專利名稱：鉆孔樁非水下灌注混凝土的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑領(lǐng)域，具體是一種用于建筑領(lǐng)域中回旋鉆孔或沖擊鉆孔非水 下灌注混凝土樁基礎(chǔ)的裝置，本發(fā)明還涉及使用上述裝置對(duì)鉆孔進(jìn)行非水下灌注 混凝土的方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)鉆孔灌注樁成孔是用泥漿護(hù)壁，只能采用水下灌注混凝土的方法。水下 灌注混凝土的方法是將一與孔深相適應(yīng)的、較長的灌注導(dǎo)管伸入孔內(nèi)并到達(dá)孔的 底部，然后將混凝土經(jīng)該導(dǎo)管由孔的底部開始灌注，同時(shí)將孔內(nèi)的水排出；隨著 灌注混凝土的厚度不斷增加，需要將灌注導(dǎo)管逐步向上拉起，灌注過程中須保證 灌注導(dǎo)管的管口始終被混凝土覆蓋著。由于泥漿會(huì)稀釋混凝土，用于水下灌注的 混凝土配比必須提高一個(gè)等級(jí)， 一般要多用20%的水泥，造成單方造價(jià)高。此 外，上述水下灌注混凝土?xí)r，孔內(nèi)沒有設(shè)置任何其他間隔的裝置，即在灌注時(shí)， 混凝土需要充滿整個(gè)孔；而事實(shí)上用混凝土灌注成的樁基礎(chǔ)僅需要保證樁基礎(chǔ)的 樁壁達(dá)到一定的厚度就已經(jīng)能夠滿足高強(qiáng)度的要求，其中心的混凝土不僅沒有起 到實(shí)質(zhì)的作用，而且會(huì)增加樁基礎(chǔ)的重量。
同時(shí)，由于水下灌注混凝土的方式是孔內(nèi)的水直接與未凝固的混凝土相接 觸，混在水中的沙石等雜質(zhì)可能進(jìn)到混凝土中，使得樁基礎(chǔ)產(chǎn)生如離析、斷樁、 夾泥等的質(zhì)量缺陷，容易造成安全事故。有的樁基因缺陷無法修復(fù)而報(bào)廢，不僅 造成資金的浪費(fèi)，同時(shí)也浪費(fèi)了資源。
再者，水下灌注混凝土必須使用符合要求的灌漿導(dǎo)管，接頭要密封，用前要 檢査、試驗(yàn)，由于灌注導(dǎo)管的管口始終被混凝土覆蓋著，灌注過程中還要經(jīng)常串 動(dòng)灌注導(dǎo)管，以防堵管，操作比較復(fù)雜，所需的工時(shí)也比較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一，就是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，且在滿
4足樁基礎(chǔ)的強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上能夠節(jié)省混凝土原料、縮短工時(shí)的鉆孔樁非水下灌 注混凝土的裝置。
解決上述問題，可以通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)-
鉆孔樁非水下灌注混凝土的裝置，其特征在于包括排水管和管狀的內(nèi)模單 元，首節(jié)內(nèi)模單元的底部連接有密封蓋板，蓋板下接一管靴，其結(jié)構(gòu)為大頭朝下 的截頭錐殼，截頭錐殼大頭的外徑等于鉆孔樁徑；排水管從內(nèi)模單元中穿過密封 蓋板中間孔伸至管靴中并固定在密封蓋板上構(gòu)成一澆灌單元。
在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明可以作以下的改進(jìn)
所述的內(nèi)模單元頂端和底端設(shè)有可插接的結(jié)構(gòu)。
所述的管靴的軸向剖面成等腰梯形，該管靴和內(nèi)模單元均沿圓周分成相等的 兩份或兩份以上，各份之間為拆卸式連接。
所述的內(nèi)模單元管的外面設(shè)置有管狀鋼筋籠。
