专利名称：桩机混凝土外灌注法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑施工沉拔桩技术领域，更具体地说是一种桩机混凝土外灌注法及设备。
建筑施工中的混凝土灌桩，传统做法是内灌注。即使用沉拔桩机，动力为振动锤或撞击锤，如
图1所示，由桩架1、锤2、桩管3、卷扬机构4、上料斗5组成。以振动式沉拔桩机为例，其施工程序是就位-启动振动锤2工作，使桩管3在激震力和加压卷扬机的作用下，逐步往下沉入地层，如图2所示。-当桩管进深到设计要求的地层时，振动锤停止工作。-开始把混凝土从进料口6灌注入桩管内，桩管下端的爪瓣桩尖7在注入的混凝土冲击下张开，如图3所示，为使灌注的混凝土能密实地填满桩管造成的桩孔深洞，再启动振动锤(调整适当激震力)，与此同时配合使用卷扬机把桩管慢慢地往上提拔，使桩管一边不停地抖动捣实配合灌注的混凝土，一边慢慢地往上提拔，直至桩尖升到地面，一根混凝土桩就灌注完成了。撞击式沉拔桩机除沉桩动力不同外，施工程序和振动式一样，但桩尖是预制的钢筋混凝土结构，它的几何形状如图4所示，上部是一节大一节小的圆柱体，下部是正圆锥体。由于桩管端部是通的，φ1圆柱部位正好可套进选用的桩管φ3内，φ2部位的圆柱外径比桩管的外径大6cm左右，厚度h约15cm，由桩管φ3和桩尖的φ1匹配组成下端是锥尖形沉桩管，当桩管顶部受到锤击时下端部的锥体就挤压破土进入地层，沉桩到达设计要求的深度后，桩尖就作为混凝土桩的一部分驻留在原处。
上述工艺的共同缺点是1、先打孔后灌注，而且是内灌注，因混凝土的灌注量大，拉拔速度慢，工作效率低;2、需要用卷扬机上下升降上料斗，拖长工期，在施工过程中，当桩管往上提升到3米高之后，由于钢丝绳的晃动，料斗在悬吊状态下靠绳索调节就位来对准桩管上的进料口，一方面要花费时间，另一方面因为进料口小，料斗在倒混凝土时每次都要撒落许多在地面无法回收，造成大量浪费;3、施工成本高;4、振动噪声大。
本发明的目的是提供一种桩机混凝土外灌注方法及设备，它可提高劳动生产率、节约原材料、降低成本和减轻振动噪声。
本发明根据混凝土比重大于一切地质原土的物理性质，结合钢筋混凝土预制桩尖的特殊设计通过下述方法和设备实现。
一种桩机混凝土外灌注方法，它包括下列步骤(1)先用钢筋混凝土预制好一个上部为圆柱体，圆柱中心开有盲孔，下部为正圆锥体的桩尖;
(2)在圆柱形盲孔底部垫上一层缓冲介质;
(3)就位-将灌料斗套放在预先埋在确定的灌桩点上，使桩管插入桩尖中心的圆柱形盲孔中，校正固定，保持平直;
(4)启动振动锤，使桩管开始下沉，当桩尖进入土层适当深度就开始从料斗往下灌注混凝土，随着激震桩管下沉，源源不断地往下灌注;
(5)当桩管下沉到设计要求的地层深度时，用卷扬机将桩管徐徐向上拉拔，边拉拔边继续补充灌注混凝土，这时应把振锤的震力调整适当，注入的混凝土在桩管不停地抖动下就能密实地填充由于桩管往上拉拔时圆柱孔洞中形成的空穴，直至桩管被拉出地面，灌注工作就完成了。
实现上述方法的灌注设备包括卷扬机构、桩架、桩管定位固定件，它还包括(1)一个置于地面桩孔口的漏斗形灌料斗，用于方便地将混凝土倒入桩孔内;
(2)一根底部封口的沉桩管，管内底部安装受击锤墩，上部安装一只在卷扬机作用下可自由滑落的圆柱体锤头，用于打孔能降低撞击噪声。
用本发明的方法和设备施工可提高工效60%以上;单台桩机若平均年打桩两千根，可节约水泥50吨，作业减员两人;如果使用管内撞击锤还可降低振动噪声。
图1是沉拔机的示意图。
图2是内灌注法振动式沉桩桩尖进入土层后的工作情况。
图3是图2中桩尖到位时从管内灌注混凝土后爪瓣张开的状态。
图4是撞击式内灌注法使用的钢筋混凝土预制桩尖的几何形状。
图5是本发明外灌注法使用的钢筋混凝土预制桩尖的局部剖视图。
图6是外灌注法沉桩就位状态。
图7是桩尖进入适当深度后开始灌注混凝土状态示图。
图8是沉桩到位后往上拉拔桩管的情形。
