CN101684650A - 一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩、成桩装置及成桩工法 - Google Patents

一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩、成桩装置及成桩工法 Download PDF

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本发明涉及一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩、成桩装置及成桩工法，其利用专用机械设备在地基中形成大直径齿形筒孔，然后在筒孔中配置钢筋笼并就地灌注混凝土而成型的薄壁齿形筒桩。不配置钢筋笼的称为大直径现浇素混凝土薄壁齿形筒桩，简称素混凝土齿形筒桩。齿形筒桩直径范围更大，单桩承载力更高，抗水平推力更大，抗侧滑移能力更强，深厚软基土复合地基处理更有特效。可广泛应用于海洋工程、水利工程、道路桥梁工程、码头工程、围海造地工程、海港防波工程、直立护岸工程、铁路工程、机场跑道工程、工业与民用建筑工程的基础处理工程、物流货场工程等。为投资方综合节省成本30％以上。

Description

一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩、成桩装置及成桩工法
技术领域
本发明涉及一种筒桩，尤其是涉及一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩及其成桩工法。
背景技术
(1)大直径现浇混凝土薄壁筒桩技术在我国已成功应用于港湾工程、高速公路、建筑工程和市政工程等，充分显示了该技术的优越性。
(2)大直径现浇混凝土薄壁筒桩技术是采用中高频振动锤+双钢管护筒+环形桩尖结构，将大直径双钢管护筒振压锲沉入土中，使局部地基土由桩靴底向管腔内推进移动挤密并部分排出地面而使外侧土体基本不受挤压特征的一种新工法、新型工艺桩，为世界首创。是由谢庆道教授发明的专利技术，发明号为(ZL98113070.4\ZL01244439.1\E02D5-38)。
(3)大直径现浇混凝土薄壁筒桩技术的诞生，是对土木工程的一个重大贡献，国内外工程界给予了高度评价。它的贡献不仅有效解决了大直径桩基基础工程中工程造价高、工期长和施工难度大的技术瓶颈，同时，具有施工方法简单、沉管时间快、双钢管护壁完整、现浇质量可靠、耐久性能好、以及保护环境等显而易见的优越性。施工周期缩短4～6月，为投资方综合节省成本20％以上。可广泛应用于海洋工程、水利工程、道路桥梁工程、码头工程、围海造地工程、海港防波工程、直立护岸工程、铁路工程、机场跑道工程、工业与民用建筑工程的基础处理工程、物流货场工程等。
发明内容
本发明的目的在于进一步发扬大直径现浇混凝土薄壁筒桩技术的优越性，在圆形筒桩基础上发展出齿形筒桩及其成桩装置和成桩工法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：1、一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩，包括现场浇铸而成的中部空心的筒状混凝土桩身，在桩身外径轮廓分布有若干个向外凸起的齿牙；桩身外径为800-2000毫米、内径为600-1500毫米，齿牙高度h＝200-1500毫米。现浇混凝土薄壁齿形筒桩，通过在外周上设置齿形，齿形筒桩直径范围大，单桩承载力高，抗水平推力更大，抗侧滑移能力更强；这种结构，可增强单桩的承载能力，可达到减少单位面积上筒桩数量的目的，从而提供施工效率。
作为优选，所述的齿牙为3-12个。该齿牙在桩身圆周上呈均匀分布，以提高桩身的受力均衡性。
基于不同的使用环境，作为优选，齿牙形状为相似梯形或曲线弧形或三角形；桩身的各个齿牙为上述形状之一或任意二种形状的组合。
如上所述齿形筒桩的成桩装置，包括双层钢护筒及桩尖，所述的桩尖上设有若干齿牙；双层钢护筒端部设有齿形筒爪，该齿形筒爪系由分别与双层钢护筒的内外筒相接的内外壁构成的空腔体，其外壁端部设有与桩尖齿牙适配的齿牙，该齿牙外周缘向内侧斜上方延伸至与双层钢护筒外周面相接。通过齿形筒爪，使浇注的圆形筒桩外周得到齿形凸起，即齿牙。
桩尖的齿牙端面上设有止水槽，齿形筒爪的齿牙可卡入止水槽内。便于两者间的对其，以及密封。
为了提高齿形筒爪的强度，其上的齿牙与双层钢护筒间设有加强筋板。
大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩的成桩工法，其施工步骤为：
1)、在双层钢护筒的正下方的地面上放置作为预制体的齿形桩尖，落下振动锤，设于双层钢护筒头部的齿形桩尖正好嵌于齿形筒爪的双钢管护筒之间，一方面用于固定双层钢护筒，另一方面防止水与土壤进入双钢管护筒夹层；双层钢护筒的顶部利用夹持器与振动锤相联、固定。
2)、启动振动锤，将齿形桩尖、双层钢护筒沉入设计深度。
3)、松开双层钢护筒顶部的夹持器，移开振动锤，向夹层中放入钢筋笼；落下振动锤重新夹紧双层钢护筒。如果是形成素混凝土齿形筒桩，直接向双层钢护筒夹层之间灌入混凝土。
4)、向双层钢护筒夹层之间灌入混凝土至设计位置，启动振动锤，边振动边拔出双钢管护筒和齿形筒爪，即形成一根齿形筒桩。
由于地质条件多样，为满足某些地质的需要，作为优选，在齿形桩尖上端设置止水槽放置止水材料，再用齿形筒爪压紧齿形桩尖，保证止水密封。
因此，本发明为大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩直径范围更大，单桩承载力更高，抗水平推力更大，抗侧滑移能力更强，深厚软基土复合地基处理更有特效。为投资方综合节省成本30％以上。
附图说明
附图1、附图2、附图3是本发明的一种筒桩截面结构示意图；
附图4是本发明成桩装置安装于施工设备的结构示意图；
附图5是附图4的I-I截面图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本发明一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩，如附图1、附图2、附图3所示，包括现场浇注而成的中部空心的筒状混凝土桩身1，在桩身1外径轮廓分布有若干个向外凸起的齿牙2；桩身1外径为800-2000毫米、内径为600-1500毫米，齿牙2高度h＝200-1500毫米。齿牙2为3-12个齿牙2形状为相似梯形或曲线弧形或折线形；桩身1的各个齿牙2为上述形状之一或任意二种形状的组合。
上述齿形筒桩的成桩装置，如附图4、附图5所示，包括双层钢护筒5及桩尖3，其特征在于：所述的桩尖3上设有若干齿牙31；双层钢护筒5端部设有齿形筒爪4，该齿形筒爪4系由分别与双层钢护筒5的内外筒相接的内外壁构成的空腔体，其外壁端部设有与桩尖3齿牙31适配的齿牙41，该齿牙41外周缘向内侧斜上方延伸至与双层钢护筒5外周面相接。桩尖3的齿牙31端面上设有止水槽32，齿形筒爪4的齿牙41可卡入止水槽32内。齿牙41与双层钢护筒5间设有加强筋板42。
一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩的成桩工法：
1)、在双层钢护筒5的正下方的地面上放置作为预制体的齿形桩尖3，落下振动锤6，设于双层钢护筒5头部的齿形桩尖3正好嵌于齿形筒爪4的双钢管护筒5之间，一方面用于固定双层钢护筒5，另一方面防止水与土壤进入双钢管护筒5夹层；双层钢护筒5的顶部利用夹持器7与振动锤6相联、固定。
2)、启动振动锤6，将齿形桩尖3、双层钢护筒5沉入设计深度。
3)、松开双层钢护筒6顶部的夹持器7，移开振动锤6，向夹层中放入钢筋笼；落下振动锤6重新夹紧双层钢护筒5；如果是形成素混凝土齿形筒桩，直接向双层钢护筒5夹层之间灌入混凝土。
4)、向双层钢护筒5夹层之间灌入混凝土至设计位置，启动振动锤6，边振动边拔出双钢管护筒5和齿形筒爪4，即形成一根齿形筒桩。
在齿形桩尖上端设置止水槽32放置止水材料，再用齿形筒爪4压紧齿形桩尖3，保证止水密封。