所述的排水管和內(nèi)模為同軸安裝，保證本裝置的重心位于整個(gè)裝置的中心， 在灌注混凝土?xí)r，能夠使本裝置保持良好的平衡狀態(tài)。
內(nèi)模單元和管靴設(shè)計(jì)成容易縱向拆分的若干塊，方便在混凝土灌注完成且 100%強(qiáng)度時(shí)將內(nèi)模單元和管靴從混凝土上拆卸下來。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二，是提供一種利用上述裝置來進(jìn)行混凝土孔樁 非水下灌注的方法，該方法操作簡單、花費(fèi)的成本比較低且所需工時(shí)比較短。
其包括以下順序的步驟
(1) 首先將由排水管、首節(jié)內(nèi)模單元、密封蓋板和管靴連接成澆灌單元， 并吊至鉆孔樁成孔的孔口，且將排水管的上端連接抽水裝置；
(2) 然后邊降邊在內(nèi)模單元外和鉆孔內(nèi)壁之間的空間內(nèi)灌注混凝土，同時(shí) 同體積的水由排水管排出；
(3) 混凝土達(dá)到100%強(qiáng)度后用機(jī)械吊籠送人下去拆卸排水管、內(nèi)模單元、 密封蓋板和管靴；(4)用吊桶送料在鉆孔底部灌注樁底混凝土，初凝后回填砂至密實(shí)，樁頭 預(yù)留與沉臺(tái)混凝土結(jié)合的空間。
本方法灌注的混凝土始終沒有與孔內(nèi)的水相接觸，可實(shí)現(xiàn)非水下灌注混凝土。
在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明可以作以下的改進(jìn)
所述的步驟(2)每灌注2m的混凝土震搗一次，排出氣泡密實(shí)結(jié)構(gòu)。 在按照所述的步驟(3)灌注混凝土需要接駁內(nèi)模單元時(shí)，先將內(nèi)模單元插
接好，然后繼續(xù)灌注混凝土，反復(fù)重復(fù)該步驟，直到混凝土灌注至鉆孔的設(shè)計(jì)標(biāo)
高頂端。
在所述的步驟(2)開始灌注混凝土之前在內(nèi)模單元的外壁和鉆孔的內(nèi)壁之
間的設(shè)置鋼筋籠，接駁時(shí)，先將內(nèi)模單元插接好再駁焊鋼筋籠。
在按照所述的步驟(2)之前將一與內(nèi)模單元和鉆孔孔口相適配的漏斗安裝 在內(nèi)模單元上，然后經(jīng)該漏斗灌注混凝土；在所述的步驟(4)灌注樁底混凝土
前先用人工清理井底的沉渣。
本發(fā)明的有益效果
(1) 可節(jié)省20%的水泥用量，混凝土單價(jià)可因此降低15%。
(2) 直接從井口澆筑混凝土，使操作程序簡化，質(zhì)量可控，混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)。
(3) 孔底沉渣清零，消除了樁基礎(chǔ)下沉的隱患。
(4) 拆模后，可以載人下井檢查澆筑質(zhì)量，無須聲測或動(dòng)測，還可以用攝 像取代鉆探取樣，樁基礎(chǔ)缺陷可以及時(shí)進(jìn)行修繕，節(jié)省檢測和處治的費(fèi)用。
(5) 灌注單元靠水的浮力控制下降，不消耗動(dòng)力，每根樁至少能節(jié)省400 度電，對(duì)節(jié)約能源具有實(shí)際意義。
(6) 鉆孔中的水始徑不與鋼筋接觸，是防海水氯離子浸蝕鋼筋的有效措施。


圖1是本發(fā)明的鉆孔樁非水下灌注混凝土的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是沿圖1中A-A線的剖視示意圖； 圖3是圖1的俯視圖4是使用本發(fā)明的鉆孔樁非水下灌注混凝土的方法的示意圖，此時(shí)在內(nèi)模 外壁與鉆孔之間灌注混凝土；
圖5是使用本發(fā)明的鉆孔樁非水下灌注混凝土的方法的示意圖，此時(shí)內(nèi)模外 壁與鉆孔之間已灌滿混凝土，孔內(nèi)的水已排干；
