專利名稱：現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)地域遼闊，軟土分布很廣，沿海地區(qū)、特別是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)存在著許多復(fù)雜的軟土地基。在軟土地區(qū)修建公路、鐵路、橋梁等需要對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理，而樁基及其復(fù)合地基技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的地基處理技術(shù)。如何提高單位材料強(qiáng)度利用率、在節(jié)省建筑材料用量的同時(shí)提高樁基承載力，是研究人員長(zhǎng)期關(guān)注的重要課題之一。在本發(fā)明之前，現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁(簡(jiǎn)稱為PCC樁，專利號(hào)ZL02112538. 4和 ZL01273182. X)采用振動(dòng)方式將鋼質(zhì)內(nèi)外雙層套管空腔結(jié)構(gòu)在閉合的活瓣樁靴保護(hù)下，沉入地基設(shè)計(jì)深度，通過混凝土分流器向該結(jié)構(gòu)空腔中均勻注入混凝土，然后振動(dòng)撥出該空腔結(jié)構(gòu)，活瓣樁靴在該空腔結(jié)構(gòu)撥出時(shí)自動(dòng)分開，混凝土注入空腔結(jié)構(gòu)撥出后形成的環(huán)形槽內(nèi)，形成現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁。PCC樁以較少的混凝土用量得到較大的承載力，因此是一種經(jīng)濟(jì)合理、性價(jià)比優(yōu)越的樁型。但該樁為沒有加鋼筋籠的素混凝土樁，由于樁模內(nèi)管和外管之間設(shè)置了固定支撐，以固定內(nèi)管和外管的位置，因此不能直接下放鋼筋籠。一種帶有夾具的混凝土筒樁的成孔器及其施工方法(專利號(hào)ZL03U8977. 0)公開了現(xiàn)澆鋼筋混凝土筒樁的施工方法，但該方法存在以下不足(1)采用了預(yù)制樁尖，需要事先預(yù)制好后隨樁模沉入地下，預(yù)制樁尖不能重復(fù)利用，增加了造價(jià)。(2)由于采用預(yù)制樁尖， 在樁模打入后只能向下運(yùn)動(dòng)，若樁模向上運(yùn)動(dòng)則會(huì)與樁尖分開，當(dāng)需要采用振動(dòng)沉管時(shí)，樁模上下振動(dòng)容易導(dǎo)致預(yù)制樁尖脫落。(3)在樁模振動(dòng)過程中預(yù)制樁尖不具有密封性，地下水容易滲入管腔。(4)采用普通的鋼筋籠且內(nèi)、外樁管之間無(wú)支撐，施工時(shí)內(nèi)管容易晃動(dòng)，造成壁厚不均。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，通過對(duì)PCC樁活瓣樁尖和設(shè)置特制的鋼筋籠， 提供現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法。本發(fā)明現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法采用以下技術(shù)步驟實(shí)現(xiàn) (I)PCC樁樁機(jī)就位。樁模沉入地基前，內(nèi)支撐下垂，活瓣打開。(2)將活動(dòng)內(nèi)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置，貼近限位器，再將活瓣樁尖閉合。限位器限制了內(nèi)支撐向上運(yùn)動(dòng)，活瓣閉合后限制了內(nèi)支撐向下運(yùn)動(dòng)，從而使內(nèi)支撐固定在了內(nèi)管和外管之間。(3)將樁模緩慢沉入地基，這時(shí)活瓣外側(cè)受到土壓力的作用，自然閉合緊密。樁模沉入過程中活動(dòng)內(nèi)支撐保證了樁模內(nèi)管和外管之間形成的腔體均勻。(4)待樁模沉入地基設(shè)計(jì)深度，移開振動(dòng)頭，準(zhǔn)備下放鋼筋籠；
