混凝土樁的施工裝置及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種混凝土樁的施工裝置，以及通過該施工裝置提供一種混凝土樁的施工方法，本發(fā)明的混凝土樁的施工裝置包括護筒，內管，細長重錘，其特征是：護筒下端的內壁設有加厚層，護筒中包含可升降的內管，內管底端連接固定有沖擊錘，內管中包含可升降的細長重錘；沖擊錘的底部為尖錐體可以穿過護筒加厚層并探出護筒外，沖擊錘的中部凸出不能穿過護筒加厚層被阻擋，沖擊錘的上部與內管底端連接固定，提升內管中的細長重錘擊打沖擊錘頂面，可實現(xiàn)沖擊錘和內管和護筒的同步下沉；該裝置還包含可以與沖擊錘下端尖錐體連接的平底錘靴。
【專利說明】混凝土粧的施工裝置及其施工方法

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及土木工程領域，尤其涉及樁的施工技術。

【背景技術】
[0002] 在建筑物的地基處理中，經常遇到這樣的情況，地表下一定深度處存在密度較大 的砂土層、碎石土層、黃土層、礫卵石層等，并且這些土層的硬度不均、厚度不均。這種地質 條件對樁基施工時的樁身成孔造成很大難度，目前常用的振動沉管、靜壓或者回轉鉆進等 方式，基本上都很難形成樁孔至設計深度。旋挖鉆機和人工挖孔雖然能夠在較硬的土層中 成孔，但都是將原土取出的方法，不僅需要清土外運造成成本增高和環(huán)境污染，而且由于沒 有充分利用原土和沒有護壁，極易造成孔壁坍塌和縮徑，特別是當地下水含量較高時，樁孔 會很快進水，無法進行下步施工。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明是為了解決上述的問題而提出的，目的在于提供一種混凝土樁的施工裝 置，并且通過該施工裝置提供一種簡單、高效的施工方法，一次性完成護壁、成孔、成樁的操 作施工，實現(xiàn)工效的提高和成本的降低。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的混凝土樁的施工裝置包括有護筒，內管，細長重錘， 其特征是：護筒下端的內壁設有一定高度的加厚層，護筒中包含可升降的內管，內管底端連 接固定有沖擊錘，內管中包含可升降的細長重錘；沖擊錘的底部為尖錐體，尖錐體的直徑小 于護筒加厚層部位的內徑，沖擊錘的中部凸出，凸出部的直徑大于護筒加厚層部位的內徑 小于護筒內徑，沖擊錘的上部與內管底端連接固定，頂面為平面；在護筒中插入連接好的內 管和沖擊錘時，沖擊錘底部尖錐體穿過護筒加厚層并探出護筒外，沖擊錘中部的凸出部不 能穿過護筒加厚層被阻擋，此時提升內管中的細長重錘擊打沖擊錘頂面，可實現(xiàn)沖擊錘和 內管和護筒的同步下沉；該裝置還包含可以與沖擊錘下端尖錐體連接的平底錘靴。
[0005] 最好，在上述的混凝土樁的施工裝置中，護筒下端的內壁的加厚層，是以多個相同 厚度和長度的鋼條或者一定厚度和高度的鋼管焊接在護筒內壁上。
[0006] 最好，在上述的混凝土樁的施工裝置中，沖擊錘為實心體，以鋼材鑄造或者鍛造而 成。
[0007] 最好，在上述的混凝土樁的施工裝置中，內管底端與沖擊錘上端連接為一體，向上 提升或者沉入內管時，帶動沖擊錘同時升降。
[0008] 最好，在上述的混凝土樁的施工裝置中，內管的內部填充有鋼纜繩或者膠墊或者 粗細骨料等一種或幾種能夠緩解夯擊能量的填充物。
