专利名称：大直径联排浇结薄壁混凝土复合桩墙的成孔器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大直径联排浇结薄壁混凝土复合桩墙的成孔器，它适用于各类深厚软弱土、回填土、夹砂层土的复合联排桩墙的施工。可广泛应用于海提复合桩基础、 港口码头护岸结构体、水利水渠挡土墙和建筑深基坑的支护结构体等。
背景技术：
目前，在处理各类港口、码头、水利、机场、铁路和建筑深厚软弱土、回填土、夹砂层土的大直径现浇钢筋混凝土排桩基础施工中，绝大部分还是采用传统的施工工艺，即先将大直径单钢护筒打入或压入土中，再通过冲孔、挖掘或螺旋钻取土，这种施工方法在成孔过程中需要排出大量的泥土，不仅工程量大、给现场环境带来污染，而且还在二次清淤运输中再次染污了周围环境。同时，在浇注桩体时需用到大量的混凝土，不仅耗时费工，还加大了工程费用。另外，目前许多土木工程基础项目开始采用旋挖桩施工，此工艺同样存在上述所指的桩内泥土被大量排出和清淤运输而出现的沿途被污染现象。除此之外，其桩基础造价高、在深厚软弱土、回填土、夹砂层的浅水地层施工时，在未设有深厚外护筒保护下，所浇筑的混凝土容易大量与坍塌渗进桩孔内的泥土砂石和工地水混合在一起，严重影响成桩质量。目前国家实用新型专利中公开了一种“用于大直径现浇薄壁混泥土复合桩的成孔器”的技术工艺，专利号为201020287874. 7及受理了一种“用于超软地基现浇薄壁混凝土复合桩的环形密封桩头”的技术工艺，申请号为201020656167. 0。上述两种专利技术的施工原理均是在中高频振动锤和专用夹具装置作用下，先完成外钢护筒沉到设计施工土层标高处后，再把内钢护筒沉到设计施工土层标高处的单根桩基独立施工体系。完成后的桩与桩间复合体不具备联排浇结联体防渗水功效。为了克服上述传统方法和专利201020287874. 7工艺在施工过程中存在的不足， 使施工后群桩整体性能达到具有联排浇结联体防渗水一体化的功效，更能适应不同土层和场地的施工，便成为本实用新型技术方案要解决的技术问题。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型旨在提供一种直径大、联排、浇结、联体、防渗水、绿色环保、节能减排、施工快捷方便、适应性强、多功能的大直径联排浇结薄壁混凝土复合桩墙的施工方法及其专用成孔器。为实现该技术目的，本实用新型的方案是一种用于大直径联排浇结薄壁混凝土复合桩墙的成孔器，包括中高频液压(电动)振动锤丄、法兰盘1专用夹具滑槽横梁1移动伸缩夹头1，3 5根为一组的独立联排紧靠的外钢护筒i 1套内钢护筒Z和1套适应“硬土层”特定咬合钢活瓣环型板桩尖边或1套适应“超软土层” C30标号的钢筋砼环形密封桩尖边组成。所述内钢护筒Z的底端铰接&有一圈多片咬合钢活瓣环型板边，该咬合钢活瓣环型板的径向外环边缘近贴于外钢筒内壁fi并保持钢活瓣板边可上下灵活滑动；或内钢护筒Z底端采用专用的钢筋砼环形密封桩尖丛，该桩尖设有桩尖腰线凹槽密封带丛、桩尖顶面凹槽边、内钢护筒桩尖钢压板边和钢环密封圈II、桩尖钢筋骨架、桩尖吊环、桩尖锲角。所述中高频振动锤丄装置通过连接的法兰盘cI和专用夹具滑槽横梁2、移动伸缩夹头4 与内外钢护筒夹持、松开连接。所述外钢护筒的上部设置有混凝土灌入口互。作为本专利，所述外钢护筒β在沉管过程中必须先于内钢护筒ζ沉到设计施工土层标高处。作为本专利，所述内钢护筒Z必须在外钢护筒β完全沉到设计施工土层标高处后， 才开始把内钢护筒Z沉到设计施工土层标高处。作为本专利，所述薄壁筒桩内的钢筋笼是由上至下从内外钢护筒空腔顶端吊入的。作为本专利，所述内钢护筒Z必须在完成薄壁混凝土浇筑完成后，先于外钢护筒6 振拔出地面，并移开到下一工序定位好。作为本专利，所述外钢护筒&必须在内钢护筒Z完全振拔出地面并移开后，才可把外钢护筒互振拔出地面，并移开到下一工序定位好。