CN202323935U - 现浇混凝土大直径空心五星形桩及其施工专用设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种现浇混凝土大直径空心五星形桩及其施工专用设备。桩身侧表面由交汇构成桩身棱角平面和与平面圆滑连接的向桩体内凹陷的弧形曲面构成，桩身横截面呈空心五星形；本实用新型还涉及所述混凝土桩的施工方法的专用设备：振动打桩机上部设有振动头，该振动头下部与法兰盘螺丝铆接，法兰盘与带刻度的桩模套管螺丝铆接，桩模套管由五星形外套管和圆形内套管组成，且内外套管中间及内套管中为空腔；套管下部连接活瓣桩靴，五星形空心桩模套管与之下部相连接的活瓣桩靴构成沉桩专用成膜装置；套管上部外侧设有混凝土进料口。本实用新型是薄壁异形桩，属刚性桩，强度高，工艺简单，其专用设备结构简单，操作方便、灵活。

Description

现浇混凝土大直径空心五星形桩及其施工专用设备

技术领域

本实用新型涉及一种新型现浇混凝土桩及其施工专用设备，特别涉及一种现浇混凝土大直径空心五星形桩及其施工专用设备。

背景技术

桩的竖向承载力由桩侧摩阻力和桩端阻力两部分组成，在深厚软土地基中桩侧摩阻力的发挥显得尤为重要。在高速公路、高速铁路，高层建筑等软土地基处理工程领域中，刚性桩复合地基处理技术得到了广泛的应用。其中如何提高单位材料强度利用率、在同等建筑材料用量上如何获得较大桩基承载力，是研究人员长期关注的重要课题之一。

在本实用新型之前，中国专利“Y形砼灌注桩”(专利号：ZL01221710 7)公开了现浇方法形成横截面形如字母Y的异形桩，中国专利“预制X型钢筋混凝土桩”(专利号：ZL01218447.0)和中国专利“现浇X型钢筋混凝土桩施工方法”(专利号：ZL 200710020306.3)公开了采用预制和现浇的方法形成横截面形如字母X的异形桩。这两种桩型通过改变横截面形状来提高桩侧比表面积，提高桩侧表面与桩周土体之间的侧向摩阻力，从而提高单位混凝土材料强度利用率、提高等混凝土用量情况下桩基承载力。但是目前采用的该桩型往往由于横截面等效桩径、桩间距相对较小，使得桩基施工时的挤土效应对相邻桩的成桩质量有较大的影响；Y形和X形由于开弧范围较小、开弧角度过大而导致打桩过程中桩周土扰动和拔管过程中凹弧处桩周土带出现象严重，从而影响其实际应用效果。

中国专利“软基处治大直径现浇管桩复合地基施工方法”(专利号：ZL02112538.4)公开了在地基中打入内外套管空腔结构并现浇混凝土，从而在内部土体与外部土体之间的环形域内形成大直径现浇管桩的方法。该桩型将普通圆形截面改良为环形截面，增加桩-土接触面积以提高桩侧摩阻力，同时通过桩头浇筑混凝土形成盖板等形式，能有效的发挥和利用桩芯土对桩基承载力的作用。但是该桩型尚未考虑异形截面形式对提高桩侧摩阻力的作用。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型提供一种现浇混凝土大直径空心五星形桩及其施工专用设备。

其技术方案为：

一种现浇混凝土大直径空心五星形桩，桩身侧表面由交汇构成桩身棱角平面和与平面圆滑连接的向桩体内凹陷的弧形曲面构成，桩身横截面呈空心五星形。

现浇混凝土大直径空心五星形桩成桩后，中间为圆柱桩芯土，外部为五星形混凝土结构。

进一步优选，所述桩内径为0.37～0.88m，外包圆直径1.0～2.0m，桩长可达25m以上。

进一步优选，所述桩身顶部浇注混凝土形成0.2～0.5m厚的与五星形桩外直径相同的圆形实心混凝土盖板。

一种现浇混凝土大直径空心五星形桩的施工专用设备，振动打桩机1上部设有振动头2，该振动头2下部与法兰盘3螺丝铆接，法兰盘3与带刻度的桩模套管5螺丝铆接，桩模套管5由五星形外套管和圆形内套管组成，且内外套管中间及内套管中为空腔；套管5下部连接活瓣桩靴6，五星形空心桩模套管5与之下部相连接的活瓣桩靴6构成沉桩专用成膜装置；套管5上部外侧设有混凝土进料口4。

进一步优选，其特征在于，所述桩模的内、外套管之间固定连接。

进一步优选，其特征在于，所述套管5外侧设有可以观测沉桩深度的标志7。

进一步优选，其特征在于，所述套管5的外套管截面形状为五星形，内套管截面形状为圆形。

进一步优选，所述的活瓣桩靴6具有与桩模套管外轮廓形状相同的五星形。

本实用新型的有益效果：

与普通现浇混凝土桩等刚性桩相比，该现浇混凝土大直径空心五星形桩可以提高单位材料强度利用率，降低工程造价；由于横截面外轮廓呈五星形并且中间是空心的，与同面积的Y形、X形截面以及空心X形截面桩相比具有更大的外周长，因此具有更高的外侧摩阻力；由于存在桩芯土，因此桩内壁还有内摩阻力的作用，该桩形同时利用横截面异形效应和桩芯土对桩侧摩阻力的提高作用，有效地提高竖向承载能力。该桩是薄壁异形桩，属刚性桩，强度高，处理深度深，现浇混凝土大直径空心五星形桩质量检测除了可采用传统的检测方法外，还可以通过开挖桩芯土，直接将工人下放到桩芯内进行质量检测，是一种非隐蔽性的桩型。现浇混凝土大直径空心五星形桩的施工专用设备结构简单，操作方便、灵活。

附图说明

图1为本实用新型的桩身横截面示意图；

图2为本实用新型的桩身立体示意图；

图3为本实用新型实现现浇混凝土大直径空心五星形桩的施工专用设备结构示意图；

图4为本实用新型的五星形钢制套管示意图；

图5为本实用新型的施工过程示意图.

