專利名稱：中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁裝置及其沉樁方法
技術領域：
本發(fā)明涉及中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁裝置及其沉樁方法，主要應用于民用及其工業(yè)基礎設施建設中，管樁它支承建筑物及各種大型設備基礎的荷重，使建筑物、構筑物造得更高，所以樁打入土中的深度和樁的直徑直接影響到該樁的承載力。
背景技術：
現(xiàn)預應力離心管樁(方樁)的沉樁裝置及其沉樁方法多數(shù)是采用錘擊法和靜力壓樁法，其次是鉆孔取土壓入法和鉆孔灌注樁法。I、錘擊法當樁直徑較大，周邊無居民時可采用錘擊法，但存在噪音大，錘擊時黑煙又有振動，是一種高污染的沉樁方法。很多城市在中心區(qū)已嚴禁使用，同時目前國內(nèi)最大的錘只有10T，沖擊力最大為1100噸。當承載力大于1100噸時只能改為鉆孔灌注樁，故目前高鐵和大橋樁基礎都是選用鉆孔灌注樁；2、靜壓法靜壓法是利用設備的自重把樁壓入土中的一種方法，但由于設備自重較大，對場地要求較高，壓入力有限，目前國內(nèi)最大的液壓壓樁機為800噸，單樁承載力大于400噸以上就不 能采用該方法，也只能選用鉆孔灌注樁。以上兩種沉樁方法存在著一種無法解決的問題，大量的樁打(壓)入土中，使土體向外膨脹，大量擠土影響周邊的建筑物、道路和地鐵、隧道以及管線等都能產(chǎn)生開裂、位移等等。所以在市中心和地鐵邊、隧道邊和建筑物密集區(qū)不能打(壓)預應力離心管樁(方樁)只能采用鉆孔灌注樁。3、鉆孔取土壓入法即先用取土設備在原地坪上打個洞，再把樁壓入孔中，這種方法在北方地區(qū)可以采用，因為土中含水量較少，洞可以成形，但在南方長三角地區(qū)，土中含水量較高，引孔就無法成形，樁就無法打(壓)入，同時樁也容易偏位。樁較長時，鉆孔取土就難以進行，目前最深取土也只能到30米左右；4、另一種樁基礎為鉆孔灌注樁法該方法為樁機在地上先鉆個洞，再在洞里灌鋼筋砼成樁法，具有造價高、工期長、質(zhì)量又難以保證并且鉆孔樁又有大量的泥漿產(chǎn)生，泥漿處置很難，大量的泥漿都處置到河里、湖里、海里、下水道里，大小河浜、下水道被泥漿堵塞，政府每年清理下水道及河浜泥漿費用巨大，造成極大的污染，但目前在市中心地鐵邊、河堤邊、隧道邊、超高層建筑、高鐵基礎樁，即承載力較大時無擠土只能采用鉆孔灌注樁法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服以上幾種沉樁方法的不足，能完全取代目前的鉆孔灌注樁沉樁方法，使在市中心能壓離心管樁的中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁裝置及其沉樁方法，此方法改變了以往的幾種沉樁方法，不是直接把樁打(壓)入土中，而是在旋轉(zhuǎn)入土中的同時在樁的中心直接用擴大頭將底部攪土，將樁底部土攪拌松散，此方法為用連接在挖掘桿下端的擴大頭將底部土層攪拌松散，然后通過動力頭將離心管樁通過旋轉(zhuǎn)，使得離心管樁在較松散的土層下沉，減少土層的阻力，實現(xiàn)樁體下沉的方法。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁裝置，包括主機、鉆桿動力頭、動力頭、挖掘桿、擴大頭，所述的鉆桿動力頭和動力頭安裝在主機上，所述的鉆桿動力頭上端安裝有滑輪，所述的滑輪連接有鋼絲繩，所述的鋼絲繩通過主機頂部與卷揚機相連接，所述的鉆桿動力頭下方與挖掘桿相連接，所述的動力頭下端與離心管樁相連接，所述的挖掘桿穿過動力頭和離心管樁到達裝置底部。所述的動力頭和鉆桿動力頭可以在主機上滑動。所述的挖掘桿下端設置有擴大頭，所述的擴大頭包括挖掘頭、活動套、上挖掘臂、下挖掘臂，所述的活動套安裝在挖掘桿上，所述的活動套兩側(cè)活動連接有上挖掘臂，所述的上挖掘臂另一端與下挖掘臂活動連接，所述的下挖掘臂另一端與挖掘桿活動連接，所述的上挖掘臂與下挖掘臂形成菱形狀設置，所述的活動套可以在挖掘桿上移動，所述的上挖掘臂和下挖掘臂可以沿著挖掘桿自由轉(zhuǎn)動，所述的下挖掘臂上均勻設置有數(shù)個挖掘刀，所述的挖掘桿底部設置有噴氣噴漿孔。本發(fā)明還提供了一種中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁方法，其步驟為