图9是管内撞击沉桩示意图。
实施例1按照图5预制好钢筋混凝土桩尖。图中φ1′是与φ2′同心的圆柱形盲孔，其大小以能方便地插入封底的桩管10为宜，深度为25-35cm，为确保φ1′圆柱形盲孔底部平整，施工时适当铺上一层细砂15作为冲击能量的传递介质。φ2′圆柱体的外径比选用的桩管大一倍(桩管外径是传统桩管的 3/4 左右)，h′的高度选在40-50cm，目的在于确保桩孔成形时垂直度不易发生偏斜，使得桩尖在受力挤压进入地层时增大整个桩尖与地层的接触面，能更有效地密实成形的圆柱孔壁的表层。
可使用原有的内灌注沉拔桩设备，省去图1中的料斗5，仅需更换一根无进料口并且底部封口的桩管10，另加一个如图6所示的在地面使用的漏斗形灌料斗8。在图6中，抱箍11与轨道轮12，桩尖9配合形成三点一条直线，以稳定初始状态桩管10与地面的垂直度。图7是桩尖进到适当深度后开始灌注混凝土的状态。由图可见，地面灌桩点上安装着漏斗形进料斗8，当桩尖进入到适当深度后，操作工人可从料斗往下灌注混凝土，由于桩管外径比桩尖的圆柱部位的直径小许多，灌注的混凝土就沿着桩尖的圆柱部位挤压成形的圆柱孔洞壁与桩管之间形成的空间随着受激震的下沉桩管源源不断地往下灌。图8是沉桩到位后往上拉拔桩管的情形。当桩管下沉到设计要求的地层深度时，用卷扬机把桩管往上拉拔，边拉拔边继续补充混凝土，(此时应将振动锤的震力调节适度)，灌入的混凝土在桩管不停地抖动下就能密实地填充桩管往上提时在圆柱孔洞中出现的空穴17，直至桩管被拉拔出地面，灌注工作就完成了。
实施例2按照实施例1施工，虽然取得了提高劳动生产率，降低成本和节约原材料的积极效果，但噪声干扰仍未得到改善，不利文明施工。可采用管内撞击锤沉桩方式加以克服。图9是管内撞击沉桩的示意图。由图可见，施工程序和实施例1相同，使用设备也基本一样，仅将锤头13和锤墩14改装在桩管10内，由卷扬机提升在桩管内自由跌落，可以获得很有效的重力撞击功，当桩尖进入土层一米深之后，锤头与锤墩在桩管内的撞击声由于泥土的吸收将变得很小，从而使施工现场周围环境不受噪声和振动的干扰。
权利要求
1.一种桩机混凝土外灌注方法，它包括下列步骤(1)先用钢筋混凝土预制好一个上部为圆柱体，中心开有圆柱形盲孔、下部为正圆锥体的桩尖；(2)在盲孔底部垫上一层缓冲介质；(3)就位-将灌料斗套放在预先埋在确定的灌桩点上，使桩管插入桩尖中心的圆柱形盲孔中，校正固定，保持平直；(4)启动振动锤，使桩管开始下沉，当桩尖进入土层适当深度就开始从料斗往下灌注混凝土，随着激震力作用，桩管下沉；源源不断地往下灌注；(5)当桩管下沉到设计要求的地层深度时，用卷扬机提着桩管徐徐向上拉拔，边拉拔边继续补充混凝土，这时应把振锤的震力调整适当，注入的混凝土在桩管不停地抖动下就能密实地填充由于桩管往上拉拔时在圆柱孔洞中形成的空穴，直至桩管被拉出地面，灌注工作就完成了。
2.一种使用权利要求1所述方法而专门设计的桩机设备，它包括卷扬机构、桩架、桩管定位固定件，其特征在于它还包括(1)一个置于地面桩孔口的漏斗形灌料斗，用于方便地将混凝土倒入桩孔内;(2)一根底部封口的沉桩管，管内底部安装受击锤墩，上部安装在卷扬机作用下可自由滑落的圆柱体锤头，用于打孔和降低噪声。
全文摘要
本发明公开了一种桩机混凝土外灌注方法及设备，它根据混凝土比重大于一切地质原土的物理性质结合把钢筋混凝土预制桩尖设计成上部为圆柱体、圆柱中心开有盲孔、下部为正圆锥体桩尖、采取桩管插入桩尖盲孔内、或在管内撞击沉桩；管外灌注、边沉、拔桩边灌注来完成施工任务，所有设备除桩管底端封口、进料斗置于地面桩孔口外，其余设备、工艺与内灌注法基本相同，简单易行、可大幅度提高工效、节约原材料、降低成本、减小噪声。
文档编号E02D7/18GK1105085SQ9312142
公开日1995年7月12日 申请日期1993年12月23日 优先权日1993年12月23日
发明者黎家进, 卢伟诚 申请人:黎家进, 卢伟诚