CN1106489A

CN1106489A - 一种带有支翼的桩及沉桩方法

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Publication number: CN1106489A
Application number: CN 94101663
Authority: CN
Inventors: 韩增寿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1994-02-07
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2014-02-07
Also published as: CN1056897C

Abstract

一种支翼桩及其施工方法。其特征在于在钢筋水泥桩或钢桩的桩身任何部位加设一个或几个类同桩身断面的钢短桩，短桩内藏有支翼板和炸药，当沉桩到预定位置时，接通伸出桩顶的引爆导线电源，用爆炸力将支翼板推出桩身外，由桩外的筋板支承和限位，形成支承翼，扩大了桩的支承面积，从而大大地增加了桩基承载力。用于实心桩时，增加的承载力可为支承力亦可为上拔力。

Description

本发明涉及一种桩和沉桩方法，特别涉及一种沉桩后用爆炸法形成带有支翼的桩和沉桩方法，适用于各种建筑工程和水运工程的桩基工程。

在桩基工程中，一般使用钢筋水泥桩或钢桩。如何通过扩大支承面来提高桩体的承载力是这一领域技术人员一直努力寻求解决的问题。“提高大直径钢管桩承载力的探讨”（《水运工程》1980年第9期第1-5页）中公开了一种空心加翼桩。其构成是在桩尖周围焊有多片与桩体轴线相平行的翅翼板。目的是利用翼板与土体间的磨擦力，增加桩的承载力。不足之处是仅仅利用翼板与土体间的磨擦力来增加桩的承载力，效果不显著。《桥梁桩基设计》（人民铁道出版社1976年3月第1版）一书第251-256页发表了一种爆扩桩。其构成是在短桩的一端设置钢制法兰盘，以与上部预制钢筋混凝土管桩连接。短桩的另一端由多块钢板焊制成桩尖，其焊缝采用低强度电焊条焊接，使它在爆破后沿焊缝裂开形成爆扩体，在桩尖内放有炸药、电雷管和电源引线，电源引线引到地面上来，目的是利用炸药把桩尖处的土炸出一个空穴，再灌入混凝土，形成扩大的桩尖，以提高承载力。不足之处是：这种爆扩桩只能适用于管桩;桩尖爆扩后的尺度难以具体确定，它随土质、药量和钢桩尖部焊接程度而变，所增加的承载力不能事先确定，另外，使用这种爆扩桩需要在施工现场配备混凝土搅拌设备和其他动力设备，施工麻烦，特别是在海上打桩尤为困难。

本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种新型的用爆炸法形成带有支翼的桩及沉桩方法。

按本发明，上述沉桩方法包括如下步骤：

1）制造一种带有支翼板的短桩，所述短桩为整体桩身的一部分，包括在一端或两端设有法兰盘的钢桩架，在钢桩架外设有筋板，在钢桩架上设有装药口，在钢桩架内设有药室、爆炸装置和支翼板，引爆导线从钢桩架内引出;

2）将所述短桩依靠所述法兰和其他部分桩身相连，同时将从短桩钢桩架内引出的引爆导线与桩身内的引出导线相连;

3）根据土质情况，沉桩到预定位置;以及

4）由遥控人员引爆，靠爆炸力将钢桩架内的支翼板推到钢桩架外并由钢桩架外的筋板支承和限位。

按本发明，一种实施上述沉桩方法所用的带支翼的桩，包括桩身和一节或多节短桩，所述短桩为整体桩身的一部分，包括在一端或两端设有法兰盘的钢桩架，其特点在于，在短桩钢桩架外设有筋板，在钢桩架上设有装药口，在钢桩架内设有药室，爆炸装置和可以在爆炸力作用下向钢桩架外伸出的支翼板。

所述短桩用在实心桩上时，该短桩包括钢桩架、法兰盘、挡板、支翼板、推板、支翼板限位条、带有筋板孔的筋板、雷管和炸药包、雷管引线插销、药室口挡板、挡板支架、插销座和引爆导线。支翼板和推板组成的支翼架位于两层挡板之间，钢桩架钢板上与支翼板前端相对的部位开有横孔，横孔的下底边与筋板孔的下底边处于同一平面上，钢桩架另一侧钢板上留有一个孔作为装药口，在钢桩架内侧、装药口的上下两端焊有挡板支架，药室口挡板插装在挡板支架之间，导线穿过挡板上的孔引出，所述药室由推板、上下两层挡板和装有药室口挡板一侧的钢桩架钢板所组成，雷管和炸药包放在药室内。

另外，上述支翼板前端是用粘合剂粘在或用点焊将其焊在钢支架横孔上（下）沿上，限位条的上端面高于筋板孔的上边沿，在限位条所对应的钢桩架的横孔上方相应地开有凸孔，支翼板上的相邻两限位条同时位于焊接在钢桩架上的两相邻筋板的内侧或外侧。