作为本专利，所述外钢护筒β顶端设置有多个隔离块D与内钢护筒隔开，并做支撑。作为本专利，所述内钢护筒Z的内壁上还设置有真空排水系统丛。作为本专利，所述内钢护筒Z的内壁上还设置有高压注浆系统11。10、根据权利要求1所述的成孔器，其特征在于还包括内腔土桩压土板11，该板的形状大小与内钢护筒的横截面相匹配，可与中高频振动锤装置通过专用夹具夹头与压土板装置夹持、施力、提升、移位、松开夹持。本实用新型的方案可实现直径大、联排、浇结、联体、防渗水、环保、节能减排、施工快捷、灵活方便、适应性强、多功能的大直径联排浇结薄壁混凝土复合桩墙。可减少施工强度和难度、降低设备自重、缩短施工周期、避免二次清淤运输和污染。可提高施工质量、降低施工成本费用、适应不同土层和场地的施工。可广泛应用于海提复合基础、港口码头护岸结构、水利水渠挡土墙和建筑深基坑的支护结构体等。
图1为本实用新型的完整综合工艺原理示意图。图2为本实用新型的特定咬合钢活瓣环形组合板桩尖示意图。图3为本实用新型的联排浇结薄壁混凝土复合桩墙平面示意图。图4为本实用新型的专用钢筋砼环形密封桩尖剖面示意图。图5为本实用新型的专用钢筋砼环形密封桩尖平面示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施对本实用新型技术做进一步详细说明一、如图1、2、3、4、5所示，本实用新型提供的是一种通过带有中高频液压(电动) 振动锤U法兰盘1专用夹具滑槽横梁ι移动伸缩夹头i设备组成的专用夹具联合体，依次分别对外钢护筒β和内钢护筒1及内钢护筒底端带有特定咬合钢活瓣环型板桩尖边或内钢护筒底端采用专用的钢筋砼环形密封桩尖丛实施振压入土及振拔出管的操作施工工艺。二、在中高频液压(电动)振动锤丄、法兰盘1专用夹具滑槽横梁1移动伸缩夹头4共同施力下，使外钢护筒&和内钢护筒I、内外钢护筒隔离块丛和环形桩尖边或丛快速协同作用形成薄壁空腔。在施工时，须先把外钢护筒fi振压入土，然后再把内钢护筒底端带有特定咬合钢活瓣环型板桩尖边或内钢护筒底端采用专用的钢筋砼环形密封桩尖丛振压入土，破使外钢护筒β和内钢护筒Z间的薄壁土体向下向内移动推进内腔中，并挤密原状土。在外钢护筒β保护下，桩与桩间土的施工应力可充分释放。多余的土可从内外钢护筒顶端排土处排出。三、在浇筑薄壁混凝土前，须先把钢筋笼由上往下吊入到外钢护筒fi和内钢护筒 _ 间的薄壁空腔内后，再从连接于外钢护筒互上部的混凝土灌注入口处3浇筑混凝土。此种施工工艺可通过内外钢护筒薄壁腔上端直观了解观察到浇筑的混凝土浇注情况，便于有效
管理施工。四、本实用新型方案可以兼顾到多功能、多用处的大直径现浇薄壁混凝土复合桩墙的需求。对内钢护筒Z腔内的原状土可采用连接于内钢护筒Z壁上的真空排水系统U 进行主动排水；可采用连接于内钢护筒Z壁上的高压注浆系统11进行注浆；可采用匹配于内钢护筒Z上的压土板装置Ii进行压土挤密排水。以上方法综合使用可大大改良管腔内原状土的物理力学性质，大大提高原状土的抗压、抗剪模量，进而提高了原状土的地基承载力和抗剪能力。最终使大直径现浇薄壁混凝土桩墙和管腔内改良后原状土柱做为一整体， 大大提高了复合桩墙抗压、抗剪能力，节约了成本。五、本实施例中的的专用成孔器主要为五部分组成第一部分为带有中高频液压 (电动)振动锤U法兰盘2和专用夹具滑槽横梁1移动伸缩夹头i组成的联合体设备；第二部分为三 五根为一组的外钢护筒&和一套内钢护筒Z组成；第三部分为铰接于内钢护筒底端特定多片咬合钢活瓣桩尖边或内钢护筒Z底端采用专用钢筋砼环形密封桩尖M 组成的适应不同角度的外开型环形的桩尖；第四部分为固定于内钢护筒Z内壁上的一组高压注浆系统11和一组真空排水系统11组成；第五部分为匹配于内钢护筒Z内腔中的压土板装置11。在成孔过程中放于外钢护筒顶端的隔离块丛把内外钢护筒分开并做支撑。