专利名称：活瓣式桩靴筒桩成孔器及无预制桩靴筒桩施工方法
技术领域：
本发明为一种应用于软土地基中震动沉管灌注筒桩施工的活瓣式桩靴筒桩成孔器及无预制桩靴筒桩施工方法。
背景技术：
混凝土筒桩目前已在软土地基处理中开始应用(见有关专利申请号98233440.0《一种用于软地基中的混凝土筒体施工的压入式一次成孔器》；申请号98113070.4《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》)
发明内容
现有混凝土筒桩技术的一个特征为将其桩靴设计成混凝土或钢筋混凝土预制构件，套在成孔器下进行成孔，此施工方法在实际施工中存在一些弊端1、预制桩靴增加制作成本及生产周期，除其混凝土强度需比桩身混凝土提高数个等级外，还需增配钢筋，并在储运、埋设过程中因其体积大，重量重而耗费工时；2、预制桩靴为抵抗成孔器的冲击，其支撑面的内外径分别比成孔器的内外径小和大，其水平截面面积大于筒桩理论水平截面面积，这一方面造成灌注混凝土超理论方量，另一方面在沉桩过程中桩端端阻增大，增加沉桩时间，甚至不能沉到设计高程；3、预制桩靴与成孔器底端接触面积小，在成孔过程中易疲劳破碎，并易嵌入成孔器内外管间，使成孔器提升时混凝土不能顺利振出或局部不振出，造成断桩或桩身缺陷，影响施工质量。为解决上述原有筒桩用预制桩靴施工方法的诸弊端，降低施工成本、提高效率及质量，本发明对原筒桩成孔器进行了改进，将其上端设计成易于连接的法兰结构，中部增设内外管定位支撑板以增加刚度，下端增设与成孔器连成一体的可重复使用的钢制活瓣桩靴及加强内管，以达到简化工序，节约成本，减少施工时间，降低沉桩时的端阻(材料与结构的改变可使桩靴锥角减小)，提高成桩质量并提出了相应的施工方法及措施。
图1活瓣式桩靴筒桩成孔器剖视图(成孔器下压，活瓣合拢)图2活瓣式桩靴筒桩成孔器剖视图(成孔器提升，活瓣张开)图3活瓣式桩靴筒桩成孔器上端法兰盘仰视4活瓣式桩靴筒桩成孔器下端活瓣桩靴仰视图(1)外管 (2)内管 (3)加强内管 (4)活瓣 (5)活瓣肋板 (6)铰链(7)定位支撑板 (8)混凝土加料口 (9)法兰盘 (10)法兰支撑板 (11)螺栓孔具体实施方式
活瓣式桩靴筒桩成孔器其结构如附图所示，可用钢板采用割、卷、焊接等简单工艺加工。其上端为法兰盘(9)，通过螺栓孔(11)用螺栓方便地向上与振动器连接；向下与呈同心状的内管(2)外管(1)及起加固作用的法兰支撑板(10)连接；内管(2)外管(1)的长度、直经、形状、(一般为园形，也可以是椭园形、多边形、或其复合形状)根据需要而定；内管(2)外管(1)之间自上而下设若干道定位支撑板(7)，在平面上呈对称或等分均布二至数道，固定内管(2)外管(1)之间的间距，增强成孔器的钢度；外管(1)上部设一至数个混凝土加料口；下端直接连接活瓣桩靴，其由铰链(6)连接外管(1)与活瓣(4)，活瓣内衬活瓣肋板(5)，以增强活瓣(4)的刚度，活瓣肋板(5)也可直接固定在内管上；内管(2)下端长于活瓣(4)底部，其外围再加固一道加强内管(3)，并低于内管(2)，使其成为整个活瓣式桩靴筒桩成孔器的底端；加强内管(3)一方面增强了内管底部的刚度，使之遇块石时不易变形，并提高了向内管(2)的排土比例，在磨损后可方便地维修或更换，而其上部则保护活瓣(4)底端不直接与地层中的块石相顶，而沿其斜面外排。无预制桩靴筒桩施工方法1.成孔器直接对准桩位，活瓣(4)收拢至加强内管(3)上端压入土中至活瓣埋位。
