CN108118698A - 桩的施工方法及专用静压桩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桩的施工方法及专用静压桩机，施工方法包括就位：将设备外管就位于预定好的桩位上，或施工好的桩位近侧，或已施工好的桩位中心；沉管：启动桩工设备的加压静压系统及双套管沉管系统，交互加压静压，将沉管系统下沉至设定深度；具体采用内压交互法；沉管后，进行扩底或不扩底，进行浇筑。所述桩为大直径、大桩长的静压灌注桩。本发明施工方便、效果优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种桩的施工方法。
背景技术
近年来我国桩基础施工技术呈现新的趋向：环保、低碳、高效、扩底、变桩径、大直径、多种材料的组合式工艺，各种工艺的散体桩（S桩），半刚性桩（M桩），复合桩（SM、SC、MC、SMC桩），各种构造的桩身复合桩（劲性复合桩）桩底复合桩（静压复合扩底桩），桩身桩底复合桩（非取土复合扩底桩），变桩径扩顶、扩径、扩底复合桩（根固复合桩）；各种材料的单一材料、复合材料、混合材料的单层、双层、多层的广义复合桩。
以土为本，因地制宜；复合桩从复合地基、桩基础、长短桩、桩土一体化、广义复合桩、三维耦合作用，研究越来越深入，应用越来越广泛。
但现有的施工工艺均存在一定的问题，需要加以改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种施工方便、效果好的大直径、大桩长的静压灌注桩的施工方法及专用静压桩机。
本发明的技术解决方案是：
一种桩的施工方法，其特征是：包括下列步骤：
（一）就位：将设备外管就位于未施工的桩位上，或施工好的桩位近侧，或已施工好的桩（现浇桩，其中包含干湿水泥砂浆桩、干湿水泥土桩、双向水泥土、潜孔水泥土等非取土桩，及取土再回灌填充料的取土桩）位中心；
（二）沉管：启动桩工设备的加压静压系统及双套管沉管系统，交互加压静压，将沉管系统下沉至设定深度；
具体包括下列内压交互法之一：
内压交互法（1）：采用下列方法之一：
a)启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架顶部的液压油缸顶压内管，内管直接顶压内管下的土体向下位移，内管顶压下沉至一定深度；启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架底部的液压油缸抱压外管，外管沿内管下沉，外管抱压下沉至一定深度；交互顶压内管、抱压外管，直至内外管双套管下沉至设定深度；
b)启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架底部的液压油缸抱压外管，外管直接环切外管下的土体，使土体进入外管内部，外管抱压下沉至一定深度，启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上顶部的液压油缸顶压内管，内管顶压出外管内的土体，内管顶压下沉至一定深度；交互抱压外管、顶压内管，直至内外管双套管下沉至设定深度；
c)交互a）b）步骤，直至内外管双套管下沉至预定深度；
内压交互法（2）：采用下列方法之一：
a）启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上部的液压油缸抱压内管，内管直接顶压内管下的土体向下位移，内管抱压下沉至一定深度；启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架下部的液压油缸抱压 外管，外管沿内管下沉，外管抱压下沉至一定深度；交互抱压内管、抱压外管，直至内外管双套管下沉至设定深度；
b）启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架下部的液压油缸抱压外管，外管直接环切外管下的土体，使土体进入外管内部，外管抱压下沉至一定深度；启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上部的液压油缸抱压内管，内管顶压进入外管内的土体，使土体出外管，内管抱压下沉至一深度；交互抱压外管、抱压内管，直至内外管双套管系统下沉至设定深度；
c）交互a）b）步骤，直至内外管双套管下沉至设定深度；
内压交互法（3）：依次包括下列步骤：
a）启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上部的液压油缸，顶压和/或抱压内管下沉至一定深度；
b）启动桩工设备的加压装置、振动装置、旋压位置或搓管装置，外管沿内管自重力下沉，加压下沉、振动下沉、振压下沉、旋压下沉或搓压下沉；
c）交互a）b）直至内外管双套管下沉至设定深度；
内夯内压交互法（4）：依次包括下列步骤：