圖6是使用本發(fā)明的鉆孔樁非水下灌注混凝土的方法的示意圖，此時(shí)排水 管、內(nèi)模和管靴均已被拆除，鉆孔底部已灌注封底混凝土，空心部分已填充其他 物質(zhì)。
具體實(shí)施例方式
如圖1 3所示的鉆孔樁非水下灌注混凝土的裝置是本發(fā)明的實(shí)施例一，它 包括了包括排水管3和管狀的內(nèi)模單元1，首節(jié)內(nèi)模單元的底部連接有密封蓋板 4，蓋板4下接一管靴2，其結(jié)構(gòu)為大頭朝下的截頭錐殼，截頭錐殼大頭的外徑 等于鉆孔樁徑；排水管3從內(nèi)模單元1中穿過密封蓋板4中間孔伸至管靴2中并 固定在密封蓋板4上構(gòu)成一澆灌單元。排水管和內(nèi)模為同軸安裝，保證本裝置的 重心位于整個(gè)裝置的中心，在灌注混凝土?xí)r，能夠使本裝置保持良好的平衡狀態(tài)。
其中，管靴2的軸向剖面成等腰梯形，該管靴2和內(nèi)模單元1均沿圓周分成 相等的三份，各份之間和為拆卸式連接；方便在混凝土灌注完成且100%強(qiáng)度時(shí) 將內(nèi)模單元和管靴從混凝土上拆卸下來。
各內(nèi)模單元頂端和底端設(shè)有可插接拆卸的連接結(jié)構(gòu)；在實(shí)際施工中，將若干 的內(nèi)模單元同軸對(duì)接連成與鉆孔深度相適應(yīng)的內(nèi)模，以適應(yīng)不同深度的鉆孔，提 高本發(fā)明的實(shí)用性。而且在內(nèi)模單元構(gòu)成的內(nèi)模的管外面設(shè)置有管狀鋼筋籠6; 進(jìn)一步提高灌注后混凝土的強(qiáng)度。
如圖4 6所示的鉆孔樁非水下灌注混凝土的方法是本發(fā)明的實(shí)施例二，它 包括以下順序的步驟(1) 首先將由排水管3、內(nèi)模單元l、密封蓋板4和管靴2連接成的裝置升 至鉆孔的開口，且將排水管3的上端連接抽水裝置(圖中未畫出)；
(2) 將一與內(nèi)模單元和鉆孔孔口相適配的漏斗5安裝在內(nèi)模單元上，開始 灌注混凝土之前在內(nèi)模單元的外壁和鉆孔的內(nèi)壁之間的設(shè)置鋼筋籠6;然后開動(dòng)
抽水裝置同時(shí)邊降邊在內(nèi)模單元的外壁和鉆孔內(nèi)壁之間的空間內(nèi)灌注混凝土7，
同時(shí)同體積的水9由排水管排出；灌注混凝土的高度達(dá)到一個(gè)內(nèi)模單元的頂部
時(shí)，將另一內(nèi)模單元與該內(nèi)模單元用鋼筋相對(duì)駁接并焊牢，然后繼續(xù)灌注混凝土，
反復(fù)重復(fù)該步驟，直到混凝土灌注至鉆孔的設(shè)計(jì)標(biāo)高頂端；每灌注2m的混凝土 震攪一次，排出氣泡。
(3) 待混凝土達(dá)到100%強(qiáng)度時(shí)，拆卸排水管、內(nèi)模單元、密封蓋板和管靴； 然后用機(jī)械吊籠送人下到鉆孔底部清理沉渣。
(4) 用吊桶送料在鉆孔底部灌注封底混凝土8，初凝后用沙石10等填充物 回填空心部分并密實(shí)，樁頭預(yù)留一定的、用于結(jié)合承臺(tái)混凝土的空間11。
權(quán)利要求
1、鉆孔樁非水下灌注混凝土的裝置，其特征在于包括排水管和管狀的內(nèi)模單元，首節(jié)內(nèi)模單元的底部連接有密封蓋板，蓋板下接一管靴，其結(jié)構(gòu)為大頭朝下的截頭錐殼，截頭錐殼大頭的外徑等于鉆孔樁徑；排水管從內(nèi)模單元中穿過密封蓋板中間孔伸至管靴中并固定在密封蓋板上構(gòu)成一澆灌單元。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔樁非水下灌注混凝土的裝置，其特征在于 述的內(nèi)模單元頂端和底端設(shè)有可插接拆卸的連接結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆孔樁非水下灌注混凝土的裝置，其特征在于 所述的管靴的軸向剖面成等腰梯形，該管靴和內(nèi)模單元均沿圓周分成相等的兩份 或兩份以上，各份之間為拆卸式連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆孔樁非水下灌注混凝土的裝置，其特征在于 所述的內(nèi)模單元管的外面設(shè)置有管狀鋼筋籠。