(5)借助機(jī)架上的吊繩將鋼筋籠吊起后，緩慢下放，使鋼筋籠進(jìn)入內(nèi)管和外管之間的空腔，直到鋼筋籠下放到樁底。鋼筋籠上面的橫向支撐鋼筋支撐住內(nèi)管和外管，保證內(nèi)管和外管形成均勻的環(huán)形腔體。(6)重新裝上振動(dòng)頭。(7)通過進(jìn)料口向管腔內(nèi)灌注混凝土，邊振動(dòng)邊拔管，同時(shí)鋼筋籠上面的橫向支撐鋼筋支撐內(nèi)管和外管，保證環(huán)形空腔均勻。拔管開始后，內(nèi)支撐和活瓣樁尖在自重和混凝土壓力下打開，這時(shí)混凝土和鋼筋籠可順利通過樁尖，進(jìn)入地基中。(8)將樁模完全拔出，形成鋼筋混凝土大直徑管樁。步驟(2)所述的限位器位于外管下端內(nèi)側(cè)，為一三角形鋼板焊接在外管上。限位器伸出內(nèi)管廣1.5cm。步驟(2)所述的活動(dòng)內(nèi)支撐通過轉(zhuǎn)軸與內(nèi)管相連，可繞軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置時(shí)，正好支撐住內(nèi)、外管?；顒?dòng)內(nèi)支撐的長(zhǎng)度等于樁模內(nèi)、外管之間的凈距離。步驟(2)所述的活動(dòng)內(nèi)支撐可沿樁模環(huán)形腔體均勻設(shè)置3個(gè)或3個(gè)以上。步驟(2)所述的活動(dòng)內(nèi)支撐轉(zhuǎn)軸位置與外管端部齊平，活動(dòng)內(nèi)支撐轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)端部正好對(duì)準(zhǔn)外管端部。步驟(2)所述的限位器和活動(dòng)內(nèi)支撐位置正好對(duì)應(yīng)、個(gè)數(shù)相等，且沿樁模均勻設(shè)置 3個(gè)或3個(gè)以上。步驟(4)所述的振動(dòng)頭與樁模之間通過活動(dòng)法蘭盤連接，可拆卸。步驟(5)所述的鋼筋籠由縱向鋼筋、箍筋和橫向支撐鋼筋組成。橫向支撐鋼筋焊接在縱向鋼筋上。橫向支撐鋼筋的長(zhǎng)度可調(diào)，可與混凝土保護(hù)層厚度對(duì)應(yīng)。橫向支撐鋼筋兩端設(shè)置半圓形彎頭，防止下放鋼筋籠時(shí)卡住。橫向支撐鋼筋在鋼筋籠每個(gè)橫向截面上設(shè)置3根或3根以上，沿縱向每3 5m設(shè)置一組。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于
(1)本發(fā)明采用了活瓣樁尖，并巧妙地設(shè)置活動(dòng)內(nèi)支撐，有效解決了鋼筋混凝土 PCC樁施工的問題，活瓣樁尖和內(nèi)支撐都可重復(fù)使用，造價(jià)低。(2)設(shè)置了帶橫向支撐鋼筋的鋼筋籠，防止振動(dòng)拔管過程中內(nèi)、外管之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成壁厚不均。(3)活瓣樁尖采用多塊活瓣相互搭接，沉模過程中受到土壓力的作用越擠越緊，具有較好的密封性。(4)對(duì)傳統(tǒng)素混凝土 PCC樁進(jìn)行改進(jìn)，加鋼筋籠后大直徑管樁的水平承載力大大提高，可作為高層建筑、橋梁、基坑支護(hù)等的樁基礎(chǔ)，大大拓展了應(yīng)用范圍。(5)僅對(duì)樁模施工機(jī)具進(jìn)行局部改進(jìn)，增加的造價(jià)少，仍能發(fā)揮大直徑管樁側(cè)摩阻力大的承載性能，以較少的混凝土用量得到較高的承載力，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以具體實(shí)施方式
為限，而是由權(quán)利要求加以限定。


圖1本發(fā)明施工步驟示意圖，圖中(a)為樁機(jī)就位；(b)為樁尖閉合；(C)為沉樁模；(d)為移開振動(dòng)頭，準(zhǔn)備下放鋼筋籠；(e)為鋼筋籠下放到樁底；(f)為再次裝上振動(dòng)頭；(g)為灌注混凝土，振動(dòng)拔管；(h)為樁模完全拔出，樁形成。
圖2:圖1中A位置局部放大圖。
圖3:圖1中B位置局部放大圖。
圖4:本發(fā)明鋼筋籠立面示意圖。
圖5:本發(fā)明鋼筋籠平面俯視圖。
圖中:1為外管，2為內(nèi)管，3為活瓣樁尖，4為活動(dòng)內(nèi)支撐，5為活動(dòng)軸，6為限位器，
7為縱向鋼筋，8為橫向支撐鋼筋，9為鋼筋彎頭，10為箍筋。
