专利名称：静压沉管灌注桩的成桩方法及成桩装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于桩基础工程施工的成桩方法及机具。
背景技术：
随着先进施工机械的不断出现，施工的手段和方法越来越科 学、合理。比如原来的预制桩，用柴油锤击打，噪音很大，在居民区内根本 无法施工，且对相邻建筑有较大的破坏性。近几年采用了静压桩机施工，就克 服了上述的缺点。尤其是现如今有了大吨位的静压机，满足了高层建筑的基础 设计要求。如在冲积平原和漫滩地带的地基土中采用静压管桩施工就很顺利， 并得到了广泛的应用。但在砂层较厚且密实的地质条件下采用静压桩施工，收 到的效果就不太理想，砂层穿不透。同时，在这样的地质条件下施工，施工的 速度相对较慢，而且断桩和桩劈裂的机率比较高。已经压下去的桩，产生了劈 烈处理起来很麻烦。 一根桩从制做到运输出厂再到现场，其费用也较高，也很 不经济。
振拔桩，工艺是用振拔头连接底部带活瓣的钢管，通过振动锤，将其振 入设计标高后，往管内放入钢筋笼，然后边振动边上拔钢管一斗斗的将砼吊倒 于管中，把管提出地面后成桩。此工艺的优点是挤压成孔后，灌注砼侧摩阻 值大，端承值也大，较经济。缺点是震拔头不可设置功率太大(噪声太大) 往往穿不透中粗砂层。只能在多层建筑物的基础中应用，高层建筑往往用的很 少。
发明内容
静压沉管灌注桩的成桩方法及其成桩装置的目的就是能克服 上述存在的问题，并能使成桩造价相对更低。 本发明的方法是通过以下步骤来实现的
1、 用静压桩机将底部带锥形活瓣的厚壁钢管压入设计标高或设计荷载。
2、 将制备好的大流动砼泵入或倒入钢管内并高于桩顶标高处。
3、 启动静压机抱提钢管，并用吊车附助，抱提时可上下串动。
4、 将钢管提出地面后，吊起钢筋笼，并将其插入或振入砼内成桩。
本发明的工作原理是静压桩机由于其吨位大，不像振拔桩机那样功率 小。底部带锥形活瓣的钢管，不像管桩那样上下一样粗细，不易穿透中粗砂层。
因此，静压沉管灌注桩成桩的效果要好的多。由于底部带锥形，当大吨位的静 压机施压时，其像钉子一样穿透力很强，能较容易地穿透中粗砂层，满足设计 要求。
当钢管压入设计深度或荷载后，若设计的是通长配筋，便将其吊起直接 放入钢管内，然后泵入大流动砼。由于是用砼泵平注砼，因此，其砼的可泵性 好，堵管的机率极低。而不像其他钻孔灌注桩那样要通过泵管(软硬两种)减 速器的空心轴、螺旋钻杆中心及钻头泵入孔内，堵管的机率较高。砼灌入量略 高于桩顶标高，是拔管后给砼留出的下沉量和钢管自身的体积量。抱提钢管时， 由于管内砼的压力所致，且又是大流动砼，当抱提钢管的同时其活瓣会自动打 (冲)开，砼顺管内壁下行。若发现砼没有下行，说明底部活瓣未打开，这时 就应上下串动钢管，瞬停产生的颤动力，能使活瓣打开而畅通砼。当吊车或巻 扬机能够拉(提)动时，停止抱提。钢管被提出地面，若发现砼未灌至标高时， 可添补。
若地基土较弱，土的承载力较低，所需的桩相应要长方能满足设计要求。 因此，钢管的设置相对加长，钢管加长应一节节连接，即当第一节压下去后， 连接第二节，第二节压下去后尚未满足设计要求时，继续连接第三节，以此类
推，直到满足设计荷载为准。管的连接装置见图3、图4、图5。上提钢管时，
一节节拆卸，并用吊车或巻扬机，管卡(卡板)辅助。
本发明的成桩装置，除静压桩机，抱压式、顶压式夹持机构外，还有底
部带活瓣钢管(图1)，及桩长时连接钢管用的舌状销轴(图3)和舌状销轴腔 (图4)丝轴(图5)及夹板(图6)组成。 本发明的成桩方法的有益效果是
1、 本方法应用广泛，施工方便，不仅适用于一般的地质条件下的地基土， 而且更适用于软弱地基土。
2、 本工艺压的是厚壁钢管，而不是水泥管(管桩)，其强度远远超过管 桩，不存在管桩在下压过程中易产生爆管或断烈现象。
3、 本方法是现场灌注砼后成桩，砼与地基土直接贴合，从砼的初凝到桩 身砼强度等级的形成全部过程中，由于砼的坍落度较大(20 25crn)其渗出的 水泥浆对周围土体进行滲透，从而能够改变原生土的状态，砼与地基土紧密结合，从而增加了側阻力，而不象管桩那样，表面光滑，侧摩阻小，而遇地下水 丰富，且水位高时，还要解决上浮问题。
4、 用本方法施工费用相对较低。因其为现场浇注砼成桩而不像管桩那样， 从工厂制做运输到施工现场，费用较大，且施工中常出现断桩、爆桩、裂桩现 象，还要进行补桩，就更不经济。
5、 本方法是静压沉管，不产生噪音。而不象振拔桩那样噪音很大，扰民， 不符合环保要求，同时对相邻建筑有较大的破坏性，尤其是对旧建筑，毛石基 础的建筑物其破坏性更大。
