CN103835285A - 埋于软地基的混凝土筒体的施工方法及其专用成孔器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种埋于软地基的混凝土筒体的施工方法及其专用成孔器，包括上端通过压盖相连的内、外护壁套管，且内护壁套管的上端形成锥度管插入置于压盖上方的施力压头；所述内、外护壁套管的下端面分别与筒靴上端的内、外支承面以棘齿结构相配合；筒靴下端的切削刃为锯齿状；所述外护壁套管外围固定有齿圈；还具有驱动机构，驱动机构包括一齿轮，与外护壁套管外围的齿圈啮合；还包括一置于内、外护壁套管之间的筒孔中的高压水管；筒靴上端有进水口，高压水管下端与进水口密封连接；筒靴下端具有若干出水口，与进水口通过筒靴内的水路连通。本发明可以提高施工速度，增加施工深度；同时施压装置所需施加的压力减少，从而降低对施工设备的要求。

Description

埋于软地基的混凝土筒体的施工方法及其专用成孔器

技术领域

本发明属于建筑施工设备领域，特别涉及埋于软地基的混凝土筒体的施工方法及其专用成孔器。

背景技术

埋于软地基的混凝土筒体在地下施工过程中有多种应用，例如基础施工中的灌注空心桩，地下沉井的护壁等都是属于薄壁结构的一种混凝土筒体。传统的混凝土筒桩施工方法是采用单筒内灌注混凝土，这种施工方法在成孔过程中需要排出大量的泥土，取土工程量大；同样，在灌注过程中需要大量的混凝土，既影响工程进度，又增加工程费用。

而在专利号是98113070.4，名称为《埋于软地基的混凝土筒体的施工方法及压入式一次成孔器》的发明专利中，介绍了一种采用双钢管筒结构的施工方法，它是将内护壁套和外护壁套固定连接在压盖上，且内护壁套管的上端形成锥度管插入置于压盖上方的施力压头，与施力压头内的出泥孔导通；将下端形成切削刃的筒形的筒靴直接套入内护壁套和外护壁套直接的筒孔中；然后直接通过施力压头进行施压，筒靴下端的切削刃开始挤压泥土，被挤压的泥土进入内护壁套管中，继而被出泥孔排出；待筒靴下沉至标定深度后，从设在外护壁套管的灌注口向筒孔中灌注混凝土，同时将内护壁套管和外护壁套管向上拉出，此时，筒靴将离开筒孔并同灌注形成的混凝土筒体连成一体埋入软地基中。这种方法在成孔过程中同时同步自动排土，实现一次成孔，施工速度快捷，所述专用的成孔器结构简单，能使被筒靴排挤的泥土通过内护壁套管同原始图层之间的间隙排出。但是这种双钢管筒结构的施工方法对设备的要求比较高，需要施加很大的压力才能将套管压入泥土中，使得施工的设备成本高，且混凝土筒体的施工工时长。

发明内容

   本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种耗时短、设备要求低的埋于软地基的混凝土筒体的施工方法及其专用成孔器。

为此，本发明的技术方案是：埋于软地基的混凝土筒体的专用成孔器，包括压盖、内护壁套管和外护壁套管，所述外护壁套管侧面设有灌注口；所述内护壁套管和外护壁套管上端与压盖相连，且内护壁套管的上端形成锥度管插入置于压盖上方的施力压头，与施力压头内的出泥孔导通；所述内护壁套管和外护壁套管下端套有筒状结构的筒靴，所述筒靴的下端形成切削刃；所述筒靴上端径向截面为“凸”字型，具有环状的外支承面和内支承面；所述筒靴套入设在内护壁套管和外护壁套管之间的筒孔中，筒孔中置有钢筋笼；其特征在于：筒靴下端的切削刃为锯齿状；筒靴上端与内护壁套管和外护壁套管以棘齿结构相配合；所述外护壁套管外围固定有齿圈；还具有一驱动机构，驱动机构包括一齿轮，与外护壁套管外围的齿圈啮合；还具有一高压水管，所述高压水管从外护壁套管侧面设有的进管口伸入，置于内护壁套管和外护壁套管之间的筒孔中；所述筒靴的凸块上具有进水口，所述高压水管下端与进水口密封连接；筒靴下端具有若干出水口，与所述进水口通过筒靴内的水路连通。

进一步地，所述外护壁套管外围固定着多个齿圈，上下平行分布在外护壁套管外围。

进一步地，所述筒靴内与出水口相连的水路，其方向均为向筒靴的圆心倾斜。

一种应用根据上述的专用成孔器的施工方法，其特征在于：它包括以下步骤： 

1）组装施工设备：首先将钢筋笼和高压水管装进内护壁套管和外护壁套管之间的筒孔中，然后将筒靴套入筒孔底部，并使得内护壁套管和外护壁套管的下端面分别与筒靴上端以棘齿结构相配合；内护壁套管和外护壁套管上端与压盖相连，且内护壁套管的上端形成锥度管插入置于压盖上方的施力压头，与施力压头内的出泥孔导通；