步驟一、主機就位將主機移動到沉樁位置；步驟二、樁位復測用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個角度控制點上復測樁位是否正確；步驟三、插下第一根離心管樁；步驟四、用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個方向校正主機上的導桿是否垂直，也就是離心管樁是否垂直；步驟五、把與鉆桿動力頭連接的挖掘桿插入離心管樁的樁孔中，將離心管樁頂在動力頭上；步驟六、通過鉆桿動力頭帶動挖掘桿轉(zhuǎn)動，擴大頭擴大攪土動作，將離心管樁樁底部的土層攪拌松散，同時通過動力頭帶動離心管樁旋轉(zhuǎn)，離心管樁在擴大頭攪拌松散的土層旋轉(zhuǎn)時下沉，將離心管樁旋轉(zhuǎn)至地面；步驟七、將鉆桿動力頭與挖掘桿脫離，通過卷揚機帶動鉆桿動力頭上端的滑輪轉(zhuǎn)動，帶動鉆桿動力頭往上移動，將動力頭與離心管樁分離，動力頭也往上移動，用履帶吊機吊起第二節(jié)離心管樁，第二節(jié)離心管樁內(nèi)穿有第二節(jié)挖掘桿，將第二節(jié)挖掘桿連接在鉆桿動力頭上，將第二節(jié)離心管樁連接在動力頭上；步驟八、再用兩臺經(jīng)緯儀校正第二節(jié)離心管樁與第一節(jié)離心管樁是否重合；步驟九、將第一節(jié)離心管樁與第二節(jié)離心管樁通過焊接相連接；步驟十、焊接飽滿，無孔隙，符合規(guī)范要求，檢查合格，通過鉆桿動力頭再次帶動挖掘桿轉(zhuǎn)動，擴大頭擴大攪土動作，將離心管樁樁底部的土層攪拌松散，同時通過動力頭帶動第二節(jié)離心管樁旋轉(zhuǎn)，離心管樁在擴大頭攪拌松散的土層旋轉(zhuǎn)時下沉，將第二節(jié)離心管樁旋轉(zhuǎn)至地面，第三節(jié)離心管樁或第四節(jié)離心管樁可以采取以上動作繼續(xù)實施；步驟十一、邊攪土，邊沉樁，至標高位置；步驟十二、注水反轉(zhuǎn)挖掘桿，然后噴漿擴大樁底的承載力；步驟十三、注水退出挖掘桿，將擴大頭收縮，一根樁施工結(jié)束，把樁機移至第二根樁位繼續(xù)施工。本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)勢和有益效果I)具有低成本、高效益、無噪音、無污染的特點；2)在壓樁的過程中通過擴大土層的松散直徑，有效實現(xiàn)了壓樁的順利進行；


圖I是本發(fā)明中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁裝置的示意圖；圖2是本發(fā)明中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁裝置的擴大頭結(jié)構示意圖。其中1-挖掘頭；2_挖掘桿；3_活動套；4_上挖掘臂；5_挖掘刀；6_下挖掘臂；7-主機；8_挖掘頭；9_擴大頭；10_離心管樁；11_動力頭；13_鉆桿動力頭；14_滑輪；15-鋼絲繩；19_噴氣噴漿孔。
具體實施例方式如圖1-2所示一種中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁裝置，包括主機7、鉆桿動力頭13、動力頭11、挖掘桿2、擴大頭9，所述的鉆桿動力頭13和動力頭11安裝在主機7上，所述的鉆桿動力頭13上端安裝有滑輪14，所述的滑輪14連接有鋼絲繩15，所述的鋼絲繩15通過主機7頂部與卷揚機相連接，所述的鉆桿動力頭13下方與挖掘桿2相連接，所述的動力 頭11下端與離心管樁10相連接，所述的挖掘桿2穿過動力頭11和離心管樁10到達裝置底部，所述的動力頭11和鉆桿動力頭13可以在主機7上滑動。