6、 本方法由于是现场灌注砼成桩，其砼的坊落度较大，为20~25cm,流 动性较好，是自密实、免振捣的。因此，安全可靠，不会出现断桩、縮径现像。
图1是本发明专利静压沉管灌注砼成桩方法的施工过程示意图，图2是 本发明一种成桩装置的结构示意图，图3是本发明一种成桩桩置钢管连接方式 的带孔舌状销，图4是本发明一种成桩桩置钢管连接方式的带状舌状腔，图5 是本发明方法成桩装置钢管连接方式的丝轴，图6是本发明方法成桩装置拆卸 钢管时防止钢管下沉的夹板，图7是本发明方法成桩桩置舌状销和舌状腔的平 面布置图。
具体实施例方式
具体实施方式
一 (见图l)，本实施方式的方法是通过以下步骤实现的
1、 用静压桩机将底部代活瓣的钢管压入至设计标高或设计荷载。
2、 往钢管内泵入或灌入大流动砼至高于桩顶标高处。
3、 用静压桩机抱提钢管。由于砼的压力(重量)所至底部活瓣会自动打 开，此时可观察到砼顺钢管内壁下行。不然，说明底部活瓣未打开，这时就需 将钢管上下串动或开动振动器振动，活瓣则打开。提管时可边上下串动，边提 管。
4、 将钢管提离孔口后，插入或震入钢筋笼后成桩。也可将砼灌至笼底标 高时，放入钢筋笼后再灌砼成桩。
具体实施方式
二，见(图2)
本实施方式的成桩装置是由厚壁钢管(1)、活瓣(2),活瓣连接轴(3)，
丝轴(4),带孔舌状销(5),带孔舌状腔(6)组成。
工作原理底部代活瓣的钢管，被静压机压入设计标髙或设计荷载后，泵
入砼略高于标高处，开动静压机抱提钢管。由于管内砼的重量产生压力所至底
部活瓣(2),通il^接轴(3)与钢管(1)之间活动连接，故活瓣在上提的瞬 间会被砼冲开。随着钢管1不断上提，砼也被疏导压灌入孔内形成桩体。上提 钢管时，若发现砼未沿钢管内壁下行，说明底部活瓣出现异常，不是活瓣被卡， 就是砼堵管，这时就应上下串动钢管，骤停产生的颤动力，也能使底部活瓣打开。
具体实施方式
三，本实施方式的成桩装置的钢管，当单桩承载力高，单根 管长度满足不了设计要求需要加长时，吊起钢管，并将其带孔舌状销(图3) 插入带孔舌状销腔(图4)内，用丝轴(图5)快速固定连接。
工作原理
带孔舌状卡销均匀分布在钢管横截面上,与另一根管的带孔舌状销腔对应 设置见(图7), 二者吻合后用顶端带丝扣的丝轴固定。静压时，不但丝轴承 受压力，而两管接触的横截面同时受力，只有上提钢管时，丝轴承受全部上拔 力。
具体实施方式
四，本实施方式的成桩装置夹板(图6)，是由两块两端带 耳带眼(一面带豁眼)且中间是弧形的环板构成，其作用是在钢管上提拆卸时， 防止钢管下沉时使用。
权利要求
1.一种静压沉管灌注桩的成桩方法其特征在于静压沉管灌注桩的成桩方法是通过以下步骤实现的一、静压桩机将底部带活瓣的钢管抱压或顶压至设计标高或设计荷载。二、通过砼泵及其管路将制备好的其蹋落度为20～25cm，骨料粒径在0.5～2cm的大流动砼泵入钢管内，砼的灌入量大于设计体积量，即略高于桩顶标高。三、抱提钢管至孔外。四、吊放钢筋笼插入或震入至砼中笼顶标高处成桩。
2、 根据权利要求1所述的静压沉管灌注桩的成桩方法，其特征在于抱提 钢管时，可将钢管上下串动，串动的距离在油缸行程范围之内。
3、 根据权利要求1所述的静压沉管灌注桩的成桩方法其特征在于上提钢管时，也可用簾动器sr液压振动锤，边振动边上提。
4、 根据权利要求1所述的静压沉管灌注桩的成桩方法，其特征在于所述 的钢筋笼可在砼灌入钢管之前吊放入钢管内略高于笼顶标高处。
5、 根据权利要求书1所述的静压沉管灌注桩的成桩方法，其特征在于当 遇冻土和砂类土难以穿透时，可采用嫘旋钻机引孔。
6、 静压沉管灌注桩的成桩方法的成桩装置，其特征在于钢管是厚壁的， 底部带活瓣的，钢管与钢管连接时或拆卸时，通过带孔的舌状销和带孔的舌状 销腔及丝轴，快速固定连接和拆卸。
7、 根据权利要求5所述的静压沉管灌注桩的成桩方法的成桩装置其钢管 上部可带振动器。
8、 根据权利要求5所述的静压沉管灌注桩的成桩方法的成桩装置，钢管 拆卸时为防止其下沉可用夹板固定。
全文摘要
静压沉管灌注桩成桩方法及成桩装置，该方法是通过静压桩机抱压或顶压底部带活瓣的钢管至设计标高或设计荷载后，往钢管内放入钢筋笼，同时往钢管内泵入大流动砼至略高于桩顶标高处抱提钢管，同时上下串动，使底部活瓣打开，从而使管内砼往孔内压灌后成桩。该装置是在钢管底部安装活瓣，并在钢管连接处安装舌状销和舌状销腔，并用丝轴将其快速固定连接。该方法解决已有技术成桩质量差，不经济，以及承载力低，噪音大不符合环保等问题。
文档编号E02D5/34GK101368385SQ20071007265
公开日2009年2月18日 申请日期2007年8月14日 优先权日2007年8月14日
发明者刘润郊 申请人:刘润郊;于志明;伊宏光