具體實(shí)施例方式如圖廣圖5所示，現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法采用的樁模，由外管1和內(nèi)管2形成雙層同心套管，外管1下端部比內(nèi)管2短，用于連接活瓣樁尖3。在外管1和內(nèi)管2之間設(shè)置活動(dòng)內(nèi)支撐4，活動(dòng)內(nèi)支撐4通過活動(dòng)軸5連接在內(nèi)管2管壁，活動(dòng)軸5與外管2底端平齊，活動(dòng)內(nèi)支撐4轉(zhuǎn)動(dòng)到水平時(shí)，限位器6正好限制了其繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使活動(dòng)內(nèi)支撐4正好支撐住外管1和內(nèi)管2，保證形成的環(huán)形腔體均勻?；顒?dòng)內(nèi)支撐4可為短鋼條，要求剛度大、變形小，可沿環(huán)形腔體均勻設(shè)置3個(gè)或3個(gè)以上。限位器6為一直角三角形鋼板，其中一直角邊位于下方，用于阻止活動(dòng)內(nèi)支撐4繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，其位置正好與活動(dòng)內(nèi)支撐4 對(duì)應(yīng)，個(gè)數(shù)與其相等。所采用的鋼筋籠由縱向鋼筋7、橫向支撐鋼筋8和箍筋10組成，橫向支撐鋼筋8的長(zhǎng)度比外管1和內(nèi)管2之間的凈距稍小，可根據(jù)設(shè)計(jì)混凝土保護(hù)層厚度調(diào)整長(zhǎng)度。橫向支撐鋼筋8端部設(shè)置鋼筋彎頭9，鋼筋彎頭9向上彎曲，防止下放鋼筋籠時(shí)被卡住?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法包括以下技術(shù)步驟
第一步，將樁模對(duì)準(zhǔn)樁位，這時(shí)活瓣樁尖3和活動(dòng)內(nèi)支撐4在自重作用下是打開的。第二步，閉合樁尖。首先將活動(dòng)內(nèi)支撐4轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置，直到頂住限位器6，然后快速將活瓣樁尖3閉合后用細(xì)鐵絲纏繞住，防止活瓣樁尖3在自重作用下打開。這時(shí)活動(dòng)內(nèi)支撐4向上的轉(zhuǎn)動(dòng)被限位器6阻止，向下的運(yùn)動(dòng)被活瓣樁尖3阻止，完全水平固定，起到很好的支撐效果。第三步，沉入樁模。樁模進(jìn)入地基后，活瓣樁尖3外側(cè)受到土壓力作用，使之更加貼合緊密，可在樁模進(jìn)入地基后將纏繞鐵絲拿掉。樁模沉入過程中，活動(dòng)內(nèi)支撐4支撐住內(nèi)管2和外管1，可保證壁厚均勻。沉入樁?？刹捎渺o壓輔助振動(dòng)沉管的方式。第四步，松開振動(dòng)頭與樁模之間法蘭盤的螺栓，將振動(dòng)頭移開，這時(shí)內(nèi)管2和外管 1之間形成的環(huán)形腔體完全露出，可直接從上往下下放鋼筋籠。第五步，將鋼筋籠沿著內(nèi)管2和外管1之間的空腔下放，這時(shí)橫向支撐鋼筋8起到很好的支撐作用，時(shí)環(huán)形腔體壁厚均勻。直到鋼筋籠下放到樁底。第六步，重新將振動(dòng)頭移到樁模頂部，將法蘭盤的螺栓擰上。第七步，通過進(jìn)料口向管腔內(nèi)灌注混凝土，邊振動(dòng)邊拔管，這時(shí)活瓣樁尖3先在混凝土的壓力作用下打開，使活動(dòng)內(nèi)支撐4向下轉(zhuǎn)動(dòng)的限制被解除，活動(dòng)內(nèi)支撐4在鋼筋籠壓力和自重作用下向下轉(zhuǎn)動(dòng)而打開，鋼筋籠和混凝土通過管腔下落到地基樁孔中。活動(dòng)內(nèi)支撐4打開后，依靠鋼筋籠上面的橫向支撐鋼筋8支撐住內(nèi)管2和外管1，保證環(huán)形空腔均勻。第八步，直到樁模完全拔出，形成鋼筋混凝土大直徑管樁。
權(quán)利要求
1.現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，包括以下技術(shù)步驟第一步PCC樁樁機(jī)就位樁模沉入地基前，內(nèi)支撐下垂，活瓣打開；第二步將活動(dòng)內(nèi)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置，貼近限位器，再將活瓣樁尖閉合，其中限位器位于外管下端內(nèi)側(cè)；第三步將樁模緩慢沉入地基，這時(shí)活瓣外側(cè)受到土壓力的作用，自然閉合緊密；第四步待樁模沉入地基設(shè)計(jì)深度，然后移開振動(dòng)頭，準(zhǔn)備下放鋼筋籠；第五步借助機(jī)架上的吊繩將鋼筋籠吊起后，緩