a）内夯下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
b）内压下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
c）交互内夯、内压下沉直至内外管双套管下沉至设定深度；
内压内夯交互法（5）：依次包括下列步骤：
a）内压下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
b）内夯下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
c）交互内压、内夯下沉；
内压内夯交互法（6）：依次包括下列步骤：
a）启动桩工设备的加压静压装置，通过桩架上部的液压油缸顶压内管下的土体向下位移，内管顶压下沉至一定深度；启动内管上顶部的动力头，向内管底部的潜孔锤、旋转钻头提供高压空气、高压水流、高压水泥浆，冲击振动、旋喷搅拌，破坏、软化、固化土体，内管潜孔下沉至一定深度；交互内压下沉、潜孔下沉至设定深度；或通过内压外管内的土体，或潜孔下压外管内的土体，使外管内的土体出外管；
b）启动桩工设备的加压静压装置，通过桩架下部的液压油缸，抱压外管，外管沿内管下沉至一定深度；或外管直接环切外管下的土体，下沉至一定深度；
c）交互a）、b）直至内外管双套管下沉至设定深度；
沉管后，进行扩底或不扩底，进行浇筑；所述浇筑为上提内管，浇筑桩身，或下放或压植入预制桩身，沉管系统为设定刚度的单节或多节内外管及其联接装置；内管外径小于外管内径，套叠成内外管双套管，内外管上部侧面开设投料口，内管下部侧面开设投料口。
沉管的方法是：内管选配静力触探或动力触探装置，可同步采集传输相关数据，以验证地勘数据或水泥土体施工质量。
扩底的方法是：按设定投料量、投料高度H=投料体积V，不拔内管直接投料至内管内腔，采用从内管顶部开口处投料或从内管侧面开口处投料，然后上拔外管至一定高度h≥0；上提内管，填充料从内管底部开口处下落，或从内管下部侧面开口处下落，通过内管抱压、顶压或反压的内压方法反复加压和/或内管上下自由落体的内夯方法反复内夯；内压、内夯填充料，上拔h上下插h下外管至桩底距离c=10-30cm，形成抗压抗拔扩大头；通过夯实系数D来调整土体的挤密度，通过调整形态系数α来调整扩大头的大小、形状；通过调整承载力系数m来调整扩大头的承载力；通过调整填充料的材料类别，来调整扩大头的复合层数；形成控制投料量、贯入度、终止压桩力，填充料的材料类别的单控、双控、三控、四控的载体、扩大头、复合扩底桩的控制体系。
所述填充料为中细颗粒、水泥、石灰、石膏、固结粉、再生骨料、水泥拌合物，干湿水泥砂浆、干湿混凝土中的单一材料或两种材质的复合材料或多种材料的混合材料组成的散粒体、固结体。
一种所述的桩的施工方法的专用静压组合桩机，包括底盘，底盘上装桩架，桩架设有斜撑，其特征是：所述底盘为整体式或由多部分拼接组成的拼接式底盘，桩架设有横梁，桩架上桩垂直滑轨杆，锤头或搅拌头沿滑轨杆上下运动；桩架底通过可回转式小转盘与底盘连接；或底盘不同部位上设置多个固定桩架底的螺栓固定装置，可将桩架底固定于底盘的不同部位；桩架顶部装与卷扬机钢丝绳配合的滑轮组，绕过滑轮组的钢丝绳与双套管沉管系统的内管连接；所述内管底部设下夯击盘，下夯击盘外径小于外管内径，夯击盘上表面连接有T型挂钩，T型挂钩与外管下部内壁上的滑轨沟配合；内管下沉至下夯击盘下土体时，顶住夯击盘，下夯击盘与内管一体工作；内管上提时，下夯击盘在自重力和/或填充料作用下， T型挂钩沿滑轨沟下落，填充料从脱开处空间自动出料。
桩机顶部选配桩滑轮组的鸟头构造。
一种所述的桩的施工方法的专用静压组合桩机，包括底盘，底盘上装桩架，桩架设有斜撑，其特征是：所述底盘为整体式或由多部分拼接组成的拼接式底盘，桩架设有横梁，桩架上桩垂直滑轨杆，锤头或搅拌头沿滑轨杆上下运动；桩架底通过可回转式小转盘与底盘连接；或底盘不同部位上设置多个固定桩架底的螺栓固定装置，可将桩架底固定于底盘的不同部位；桩架顶部装与卷扬机钢丝绳配合的滑轮组，绕过滑轮组的钢丝绳与双套管沉管系统的内管连接；
所述内管底部设钻头、潜孔锤、搅拌叶片中的一种或多种。
本发明施工方便、效果优异。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明静压组合桩机的结构示意图。
图2是下夯击盘结构示意图。
具体实施方式
一种桩的施工方法，包括下列步骤：
（一）就位：将设备外管就位于未施工的桩位上，或施工好的桩位近侧，或已施工好的桩位中心；
（二）沉管：启动桩工设备的加压静压系统及双套管沉管系统，交互加压静压，将沉管系统下沉至设定深度；
具体包括下列内压交互法之一：
内压交互法（1）：采用下列方法之一：
