專利名稱：中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置及其新型沉樁法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置及其新型沉樁法，主要應用于建筑物的基礎和大型設備基礎，本方法可使在同樣粧徑同樣粧長的范圍里提聞單粧承載力。
背景技術：
預應力離心管樁(方樁)它支撐著建筑物以及各種設備基礎的荷重，使建筑物、構筑物造得更高，所以該樁的入土深度和樁的直徑直接影響到該樁的承載力。目前預應力離心管樁(方樁)的沉樁方法多數采用錘擊樁法和靜壓樁法，其次是取土壓入法還有鉆孔灌注樁法。
I、錘擊樁法當樁直徑較大，周邊居民少時可采用錘擊法，錘擊法噪音很大，錘擊時又能產生大量黑煙，振動也很大，是一種高污染的沉樁方法，很多城市中心已禁止使用，同時目前國內最大的樁架只能掛80錘，沖擊力最大也只能是800T，當承載力超過800T時就只能改為鉆孔灌注粧法，故目如聞鐵和大橋粧基礎都選用鉆孔灌注粧施工。2、靜壓樁法靜壓樁法是利用設備自重把樁壓入土中的一種方法，但由于設備自重大，對場地要求高，壓入力也有限，目前國內最大的靜壓樁機為800T，單樁承載力超過600T就無法把樁壓入，故25層以上房屋也只能采用鉆孔灌注樁。以上兩種沉樁方法存在著一種無法解決的問題，大量的樁打(壓)入土中，使土體向外膨脹，大量擠土影響周邊的建筑物、道路、地鐵、隧道和管線等，都能產生裂縫、位移等現象，所以在城市中心及地鐵邊、隧道旁和建筑物密集區(qū)都不能打(壓)入預應力離心管樁(方樁)，也只能改用鉆孔灌注樁法。3、鉆孔取土壓入法即先用取土設備在原地上鉆一個孔，再把壓樁機把樁壓入，這種方法在北方地區(qū)可以采用，因為土中含水量較小，孔可以形成，但在南方及長三角地區(qū)土中含水量較高，孔無法形成，樁就無法打(壓)入，另外樁也容易偏位，其次樁較長時，鉆孔取土就更難進行，目前國內最深取土設備也只能到30米左右。4、另一種樁基礎就是鉆孔灌注樁法，這種沉樁方法是一種無擠土沉樁方法，目前一些超深超大的樁都用此方法，此方法是利用沖水鉆孔，泥漿護壁到深度后進行一清，然后把預制好的鋼筋籠放入孔中，再把導管放入籠中進行二清，達到標準后進行灌注混凝土，鉆孔灌注樁具有造價高、工期長、質量又難以控制并且在鉆孔過程中產生大量的泥漿，泥漿處置很難，施工現場污染嚴重，大量的泥漿都處置在河里、湖里、海里、下水道和小河浜都被堵塞，政府每年清理下水道和河浜泥漿費用巨大，同時對環(huán)境造成了極大的污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明克服了以上多種沉樁方法的不足，完全能替代無擠土的鉆孔灌注樁法，在市中心房屋密集區(qū)域、地鐵邊、隧道邊都可沉大和深的預應力離心管樁(方樁)。本發(fā)明是一種在預應力離心管樁(方樁)中心利用螺旋形取土鉆桿和鉆頭上的噴氣孔，一邊噴氣一邊排土一邊沉樁，當樁沉至標高后，就撤離原地移至第二根樁的位置，繼續(xù)作業(yè)，另用一種高壓旋噴裝置完成樁根部高壓噴射水泥漿，形成圓球形球根樁，擴大樁的承載力。本發(fā)明實現了一種中掘預應力離心管樁(方樁)的沉樁裝置，包括步履式(履帶式)主機、卷揚機、動力頭、液壓拉錨裝置、存土箱、螺旋形鉆桿總成，在步履式(履帶式)主機上⑴設有導桿(15)，所述的導桿(15)的頂端設置的多組滑輪(11)通過卷揚機(9)與鋼絲繩(8)和動力頭(2)連接，動力頭(2)下端與液壓拉錨裝置(3)連接，液壓油缸(4)固定在液壓拉錨裝置(3)上，液壓油缸(4)下端連接著存土箱(5)，存土箱(5)下端設有樁帽(10)與預應力離心管樁(方樁)(6)連接，存土箱(5)背后及主機(I)底座上設有滑輪
(12)，滑輪(12)通過反拉鋼絲繩(13)與卷揚機(9)連接，動力頭(2)中心與螺旋形鉆桿總成(7)連接，螺旋形鉆桿總成(7)穿過存土箱(5)直接伸進預應力離心管樁(方樁)(6)中心孔中，螺旋形鉆桿總成(7)下端鉆頭上設置有一個噴氣孔(14)。
本發(fā)明提供了一種中掘預應力離心管樁(方樁)新型沉樁法，其步驟為步驟一、步履式(履帶式)主機就位，將主機就位到沉樁位置；步驟二、樁位復測，用兩臺經緯儀在兩個不同角度的控制點上復測樁位置是否正確。步驟三、用履帶吊吊起第一節(jié)預應力離心管樁(方樁)和預先放進樁孔中的第一節(jié)螺旋形鉆桿總成移到樁位上。步驟四、把動力頭下端中心連接第一節(jié)螺旋形鉆桿總成，把預應力管樁(方樁)連接在存土箱下端的樁帽上，繼續(xù)用兩臺經緯儀在不同的兩個方向校正主機導桿的垂直度，也就是校正樁的垂直度。步驟五、起動動力頭旋轉裝置，把螺旋形鉆桿總成向土內鉆進，同時起動高壓噴氣裝置，一邊高壓噴氣一邊鉆進排土一邊沉樁，第一節(jié)樁沉至地面時，開啟存土箱門，把松土倒進專用小車，運至指定堆放場地。