[0009] 最好，在上述的混凝土樁的施工裝置中，與沖擊錘下端尖錐體連接的平底錘靴，是 指形狀與沖擊錘圓錐體對應吻合且底端為平底的鋼質錘靴。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還包括一種混凝土樁的施工方法，該方法采用上述混 凝土樁的施工裝置，其步驟包括： 1) 將上述混凝土樁的施工裝置對準地基中的樁位； 2) 在內管中提升細長重錘一定高度后自由下落，擊打沖擊錘的頂面，使沖擊錘擠擴周 圍土體并帶動護筒下沉； 3) 反復進行上述步驟②的錘擊沖孔操作，將護筒沉入至設計深度； 4) 根據土層性質和上部荷載要求，通過下列方法之一進行樁端的處理： 方法A :①將內管和沖擊錘同步提出護筒外，在沖擊錘底端連接平底錘靴；②向護筒底 部填入定量的填充料；③將內管和連接好平底錘靴的沖擊錘插入護筒并壓至填充料上；④ 在內管中提升細長重錘一定高度后自由下落，擊打沖擊錘的頂面，使沖擊錘對填充料進行 擠擴；⑤反復進行上述填料和擠擴操作，直至全部設定量的填充料被擠擴到樁端土體中，形 成樁端擴底； 方法B :①將內管和沖擊錘同步提出護筒外，在沖擊錘底端連接平底錘靴；②將內管和 連接好平底錘靴的沖擊錘插入護筒，③在內管中提升細長重錘一定高度后自由下落，擊打 沖擊錘的頂面，使沖擊錘對樁端土體進行擠擴； 方法C:省略樁端處理的施工步驟，將內管和沖擊錘同步提出護筒外，將護筒留置于樁 孔中，進行下一步施工； 5) 通過下列方法之一進行樁身的施工： 方法A :①插入鋼筋籠；②壓灌或者澆注混凝土；③提出護筒，對混凝土進行振搗密 實； 方法B :①通過中空鉆桿和高壓泵，一邊泵送水泥拌和物，一邊旋轉提升鉆桿直至樁頂 標高；②提出護筒，在樁身中反插鋼筋籠； 方法C :①沉入預制樁身；②提出護筒，預制樁身與周圍空隙用水泥拌合物或者固化劑 填滿； 方法D :①填入定量的填充料；②通過上述連接好平底錘靴的沖擊錘或者重錘或者內 夯管的升降運動，對填充料進行夯擊；③上提護筒一定高度，再進行上述填充和夯擊操作； ④反復進行上述上提護筒和填充和夯擊操作直至樁頂標高，在地基中形成擠密樁體； 方法E :①灌注素混凝土至樁頂標高；②提出護筒。
[0011] 最好，在上述的混凝土樁的施工方法中，上述步驟2)中，上述細長重錘的重量，以 及提升重錘的高度，是根據土質和沖擊能量的要求確定的。
[0012] 最好，在上述的混凝土樁的施工方法中，上述步驟4)中，上述方法A和方法B中向 護筒底部填入定量的填充料，填充料是指干硬性混凝土或碎磚或碎石或漁土或卵石或鋼漁 或水泥土或灰土中的一種或幾種。
[0013] 最好，在上述的混凝土樁的施工方法中，上述步驟5 )中，當采用方法D和方法E時， 在樁體的施工完成后，在樁頂表面鋪設砂石或者混凝土或者鋼筋混凝土墊層或者先在樁頂 進行擴徑部的施工再鋪設砂石或者混凝土或者鋼筋混凝土墊層。
[0014] 上述混凝土樁的施工裝置及其施工方法的特點和優(yōu)勢在于： ①成孔速度快效率高：通過細長重錘擊打沖擊錘，沖擊錘底端的尖錐體直接作用于地 基土體，產生遠超于地基土體極限承載力的沖擊能量，使土體或巖層產生沖擊破壞形成樁 孔，同時帶動護筒整體下沉；②成孔質量好：在沖擊成孔的過程中沖擊錘始終帶動護筒下 沉，護筒起到護壁作用的同時，將受沖擊的土體全部擠入到樁孔底部和孔壁上，趕到加固擠 密的作用，因此孔壁土體的堅固度較高，避免孔壁坍塌和縮徑；③封水效果好：樁身成孔完 成后，不必提出護筒即可進行下步工序施工，即使在地下水含量較高時，護筒始終起到封水 的作用，避免地下水滲入到樁孔中；④可連續(xù)作業(yè)：整個施工過程中均不必提出護筒，還可 以通過在沖擊錘底端連接平底錘靴，即可進行樁端的填料擠擴操作；⑤適用范圍廣泛：在 軟土、硬層、夾層、含水量高等各種地質條件下均可適用，在樁基施工和復合地基處理中均 可適用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的混凝土樁的施工裝置的一個實施例的正視剖面圖； 圖2是本發(fā)明的混凝土樁的施工裝置的一個實施例的連接平底錘靴后的正視剖面圖； 圖3是本發(fā)明的混凝土樁的施工方法的一個實施例的工序圖。

