專(zhuān)利名稱(chēng)：沉管壓灌樁全過(guò)程施工用組合樁管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及樁基礎(chǔ)施工技術(shù)領(lǐng)域中的沉管壓灌樁全過(guò)程施工使用的一種組合樁管。
背景技術(shù)：
申請(qǐng)?zhí)枮?01110172486. 3、申請(qǐng)日為2011年6月24日、申請(qǐng)人為畢建東的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利沉管灌注樁全過(guò)程施工方法及其專(zhuān)用裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為201110172486. 3專(zhuān)利)，提出了沉管壓灌樁的概念，做法是沉管到位后，上拔樁管的同時(shí)，通過(guò)灌注管泵送混凝土，插入鋼筋籠后成樁；并給出了試樁、測(cè)樁的方法及其專(zhuān)用裝置。 201110172486. 3專(zhuān)利所存在的問(wèn)題或可優(yōu)化的地方是(I)泵送混凝土是用地面上的混凝土泵，通過(guò)輸送管，包括向上的輸送管，將混凝土輸送到灌注管上口，路線較長(zhǎng)，彎曲較多，容易造成堵管。在錘擊的過(guò)程中，如不將輸送管、灌注管斷開(kāi)，向上的輸送管中的混凝土中的石子受振下沉堵管，處理麻煩，影響效率，浪費(fèi)混凝土 ；如將輸送管、灌注管斷開(kāi)，將造成反復(fù)斷、接，亦很麻煩。最嚴(yán)重的問(wèn)題是因較難有效排氣，不易保證混凝土質(zhì)量——這是壓灌樁的通病，樁承載力越高，這個(gè)問(wèn)題越突出。(2)需要單獨(dú)設(shè)置拔管裝置，如用油缸靜力拔管，或用振動(dòng)裝置振動(dòng)拔管，因此，樁機(jī)構(gòu)造較為復(fù)雜，成本相對(duì)較高；上拔樁管、同時(shí)泵送混凝土，難以保證拔管與泵送混凝土的速度匹配，控制難度較大，易造成斷樁。(3)內(nèi)錘直接打擊樁管下板,沖擊應(yīng)力較聞,貫入效率較低。
發(fā)明內(nèi)容為進(jìn)一步降低沉管壓灌樁成本、提高質(zhì)量和效率，結(jié)合沉管壓灌樁的特點(diǎn)，以201110172486. 3專(zhuān)利為技術(shù)基礎(chǔ)，本實(shí)用新型提供了沉管壓灌樁全過(guò)程施工方法使用的一種組合樁管。I.組合樁管本實(shí)用新型提供的沉管壓灌樁全過(guò)程施工方法使用的組合樁管為由沉管系統(tǒng)、混凝土壓灌系統(tǒng)和端阻力檢測(cè)系統(tǒng)組合而成的樁管。如圖I 圖5所示，其構(gòu)成如下I. I主管2與動(dòng)力總成6、料斗9為同心且等外徑的圓形，主管2在動(dòng)力總成6下，料斗9在動(dòng)力總成6上，用螺紋連接或焊接成為整體；I. 2主管2、動(dòng)力總成6、料斗9外的一側(cè)，通過(guò)連接板17與圓形的灌注管3焊接；另一側(cè)通過(guò)連接板17與圓形的排氣管4焊接；I. 3下板I為外形略大于主管2與灌注管3、排氣管4用連接板17焊好后的外形的柱形臺(tái)體，兩側(cè)有與灌注管3、排氣管4同心且等內(nèi)徑的圓孔15 ；[0016]I. 4下板I上部有與主管2同心且等內(nèi)徑的凹入，凹入內(nèi)有緩沖墊12 ;下部上有水平通道13，下有豎直通道14;I. 5水平通道13的水平截面為與主管2同心的圓環(huán)形，并與圓孔15連通；水平通道13的豎直截面為圓形；I. 