a)启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架顶部的液压油缸顶压内管，内管直接顶压内管下的土体向下位移，内管顶压下沉至一定深度；启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架底部的液压油缸抱压外管，外管沿内管下沉，外管抱压下沉至一定深度；交互顶压内管、抱压外管，直至内外管双套管下沉至设定深度；
b)启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架底部的液压油缸抱压外管，外管直接环切外管下的土体，使土体进入外管内部，外管抱压下沉至一定深度，启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上顶部的液压油缸顶压内管，内管顶压出外管内的土体，内管顶压下沉至一定深度；交互抱压外管、顶压内管，直至内外管双套管下沉至设定深度；
c)交互a）b）步骤，直至内外管双套管下沉至预定深度；
内压交互法（2）：采用下列方法之一：
a）启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上部的液压油缸抱压内管，内管直接顶压内管下的土体向下位移，内管抱压下沉至一定深度；启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架下部的液压油缸抱压 外管，外管沿内管下沉，外管抱压下沉至一定深度；交互抱压内管、抱压外管，直至内外管双套管下沉至设定深度；
b）启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架下部的液压油缸抱压外管，外管直接环切外管下的土体，使土体进入外管内部，外管抱压下沉至一定深度；启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上部的液压油缸抱压内管，内管顶压进入外管内的土体，使土体出外管，内管抱压下沉至一深度；交互抱压外管、抱压内管，直至内外管双套管系统下沉至设定深度；
c）交互a）b）步骤，直至内外管双套管下沉至设定深度；
内压交互法（3）：依次包括下列步骤：
a）启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上部的液压油缸，顶压和/或抱压内管下沉至一定深度；
b）启动桩工设备的加压装置、振动装置、旋压位置或搓管装置，外管沿内管自重力下沉，加压下沉、振动下沉、振压下沉、旋压下沉或搓压下沉；
c）交互a）b）直至内外管双套管下沉至设定深度；
内夯内压交互法（4）：依次包括下列步骤：
a）内夯下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
b）内压下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
c）交互内夯、内压下沉直至内外管双套管下沉至设定深度；
内压内夯交互法（5）：依次包括下列步骤：
a）内压下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
b）内夯下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
c）交互内压、内夯下沉；
内压内夯交互法（6）：依次包括下列步骤：
a）启动桩工设备的加压静压装置，通过桩架上部的液压油缸顶压内管下的土体向下位移，内管顶压下沉至一定深度；启动内管上顶部的动力头，向内管底部的潜孔锤、旋转钻头提供高压空气、高压水流、高压水泥浆，冲击振动、旋喷搅拌，破坏、软化、固化土体，内管潜孔下沉至一定深度；交互内压下沉、潜孔下沉至设定深度；或通过内压外管内的土体，或潜孔下压外管内的土体，使外管内的土体出外管；
b）启动桩工设备的加压静压装置，通过桩架下部的液压油缸，抱压外管，外管沿内管下沉至一定深度；或外管直接环切外管下的土体，下沉至一定深度；
c）交互a）、b）直至内外管双套管下沉至设定深度；
沉管后，进行扩底或不扩底，进行浇筑；所述浇筑为上提内管，浇筑桩身，或下放或压植入预制桩身，沉管系统为设定刚度的单节或多节内外管及其联接装置；内管外径小于外管内径，套叠成内外管双套管，内外管上部侧面开设投料口，内管下部侧面开设投料口。
沉管的方法是：内管选配静力触探或动力触探装置，可同步采集传输相关数据，以验证地勘数据或水泥土体施工质量。
扩底的方法是：按设定投料量、投料高度H=投料体积V，不拔内管直接投料至内管内腔，采用从内管顶部开口处投料或从内管侧面开口处投料，然后上拔外管至一定高度h≥0；上提内管，填充料从内管底部开口处下落，或从内管下部侧面开口处下落，通过内管抱压、顶压或反压的内压方法反复加压和/或内管上下自由落体的内夯方法反复内夯；内压、内夯填充料，上拔h上下插h下外管至桩底距离c=10-30cm，形成抗压抗拔扩大头；通过夯实系数D来调整土体的挤密度，通过调整形态系数α来调整扩大头的大小、形状；通过调整承载力系数m来调整扩大头的承载力；通过调整填充料的材料类别，来调整扩大头的复合层数；形成控制投料量、贯入度、终止压桩力，填充料的材料类别的单控、双控、三控、四控的载体、扩大头、复合扩底桩的控制体系。
