[發明專利]素混凝土樁及其施工器具和施工方法

在審

• 申請號: 201910018491.5
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109680679A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 高磊;張振雷;王權;張倫釗;涂文錦
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D5/34
• 分類號: E02D5/34;E02D5/72;E02D7/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種素混凝土樁及其施工器具和施工方法，素混凝土樁為雪花型，包括樁身、位于樁身頂端的蓋板；采用錘擊沉管方式將素混凝土樁樁模打入地基后，在樁模沉管的空腔內澆注混凝土，邊拔管、邊錘擊、邊繼續澆筑，形成現澆雪花型混凝土樁。分區段打設若干雪花型素混凝土樁，然后在素混凝土樁上方鋪設鋼筋網片，使群樁整體聯接。本發明的混凝土樁與土體接觸體表面積較大，具有較高的樁側摩擦力，提高了樁體承載力；單位橫截面面積具有更高的承載力；在樁上部布置鋼筋網片，可有效控制橋頭段差異沉降；對于涵洞和通道等軟土層深度中等且填土較高的部位，采用本發明可以提高土的抗剪強度，降低軟弱土的壓縮性，減少沉降和不均勻沉降。

技術領域

本發明涉及巖土及地質工程中的混凝土樁，尤其涉及素混凝土樁及其施工器具和施工方法。

背景技術

樁的承載能力是由樁端阻力和樁側摩阻力共同提供的。現有的圓柱狀的現澆混凝土樁主要是由樁側摩阻力來提供承載力，地基加固效果弱。剛性樁復合地基的加固能力好，但是加固費用高。高速公路往往存在著橋頭跳車的問題，這是由于路基土發生了差異沉降，涵洞和通道等軟土層也存在不均勻沉降問題，這些問題關系到了公路、隧道的安全運營和人們的生命安全保障。所以亟需一種能充分利用樁側摩阻力和樁端阻力，既具有剛性樁一樣高承載能力又經濟實用的樁基礎來解決此類問題。

發明內容

發明目的：針對以上問題的不足之處，本發明的目的是提供一種素混凝土樁及其施工器具和施工方法，該素混凝土樁的樁身為雪花型，混凝土樁具有較高樁側摩阻力和樁端阻力的素混凝土樁，在保障必要的樁承載力的情況下，提高了單位混凝土強度和利用率，減小材料的使用。

技術方案：本發明素混凝土樁，包括多個素混凝土樁單元；每個素混凝土樁單元包括樁身和位于樁身頂端的蓋板，樁身由一個等邊星型腹板部與凸緣部組成，蓋板為三個Y型字組成的加寬素混凝土板，樁身與蓋板均由素混凝土澆筑。

樁身的橫截面為雪花型，蓋板為三個夾角為120°的Y型字組成的加寬素混凝土板，該雪花型素混凝土樁采用錘擊沉管方式將雪花型素混凝土樁樁模套上鋼板樁尖打入地基至設計深度，然后在樁模沉管的空腔內澆注混凝土，邊拔管、邊錘擊、邊繼續澆筑，形成現澆雪花型混凝土樁。分區段打設若干雪花型素混凝土樁，打設完成后在素混凝土樁上方鋪設鋼筋網片，使群樁整體聯接。其中的雪花型素混凝土樁樁模為外輪廓為雪花型的樁模沉管。

本發明所使用的錘擊打樁機擊打前要在雪花型素混凝土樁樁模上扣一個鋼樁帽，再用樁錘擊打，樁模與樁帽之間設有彈性墊層，樁帽的下半部分的形狀為與樁模外輪廓形狀相同的雪花型，深度為350～400mm，與樁模之間留有20～30mm的空隙，樁帽的上半部分為圓管形。

雪花型素混凝土樁樁模由1.3cm～1.7cm厚的鋼板焊接而成；樁模上端設有混凝土漏斗，方便混凝土澆筑。

鋼樁尖由9片鋼板焊接而成，具有與樁模外輪廓形狀相同的雪花型。

雪花型素混凝土樁腹板部以及凸緣部長度為0.35～0.45m，寬度為0.08～0.12m，整體樁長可以達到15m左右。

雪花型素混凝土樁在樁頂澆筑形成0.2～0.3m厚的混凝土蓋板，蓋板上再鋪設鋼筋網片。

雪花型素混凝土樁的沉樁施工方法，包括以下步驟：

(1)在雪花型素混凝土樁打設前對現場通水、通電、通路，平整場地，然后放線布置樁位；

(2)用樁架吊起樁模沉管，對準預設在樁位的鋼樁尖，套上樁尖后，放下樁模沉管，壓入土中；

(3)檢查樁錘、樁帽和樁模是否在同一垂直線上，當樁管傾斜小于0.5％時錘擊樁模；先低錘輕擊，如果樁模沒有發生偏移就進行正常施打至標高；

(4)確認樁模內沒有水或者泥漿后澆灌混凝土；第一次澆灌混凝土時，應盡量灌滿，邊拔樁模邊澆筑混凝土，要始終保持樁模內混凝土高于地面；