2.从混凝土加料口(9)中加入混凝土数米，以封闭活瓣(4)间的缝隙，防止沉管过程中地下水渗入。
3.开动振动器，以静压、振动或冲击、回转等方式，将活瓣式桩靴筒桩成孔器沉至设计标高，并随即从混凝土加料口(9)中灌入混凝土。
4.混凝土灌满后，开动振动器，振动10秒后，开始边振动边提升活瓣式桩靴筒桩成孔器。桩靴活瓣(4)在自身重力及内管(2)外管(1)间混凝土的压力下张开，并将混凝土注入活瓣式桩靴筒桩成孔器提升后的土层空腔中，形成筒形混凝土桩，提升时及时补充因混凝土震动密实而减少的体积及活瓣式桩靴成孔器自身提升体积的混凝土，保持混凝土面高于地面及地下水位面，直至设计桩顶标高。
5.活瓣式桩靴筒桩成孔器提出地面后，检查成桩质量，或根据需要在桩顶混凝土中插入与上部结构的连接钢筋，并检查活瓣(4)铰链(6)的磨损情况，使其保持开闭灵活，即可在下一个桩位中再次使用。
权利要求
1.活瓣式桩靴筒桩成孔器，其特征为用钢板采用割、卷、焊接等简单工艺加工；其上端为法兰盘(9)，通过螺栓孔(11)用螺栓方便地向上与振动器连接；向下与呈同心状的内管(2)外管(1)及法兰支撑板(10)连接；内管(2)外管(1)的长度、直经、形状、(一般为园形，也可以是椭园形、多边形、或其复合形状)根据需要而定；内管(2)外管(1)之间自上而下设若干道定位支撑板(7)，在平面上呈对称或等分均布二至数道，固定内管(2)外管(1)之间的间距；外管(1)上部设一至数个混凝土加料口；其下端直接连接活瓣式桩靴，由铰链(6)连接外管(1)与活瓣(4)，活瓣(4)内附活瓣肋板(5)，活瓣肋板(5)也可直接固定在内管(2)上；内管(2)下端低于活瓣(4)底部，其外围再加固一道加强内管(3)，并低于内管，使其成为整个活瓣式桩靴筒桩成孔器的底端。
2.无预制桩靴筒桩施工方法①将活瓣式桩靴筒桩成孔器直接对准桩位，活瓣(4)收拢至加强内管(3)上端压入土中至活瓣(4)埋住；②从混凝土加料口(8)中加入混凝土数米，以封闭活瓣(4)间的缝隙，防止沉管过程中地下水渗入；③开动振动器，以静压、振动或冲击、回转等方式，将活瓣式桩靴筒桩成孔器沉至设计标高，并随即从混凝土加料口(8)中灌入混凝土；④混凝土灌满后，开动振动器，振动10秒后，开始边振动边提升活瓣式桩靴筒桩成孔器，桩靴活瓣(4)在自身重力及内管(2)外管(1)间混凝土的压力下张开，并将混凝土注入活瓣式桩靴筒桩成孔器提升后的土层空腔中，形成筒形混凝土桩，提升时及时补充因混凝土因震动密实而减少的体积及活瓣式桩靴筒桩成孔器自身提升体积的混凝土，保持混凝土面高于地面及地下水位面，直至设计桩顶标高；⑤活瓣式桩靴筒桩成孔器提出地面后，检查成桩质量，或根据需要在桩顶混凝土中插入与上部结构的连接钢筋，并检查活瓣(4)、铰链(6)的磨损情况，使其保持开闭灵活，即可在下一个桩位中再次使用。
全文摘要
本发明为一种应用于软土地基中振动沉管灌注筒桩施工的活瓣式桩靴筒桩成孔器及无预制桩靴筒桩施工方法。对照现有筒桩使用预制桩靴施工工艺，本发明通过可重复使用的钢制活瓣桩靴替代预制筒桩桩靴，对筒桩成孔器作了改进，并提出了相应的施工方法，达到了简化工序，降低成本，节育时间，减小成孔阻力，并避免了由于预制桩靴易疲劳破碎而带来的质量隐患，提高了施工质量。
文档编号E02D5/00GK1438389SQ0310369
公开日2003年8月27日 申请日期2003年2月18日 优先权日2003年2月18日
发明者吴德利 申请人:吴德利