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明。

参照图1、图2，一种现浇混凝土大直径空心五星形桩，桩身侧表面由交汇构成桩身棱角平面和与平面圆滑连接的向桩体内凹陷的弧形曲面构成，桩身横截面呈空心五星形。

现浇混凝土大直径空心五星形桩成桩后，中间为圆柱桩芯土，外部为五星形混凝土结构。

进一步优选，所述桩内径为0.37～0.88m，外包圆直径1.0～2.0m，桩长可达25m以上。

进一步优选，所述桩身顶部浇注混凝土形成0.2～0.5m厚的与五星形桩外直径相同的圆形实心混凝土盖板。

参照图3、图4，一种实现现浇混凝土大直径空心五星形桩的施工方法的专用设备，振动打桩机1上部设有振动头2，该振动头2下部与法兰盘3螺丝铆接，法兰盘3与带刻度的桩模套管5螺丝铆接，桩模套管5由五星形外套管和圆形内套管组成，且内外套管中间及内套管中为空腔；套管5下部连接活瓣桩靴6，五星形空心桩模套管5与之下部相连接的活瓣桩靴6构成沉桩专用成膜装置；套管5上部外侧设有混凝土进料口4。

进一步优选，其特征在于，所述桩模的内、外套管之间固定连接。

进一步优选，其特征在于，所述套管5外侧设有可以观测沉桩深度的标志7。

进一步优选，其特征在于，所述套管5的外套管截面形状为五星形，内套管截面形状为圆形。

进一步优选，所述的活瓣桩靴6具有与桩模套管外轮廓形状相同的五星形。

参照图5，一种现浇混凝土大直径空心五星形桩的施工方法，采用振动沉管方式将五星形空心混凝土桩桩模打入地基至设计深度，然后在内外套管的空腔内浇注混凝土，振动拔管，形成现浇混凝土大直径空心五星形桩，包括如下步骤：

实施时，先平整场地并将振动打桩机1就位，将下部连接活瓣桩靴6的带刻度套管5在指定的打桩位置定位，如图，5A所示；启动振动头2向下振动，使与之相连接的法兰盘3、套管5和活瓣桩靴6一起沉入地基土并至设计深度，如图5B所示，可通过观察套管5外侧标志7可以得知是否已经达到设计深度；通过套管5上部外侧的混凝土进料口4向套管5内外套管空腔内注入一定量的混凝土，如图5C所示；启动振动头拔管，上拔速率为0.6～1.5m/min，且每拔管1.0m留振1min，如图5D所示；边注入混凝土边振动上拔，直至套管5向上拔出地面，在地基11中形成大直径空心五星形混凝土桩身9，如图5E所示，桩身9内为桩芯土10；最后，待现浇混凝土大直径空心五星形桩24小时后，开挖桩头上部土体，在桩身9顶部浇注0.2～0.5m厚的与五星形桩外直径相同的圆形实心混凝土桩盖板8，这样在地基11中便形成了现浇混凝土大直径空心五星形桩，如图5F所示。

本实用新型的实施例不限于此，任何形式的简单变换或者等效替换，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种现浇混凝土大直径空心五星形桩，其特征在于，桩身侧表面由交汇构成桩身棱角平面和与平面圆滑连接的向桩体内凹陷的弧形曲面构成，桩身横截面呈空心五星形。

2.根据权利要求1所述的现浇混凝土大直径空心五星形桩，其特征在于，所述桩内径为0.37～0.88m，外包圆直径1.0～2.0m，桩长可达25m以上。

3.根据权利要求1所述的现浇混凝土大直径空心五星形桩，其特征在于，所述桩身顶部浇注混凝土形成0.2～0.5m厚的与五星形桩外直径相同的圆形实心混凝土盖板。

4.一种现浇混凝土大直径空心五星形桩的施工专用设备，其特征在于，振动打桩机(1)上部设有振动头(2)，该振动头(2)下部与法兰盘(3)螺丝铆接，法兰盘(3)与带刻度的桩模套管(5)螺丝铆接，桩模套管(5)由五星形外套管和圆形内套管组成，且内外套管中间及内套管中为空腔；套管(5)下部连接活瓣桩靴(6)，五星形空心桩模套管(5)与之下部相连接的活瓣桩靴(6)构成沉桩专用成膜装置；套管(5)上部外侧设有混凝土进料口(4)。

5.根据权利要求4所述的现浇混凝土大直径空心五星形桩的施工方法的专用设备，其特征在于，所述桩模的内、外套管之间固定连接。

6.根据权利要求4所述的现浇混凝土大直径空心五星形桩的施工方法的专用设备，其特征在于，所述套管(5)外侧设有可以观测沉桩深度的标志(7)。

7.根据权利要求4所述的现浇混凝土大直径空心五星形桩的施工方法的专用设备，其特征在于，所述套管(5)的外套管截面形状为五星形，内套管截面形状为圆形。

8.根据权利要求7所述的现浇混凝土大直径空心五星形桩的施工方法的专用设备，其特征在于，所述的活瓣桩靴(6)具有与桩模套管外轮廓形状相同的五星形。

Images