6數(shù)量不少于兩個(gè)的豎直通道14的水平截面為圓形，上與水平通道13連通，下通到下板I底面，沿水平通道13的環(huán)向均勻分布；I. 7主管2、灌注管3、排氣管4下端周邊與下板I焊接；I. 8灌注管3、排氣管4上端有排氣閥10、11 ；I. 9排氣管4內(nèi)套有圓管形的壓桿5 ;壓桿5上端與排氣閥11螺紋連接，下端插入下板I的圓孔15內(nèi)；I. 10動(dòng)力總成6下端，通過(guò)鋼絲繩8，與置于主管2內(nèi)的、圓柱形的內(nèi)錘7相連；動(dòng)力總成6上端，通過(guò)穿過(guò)料斗9側(cè)壁的連接管16，與灌注管3相連；I. 11動(dòng)力總成6下可驅(qū)動(dòng)內(nèi)錘7，通過(guò)緩沖墊12，錘擊下板I ;上可振動(dòng)料斗9內(nèi)的混凝土，并通過(guò)連接管16向灌注管3泵送混凝土。2.墊板用組合樁管進(jìn)行全過(guò)程施工需用圖6、圖7所示的墊板，其構(gòu)成如下2. I外形不小于下板I的薄鋼板21 ；2. 2薄鋼板21底面焊有與下板I的圓孔15、豎直通道14同心、直徑略大的圓形厚鋼板22 ；2. 3薄鋼板21頂面焊有能套進(jìn)下板I的圓孔15或豎直通道14內(nèi)的、數(shù)量不少于兩個(gè)且對(duì)稱(chēng)布置的圓形定位環(huán)23。3.試樁方法使用組合樁管試樁的具體步驟如下3. I組合樁管對(duì)位壓在樁點(diǎn)位置的墊板上；3. 2用動(dòng)力總成6，通過(guò)鋼絲繩8，驅(qū)動(dòng)內(nèi)錘7，通過(guò)緩沖墊12，錘擊下板1，組合樁管整體下沉，至預(yù)定的錘擊貫入度后，停止錘擊；3. 3擰下排氣閥11，下壓壓桿5，得到壓桿5下的樁端阻力；3. 4如果樁端阻力滿(mǎn)足要求，結(jié)束；如果樁端阻力未達(dá)到要求，再錘擊，達(dá)到新定錘擊貫入度，再測(cè)樁端阻力，直到樁端阻力滿(mǎn)足要求為止。4.做樁方法使用組合樁管做樁的具體步驟如下4. I組合樁管對(duì)位壓在樁點(diǎn)位置的墊板上；4. 2用動(dòng)力總成6，通過(guò)鋼絲繩8，驅(qū)動(dòng)內(nèi)錘7，通過(guò)緩沖墊12，錘擊下板1，組合樁管整體下沉，至試樁確定的錘擊貫入度后，停止錘擊；4. 3用動(dòng)力總成6，將料斗9內(nèi)的混凝土，通過(guò)連接管16、灌注管3，泵送到下板I下部，進(jìn)而通過(guò)水平通道13，進(jìn)入豎直通道14，同時(shí)用樁架上的起吊裝置上吊組合樁管；隨著泵送壓力的加大，組合樁管頂起；期間，混凝土中的空氣，通過(guò)排氣閥10、11排出；4. 4當(dāng)有混凝土中的水泥漿從組合樁管外側(cè)冒出時(shí)，降低壓力繼續(xù)泵送混凝土，至組合樁管底面出地面為止；[0042]4. 5旁移組合樁管，讓出樁位后，按已有方法將鋼筋籠插入混凝土中，結(jié)束。5.測(cè)樁方法使用組合樁管測(cè)樁分樁端阻力檢測(cè)和樁側(cè)阻力檢測(cè)，為成樁前檢測(cè)。5. I樁端阻力檢測(cè)的具體步驟如下5. I. I組合樁管對(duì)位壓在樁點(diǎn)位置的墊板上；5. I. 2用動(dòng)力總成6，通過(guò)鋼絲繩8，驅(qū)動(dòng)內(nèi)錘7，通過(guò)緩沖墊12，錘擊下板I,組合樁管整體下沉，至試樁確定的錘擊貫入度后，停止錘擊；5. I. 3擰下排氣閥11，下壓壓桿5，得到壓桿5下的樁端阻力；5. I. 4如果樁端阻力滿(mǎn)足要求，合格；如果樁端阻力未達(dá)到要求，不合格。