专利名称：一种混凝土桩基施工工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑工程中处理软地基的施工方法，特别是一种桩基础的施工工艺及其专用设备。
现有技术中的几种桩基础，如预制桩、灌注桩、树根桩、爆破桩、旋喷桩等，都存在承载力小，稳定性差，浪费建筑材料，消耗人力、能源高的缺点，因而投资大、工期长，尤其对复杂的软弱地基，更会出现建、构物下沉量大或不均匀下沉，在技术上给设计和施工带来很多困难。
本发明的目的在于提供一种用料省、承载力大，施工简便，节约能源，工程造价较低的桩基施工工艺及设备。
为了实现上述目的而提出的发明的原理是单桩承载力的大小，来源于桩围土的摩阻力和桩的端承力，而摩阻力和端承力的大小取决于地基土壤岩性，同时亦取决于桩身的结构和形状。因此可以挤密加固桩身上下周围的土壤，改善桩围土的岩性，以增加桩围摩阻力和桩的端承力，并在桩身下端和顶端制作承力体，以加大桩的承载力。
根据上述原理设计的挤密钢筋混凝土承载桩的施工工艺如下
A、挖出与护筒等径的桩位孔，放入护筒，分次投入建筑垃圾、锤击，使之与护筒下沉至设计标高，制成顶端有上承力盘的桩体孔；B、继续向护筒内投入建筑垃圾反复锤击，使之挤出护筒下端形成倒蘑菇形桩端承力台；C、再向护筒内投入混凝土块反复锤击，使之在护筒底部桩端承力台上形成椭球状下承力盘；D、提出护筒，放入钢筋笼子，浇注混凝土成桩。
该混凝土桩基施工设备，包括由筒身、上端吊耳和加料口构成的护筒，其筒身上端有一倒圆台形的上承力盘成型冲盘，置于加料口下面。
下面结合附图实施例对本发明进行详细说明。
图1为本发明施工工艺施工的挤密钢筋混凝土承载桩原理图。
图2为本发明施工工艺所用设备多功能护筒的结构示意图。
图3为图2的剖面图。
如图1所示，在桩顶端承台梁5下有一个上承力盘1，盘1底面的持力层，是通过护筒的上盘冲击出来的斜面，这就是为桩的上承力盘1制作的一个持力层。在桩端底部，有一个用建筑垃圾(碎砖、灰渣、砂石等)通过强击制作的反蘑菇形圆盘，即桩端承力台4，这就是为桩的端承强行制作的一个理想的大承载力的持力层。在承力台4上部有用与桩身同级的干硬性混凝土以重锤冲击而成的椭球体，即该桩的下承力盘3。制作上承力盘1时，土壤受到冲压，沿桩身2有一个向下的辐射力，制作桩端承力台4和下承力盘3时，除了向下向侧周的辐射力外，也有一个向上的辐射力，上下辐射力相向而行，就势必把上下承力盘之间的桩周土挤密压实，从而增大了桩周土对桩身2的摩阻力。
该桩专用成型设备主要是多功能护筒，见图2、图3。多功能护筒包括筒身7、吊耳10及加料口9，筒身7上端有一倒圆台形的上承力盘成型冲盘8，置于加料口9下面。施工时用一台16吨轮胎吊车，三人操作，吊车挂上脱钩器，脱钩器吊重锤，在多功能护筒中反复冲击，一次就可以完成桩体6、桩端承力台4、下承力盘3、上承力盘1的制作成型。其工艺是在既定的桩位上，先挖出与多功能护筒同径，深1米——1.5米的桩孔，并挖出上承力盘，但应预留30cm——50cm的冲击挤密压实度。压实度要根据上承力盘下原土土质定。把多功能护筒放入这个孔内(注意始终保持护筒的垂直度)，再把重锤放入护筒，提锤加料(建筑垃圾)，将锤提到预定高度，脱钩落锤，反复加料锤击，料依附护筒并带着护筒下沉，直至设计标高，这时就完成了桩体的成孔和上承力盘的成孔。