所述短桩用于空心桩上时，包括钢桩架、法兰盘、支翼板、支翼板轴、筋板、雷管和炸药包、药室口挡板、挡板支架和引爆导线组件。短桩之钢桩架内径与所连接的空心桩桩身的内径大体相同，支翼板轴固定在钢桩架上，支翼板的上端套在支翼板轴上，可以绕支翼板轴转动，支翼板的下端粘在或点焊在钢桩架上，钢桩架上留有装药口，引爆导线由钢桩架内引出。

按本发明的短桩可以采用一端装法兰盘，以与桩身连接，另一端是桩尖的结构;也可以采用两端都是法兰盘的结构，装设在桩身的任何部位，根据土质情况可以一桩采用一节或多节短桩，使支翼板位于土质较好的土层之中，支翼板的个数和伸出方位也可以根据不同需要具体确定。为了保证施工安全，选用防震防水的雷管和炸药，在沉桩过程中不会因震动而自然引爆。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.由于支翼板的面积是事先确定的，支翼板推出钢桩架后与桩轴成垂直状态，因此支翼板推出后所增加的承载力是显著的且可以根据需要预先设定，这样可以合理设计桩长，节省材料和成本开支。

2.适合空心桩的支翼板可承受支承力，而适合实心桩的支翼板可承受支承力，亦可承受上拔力，沉桩时，支翼板藏在钢桩架内，因此不会增加沉桩阻力。

3.施工简单。所述短桩是在预制厂制造的，可在预制工厂或施工现场安桩到桩身上，连接方式可用法兰也可焊接。当桩沉至设计深度时即可施爆完成，省时省力，无论是在陆地还是在海上施工，都很方便。

附图说明如下：

图1为本发明用于实心桩上的具体结构示意图;

图2为沿图1中的“A-A”线的剖视图;

图3为图2所示结构的B向视图;

图4为本发明用于空心桩上的具体结构示意图。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

参照图1、图2和图3，装在实心桩上的短桩包括：钢桩架7、法兰盘8，挡板11a、11b，支翼板14，推板12，支翼板限位条13，带有筋板孔的筋板15，雷管和炸药包1，雷管引线插销3，药室口挡板2，药室口挡板支架4，插销座6和引爆导线16。支翼板14和推板12组成的支翼架位于两层挡板11a和11b之间，挡板11b上留有排气孔，钢桩架7上与支翼板14前端相对的部位开有横孔，支翼板14的前端位于这个横孔内，横孔的下底边与筋板15上的筋板孔的下底边处于同一平面上。在药室一侧的钢桩架钢板上留有装药口，在桩架内侧、装药口的上下两端焊有挡板支架4，药室口挡板2插装在挡板支架4之间。雷管和炸药包1放在由推板12、上下两层挡板11a、11b和装有药室口挡板2一侧的钢桩架钢板所组成的药室5内，雷管和炸药包1的引线接在引线插销3上，插销座6装在药室内靠近装药口的位置上，导线穿过挡板11由钢桩架内引出，药室内其他空间装有防震材料，在钢桩架7的一端或两端装有法兰盘8。

在预制厂或施工现场，将法兰盘8和其他部分桩身9联在一起，沉桩前，打开药室口挡板2、将雷管及炸药包1放在药室里，把引线插销3插在插座6上，扣好保险环。在药室的其他空间装填好防震材料后，关上药室口挡板2，插好防开销钉。沉桩时，由于支翼板前端是粘接在或点焊在钢支架横孔上（下）沿上，所以支翼板14的前端不会从钢桩架7上所开的槽孔中掉下来卡在钢桩架7内。引线插销3和插座6之间装有保险环，也不会自动脱开，药室口挡板2在外界土的压力作用下紧贴在挡板支架4上。当沉桩到预定位置时，由处于安全位置遥控人员接通电源，炸药包1爆炸，爆炸力作用在推板12上，推板12带动支翼板14，沿筋板15上的筋板孔向外移动，伸出桩架外形成支翼。为了防止推板12受力不均而使支翼板14倾斜卡住，在支翼板14上方焊有限位条13，限位条13的上端面高出筋板孔的上边沿，在其所对应的桩架钢板横孔上方开有凸孔，以使限位条13能方便地随支翼板14伸出钢桩架7外。支翼板14上相邻两限位条13的两外侧面之间的距离略小于支翼板14所对钢桩架7上焊接的两相邻筋板15的两内侧面之间的距离或相邻两限位条13的两内侧面之间的距离略大于支翼板14所对钢桩架7上焊接的两相邻筋板15的两外侧面之间的距离，以保证支翼板14顺利地沿筋板孔伸出并限制支翼板14横向移动。由于挡板11b上留有气孔可排除爆炸瞬间推板12与留有横孔一侧的钢桩架之间空间的气体，因此支翼架能顺利地移动到预定位置。