5. 2樁側(cè)阻力檢測(cè)的具體步驟如下5. 2. I檢測(cè)完樁端阻力后，用緩凝混凝土，按做樁方法將組合樁管頂起一定高度后，停止泵送混凝土；5. 2. 2整體下壓組合樁管，得到樁側(cè)阻力；5. 2. 3如果樁側(cè)阻力滿(mǎn)足要求，合格；接續(xù)進(jìn)行泵送混凝土、插鋼筋籠等步驟的操作，成樁；5. 2. 4如果樁側(cè)阻力未達(dá)到要求，不合格。對(duì)上述說(shuō)明如下(I)動(dòng)力總成6、內(nèi)錘7、鋼絲繩8、緩沖墊12、主管2和下板I組成了組合樁管的沉
管系統(tǒng)。緩沖墊12可采用盤(pán)繞鋼絲繩、碟簧或賽鋼板(聚甲醛板)以及機(jī)油拌砂或土等。(2)動(dòng)力總成6、灌注管3、排氣管4、下板I以及料斗9、排氣閥10、11和連接管16組成了組合樁管的混凝土壓灌系統(tǒng)；利用泵送混凝土的壓力，該系統(tǒng)同時(shí)可完成頂管功能。(3)壓桿5、排氣管4組成了組合樁管的端阻力檢測(cè)系統(tǒng)；端阻力檢測(cè)是依照201110172486. 3專(zhuān)利中的小面積法，用下壓壓桿5完成的；排氣管4在此起到保證壓桿5受壓穩(wěn)定的作用。(4)動(dòng)力總成6具有驅(qū)動(dòng)內(nèi)錘7和振動(dòng)、泵送混凝土的功能；其振動(dòng)功能可排出料斗9中的混凝土中的空氣。(5)如果僅用灌注管3頂管，因其水平截面積較小，所需的混凝土泵送壓力會(huì)相當(dāng)大；下板I下部特殊設(shè)計(jì)的水平通道13和豎直通道14，目的是解決混凝土泵送壓力問(wèn)題，同時(shí)要保證下板I的抗錘擊能力。(6)灌注管3、排氣管4以及排氣閥10、11，可排出最初泵送混凝土?xí)r，灌注管3中的空氣，以及正常泵送混凝土期間，混凝土在料斗9中未完全排出的空氣。(7)墊板墊板的作用一是將下板I底面與土隔離，使下板I底面不粘土，保證混凝土質(zhì)量；二是封堵下板I底面的豎直通道14和圓孔15，防止水、土進(jìn)入。定位環(huán)23可固定墊板與下板I的相對(duì)位置。試樁、做樁或測(cè)樁后，墊板留在樁底。有益效果與201110172486. 3專(zhuān)利相比，本實(shí)用新型提供的組合樁管，將沉管系統(tǒng)、混凝土壓灌系統(tǒng)和端阻力檢測(cè)系統(tǒng)有機(jī)組合在一起，頂管與混凝土灌注兩項(xiàng)需求合二為一，可系統(tǒng)完成包括試樁、做樁和測(cè)樁在內(nèi)的沉管壓灌樁的全過(guò)程施工，設(shè)備簡(jiǎn)單，控制容易，不易堵管，節(jié)省混凝土，利于保證混凝土質(zhì)量、提高施工效率。本實(shí) 用新型提供的組合樁管中設(shè)有緩沖墊，內(nèi)錘錘擊下板時(shí)，可降低組合樁管各部位應(yīng)力，提高貫入效率。因此，本實(shí)用新型較201110172486. 3專(zhuān)利，具有更好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益。

圖I是組合樁管構(gòu)成示意圖；圖2是圖I中的內(nèi)錘7部位橫剖面示意圖；圖3是圖I中的下板I的水平通道13部位橫剖面示意圖；圖4是圖I中的下板I的頂面下看軸測(cè)示意圖；圖5是圖I中的下板I的底面上看軸測(cè)不意圖；圖6是墊板平面不意圖；圖7是圖6的橫剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