所述填充料为中细颗粒、水泥、石灰、石膏、固结粉、再生骨料、水泥拌合物，干湿水泥砂浆、干湿混凝土中的单一材料或两种材质的复合材料或多种材料的混合材料组成的散粒体、固结体。
一种静压组合桩机，包括底盘1，底盘上装桩架2，桩架设有斜撑3，所述底盘为整体式或由多部分拼接组成的拼接式底盘，桩架设有横梁4，桩架上桩垂直滑轨杆5，锤头或搅拌头6沿滑轨杆上下运动；桩架底通过可回转式小转盘7与底盘连接；或底盘不同部位上设置多个固定桩架底的螺栓固定装置，可将桩架底固定于底盘的不同部位；底盘的行走系统采用液压步履式8；桩架顶部装与卷扬机钢丝绳配合的滑轮组9，绕过滑轮组的钢丝绳10与双套管沉管系统的内管11连接；所述内管底部设下夯击盘12，下夯击盘外径小于外管13的内径，夯击盘上表面连接有T型挂钩14，T型挂钩与外管下部内壁上的滑轨沟配合；内管下沉至下夯击盘下土体时，顶住夯击盘，下夯击盘与内管一体工作；内管上提时，下夯击盘在自重力和/或填充料作用下， T型挂钩沿滑轨沟下落，填充料从脱开处空间自动出料。
桩机顶部选配桩滑轮组的鸟头15构造。底盘上还可进一步装吊机16。
一种所述的桩的施工方法的专用静压组合桩机，也可采用下列结构：包括底盘，底盘上装桩架，桩架设有斜撑，其特征是：所述底盘为整体式或由多部分拼接组成的拼接式底盘，桩架设有横梁，桩架上桩垂直滑轨杆，锤头或搅拌头沿滑轨杆上下运动；桩架底通过可回转式小转盘与底盘连接；或底盘不同部位上设置多个固定桩架底的螺栓固定装置，可将桩架底固定于底盘的不同部位；桩架顶部装与卷扬机钢丝绳配合的滑轮组，绕过滑轮组的钢丝绳与双套管沉管系统的内管连接；
所述内管底部设钻头、潜孔锤、搅拌叶片中的一种或多种。
Claims (7)
1.一种桩的施工方法，其特征是：包括下列步骤：
（一）就位：将设备外管就位于未施工的桩位上，或施工好的桩位近侧，或已施工好的桩位中心；
（二）沉管：启动桩工设备的加压静压系统及双套管沉管系统，交互加压静压，将沉管系统下沉至设定深度；
具体包括下列内压交互法之一：
内压交互法（1）：采用下列方法之一：
a)启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架顶部的液压油缸顶压内管，内管直接顶压内管下的土体向下位移，内管顶压下沉至一定深度；启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架底部的液压油缸抱压外管，外管沿内管下沉，外管抱压下沉至一定深度；交互顶压内管、抱压外管，直至内外管双套管下沉至设定深度；
b)启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架底部的液压油缸抱压外管，外管直接环切外管下的土体，使土体进入外管内部，外管抱压下沉至一定深度，启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上顶部的液压油缸顶压内管，内管顶压出外管内的土体，内管顶压下沉至一定深度；交互抱压外管、顶压内管，直至内外管双套管下沉至设定深度；
c)交互a）b）步骤，直至内外管双套管下沉至预定深度；
内压交互法（2）：采用下列方法之一：
a）启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上部的液压油缸抱压内管，内管直接顶压内管下的土体向下位移，内管抱压下沉至一定深度；启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架下部的液压油缸抱压 外管，外管沿内管下沉，外管抱压下沉至一定深度；交互抱压内管、抱压外管，直至内外管双套管下沉至设定深度；
b）启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架下部的液压油缸抱压外管，外管直接环切外管下的土体，使土体进入外管内部，外管抱压下沉至一定深度；启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上部的液压油缸抱压内管，内管顶压进入外管内的土体，使土体出外管，内管抱压下沉至一深度；交互抱压外管、抱压内管，直至内外管双套管系统下沉至设定深度；
c）交互a）b）步骤，直至内外管双套管下沉至设定深度；
内压交互法（3）：依次包括下列步骤：
a）启动桩工设备的加压静压系统，通过桩架上部的液压油缸，顶压和/或抱压内管下沉至一定深度；