参照图4，这种短桩用于空心桩身21上时，包括钢桩架20，法兰盘8，支翼板22，支翼板轴18，筋板19，雷管和炸药包1，雷管引线插销3，装药口挡板及其支架（图中未示出）插销座6和引爆导线16。当这种装置装在空心桩身上时，其内径与所联接的桩身的内径大体相同，支翼板22的上端套在支翼板轴18上，支翼板的下端粘在或点焊在钢桩架20上，雷管和炸药包1装在药室内。沉桩前，装好雷管和炸药包，并将插销3插在插销座6上，扣好保险环，将装置内的引爆导线16与预埋在桩身上的引爆导线联接好，然后沉桩，当沉到预定位置时，由遥控人员接通伸出桩顶外的引爆导线电源，支翼板22下端焊点被炸开并绕支翼板轴18向钢桩架20的外侧方向转动，使支翼板22和钢桩架20之间有一开口，然后继续沉桩，靠泥土的撑力使支翼板22继续绕支翼板轴18向上扬起，相应的沉桩阻力急剧加大，直至支翼板22与筋板19相接触为止。

Claims

1、一种带支翼的桩的沉桩方法，包括如下步骤：

1)制造一种带有支翼板的短桩，所述短桩为整体桩身的一部分，包括在一端或两端设有法兰盘的钢桩架，在钢桩架外设有筋板，在钢桩架上设有装药口，在钢桩架内设有药室、爆炸装置和支翼板，引爆导线从钢桩架内引出；

2)将所述短桩依靠所述法兰和其他部分桩身相连，同时将从短桩钢桩架内引出的引爆导线与桩身内的引出导线相连；

3)根据土质情况，沉桩到预定位置；以及

4)由遥控人员引爆，靠爆炸力将钢桩架内的支翼板推到钢桩架外并由钢桩架外的筋板支承和限位。

2、根据权利要求1所述的方法，用于空心桩时，其特征在于，在引爆后，继续沉桩到支翼板与桩轴相垂直，即与筋板相接触为止。

3、一种带有支翼的桩，包括桩身和一节或多节短桩，所述短桩为整体桩身的一部分，包括在一端或两端设有法兰盘的钢桩架，其特征在于，在短桩钢桩架外设有筋板，在钢桩架上设有装药口，在钢桩架内设有药室、爆炸装置和可以在爆炸力作用下向钢桩架外伸出的支翼板。

4、根据权利要求3所述的短桩，该短桩用于实心桩上时，包括钢桩架、法兰盘、挡板、支翼板、推板、支翼板限位条、带有筋板孔的筋板、雷管和炸药包、雷管引线插销、药室口挡板、挡板支架、插销座和引爆导线，其特征在于，支翼板（14）和推板（12）组成的支翼架位于两层挡板（11a）、（11b）之间，钢桩架（7）上与支翼板（14）前端相对部位开有一横孔，横孔的下底边与筋板（15）上的筋板孔的下底边处于同一平面上，钢桩架（7）的另一侧钢板上留有装药口，在钢桩架内侧、装药口的上下两端设有挡板支架（4），药口室挡板（2）插装在挡板支架（4）之间，导线穿过挡板（11）上的孔引出;所述药室由推板（12）、上下两层挡板（11）和装有药口室挡板（2）一侧的钢桩架钢板所组成，雷管和炸药包（1）放在药室内。

5、根据权利要求4所述的短桩，其特征在于支翼板前端是用粘合剂粘在或用点焊将其焊在钢支架横孔上下沿上，限位条（13）的上端面高于筋板孔的上边沿，在限位条（13）所对应的钢桩架（7）的横孔上方开有凸孔，支翼板（14）上的相邻两限位条（13）同时位于焊接在钢桩架上的两相邻筋板的内侧或外侧。

6、根据权利要求3所述的短桩，该短桩用于空心桩上时，包括钢桩架、法兰盘、支翼板、支翼板轴、筋板、雷管和炸药包、药室口挡板、挡板支架和引爆导线组件，其特征在于短桩之钢桩架（20）的内径与所连接的空心桩桩身的内径大体相同，支翼板轴（18）固定在钢桩架（20）上，支翼板的上端套在支翼板轴（18）上，可以绕支翼板轴转动，支翼板（22）的下端粘在或点焊在钢桩架（20）上，钢桩架（20）上留有装药口，引爆导线由钢桩架内引出。

7、根据权利要求3所述的短桩，支翼板的个数和伸出方位根据需要具体确定。