如果上承力盘下土质松软，预留压实度不足，则应提起护筒，在盘下再加黄土或建筑垃圾，再行锤击，以保证上盘的承载力。护筒沉至设计标高，继续加料反复锤击，加料多少及锤击次数，根据下部土的岩性和设计要求确定，但是最后的锤击贯入度控制在50——100mm，同时重锤回弹并发出清脆的声音。通过锤击，所下材料向四周挤压，一般所制承力台，直径达1.1——1.3米，厚度达80cm。如果有地下水或土壤含水率大，可在加料同时拌以生石灰或水泥，使承力台成为固结整体。为了提高单桩承载力，使桩端扩大承载面，在桩端再制作一个下承力盘，座落在承力台上。其工艺是提锤，分次放入与桩身同级的干硬性混凝土(加入量一般在0.2——0.3立方米)，以重锤反复锤击至护筒底，这样下承力盘制作完成。然后提出护筒，放入钢筋笼子6，浇注混凝土。如果该地基土质较差，为防止提出护筒后桩孔缩径，可不提护筒，即在护筒内放置钢筋笼子6，并浇注混凝土，边浇注混凝土，边提护筒，这样就保证了桩身2的完整用本发明的施工工艺施工的钢筋混凝土承载桩，承载力大，其稳定性、质量可靠性均优越于当前国内国外的各种桩基，它防止和减少了软地基的基础下沉，和复杂地基的不均匀沉陷。该桩比一般基础(带基、伐基)可节省建筑材料30％，比桩基节省50％——70％，而且节省人力、降低劳动强度，节省能源，缩短工期，降低成本。该桩的成型设备，结构简单，易于制造、维修、使用。
权利要求
1.一种混凝土桩基施工工艺，其特征在于所说的施工工艺由以下步骤构成A、挖出与护筒等径的桩位孔，放入护筒，分次投入建筑垃圾、锤击，使之与护筒下沉至设计标高，制成顶端有上承力盘的桩体孔；B、继续向护筒内投入建筑垃圾反复锤击，使之挤出护筒下端形成倒蘑菇形桩端承力台；C、再向护筒内投入混凝土块反复锤击，使之在护筒底部桩端承力台上形成椭球状下承力盘；D、提出护筒，放入钢筋笼子，浇注混凝土成桩。
2.根据权利要求1所述的混凝土桩基施工工艺，其特征在于所说的挖出的与护简等径的桩位孔深为1米--1.5米。
3.根据权利要求1所述的混凝土桩基施工工艺，其特征在于在完成所说的步骤A、即制成顶端有上承力盘的桩体孔后，提高护筒，在上承力盘下添加黄土或建筑垃圾，再行锤击后，继续步骤B。
4.根据权利要求1或3所述的混凝土桩基施工工艺，其特征在于在浇注混凝土成桩时，在护筒内放置钢筋笼子，然后边浇注混凝土，边提护筒。
5.一种混凝土桩基施工设备，包括由筒身、上端吊耳和加料口构成的护筒，其特征在于所说的筒身上端有一倒圆台形的上承力盘成型冲盘，置于加料口下面。
全文摘要
本发明公开了一种混凝土桩基施工工艺及设备。施工工艺由以下步骤构成A.桩体和上承力盘的成孔；B.承力台的制作；C.下承力盘的制作；D.浇注混凝土成桩。该桩基施工设备，包括护筒，其筒身上端有一倒圆台形的上承力盘成型冲盘，置于加料口下面。用此工艺及设备施工的高效挤密钢筋混凝土承载桩，承载力大，稳定性好，质量可靠，此工艺可节省能源，缩短工期，降低成本，设备结构简单，使用方便。
文档编号E02D5/34GK1153847SQ9610170
公开日1997年7月9日 申请日期1996年1月5日 优先权日1996年1月5日
发明者李健, 宋广信, 张立军 申请人:李健, 宋广信, 张立军