Claims (8)

1.一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩，包括现场浇注而成的中部空心的筒状混凝土桩身(1)，其特征在于：在桩身(1)外径轮廓分布有若干个向外凸起的齿牙(2)；桩身(1)外径为800-2000毫米、内径为600-1500毫米，齿牙(2)高度h＝200-1500毫米。
2.根据权利要求1所述的一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩，其特征在于：所述的齿牙(2)为3-12个。
3.根据权利要求1或2所述的一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩，0.其特征在于：齿牙(2)形状为相似梯形或曲线弧形或折线形；桩身(1)的各个齿牙(2)为上述形状之一或任意二种形状的组合。
4.如权利要求1所述齿形筒桩的成桩装置，包括双层钢护筒(5)及桩尖(3)，其特征在于：所述的桩尖(3)上设有若干齿牙(31)；双层钢护筒(5)端部设有齿形筒爪(4)，该齿形筒爪(4)系由分别与双层钢护筒(5)的内外筒相接的内外壁构成的空腔体，其外壁端部设有与桩尖(3)齿牙(31)适配的齿牙(41)，该齿牙(41)外周缘向内侧斜上方延伸至与双层钢护筒(5)外周面相接。
5.根据权利要求4所述的成桩装置，其特征在于：桩尖(3)的齿牙(31)端面上设有止水槽(32)，齿形筒爪(4)的齿牙(41)可卡入止水槽(32)内。
6.根据权利要求4或5所述的成桩装置，其特征在于：齿牙(41)与双层钢护筒(5)间设有加强筋板(42)。
7.一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩的成桩工法，其特征在于：
1)、在双层钢护筒(5)的正下方的地面上放置作为预制体的齿形桩尖(3)，落下振动锤(6)，设于双层钢护筒(5)头部的齿形桩尖(3)正好嵌于齿形筒爪(4)的双钢管护筒(5)之间，一方面用于固定双层钢护筒(5)，另一方面防止水与土壤进入双钢管护筒(5)夹层；双层钢护筒(5)的顶部利用夹持器(7)与振动锤(6)相联、固定。
2)、启动振动锤(6)，将齿形桩尖(3)、双层钢护筒(5)沉入设计深度。
3)、松开双层钢护筒(6)顶部的夹持器(7)，移开振动锤(6)，向夹层中放入钢筋笼；落下振动锤(6)重新夹紧双层钢护筒(5)；如果是形成素混凝土齿形筒桩，直接向双层钢护筒(5)夹层之间灌入混凝土。
4)、向双层钢护筒(5)夹层之间灌入混凝土至设计位置，启动振动锤(6)，边振动边拔出双钢管护筒(5)和齿形筒爪(4)，即形成一根齿形筒桩。
8.根据权利要求7所述的大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩的成桩工法，其特征在于：在齿形桩尖上端设置止水槽(32)放置止水材料，再用齿形筒爪(4)压紧齿形桩尖(3)，保证止水密封。
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