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆孔樁非水下灌注混凝土的裝置，其特征在于 所述的排水管和內(nèi)模為同軸安裝。
6、 鉆孔樁非水下灌注混凝土方法，其特征在于其包括以下順序的步驟(1) 首先將由排水管、首節(jié)內(nèi)模單元、密封蓋板和管靴連接成澆灌單元， 并吊至鉆孔樁成孔的孔口 ，且將排水管的上端連接抽水裝置；(2) 然后邊降邊在內(nèi)模單元外和鉆孔內(nèi)壁之間的空間內(nèi)灌注混凝土，同時(shí) 同體積的水由排水管排出；(3) 混凝土達(dá)到100%強(qiáng)度后用機(jī)械吊籠送人下去拆卸排水管、內(nèi)模單元、 密封蓋板和管靴；(4) 用吊桶送料在鉆孔底部灌注樁底混凝土，初凝后回填砂至密實(shí)，樁頭 預(yù)留與沉臺(tái)混凝土結(jié)合的空間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所示的鉆孔樁非水下灌注混凝土方法，其特征在于所 述的步驟(2)每灌注2m的混凝土震搗一次，排出氣泡密實(shí)結(jié)構(gòu)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所示的鉆孔樁非水下灌注混凝土方法，其特征在于在按照所述的步驟(3)灌注混凝土需要接駁內(nèi)模單元時(shí)，先將內(nèi)模單元插接好， 然后繼續(xù)灌注混凝土，反復(fù)重復(fù)該步驟，直到混凝土灌注至鉆孔的設(shè)計(jì)標(biāo)高頂端。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所示的鉆孔樁非水下灌注混凝土方法，其特征在于在所述的步驟(2)開始灌注混凝土之前在內(nèi)模單元的外壁和鉆孔的內(nèi)壁之間的設(shè)置鋼筋籠，接駁時(shí)，先將內(nèi)模單元插接好再駁焊鋼筋籠。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所示的鉆孔樁非水下灌注混凝土方法，其特征在于在 按照所述的步驟(2)之前將一與內(nèi)模單元和鉆孔孔口相適配的漏斗安裝在內(nèi)模 單元上，然后經(jīng)該漏斗灌注混凝土；在所述的步驟(4)灌注樁底混凝土前先用 人工清理井底的沉渣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆孔樁非水下灌注混凝土的裝置，其特征在于包括排水管和管狀的內(nèi)模單元，首節(jié)內(nèi)模單元的底部連接有密封蓋板，蓋板下接一管靴，其結(jié)構(gòu)為大頭朝下的截頭錐殼，截頭錐殼大頭的外徑等于鉆孔樁徑；排水管從內(nèi)模單元中穿過密封蓋板中間孔伸至管靴中并固定在密封蓋板上構(gòu)成一澆灌單元。本發(fā)明還涉及使用上述裝置的鉆孔樁非水下灌注混凝土的方法，操作程序簡化，質(zhì)量可控，可節(jié)省20％的水泥用量和電力，同時(shí)還便于檢測澆筑的質(zhì)量；特別是灌注海樁時(shí)海水不接觸鋼筋籠，可有效防氯離子浸蝕鋼筋而生銹。
文檔編號(hào)E02D15/04GK101545259SQ20091003882
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者劉毅中 申請(qǐng)人:廣州工程總承包集團(tuán)有限公司