[發明專利]用于現澆擴底楔形鋼筋混凝土樁的振動打樁機及施工方法

無效

• 申請號: 200910308403.1
• 申請日: 2009-10-19
• 公開（公告）號: CN101672034A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 孔綱強;楊慶
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E02D5/44
• 分類號: E02D5/44;E02D5/48;E02D11/00;E02D5/66;E02D5/72;E02D15/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于建筑樁基礎技術領域，涉及一種現澆擴底楔形鋼筋混凝土樁施工方法。

背景技術

樁基礎豎向承載力由樁側摩阻力和樁端阻力兩部分組成。傳統的等截面樁存在單位材料強度利用率低、樁體受樁側負摩阻力影響顯著等不足；楔形樁、擴底樁等通過改變樁體縱向截面形式能有效地提高單位材料強度利用率。在本發明之前，楔形樁，如中國專利預應力錐形管樁(ZL200420063381.x)等，利用倒錐形體斜面，將部分垂直向下的力轉化為水平力，充分發揮樁側土體承載能力，從而提高樁側摩阻力；較等截面樁而言，有更好的土層穿透力、更高的樁體單位承載力等方面的優勢；但是由于樁底截面積較小，導致樁端阻力發揮受到限制。擴底樁，如中國專利ZL200410102711.6和ZL200510009681.9等，是在傳統等截面樁的基礎上，對樁底進行擴大頭以增大樁端截面積，從而提高樁端阻力值；但是該法對樁側摩阻力的提高并無改進，且容易受到樁側負摩阻力的影響而削落樁基礎整體承載能力。

發明內容

本發明克服上述缺陷，提供了一種可以同時提高樁側正摩阻力和樁端阻力值，且有效降低樁側負摩阻力對樁體影響的現澆擴底楔形鋼筋混凝土樁施工方法。

本發明所使用的振動打樁機上部設有振動頭、鋼制蓋板螺絲鉚接振動頭和楔形鋼制套管，振動打樁機的振動頭下部與可裝卸的鋼制蓋板連接，鋼制蓋板下端與帶活瓣樁靴的楔形鋼制套管連接；楔形鋼制套管中間為空腔、底端連接活瓣式樁靴，鋼制蓋板中間設置圓孔，楔形鋼制套管具有較高的剛度和強度；活瓣樁靴由鎖軸和活瓣組成；楔形鋼制套管上部外側設置混凝土進料口，且楔形鋼制套管外側設置可以觀測沉樁深度的標志；楔形鋼制套管、活瓣樁靴和小型夯擊錘構成沉樁專用成模裝置。楔形鋼制套管由部分等截面段和楔形段組成，其整體樁長在5-30米之間，楔形段楔形角在0°-5°。

其施工方法如下：

將帶活瓣樁靴的樁模套管在指定的打樁位置就位；

啟動振動頭向下振動，將樁模套管打至指定位置；

通過混凝土進料口向楔形鋼制套管空腔內注入CFG等干硬性混凝土固體填料；

啟動振動頭振動，填筑干硬性性固體填料之前，將楔形鋼制套管上拔0.2-1.0m，上拔速率為0.5-1.4m/min，以便活瓣樁靴更容易打開和填料的擠擴；

打樁機上換安一個小型夯擊錘，對套管底部填料進行夯擊以形成擴大頭；

利用自重或者振動力將鋼筋籠下放到指定位置；

重新啟動振動頭振動，將套管向上拔出地面，并同時通過進料口向套管內填筑混凝土以形成上部楔形樁身，最終形成擴底楔形樁。

本發明的優點和益處在于：與等截面現澆鋼筋混凝土樁相比，當要達到同等承載力條件時，現澆擴底楔形樁具有更優化合理的截面受力形式，明顯節省混凝土用量，從而節約造價；與常規擴底樁相比，楔形樁身的設置提高了樁側正摩阻力，并同時能有效降低負摩阻力對樁身的影響；與常規楔形樁相比，擴大頭的設置有效地提高樁端阻力值。現澆擴底楔形樁屬于剛性樁，邊振動邊加壓的沉管方式以及夯擊擴底方式使得該樁型處理深度可達到30米左右，其施工工藝簡單、施工壓入效率高、可操作性強，便于質量控制、檢測，單樁承載力高。

附圖說明

圖1為本發明的一種結構示意圖。

圖2為本發明的鋼制蓋板結構示意圖。

圖3為本發明的楔形鋼制套管結構示意圖。

圖4(a)為本發明的活瓣樁靴打開狀態結構示意圖。

圖4(b)為本發明的活瓣樁靴閉合狀態結構示意圖。

圖5為本發明的施工過程示意圖，其中a為振動沉樁模，b為樁模沉管完成，c為填筑干硬性混凝土固體填料，d為夯擊形成擴大頭，e為下放鋼筋籠，f為振動拔管澆注混凝土，成樁。

圖中：1為振動打樁機，2為振動頭，3為鋼制蓋板，4為楔形鋼制套管，5為鋼制蓋板中的圓孔，6為活瓣樁靴，7為鎖軸，8為活瓣，9為混凝土進料口，10為觀測沉樁深度的標志，11為小型夯擊錘，12為鋼筋籠。

具體實施方式

以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施例。本發明的保護范圍并不僅僅局限于本實施方式的描述。