本实用新型采用的是中高频液压(电动)振动锤U法兰盘ι专用夹具滑槽横梁1、移动伸缩夹头4组成的专用液压振动夹具系统，在吊机配合下如鱼得水，方便施工和移动，真正做到节能减排、避免二次清淤运输和污染、缩短施工周期、高效施工，保安全保质量、降低设备自重。在特殊复杂城市建筑环境下发挥着特效。具体实施方法和结果1)放钢筋笼的大直径现浇薄壁混凝土复合桩墙类型a、先由吊机带动中高频振动锤和专用液压夹具系统移到施工位置。启动中高频液压(电动)振动锤1，通过连接的法兰盘2和专用夹具滑槽横梁1移动伸缩夹头i，夹紧第一根外钢护筒互顶端施振，使之快速振沉到设计施工土层标高处，松开夹具夹头1移开液压(电动)振动锤丄到第二根外钢护筒g处，重复上述步骤工序，直到把三 五根为一组的外钢护筒β全部沉到设计施工土层标高处止。b、再把内钢护筒Z吊到第一根已沉到位的外钢护筒β的位置处定位，打开内钢护筒底端铰接的外开型咬合钢活瓣环形组合板桩尖边，由带有伸缩臂的挖机临时固定，先靠自重力使内钢护筒β下沉入土一小段，此时再把钢护筒隔离块丛放置于外钢护筒fi顶部内侧指定位置做隔离。启动液压(电动)振动锤L通过连接的法兰盘2和专用夹具滑槽横梁 2、移动伸缩夹头4，夹紧内钢护筒Z顶端施振，使内钢护筒Z和咬合钢活瓣环形板桩尖边快速振沉到设计施工土层标高处，松开夹具夹头4，移开液压(电动)振动锤。C、在完成上述a、b步骤工序后，把已制作好的钢筋笼吊放到内外钢护筒薄壁内腔中，钢筋笼定位检查完成后，从外钢护筒上部连有混凝土灌入口 3处浇注混凝土。待薄壁混凝土浇注完后，重新移动启动液压(电动)振动锤丄，通过连接的法兰盘^和专用夹具2和夹头4，夹紧内钢护筒Z顶端施振，先振动5秒钟后，开始慢拔内钢护筒1，边拔边查看薄壁腔内已浇的混凝土标高，直到满足设计施工标高为止。内钢护筒Z拔出地面后，直接移到下根已沉到位的外钢护筒fi的定位位置处施工。当内钢护筒Z拔出地面完成后，启动液压(电动)振动锤L通过连接的法兰盘1和专用夹具2和夹头4，夹紧外钢护筒fi顶端施振，先振动5秒钟后，开始慢拔外钢护筒β。拔出地面后直接移到新的一组定位位置处施工。2)内腔土柱土压密+高压注浆+放钢筋笼的现浇薄壁混凝土复合桩墙类型在上述具体实施方法和结果1)中a、b步骤工序完成后，把已制作好的钢筋笼吊放到内外钢护筒薄壁内腔中，钢筋笼定位检查完成后，从外钢护筒上部连有混凝土灌入口 5 处浇注混凝土。混凝土浇注完成后，用吊有液压(电动)振动锤U法兰盘^和专用夹具2 和夹头4，夹持紧压土板 顶端，启动液压(电动)振动锤丄，通过压土板装置Ii使内钢护筒Z中的土柱土快速压沉压密排水，同时启动内钢护筒壁Z上的真空排水系统11抽水。完成后，利用预先连接于内钢护筒壁Z中的高压注浆系统11配合高压注浆管对土柱土实施高压注浆。完成后，吊开液压(电动)振动锤丄，放下压土板装置11，松开夹具夹头i。待上述工序完后，重新移动启动液压(电动)振动锤1，通过连接的法兰盘2和专用夹具2和夹头▲，夹紧内钢护筒Z顶端施振，先振动5秒钟后，开始慢拔内钢护筒I，边拔边查看薄壁腔内已浇的混凝土标高，直到满足设计施工标高为止。内钢护筒Z拔出地面后，直接移到下根已沉到位的外钢护筒g的定位位置处施工。当内钢护筒Z拔出地面完成后，启动液压(电动)振动锤L通过连接的法兰盘1和专用夹具2和夹头4，夹紧外钢护筒β顶端施振，先振动5秒钟后，开始慢拔外钢护筒g。拔出地面后直接移到新的一组定位位置处施工。3)内腔土柱土压密+高压注浆+现浇薄壁素混凝土复合桩墙类型在上述具体实施方法和结果1)中a、b步骤工序完成后，从外钢护筒上部连有混凝土灌入口 3处浇注混凝土。混凝土浇注完成后，用吊有液压(电动)振动锤U法兰盘2和专用夹具2和夹头1夹持紧压土板Ii顶端，启动液压(电动)振动锤1，通过压土板装置 Ii使内钢护筒Z中的土柱土快速压沉压密排水，同时启动内钢护筒壁Z上的真空排水系统 11抽水。