某建筑工程場(chǎng)地，自上而下的土層2m厚雜填土, 8m厚可塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土, 2m厚全風(fēng)化泥巖，2m厚強(qiáng)風(fēng)化泥巖，以下為中風(fēng)化泥巖。設(shè)計(jì)樁徑800mm，樁長(zhǎng)16m，樁端持力層為中風(fēng)化泥巖，單樁極限承載力2100t，其中樁端極限阻力1700t，樁側(cè)極限阻力400t。組合樁管基本數(shù)據(jù)主管2外徑800mm，壁厚30mm，高12m ;灌注管3、排氣管4、連接管16外徑133mm,壁厚IOmm ;壓桿5外徑113mm,壁厚IOmm ;下板I周邊大出主管2、灌注管3、排氣管4焊好后的相應(yīng)外形20mm,高度500mm,兩側(cè)圓孔15直徑113mm ;下板I上部凹入直徑740mm,深度200mm ;水平通道13水平向圓環(huán)形外徑740mm,內(nèi)徑514mm ;水平通道13豎向?yàn)閳A形,直徑113mm,中心距下板I底面150_ ;六個(gè)豎直通道14沿水平通道13環(huán)向均勻分布，直徑113mm ;動(dòng)力總成6外徑800mm,高5m,總功率200kW,用液壓方式驅(qū)動(dòng)內(nèi)錘7，最高頻率每分鐘50次，最低頻率每分鐘20次；動(dòng)力總成6用液壓方式泵送混凝土，最大壓力25MPa，最大流量每小時(shí)100立方米；內(nèi)錘7直徑700mm，長(zhǎng)6m，重18t ;緩沖墊12為圓形賽鋼板，直徑720mm,厚150mm ;料斗9外徑800mm,壁厚IOmm,高2. 5m,容積約為I. 0立方米。組合樁管總高度為20m。墊板基本數(shù)據(jù)薄鋼板21 :厚3mm,周邊較下板I周邊大出IOmm ;厚鋼板22 :厚20mm,直徑133_ ;定位環(huán)23 :外徑103mm,內(nèi)徑83mm,高20_。I.試樁(I)組合樁管對(duì)位壓在樁點(diǎn)位置的墊板上，開(kāi)始錘擊，最大落距2. Om ;當(dāng)最后10錘平均貫入度不大于IOmm時(shí)，停止錘擊，此時(shí)組合樁管入土深度約15. 5m ；(2)擰下排氣閥11，下壓壓桿5，得到壓桿5下的樁端阻力為55t，換算至全截面樁端極限阻力為1370t，未達(dá)到要求；(3)再錘擊，當(dāng)最后10錘平均貫入度不大于5mm時(shí),停止錘擊,此時(shí)組合樁管入土深度約16. 5m ；(4)再下壓壓桿5，得到壓桿5下的樁端極限阻力為69t，換算至全截面樁端極限阻力為1720t，滿(mǎn)足要求，試樁結(jié)束。2.做樁(I)按試樁的步驟，達(dá)到預(yù)定的錘擊貫入度——最后10錘平均貫入度不大于5mm，停止錘擊，組合樁管入土深度在16 17m ；(2)通過(guò)灌注管3，以最大20MPa的壓力泵送C80混凝土，同時(shí)用樁架上的起吊裝置上吊組合樁管；當(dāng)組合樁管上移約Sm時(shí)，組合樁管周邊冒漿；(3)降低壓力繼續(xù)泵送混凝土，至組合樁管底面出地面為止；(4)旁移組合樁管，讓出樁位后，按已有方法將鋼筋籠插入混凝土中，結(jié)束。3.測(cè)樁 (I)按試樁方法的步驟，達(dá)到預(yù)定的錘擊貫入度，停止錘擊；(2)檢測(cè)樁端阻力下壓壓桿5，得出壓桿5下的樁端極限阻力為70t，換算至全截面樁端極限阻力為1750t，滿(mǎn)足要求；(3)檢測(cè)樁側(cè)阻力通過(guò)灌注管3，以最大20MPa的壓力泵送C80緩凝混凝土 ；當(dāng)組合樁管上頂約IOOmm時(shí)，暫停泵送混凝土 ；然后，整體下壓組合樁管，檢測(cè)樁側(cè)極限阻力為410t，滿(mǎn)足要求；(4)接續(xù)進(jìn)行泵送混凝土、插鋼筋籠等步驟的操作，成樁。