【具體實施方式】
[0016] 圖1是本發(fā)明的混凝土樁的施工裝置的一個實施例的正視剖面圖，如圖1所示，護 筒1下端的內壁設有一定高度的加厚層2,護筒1中包含可升降的內管3,內管3底端連接 固定有沖擊錘4,內管3中包含可升降的細長重錘5,沖擊錘4的底部為尖錐體，尖錐體的直 徑小于護筒加厚層2部位的內徑，沖擊錘4的中部凸出，凸出部的直徑大于護筒加厚層2部 位的內徑小于護筒1內徑，沖擊錘4的上部與內管3底端以螺栓連接固定，頂面為平面，在 護筒1中插入連接好的內管3和沖擊錘4時，沖擊錘4底部尖錐體穿過護筒加厚層2并探 出護筒1外，沖擊錘4中部的凸出部不能穿過護筒加厚層2被阻擋，此時提升內管3中的細 長重錘5擊打沖擊錘4頂面，可實現(xiàn)沖擊錘4和內管3和護筒1的同步下沉。
[0017] 圖2是本發(fā)明的混凝土樁的施工裝置的一個實施例的連接平底錘靴的正視剖面 圖，如圖2所示，沖擊錘4下端尖錐體與平底錘靴6用螺栓連接固定，平底錘靴6的形狀與 沖擊錘尖錐體對應吻合。
[0018] 圖3是本發(fā)明的混凝土樁的施工方法的一個實施例的工序圖，其包括下述步驟， 首先，如圖3a所示，將上述混凝土樁的施工裝置對準地基中的樁位；然后，如圖3b所示，在 內管3中提升細長重錘5 -定高度后自由下落，擊打沖擊錘4的頂面，使沖擊錘4擠擴周圍 土體并帶動護筒1下沉；然后，如圖3c所示，反復進行錘擊沖孔操作，將護筒1沉入至設計 深度；然后，如圖3d所示，將內管3和沖擊錘4同步提出護筒外，在沖擊錘4底端連接平底 錘靴6,向護筒1底部填入定量的填充料7 ;然后，如圖3e所示，將內管3和連接好平底錘靴 6的沖擊錘3插入護筒1并壓至填充料7上，在內管3中提升細長重錘5 -定高度后自由 下落，擊打沖擊錘4的頂面，使沖擊錘4對填充料7進行擠擴；然后，如圖3f所示，反復進行 上述填料和擠擴操作，直至全部設定量的填充料7被擠擴到樁端土體中，形成樁端擴底；最 后，如圖3g所示，插入鋼筋籠8,澆注混凝土 9,提出護筒1后對混凝土進行振搗密實，形成 鋼筋混凝土樁身。
【權利要求】
1. 一種混凝土樁的施工裝置，包括有護筒，內管，細長重錘，其特征是：護筒下端的內 壁設有一定高度的加厚層，護筒中包含可升降的內管，內管底端連接固定有沖擊錘，內管中 包含可升降的細長重錘；沖擊錘的底部為尖錐體，尖錐體的直徑小于護筒加厚層部位的內 徑，沖擊錘的中部凸出，凸出部的直徑大于護筒加厚層部位的內徑小于護筒內徑，沖擊錘的 上部與內管底端連接固定，頂面為平面；在護筒中插入連接好的內管和沖擊錘時，沖擊錘 底部尖錐體穿過護筒加厚層并探出護筒外，沖擊錘中部的凸出部不能穿過護筒加厚層被阻 擋，此時提升內管中的細長重錘擊打沖擊錘頂面,可實現(xiàn)沖擊錘和內管和護筒的同步下沉； 該裝置還包含可以與沖擊錘下端尖錐體連接的平底錘靴。
2. 根據權利要求1所述的混凝土樁的施工裝置，其特征是：護筒下端的內壁的加厚層， 是以多個相同厚度和長度的鋼條或者一定厚度和高度的鋼管焊接在護筒內壁上。