所述的挖掘桿2下端設置有擴大頭9，所述的擴大頭9包括挖掘頭I、挖掘桿2、活動套3、上挖掘臂4、下挖掘臂6，所述的挖掘頭I安裝在挖掘桿2的下端，所述的活動套3安裝在挖掘桿2上，所述的活動套3兩側(cè)活動連接有上挖掘臂4，所述的上挖掘臂4另一端與下挖掘臂6活動連接，所述的下挖掘臂6另一端與挖掘桿2活動連接，所述的上挖掘臂4與下挖掘臂6形成菱形狀設置，所述的活動套3可以在挖掘桿2上移動，所述的上挖掘臂4和下挖掘臂6可以沿著挖掘桿2自由轉(zhuǎn)動。所述的下挖掘臂6上均勻設置有數(shù)個挖掘刀5。所述的挖掘桿2底部設置有噴氣噴漿孔19。本發(fā)明還提供了一種中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁方法，其步驟為步驟一、主機7就位將主機7移動到沉樁位置；步驟二、樁位復測用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個角度控制點上復測樁位是否正確；步驟三、插下第一根離心管樁10 ；步驟四、用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個方向校正主機7上的導桿是否垂直，也就是離心管樁10是否垂直；步驟五、把與鉆桿動力頭13連接的挖掘桿2插入離心管樁10的樁孔中，將離心管樁10頂在動力頭11上；步驟/K、通過鉆桿動力頭13帶動挖掘桿2轉(zhuǎn)動，擴大頭9擴大攬土動作，將尚心管樁10樁底部的土層攪拌松散，同時通過動力頭11帶動離心管樁10旋轉(zhuǎn)，離心管樁10在擴大頭9攪拌松散的土層旋轉(zhuǎn)時下沉，將離心管樁10旋轉(zhuǎn)至地面；步驟七、將鉆桿動力頭13與挖掘桿2脫離，通過卷揚機帶動鉆桿動力頭13上端的滑輪14轉(zhuǎn)動，帶動鉆桿動力頭13往上移動，將動力頭11與離心管樁10分離，動力頭11也往上移動，用履帶吊機吊起第二節(jié)離心管樁10，第二節(jié)離心管樁10內(nèi)穿有第二節(jié)挖掘桿2，將第二節(jié)挖掘桿2連接在鉆桿動力頭13上，將第二節(jié)離心管樁10連接在動力頭11上；步驟八、再用兩臺經(jīng)緯儀校正第二節(jié)離心管樁10與第一節(jié)離心管樁10是否重合；步驟九、將第一節(jié)離心管樁10與第二節(jié)離心管樁10通過焊接相連接；步驟十、焊接飽滿，無孔隙，符合規(guī)范要求，檢查合格，通過鉆桿動力頭13再次帶動挖掘桿2轉(zhuǎn)動，擴大頭9擴大攪土動作，將離心管樁10樁底部的土層攪拌松散，同時通過動力頭11帶動第二節(jié)離心管樁10旋轉(zhuǎn)，離心管樁10在擴大頭9攪拌松散的土層旋轉(zhuǎn)時下沉，將第二節(jié)離心管樁10旋轉(zhuǎn)至地面，第三節(jié)離心管樁10或第四節(jié)離心管樁10可以采取以上動作繼續(xù)實施；步驟十一、邊攪土，邊沉樁，至標高位置；步驟十二、注水反轉(zhuǎn)挖掘桿，然后通過噴氣噴漿孔19擴大樁底的承載力；步驟十三、注水退出挖掘桿2，將擴大頭9收縮，一根樁施工結(jié)束，把樁機移至第二根樁位繼續(xù)施工。 最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā)明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁裝置，包括主機、鉆桿動力頭、動力頭、挖掘桿、擴大頭，其特征在于所述的鉆桿動力頭和動力頭安裝在主機上，所述的鉆桿動力頭上端安裝有滑輪，所述的滑輪連接有鋼絲繩，所述的鋼絲繩通過主機頂部與卷揚機相連接，所述的鉆桿動力頭下方與挖掘桿相連接，所述的動力頭下端與離心管樁相連接，所述的挖掘桿穿過動力頭和離心管樁到達裝置底部。所述的動力頭和鉆桿動力頭可以在主機上滑動。