2）将筒靴置于施工位置，向高压水管注水并增压，并将驱动机构上的齿轮与外护壁套管外围的齿圈啮合好，然后在施力压头上施压；水从筒靴的进水口进入，从所有的出水口倾斜排出，形成环状的高压水刀，切割筒靴下方的泥土，并通过驱动机构使得齿轮带动外护壁套管旋转，通过棘齿结构带动筒靴旋转，筒靴底部锯齿状的切削刃开始旋转挤压被水刀切割过的湿润泥土，被挤压的泥土进入内护壁套管中，继而被出泥孔排出； 

3）待筒靴下沉至标定深度后，沿外护壁套管的进管口切断高压水管，使高压水管留在筒孔内，并从设在外护壁套管的灌注口向筒孔中灌注混凝土，并通过驱动机构反向旋转外护壁套管，使得内护壁套管和外护壁套管的下端面与筒靴上端的棘齿结构错开后，再将内护壁套管和外护壁套管向上拉出，此时，筒靴将离开筒孔并同灌注形成的混凝土筒体连成一体埋入软地基中。

本发明通过从筒靴底部喷出高压水柱，一方面形成水刀切割泥土，另一方面水使得泥土变得湿润，从而方便筒靴被下压，进入地基中；水路向筒靴的圆心倾斜，使得喷出的高压水柱也是向内倾斜的，从而可以“挖”起相应部位的泥土，并有利于泥土被挤压排出。同时，本发明的驱动机构可以带动外护壁套管旋转，并通过筒靴上的棘齿结构来带动筒靴旋转，且筒靴底部切削刃为锯齿状，同样有利于筒靴被下压。背景技术中，筒靴在下压过程中，实际上也是在不断地挤压地基中的泥土，即，筒靴钻地越深，所需的单位压强越大，因此对施力压头的吨位、功率要求非常高。应用本发明后，水刀提供了大部分切割所需的压强，施力压头仅需提供很小的压力，就可将筒靴压入地基，水刀的切割并不会向下挤压泥土使其变得密实，同时，外护壁套管通过筒靴上的棘齿结构来带动筒靴旋转，且筒靴底部切削刃为锯齿状，使得筒靴更加容易下压。因此即使到了很低的深度，较低标准的施力压头仍然足敷使用。可见，本发明可以提高施工速度，增加施工深度；同时施压装置所需施加的压力减少，从而降低对施工设备的要求，减少整个施工工程的成本。

附图说明

以下结合附图和本发明的实施方式来做进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为本发明筒靴的结构示意图。

具体实施方式

参见附图。本实施例包括压盖1、内护壁套管3和外护壁套管2，所述外护壁套管2侧面设有灌注口12；所述内护壁套管3和外护壁套管2上端与压盖1相连，且内护壁套管3的上端形成锥度管4插入置于压盖1上方的施力压头5，与施力压头5内的出泥孔6导通；所述内护壁套管3和外护壁套管2下端套有筒状结构的筒靴8，所述筒靴8的下端形成切削刃7；所述筒靴8上端径向截面为“凸”字型，具有环状的外支承面10和内支承面11；所述筒靴8套入设在内护壁套管3和外护壁套管2之间的筒孔9中；筒靴8下端的切削刃7为锯齿状；筒靴8上端与内护壁套管3和外护壁套管2以棘齿结构21相配合；所述外护壁套管2外围固定着多个齿圈18，上下平行分布在外护壁套管2外围；还具有一驱动机构20，驱动机构20包括一齿轮19，与外护壁套管2外围的齿圈18啮合；还包括高压水管13，所述高压水管13从外护壁套管2侧面设有的进管口14伸入，置于内护壁套管3和外护壁套管2之间的筒孔9中；所述筒靴8的凸块上具有进水口15，所述高压水管13下端与进水口15密封连接；筒靴8下端具有若干出水口17，与所述进水口15通过筒靴内的水路16连通。

一种应用根据上述的专用成孔器的施工方法，包括以下步骤： 

1）组装施工设备：首先将钢筋笼和高压水管13装进内护壁套管3和外护壁套管2之间的筒孔9中，然后将筒靴8套入筒孔9底部，并使得内护壁套管3和外护壁套管2的下端面分别与筒靴8下端以棘齿结构21相配合；内护壁套管3和外护壁套管2上端与压盖1相连，且内护壁套管3的上端形成锥度管4插入置于压盖1上方的施力压头5，与施力压头5内的出泥孔6导通；

