[發明專利]用于渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備及方法

有效

• 申請號: 201410113666.8
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103835289A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 李春寶;薛世峰;劉曉輝
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E02D5/48
• 分類號: E02D5/48
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

1.一種渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，包括：樁頭、鋼套管、旋轉配件、徑向渦壓葉片、軸向渦壓葉片；其特征在于：樁頭設置在鋼套管的底部，旋轉配件安裝在鋼套管的頂部，徑向渦壓葉片安裝在鋼套管開口處的內側，軸向渦壓葉片安裝在徑向渦壓葉片的頂部。

2.根據權利要求1所述的渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，其特征在于：靠近鋼套管底部約一米處，沿鋼套管的軸向對稱開設一對渦壓腔出口。

3.根據權利要求1-2所述的渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，其特征在于：每個開口的寬度為鋼套管1/4周長，開口高度與徑向渦壓葉片的端部高度相同。

4.根據權利要求1-3所述的渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，其特征在于：徑向渦壓葉片由兩個完全相同的半圓環鋼板反對稱焊接而成，徑向渦壓葉片水平向呈S形，徑向渦壓葉片頂部中間高、兩端低；徑向渦壓葉片兩端之間的直線距離與鋼套管的直徑相同；S形徑向渦壓葉片的兩端分別與渦壓腔出口的豎向側邊焊接固定，徑向渦壓葉片所采用的鋼材型號、鋼板厚度與鋼套管的鋼材型號、鋼板厚度相同。

5.根據權利要求1-4所述的渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，其特征在于：軸向渦壓葉片設置在徑向渦壓葉片的頂部。

6.根據權利要求1-5所述的渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，其特征在于：軸向渦壓葉片底端位于焊縫的上部，軸向渦壓葉片與鋼套管中心軸線成45度角，軸向渦壓葉片頂端終止于徑向渦壓葉片頂端中間最高點處，軸向渦壓葉片與徑向渦壓葉片、鋼套管之間的連接為焊接，三者的鋼材型號相同。

7.根據權利要求1-6所述的渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，其特征在于：所述的樁頭，采用預制混凝土結構，上部為圓柱體，下部為圓錐體，圓柱體的頂端形成一圓柱形凸臺。

8.根據權利要求1-7所述的渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，其特征在于：所述的鋼套管，為金屬圓管，鋼套管的內徑比預制混凝土樁頭圓柱形凸臺的外徑略大，以保證預制混凝土樁頭的頂部恰好能夠嵌入到鋼套管底部，并留有一定空隙。

9.根據權利要求1-8所述的渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁設備，其特征在于：鋼套管頂部設置的旋轉配件為旋轉齒輪，旋轉齒輪內側為光圓柱面、外側設有嚙合齒；旋轉齒輪的內徑與鋼套管的外徑相同，旋轉齒輪的頂面與鋼套管的頂面齊平，旋轉齒輪箍焊在鋼套管的頂部。

10.一種渦壓擠擴混凝土分層擴徑樁的成樁方法，利用權利要求1-9所述的渦壓擠擴混凝土分層擴徑成樁的設備，其特征在于，具體驟如下：

第一步：鋼套管就位：將混凝土預制樁頭對準要錘管入土的部位，將鋼套管座落在混凝土預制樁頭上；

第二步：錘管入土：利用夯錘將鋼套管連同混凝土預制樁頭一同打入土層至預定標高；

第三步：灌注混凝土：將擴徑樁所用的混凝土從鋼套管頂部灌注到鋼套管內；

第四步：旋扭套管：將旋扭動力設備連接到鋼套管頂部的旋轉齒輪上，通過轉動旋轉齒輪帶動鋼套管一同旋轉，在徑向渦壓葉片和軸向渦壓葉片的擠壓驅動作用下，套管內混凝土經過渦壓腔口被沿水平方向渦壓擠擴到周圍土體中，起到擴徑、擠密的作用，達到渦壓擴徑的目的；旋扭至預先設計的擴徑尺寸之后，結束旋扭；

第五步：提升套管：完成渦壓擴徑之后，提升鋼套管至上一土層需要形成擴徑部的部位；

第六步：實施上一土層的渦壓擴徑：重復第三步～第四步，完成上一層土層的渦壓擴徑；根據工程需要形成擴徑部的數量，可重復實施第三步～第五步；

第七步：拔出鋼套管：將所有需要形成擴徑部的部位實施渦壓擠擴完畢之后，將混凝土灌注到鋼套管內部至地面位置，緩慢拔出鋼套管，插入鋼筋籠，完成該樁的渦壓擠擴工作。