完成后，利用预先连接于内钢护筒壁Z中的高压注浆系统11配合高压注浆管对土柱土实施高压注浆。完成后，吊开液压(电动)振动锤1，放下压土板装置11，松开夹具夹头▲。待上述工序完后，重新移动启动液压(电动)振动锤L通过连接的法兰盘2和专用夹具2和夹头i，夹紧内钢护筒Z顶端施振，先振动5秒钟后，开始慢拔内钢护筒z，边拔边查看薄壁腔内已浇的混凝土标高，直到满足设计施工标高为止。内钢护筒Z拔出地面后，直接移到下根已沉到位的外钢护筒β的定位位置处施工。当内钢护筒Z拔出地面完成后，启动液压(电动)振动锤L通过连接的法兰盘2和专用夹具2和夹头1，夹紧外钢护筒6顶端施振，先振动5秒钟后，开始慢拔外钢护筒β。拔出地面后直接移到新的一组定位位置处施工。4)内腔土柱土取土 +放钢筋笼的现浇薄壁混凝土复合桩墙类型在上述具体实施方法和结果1)中a、b步骤工序完成后，把已制作好的钢筋笼吊放到薄壁内腔中，钢筋笼定位检查完成后，可从外钢护筒上部连有混凝土灌入口 &处浇注混凝土。待上述工序完后，重新移动启动液压(电动)振动锤L通过连接的法兰盘2和专用夹具2和夹头1，夹紧内钢护筒Z顶端施振，先振动5秒钟后，开始慢拔内钢护筒z，边拔边查看薄壁腔内已浇的混凝土标高，直到满足设计施工标高为止。内钢护筒Z拔出地面后，直接移到下根已沉到位的外钢护筒&的定位位置处施工。当内钢护筒Z拔出地面完成后，启动液压(电动)振动锤L通过连接的法兰盘2和专用夹具2和夹头4，夹紧外钢护筒6顶端施振，先振动5秒钟后，开始慢拔外钢护筒β。拔出地面后直接移到新的一组定位位置处施工。待已浇筑完的薄壁混凝土强度达到75%时，可采用螺杆钻机法(或人工法)把内腔土柱土取出。满足实体大直径复合桩基在设计施工功能上的不同要求。以上所述，仅为本实用新型技术施工方案中较佳实施案例，凡是依据本实用新型技术对以上实施案例所作的任何实质细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。
权利要求1.一种用于大直径联排浇结薄壁混凝土复合桩墙的成孔器，包括中高频液压振动锤 (1)、法兰盘(2)、专用夹具滑槽横梁(3)、移动伸缩夹头(4)，3 5根为一组的独立联排紧靠的外钢护筒(6)，1套内钢护筒(7)和1套适应“硬土层”特定咬合钢活瓣环型板桩尖(10) 或1套适应“超软土层”C30标号的钢筋砼环形密封桩尖(18)组成，其特征在于所述内钢护筒(7)的底端铰接(9)联有一圈多片咬合钢活瓣环型板(10)或内钢护筒(7)底端采用专用的钢筋砼环形密封桩尖(18)；所述中高频振动锤装置均通过专用夹具夹头与内外钢护筒夹持、松开连接；所述外钢护筒的上部设置有混凝土灌入口(5)。
2.根据权利要求1所述的成孔器，其特征在于所述内钢护筒(7)的内壁上还设置有真空排水系统(12)。
3.根据权利要求1所述的成孔器，其特征在于所述内钢护筒(7)的内壁上还设置有高压注浆系统(11)。
4.根据权利要求1所述的成孔器，其特征在于还包括内腔土桩压土板(14)。
专利摘要本实用新型公开了一种直径大、联排、浇结、联体、防渗水、绿色环保、节能减排、施工快捷方便、适应性强、多功能的大直径联排浇结薄壁混凝土复合桩墙的成孔器。其中包括中高频振动锤和专用夹具装置、3～5根为一组的独立联排的外钢护筒、1套内钢护筒和1套适应“硬土层”特定咬合钢活瓣环型板或1套适应“超软土层”C30标号的钢筋砼环形密封桩尖组成。本实用新型方案作为连续薄壁混凝土复合防水桩墙、可降低施工成本20％以上、节约砼50％、减少施工出土量50％、降低桩机设备自重70％、避免二次清淤运输的污染、适应不同的软弱土层、夹砂砾层和复杂场地的施工。
文档编号E02D5/68GK202108041SQ20112006390
公开日2012年1月11日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者常雷 申请人:常雷