慢下放，使鋼筋籠進(jìn)入內(nèi)管和外管之間的空腔，直到鋼筋籠下放到樁底；第六步重新裝上振動(dòng)頭；第七步通過進(jìn)料口向管腔內(nèi)灌注混凝土，邊振動(dòng)邊拔管，拔管開始后，內(nèi)支撐和活瓣樁尖在自重和混凝土壓力下打開，這時(shí)混凝土和鋼筋籠可順利通過樁尖，進(jìn)入地基中；第八步將樁模完全拔出，形成鋼筋混凝土大直徑管樁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，其特征在于活動(dòng)內(nèi)支撐通過轉(zhuǎn)軸與內(nèi)管相連，可繞軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置時(shí)，正好支撐住內(nèi)、外管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，其特征在于活動(dòng)內(nèi)支撐的長(zhǎng)度等于樁模內(nèi)、外管之間的凈距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，其特征在于活動(dòng)內(nèi)支撐可沿樁模環(huán)形腔體均勻設(shè)置3個(gè)或3個(gè)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，其特征在于活動(dòng)內(nèi)支撐轉(zhuǎn)軸位置與外管端部齊平，活動(dòng)內(nèi)支撐轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)端部正好對(duì)準(zhǔn)外管端部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，其特征在于限位器和活動(dòng)內(nèi)支撐位置正好對(duì)應(yīng)、個(gè)數(shù)相等，且沿樁模均勻設(shè)置3個(gè)或3個(gè)以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，其特征在于振動(dòng)頭與樁模之間通過活動(dòng)法蘭盤可拆卸連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，其特征在于鋼筋籠由縱向鋼筋、箍筋和橫向支撐鋼筋組成，橫向支撐鋼筋焊接在縱向鋼筋上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，其特征在于所述的橫向支撐鋼筋長(zhǎng)度可調(diào)，可與混凝土保護(hù)層厚度對(duì)應(yīng)，其兩端設(shè)置半圓形彎頭，在鋼筋籠每個(gè)橫向截面上設(shè)置3根或3根以上，沿縱向每3 5m設(shè)置一組。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，其特征在于所述的限位器位為一三角形鋼板焊接在外管上，限位器伸出內(nèi)管廣1.5cm。
全文摘要
本發(fā)明公開了現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法，包括以下步驟樁機(jī)就位；活動(dòng)內(nèi)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)到貼近限位器；活瓣樁尖閉合；沉入樁模；移開振動(dòng)頭；下放鋼筋籠；裝上振動(dòng)頭；灌注混凝土；振動(dòng)拔管；活瓣樁尖和內(nèi)支撐打開；混凝土和鋼筋籠進(jìn)入地基；樁模拔出成樁?；顒?dòng)內(nèi)支撐和限位器可沿樁模均勻設(shè)置3個(gè)或3個(gè)以上。鋼筋籠上設(shè)置橫向支撐鋼筋，其兩端設(shè)置半圓形彎頭，且在鋼筋籠每個(gè)橫向截面上設(shè)置3根或3根以上，沿縱向每3~5m設(shè)置一組。本發(fā)明巧妙地設(shè)置活動(dòng)內(nèi)支撐和帶橫向支撐鋼筋的鋼筋籠，有效解決了鋼筋混凝土PCC樁施工的問題，拓展了PCC樁的應(yīng)用范圍，造價(jià)低，以較少的混凝土用量得到較高的承載力。
文檔編號(hào)E02D5/72GK102296598SQ20111016521
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者丁選明, 凌九忠, 劉漢龍, 陳育民 申請(qǐng)人:河海大學(xué)