专利名称：一种施作扩底挖孔桩的组合机具的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于施作混凝土扩底挖孔桩的组合机具，尤其适用于施作水中扩底挖孔桩，属于工程建筑桩基础施工机具技术领域。
目前，在国内采用钻孔桩、挖孔桩作工程基础的较为普遍，例如，铁道部第二工程局编辑出版的“铁路桥梁钻(挖)孔灌注桩基础设计与施工”专辑中，对利用套管技术施作挖孔桩的方法作了详细的介绍。现在应用的桩尖爆扩桩虽属扩大基础这一类，但因其采用爆破方法扩底，使桩底成形不规则，且无法检验桩底的形状尺寸，故难以保证桩基质量和设计承载力的要求，往往采取增加基桩数量的办法加以解决，这便增加了工程量和材料消耗，提高了工程造价，更重要的是如何在水中施作此类桩基的问题尚未解决。在国外使用套管施作挖孔桩的技术，虽已有30年的历史，但没有扩大基础桩的类型，所以更没有在水中施作扩底挖孔桩的机具设备，同样存在不能进行桩底检验、质量和承载力低下的问题。
本实用新型的目的是提供一种能在水中施作并能进行桩底检验的扩底挖孔桩组合机具，以提高桩基承载力，节省原材料，缩短工期，降低工程造价。
本实用新型的主体是最小内径1250mm，钢板厚10mm，长度分别为4000mm、5000mm、6000mm的掘进钢套管(3)，掘进钢套管上口沿制有法兰盘连接座，座上钻有与法兰盘相对应的圆孔。接长钢套管的两端均制有法兰盘连接座，掘进钢套管与接长钢套管用法兰盘相连接，钢套管外边每隔2000mm焊接一个加强箍，用以固定射水管的位置。用来接长钢套管的法兰盘(1)，是由20mm厚的钢板制成，每个法兰盘上钻有32个圆孔，其中24个为螺栓孔，另8个是直径30mm的园孔，射水管(2)从中穿过。掘进钢套管的下口沿焊有刃脚(7)，刃脚直线部分高500mm，厚50mm，上头钭角30°与套管焊接成一体，下头钭角45°，在刃脚中也钻有8个直径为30mm的穿装射水管的圆孔，用于穿插直径20mm的射水管。在钢套管外围等距布置8根长度大于钢套管500mm的射水管(2)，每根射水管都要垂直通过法兰盘与刃脚的预留孔，中间固定在钢套管加强箍上，以使射水管平直射水通畅，射水管的下端钻有5个出水孔，当下沉钢套管时使用端头出水孔射水，当上提钢套管时，端头出水孔被放入的圆球堵塞，迫使水流从4个侧向出水孔沿钢套管圆弧方向射出，用以稀释护壁浆液。为了以较小的力来沉降或拨出钢套管须用浆液护壁，浆液的厚度与刃脚厚度相一致，一般为50mm。护筒(5)安放在桩位地表处，以防地表土坍塌挤压从中穿过的钢套管，护筒上口装有排泥管(4)，用以排放浆液。钢套管内以钢丝绳吊装两个直径为1200mm的钢制圆环(6)，上面一个圆环的中心有一个开启扣，下面一个圆环的周边设有固定棚杆(8)位置的压扣，压扣的数量与棚杆的数量相同，棚杆的数量决定于棚架的设计，棚杆的方向通过上下两个圆环来确定，棚杆的上端固定在圆环的压扣上，下端插入基础廓线以外的土壤里。开挖无水或少水基础土壤是在棚杆搭成的棚架下进行的，以保施工安全。
棚杆(8)是由2节或3节套装在一起的钢管组成，当棚杆插到预定位置后，再将套入的管节打入到设计位置，此种棚杆可进行回收，反复使用。在水中施作扩底挖孔桩时，则需在钢套管(3)内设置侧壁注浆管(9)和棚盖注浆管(10)各6至8根，每一注浆管的外面套有起导向及润滑作用的护管，护管的上段为直管，中段为弯管，下段仍是直管，护管内注浆管的外形与护管相一致，但中段为弹性较好的胶管。注浆管的下端顶头有一个射水孔，侧壁有若干个注浆孔，在压进注浆管时先行射水，待注浆管进到设计位置后，施放重质圆球封堵射水孔，然后通过侧壁注浆孔注入水泥浆液，完成水中扩底的棚盖与侧壁的加固防水工作。在经过加固与防水处理的范围内进行扩底清泥，挖掘土砂，不受地下大量涌水的影响，良好地解决了水中扩大桩底的问题。
在无水或少水条件下采用本实用新型提供的组合机具进行扩底，人员可以下到扩底进行检验基坑的形状和各部尺寸，若在大量涌水情况下采用本实用新型提供的组合机具，可以通过摄影或借助注浆管的伸入尺寸来检验其基坑形状与尺寸，以确保扩底挖孔桩的质量。
以下结合附图提供本实用新型的实施例
图1为本实用新型无水时的纵剖面示意图；图2为
图1上部AA处剖视图；图3为
图1下部BB处剖视图；图4为本实用新型有水时的纵剖面示意图；图5为图4底部CC处剖视图，图6为图4内部DD处剖视图。
图中1—法兰盘，2—射水管，3—掘进钢套管，4—排泥管，5—护筒，6—圆环，7—刃脚，8—棚杆，9—侧壁注浆管，10—棚盖注浆管。