3. 根據權利要求1所述的一種混凝土樁的成孔裝置，其特征是：沖擊錘為實心體，以鋼 材鑄造或者鍛造而成。
4. 根據權利要求1所述的混凝土樁的施工裝置，其特征是：內管底端與沖擊錘上端連 接為一體，向上提升或者沉入內管時，帶動沖擊錘同時升降。
5. 根據權利要求1所述的混凝土樁的施工裝置，其特征是：內管的內部填充有鋼纜繩 或者膠墊或者粗細骨料等一種或幾種能夠緩解夯擊能量的填充物。
6. 根據權利要求1所述的混凝土樁的施工裝置，其特征是：與沖擊錘下端圓錐體連接 的平底錘靴，是指形狀與沖擊錘尖錐體對應吻合且底端為平底的鋼質錘靴。
7. -種混凝土樁的施工方法，該方法采用上述權利要求1 一 6所述的混凝土樁的施工 裝置，包括下述步驟： 1) 將上述權利要求1 一 6所述的混凝土樁的施工裝置對準地基中的樁位； 2) 在內管中提升細長重錘一定高度后自由下落，擊打沖擊錘的頂面，使沖擊錘擠擴周 圍土體并帶動護筒下沉； 3) 反復進行上述步驟②的錘擊沖孔操作，將護筒沉入至設計深度； 4) 根據土層性質和上部荷載要求，通過下列方法之一進行樁端的處理： 方法A :①將內管和沖擊錘同步提出護筒外，在沖擊錘底端連接平底錘靴；②向護筒底 部填入定量的填充料；③將內管和連接好平底錘靴的沖擊錘插入護筒并壓至填充料上；④ 在內管中提升細長重錘一定高度后自由下落，擊打沖擊錘的頂面，使沖擊錘對填充料進行 擠擴；⑤反復進行上述填料和擠擴操作，直至全部設定量的填充料被擠擴到樁端土體中，形 成樁端擴底； 方法B :①將內管和沖擊錘同步提出護筒外，在沖擊錘底端連接平底錘靴；②將內管和 連接好平底錘靴的沖擊錘插入護筒，③在內管中提升細長重錘一定高度后自由下落，擊打 沖擊錘的頂面，使沖擊錘對樁端土體進行擠擴； 方法C:省略樁端處理的施工步驟，將內管和沖擊錘同步提出護筒外，將護筒留置于樁 孔中，進行下一步施工； 5) 通過下列方法之一進行樁身的施工： 方法A :①插入鋼筋籠；②壓灌或者澆注混凝土；③提出護筒，對混凝土進行振搗密 實； 方法B :①通過中空鉆桿和高壓泵，一邊泵送水泥拌和物，一邊旋轉提升鉆桿直至樁頂 標高；②提出護筒，在樁身中反插鋼筋籠； 方法C :①沉入預制樁身；②提出護筒，預制樁身與周圍空隙用水泥拌合物或者固化劑 填滿； 方法D :①填入定量的填充料；②通過上述連接好平底錘靴的沖擊錘或者重錘或者內 夯管的升降運動，對填充料進行夯擊；③上提護筒一定高度，再進行上述填充和夯擊操作； ④反復進行上述上提護筒和填充和夯擊操作直至樁頂標高，在地基中形成擠密樁體； 方法E :①灌注素混凝土至樁頂標高；②提出護筒。
8. 根據權利要求7所述的混凝土樁的施工方法，其特征在于上述步驟2)中，上述細長 重錘的重量，以及提升重錘的高度，是根據土質和沖擊能量的要求確定的。
9. 根據權利要求7所述的混凝土樁的施工方法，其特征在于上述步驟4)中，上述方法 A和方法B中向護筒底部填入定量的填充料，填充料是指干硬性混凝土或碎磚或碎石或渣 土或卵石或鋼渣或水泥土或灰土中的一種或幾種。
10. 根據權利要求7所述的混凝土樁的施工方法，其特征在于上述步驟5)中，當采用方 法D和方法E時，在樁身的施工完成后，在樁頂表面鋪設砂石或者混凝土或者鋼筋混凝土墊 層，還可以先在樁頂進行擴徑部的施工再鋪設砂石或者混凝土或者鋼筋混凝土墊層。
【文檔編號】E02D7/28GK104099925SQ201410357471
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權日:2014年7月25日
【發(fā)明者】王繼忠 申請人:王繼忠