凝土灌注完畢。
7、 根據根據權利要求6所述的扭入式預制樁尖與現澆砼樁身的復合型 樁體的制作方法，其特征在于所述的引孔的直徑略大于預制樁尖(F)的 螺旋鉆進齒(3)的最大外徑，引孔深度大于2/3預制樁尖(F)的長度且小 于等于預制樁尖(F)的長度。
全文摘要
一種扭入式預制樁尖與現澆砼樁身的復合型樁體及制作方法，其復合型樁體包括預制樁尖(F)和現澆砼樁身(H)兩部分；預制樁尖(F)包括傳遞連接柄、樁尖體、螺旋鉆進齒、鉆進尖，現澆砼樁身(H)由鉆機鉆進的孔位向上提拔鉆桿的同時灌注的混凝土構成。其制作方法是在所要打樁的樁位進行引孔，將鉆機就位，利用鉆機的副卷揚將預制樁尖吊入引孔中，然后將鉆桿下端套入傳遞連接柄上，調整鉆桿開始鉆進；當鉆進至設計標高時，停止鉆進；通過鉆桿內部的混凝土灌注通道開始灌注混凝土，同時往上提拔鉆桿，此時鉆桿與預制樁尖脫離，預制樁尖留在設計標高處的地層中；當鉆桿完全脫離地面，混凝土灌注完畢。
文檔編號E02D5/22GK101200891SQ20071019302
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月3日 優先權日2007年12月3日
發明者王力緯 申請人:河南六建建筑集團有限公司