2）将筒靴8置于施工位置，向高压水管13注水并增压，然后将驱动机构20上的齿轮19与外护壁套管2外围最下边的齿圈18啮合，接着在施力压头5上施压；水从筒靴8的进水口15进入，从所有的出水口16倾斜排出，形成环状的高压水刀，切割筒靴下方的泥土，并通过驱动机构使得齿轮19带动外护壁套管2旋转，并通过棘齿结构21带动筒靴8旋转，筒靴8底部锯齿状的切削刃7开始旋转挤压被水刀切割过的湿润泥土，被挤压的泥土进入内护壁套管3中，继而被出泥孔6排出；当外护壁套管2外围最下边的齿圈18下降到地面时，调整驱动机构20上齿轮19的高度，使之与上方距离地面最近的齿圈18啮合，继续带动外护壁套管2旋转；依次类推，齿轮19依次与外护壁套管2外围从下到上的齿圈18分别一一啮合，直到筒靴8下沉至标定深度为止；

3）待筒靴8下沉至标定深度后，沿外护壁套管2的进管口14切断高压水管13，使高压水管13留在筒孔9内，从设在外护壁套管2的灌注口12向筒孔9中灌注混凝土，并通过驱动机构20反向旋转外护壁套管2，使得内护壁套管3和外护壁套管2的下端面与筒靴8上端的棘齿结构21错开后，再将内护壁套管3和外护壁套管2向上拉出，此时，筒靴8将离开筒孔9并同灌注形成的混凝土筒体连成一体埋入软地基中。

Claims (4)

1.埋于软地基的混凝土筒体的专用成孔器，包括压盖、内护壁套管和外护壁套管，所述外护壁套管侧面设有灌注口；所述内护壁套管和外护壁套管上端与压盖相连，且内护壁套管的上端形成锥度管插入置于压盖上方的施力压头，与施力压头内的出泥孔导通；所述内护壁套管和外护壁套管下端套有筒状结构的筒靴，所述筒靴的下端形成切削刃；所述筒靴上端径向截面为“凸”字型，具有环状的外支承面和内支承面；所述筒靴套入设在内护壁套管和外护壁套管之间的筒孔中，筒孔中置有钢筋笼；其特征在于：筒靴下端的切削刃为锯齿状；筒靴上端与内护壁套管和外护壁套管以棘齿结构相配合；所述外护壁套管外围固定有齿圈；还具有一驱动机构，驱动机构包括一齿轮，与外护壁套管外围的齿圈啮合；还具有一高压水管，所述高压水管从外护壁套管侧面设有的进管口伸入，置于内护壁套管和外护壁套管之间的筒孔中；所述筒靴的凸块上具有进水口，所述高压水管下端与进水口密封连接；筒靴下端具有若干出水口，与所述进水口通过筒靴内的水路连通。

2.如权利要求1所述的埋于软地基的混凝土筒体的专用成孔器，其特征在于：所述外护壁套管外围固定着多个齿圈，上下平行分布在外护壁套管外围。

3.如权利要求1所述的埋于软地基的混凝土筒体的专用成孔器，其特征在于：所述筒靴内与出水口相连的水路，其方向均为向筒靴的圆心倾斜。

4.一种应用根据权利要求1或2或3所述的专用成孔器的施工方法，其特征在于：它包括以下步骤： 

1）组装施工设备：首先将钢筋笼和高压水管装进内护壁套管和外护壁套管之间的筒孔中，然后将筒靴套入筒孔底部，并使得内护壁套管和外护壁套管的下端面分别与筒靴上端以棘齿结构相配合；内护壁套管和外护壁套管上端与压盖相连，且内护壁套管的上端形成锥度管插入置于压盖上方的施力压头，与施力压头内的出泥孔导通；

2）将筒靴置于施工位置，向高压水管注水并增压，并将驱动机构上的齿轮与外护壁套管外围的齿圈啮合好，然后在施力压头上施压；水从筒靴的进水口进入，从所有的出水口倾斜排出，形成环状的高压水刀，切割筒靴下方的泥土，并通过驱动机构使得齿轮带动外护壁套管旋转，通过棘齿结构带动筒靴旋转，筒靴底部锯齿状的切削刃开始旋转挤压被水刀切割过的湿润泥土，被挤压的泥土进入内护壁套管中，继而被出泥孔排出； 

3）待筒靴下沉至标定深度后，沿外护壁套管的进管口切断高压水管，使高压水管留在筒孔内，并从设在外护壁套管的灌注口向筒孔中灌注混凝土，并通过驱动机构反向旋转外护壁套管，使得内护壁套管和外护壁套管的下端面与筒靴上端的棘齿结构错开后，再将内护壁套管和外护壁套管向上拉出，此时，筒靴将离开筒孔并同灌注形成的混凝土筒体连成一体埋入软地基中。

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