在桩基设计位置安放护筒(5)和排泥管(4)，掘进钢套管穿装在护筒内就位，将射水管(2)垂直穿过法兰盘(1)和刃脚(7)的预留孔，中部与钢套管外箍相固定。下沉钢套管时，先用射水管射水，刃脚下泥土被水冲散，泥浆由排泥管(4)排出，钢套管外围灌入浆液护壁并靠自重缓缓下沉，一节掘进钢套管不够长时，则需用法兰盘将接长钢套管接于掘进钢套管上。当刃脚下沉到设计标高后，把钢套管内的泥土掏净，通过钢丝绳吊下圆环(6)到刃脚处并开始设置棚杆(8)，棚杆上端固定在圆环的压扣上，下端插入基础廓线以外的土壤里，棚杆(8)的方向由上圆环的开启扣和下圆环的压扣来控制，棚杆组在基础扩底顶搭成棚架后，把圆环吊出，清除基底泥土使之到达设计要求，并进行开挖质量检验，达到设计要求之后，便开始浇注钢筋混凝土，同时回收棚杆，在浇注桩身混凝土时，要把钢套管向上拨起，为了减少钢套管与外围土体的摩阻力，把预制好的重质圆球放入射水管堵塞顶尖的射水孔，迫使水流从侧向出水孔沿钢套管圆弧方向射出，以稀释护壁浆液。钢套管随着桩身混凝土的升高而渐渐拨出以利下次再使用。
当本实用新型应用到地下水比较发达的地层，下卧层水量较大；无法抽水进行扩底作业时；把钢套管(3)下沉到离基底一定高度之后，掏尽管内沙土，再把侧壁注浆管(9)通过钢套管在射水条件下压入钢套管以下的基坑侧壁的泥沙内，然后以重质圆球堵住注浆管顶的射水孔，开始从地面压入快硬水泥浆液，迫使浆液从注浆管端部的侧向注浆孔进入加固层，形成图5断面所示的侧壁加固情况。提升钢套管(3)到达高于扩底顶一定高度时，把棚盖注浆管(10)在射水条件下压入到图4所示基底廓线以外300mm的位置，采用与侧壁注浆一样的办法，边拨管边从地面压入快硬水泥浆，形成图6断面所示的棚盖情况，并与侧壁注浆体共同在基底廓线之外形成一个掩体，使用吸泥机开挖时不会坍塌，泥沙清除之后采用摄影办法或量测注浆管伸入之长度均可检验出基坑的开挖质量，质量达到要求之后，便可应用灌注水下混凝土的常规作法来灌注该种水下扩底挖孔桩，同时边灌混凝土边回收本实用新型所提供的全套机具。
权利要求1.一种用于施作混凝土扩底挖孔桩的且特别适用于施作水中混凝土扩底挖孔桩的组合机具，其特征在于该组合机具的主体是以10mm的钢板卷成的最小内径为1250mm的掘进钢套管3和按长度分为4000mm、5000mm、6000mm的三种接长钢套管，掘进钢套管3的上口沿制有法兰盘连接座，座上钻有与法兰盘1相对应的圆孔，接长钢套管的两端口沿均制有法兰盘连接座，钢套管外边每隔2000mm焊接一个加强箍，掘进钢套管3的下口沿焊有刃脚7，在钢套管外围等距布置8根长度大于钢套管500mm的射水管2，每根射水管均垂直通过法兰盘与脚的预制孔，中间固定在加强箍上，钢套管从安放在桩位的护筒5中穿入，护筒的上口装有排泥管4，钢套管内以钢丝绳吊装2个直径为1200mm的钢制圆环6，上圆环中心设置一个开启扣，下圆环周边设有固定棚杆8的压扣，棚杆的上端固定在圆环的压扣上，下端插入基础廓线以外的土壤里，在钢套管内设置侧壁注浆管9和棚架注浆管10各6至8根，在钢套管外围与土体之间夹有50mm的护壁浆液。
2.根据权利要求1所述的扩底挖孔桩组合机具，其特征在于法兰盘1是由20mm厚的钢板制成，每个法兰盘上钻有24个螺栓孔和8个直径为30mm的预装射水管2的圆孔。
3.根据权利要求1所述的扩底挖孔桩组合机具，其特征在于刃脚7的直线部分高500mm，厚50mm，上头钭角30°，下头钭角45°，刃脚中等距钻有8个直径为30mm的预装射水管2的圆孔。
4.根据权利要求1所述的扩底挖孔桩组合机具，其特征在于直径20mm的射水管2之下端钻有5个出水孔。
5.根据权利要求1所述的扩底挖孔桩组合机具，其特征在于棚杆8是由2节或3节套装在一起的钢管组成，内管节可以伸缩。
6.根据权利要求1所述的扩底挖孔桩组合机具，其特征在于侧壁注浆管9和棚架注浆管10的外面套装有护管，护管之上段为直管，中段为弯管，下段仍为直管，注浆管的外形与护管相一致，但中段为胶管，注浆管的下端顶头钻有一个射水孔，侧壁钻有若干个注浆孔。
专利摘要一种施作扩底挖孔桩的组合机具，其主体掘进钢套管的下口沿焊有刃脚，上口沿制有法兰盘座，座上钻有与法兰盘相对应的螺栓孔与射水管用孔，装入定位护筒之后射水使之下沉到设计标高处，掏净泥土，吊放圆环，打入棚杆形成棚架，扩底并浇灌混凝土，钢套管随之在护壁浆液作用下缓缓拔出，在地下水发达地层使用时，要在钢套管内压入侧壁注浆管和棚盖注浆管，在桩底廓线以外压入快硬水泥浆液，形成扩底掩体，吸除泥砂，浇灌混凝土，并将钢套管、注浆管拔出。
文档编号E02D5/34GK2244571SQ9421451
公开日1997年1月8日 申请日期1994年6月17日 优先权日1994年6月17日
发明者倪晓庚, 郑筱石, 刘钊, 倪嵩明, 陈文 , 倪汉生 申请人:铁道部第四工程局