權(quán)利要求1.沉管壓灌樁全過(guò)程施工使用的組合樁管，其特征在于，其為由沉管系統(tǒng)、混凝土壓灌系統(tǒng)和端阻力檢測(cè)系統(tǒng)組合而成的樁管； 該組合樁管的構(gòu)成如下 I. I主管⑵與動(dòng)力總成(6)、料斗(9)為同心且等外徑的圓形，主管⑵在動(dòng)力總成(6)下，料斗(9)在動(dòng)力總成(6)上，用螺紋連接或焊接成為整體； I. 2主管(2)、動(dòng)力總成(6)、料斗(9)外的一側(cè)，通過(guò)連接板(17)與圓形的灌注管(3)焊接；另一側(cè)通過(guò)連接板(17)與圓形的排氣管(4)焊接； I. 3下板(I)為外形略大于主管(2)與灌注管(3)、排氣管(4)用連接板(17)焊好后的外形的柱形臺(tái)體，兩側(cè)有與灌注管(3)、排氣管(4)同心且等內(nèi)徑的圓孔(15)； I. 4下板(I)上部有與主管(2)同心且等內(nèi)徑的凹入，凹入內(nèi)有緩沖墊(12);下部上有水平通道(13)，下有豎直通道(14)； I. 5水平通道(13)的水平截面為與主管⑵同心的圓環(huán)形，并與圓孔(15)連通；水平通道(13)的豎直截面為圓形； I. 6數(shù)量不少于兩個(gè)的豎直通道(14)的水平截面為圓形，上與水平通道(13)連通，下通到下板(I)底面，沿水平通道(13)的環(huán)向均勻分布； I. 7主管(2)、灌注管(3)、排氣管(4)下端周邊與下板(I)焊接； I. 8灌注管(3)、排氣管(4)上端有排氣閥(10)、(11)； I. 9排氣管(4)內(nèi)套有圓管形的壓桿(5);壓桿(5)上端與排氣閥(11)螺紋連接，下端插入下板⑴的圓孔(15)內(nèi)； I. 10動(dòng)力總成(6)下端，通過(guò)鋼絲繩(8)，與置于主管⑵內(nèi)的、圓柱形的內(nèi)錘(7)相連；動(dòng)力總成(6)上端，通過(guò)穿過(guò)料斗(9)側(cè)壁的連接管(16)，與灌注管(3)相連； I. 11動(dòng)力總成(6)下可驅(qū)動(dòng)內(nèi)錘(7)，通過(guò)緩沖墊(12)，錘擊下板(I);上可振動(dòng)料斗(9)內(nèi)的混凝土，并通過(guò)連接管(16)向灌注管(3)泵送混凝土。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了沉管壓灌樁全過(guò)程施工使用的組合樁管。所提供的組合樁管為由沉管系統(tǒng)、混凝土壓灌系統(tǒng)和端阻力檢測(cè)系統(tǒng)組合而成的樁管，并將頂管與混凝土灌注兩項(xiàng)需求合二為一，可系統(tǒng)完成包括試樁、做樁和測(cè)樁在內(nèi)的沉管壓灌樁的全過(guò)程施工，設(shè)備簡(jiǎn)單，控制容易，不易堵管，節(jié)省混凝土，利于保證混凝土質(zhì)量、提高施工效率，具有良好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E02D5/38GK202509487SQ20112049452
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者畢建東 申請(qǐng)人:畢建東