2.根據(jù)權利要求I所述的中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁裝置，其特征在于所述的挖掘桿下端設置有擴大頭，所述的擴大頭包括挖掘頭、活動套、上挖掘臂、下挖掘臂，所述的活動套安裝在挖掘桿上，所述的活動套兩側(cè)活動連接有上挖掘臂，所述的上挖掘臂另一端與下挖掘臂活動連接，所述的下挖掘臂另一端與挖掘桿活動連接，所述的上挖掘臂與下挖掘臂形成菱形狀設置，所述的活動套可以在挖掘桿上移動，所述的上挖掘臂和下挖掘臂可以沿著挖掘桿自由轉(zhuǎn)動，所述的下挖掘臂上均勻設置有數(shù)個挖掘刀。
3.中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁方法，其特征在于分為下列步驟 步驟一、主機就位將主機移動到沉樁位置； 步驟二、樁位復測用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個角度控制點上復測樁位是否正確； 步驟三、插下第一根離心管樁； 步驟四、用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個方向校正主機上的導桿是否垂直，也就是離心管樁是否垂直； 步驟五、把與鉆桿動力頭連接的挖掘桿插入離心管樁的樁孔中，將離心管樁頂在動力頭上; 步驟六、通過鉆桿動力頭帶動挖掘桿轉(zhuǎn)動，擴大頭擴大攪土動作，將離心管樁樁底部的土層攪拌松散，同時通過動力頭帶動離心管樁旋轉(zhuǎn)，離心管樁在擴大頭攪拌松散的土層旋轉(zhuǎn)時下沉，將離心管樁旋轉(zhuǎn)至地面； 步驟七、將鉆桿動力頭與挖掘桿脫離，通過卷揚機帶動鉆桿動力頭上端的滑輪轉(zhuǎn)動，帶動鉆桿動力頭往上移動，將動力頭與離心管樁分離，動力頭也往上移動，用履帶吊機吊起第二節(jié)離心管樁，第二節(jié)離心管樁內(nèi)穿有第二節(jié)挖掘桿，將第二節(jié)挖掘桿連接在鉆桿動力頭上，將第二節(jié)離心管樁連接在動力頭上； 步驟八、再用兩臺經(jīng)緯儀校正第二節(jié)離心管樁與第一節(jié)離心管樁是否重合； 步驟九、將第一節(jié)離心管樁與第二節(jié)離心管樁通過焊接相連接； 步驟十、焊接飽滿，無孔隙，符合規(guī)范要求，檢查合格，通過鉆桿動力頭再次帶動挖掘桿轉(zhuǎn)動，擴大頭擴大攪土動作，將離心管樁樁底部的土層攪拌松散，同時通過動力頭帶動第二節(jié)離心管樁旋轉(zhuǎn)，離心管樁在擴大頭攪拌松散的土層旋轉(zhuǎn)時下沉，將第二節(jié)離心管樁旋轉(zhuǎn)至地面，第三節(jié)離心管樁或第四節(jié)離心管樁可以采取以上動作繼續(xù)實施； 步驟十一、邊攪土，邊沉樁，至標高位置； 步驟十二、注水反轉(zhuǎn)挖掘桿，然后噴漿擴大樁底的承載力； 步驟十三、注水退出挖掘桿，將擴大頭收縮，一根樁施工結(jié)束，把樁機移至第二根樁位繼續(xù)施工。
全文摘要
本發(fā)明公開了中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁裝置，包括主機、鉆桿動力頭、動力頭、挖掘桿、擴大頭，所述的鉆桿動力頭和動力頭安裝在主機上，所述的鉆桿動力頭下方與挖掘桿相連接，所述的動力頭下端與離心管樁相連接，所述的挖掘桿穿過動力頭和離心管樁到達裝置底部。所述的動力頭和鉆桿動力頭可以在主機上滑動，所述的挖掘桿下端設置有擴大頭。本發(fā)明還提供了一種中攪旋轉(zhuǎn)預應力離心管樁沉樁方法，用連接在挖掘桿下端的擴大頭將底部土層攪拌松散，然后通過動力頭帶動離心管樁轉(zhuǎn)動，使得離心管樁在較松散的土層下壓，減少土層的阻力，實現(xiàn)樁體下沉的方法。本發(fā)明具有安全、可靠、低成本、高效益、無噪音、無污染、無擠土、無泥漿、環(huán)保等優(yōu)點。
文檔編號E02D7/28GK102776884SQ20111012448
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權日2011年5月13日
發(fā)明者盧壽根, 謝曉東 申請人:上海城地建設發(fā)展有限公司