b）启动桩工设备的加压装置、振动装置、旋压位置或搓管装置，外管沿内管自重力下沉，加压下沉、振动下沉、振压下沉、旋压下沉或搓压下沉；
c）交互a）b）直至内外管双套管下沉至设定深度；
内夯内压交互法（4）：依次包括下列步骤：
a）内夯下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
b）内压下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
c）交互内夯、内压下沉直至内外管双套管下沉至设定深度；
内压内夯交互法（5）：依次包括下列步骤：
a）内压下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
b）内夯下沉：内外管双套管下沉至设定深度；
c）交互内压、内夯下沉；
内压内夯交互法（6）：依次包括下列步骤：
a）启动桩工设备的加压静压装置，通过桩架上部的液压油缸顶压内管下的土体向下位移，内管顶压下沉至一定深度；启动内管上顶部的动力头，向内管底部的潜孔锤、旋转钻头提供高压空气、高压水流、高压水泥浆，冲击振动、旋喷搅拌，破坏、软化、固化土体，内管潜孔下沉至一定深度；交互内压下沉、潜孔下沉至设定深度；或通过内压外管内的土体，或潜孔下压外管内的土体，使外管内的土体出外管；
b）启动桩工设备的加压静压装置，通过桩架下部的液压油缸，抱压外管，外管沿内管下沉至一定深度；或外管直接环切外管下的土体，下沉至一定深度；
c）交互a）、b）直至内外管双套管下沉至设定深度；
沉管后，进行扩底或不扩底，进行浇筑；所述浇筑为上提内管，浇筑桩身，或下放或压植入预制桩身，沉管系统为设定刚度的单节或多节内外管及其联接装置；内管外径小于外管内径，套叠成内外管双套管，内外管上部侧面开设投料口，内管下部侧面开设投料口。
2.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征是：沉管的方法是：内管选配静力触探或动力触探装置，可同步采集传输相关数据，以验证地勘数据或水泥土体施工质量。
3.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征是：扩底的方法是：按设定投料量、投料高度H=投料体积V，不拔内管直接投料至内管内腔，采用从内管顶部开口处投料或从内管侧面开口处投料，然后上拔外管至一定高度h≥0；上提内管，填充料从内管底部开口处下落，或从内管下部侧面开口处下落，通过内管抱压、顶压或反压的内压方法反复加压和/或内管上下自由落体的内夯方法反复内夯；内压、内夯填充料，上拔h上下插h下外管至桩底距离c=10-30cm，形成抗压抗拔扩大头；通过夯实系数D来调整土体的挤密度，通过调整形态系数α来调整扩大头的大小、形状；通过调整承载力系数m来调整扩大头的承载力；通过调整填充料的材料类别，来调整扩大头的复合层数；形成控制投料量、贯入度、终止压桩力，填充料的材料类别的单控、双控、三控、四控的载体、扩大头、复合扩底桩的控制体系。
4.根据权利要求3所述的桩的施工方法，其特征是：所述填充料为中细颗粒、水泥、石灰、石膏、固结粉、再生骨料、水泥拌合物，干湿水泥砂浆、干湿混凝土中的单一材料或两种材质的复合材料或多种材料的混合材料组成的散粒体、固结体。
5. 一种权利要求1所述的桩的施工方法的专用静压组合桩机，包括底盘，底盘上装桩架，桩架设有斜撑，其特征是：所述底盘为整体式或由多部分拼接组成的拼接式底盘，桩架设有横梁，桩架上桩垂直滑轨杆，锤头或搅拌头沿滑轨杆上下运动；桩架底通过可回转式小转盘与底盘连接；或底盘不同部位上设置多个固定桩架底的螺栓固定装置，可将桩架底固定于底盘的不同部位；桩架顶部装与卷扬机钢丝绳配合的滑轮组，绕过滑轮组的钢丝绳与双套管沉管系统的内管连接；所述内管底部设下夯击盘，下夯击盘外径小于外管内径，夯击盘上表面连接有T型挂钩，T型挂钩与外管下部内壁上的滑轨沟配合；内管下沉至下夯击盘下土体时，顶住夯击盘，下夯击盘与内管一体工作；内管上提时，下夯击盘在自重力和/或填充料作用下， T型挂钩沿滑轨沟下落，填充料从脱开处空间自动出料。
6.根据权利要求1所述的桩的施工方法的专用静压组合桩机，其特征是：桩机顶部选配桩滑轮组的鸟头构造。
7.一种权利要求1所述的桩的施工方法的专用静压组合桩机，包括底盘，底盘上装桩架，桩架设有斜撑，其特征是：所述底盘为整体式或由多部分拼接组成的拼接式底盘，桩架设有横梁，桩架上桩垂直滑轨杆，锤头或搅拌头沿滑轨杆上下运动；桩架底通过可回转式小转盘与底盘连接；或底盘不同部位上设置多个固定桩架底的螺栓固定装置，可将桩架底固定于底盘的不同部位；桩架顶部装与卷扬机钢丝绳配合的滑轮组，绕过滑轮组的钢丝绳与双套管沉管系统的内管连接；
所述内管底部设钻头、潜孔锤、搅拌叶片中的一种或多种。
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