步驟六、將動力頭、拉錨裝置、存土箱及樁帽離開第一節(jié)樁，然后用履帶吊起第二節(jié)預應力離心管樁(方樁)和預先穿進樁孔中的第二節(jié)鉆桿，移至第一節(jié)樁上，先接好鉆桿然后把第二節(jié)樁與第一節(jié)樁重合，起動卷揚機把導桿上的一些裝置提升到第二節(jié)樁上端，先連接鉆桿后再把樁帽與第二節(jié)樁上端連接。步驟七、再用兩臺經緯儀校正第二節(jié)樁的垂直度，另外校正是否與第一節(jié)樁重合。步驟八、將二氧化碳氣焊設備把第二節(jié)樁和第一節(jié)樁焊接在一起。步驟九、焊接飽滿，無空隙，符合驗收規(guī)范要求，繼續(xù)第五步驟把第二節(jié)樁沉至地面，有第三節(jié)、第四節(jié)同樣流程實施。步驟十、按上送樁器，接上鉆桿，邊噴氣邊排土邊沉樁，把樁沉至標高為止。步驟十一、把沉樁裝置撤離原地移到第二根樁的位置，繼續(xù)沉樁作業(yè)。步驟十二、另用一種高壓旋噴裝置完成把樁根部變成圓球形球根樁，擴大了樁的承載力。步驟十三、注水清洗噴漿管，施工結束。本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)勢和有益效果I、具有低成本、高效益、低噪音、無振動、無泥漿、無污染的優(yōu)勢。
2、通過邊噴氣邊排土邊沉樁，噴氣能使土質變松，高氣壓又能順利的把土排入存土箱，確保安全生產，文明施工，是一種環(huán)保工法。3、通過一邊噴氣一邊掘土一邊壓樁，實現了無擠土，確保了在城市密集地區(qū)沉超大超深的樁，填補了國內的空白。4、通過高壓噴射水泥漿在樁的根部形成球根樁，擴大了樁的承載力。


圖I是本發(fā)明中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置的步履式主機示意圖；圖2是本發(fā)明中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置的履帶式主機示意圖；圖3是本發(fā)明中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置的螺旋形鉆桿單重管大樣示 意圖；圖4是本發(fā)明中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置的螺旋形鉆桿總成、噴氣孔示意圖；圖5是本發(fā)明中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置的高壓旋噴裝置結構示意圖；圖6是本發(fā)明中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置及其新型沉樁法的樁根部形成了圓球形球根樁示意圖；圖7是本發(fā)明中掘預應力離心管樁(方樁)新型沉樁法的施工工藝流程圖；其中1-步履式(履帶式)主機；2-動力頭；3-液壓拉錨裝置；4-液壓油缸；5-存土箱；6_預應力離心管樁(方樁)；7_螺旋形鉆桿總成；8_鋼絲繩；9_卷揚機；10_樁帽；11_滑輪；12_反拉滑輪；13_反拉鋼絲繩；14_噴氣孔；15_導桿；16_高壓旋噴裝置主機；18-升降油缸；19_動力頭；20_變速箱；21_鉆桿；22_滑輪；23_鋼絲繩；24_噴漿管；25-鉆頭；26_噴漿孔；27_升降導桿；。
具體實施例方式如圖1-4所示，中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置，包括步履式(履帶式)主機(I)、卷揚機(9)、動力頭(2)、液壓拉錨裝置(3)、存土箱(5)、螺旋形鉆桿總成(7)，在步履式(履帶式)主機上(I)設有導桿(15)，所述的導桿(15)的頂端設置的多組滑輪(11)通過卷揚機(9)與鋼絲繩(8)和動力頭(2)連接，動力頭(2)下端與液壓拉錨裝置(3)連接，液壓油缸(4)固定在液壓拉錨裝置(3)上，液壓油缸(4)下端連接著存土箱(5)，存土箱
(5)下端設有樁帽(10)與預應力離心管樁(方樁)(6)連接，存土箱(5)背后及主機(I)底座上設有滑輪(12)，滑輪(12)通過反拉鋼絲繩(13)與卷揚機(9)連接，動力頭(2)中心與螺旋形鉆桿總成(7)連接，螺旋形鉆桿總成(7)穿過存土箱(5)直接伸進預應力離心管樁(方樁)(6)中心孔中，螺旋形鉆桿總成(7)下端鉆頭上設置有一個噴氣孔(14)。如圖5-6所示，本發(fā)明的高壓旋噴裝置結構示意圖；升降導桿(27)垂直安裝在高壓旋噴裝置主機(16)上，升降油缸(18)安裝在升降導桿(27)內部，滑輪(22)安裝在升降導桿(27)頂端，動力頭(19)安裝在升降導桿(27)上，動力頭(19)上端連接有鋼絲繩(23)，鋼絲繩(23)通過滑輪(22)與高壓旋噴裝置主機(16)相連接，變速箱(20)安裝在動力頭
(19)下端，變速箱(20)與鉆桿(21)相連接，噴漿管(24)與鉆桿(21)相連接，鉆桿(21)下端設置有鉆頭(25)和噴漿孔(26)。本發(fā)明的拉錨沉樁法和反拉沉樁法具體施工如下拉錨沉樁法是用螺旋形鉆桿錨入土中，然后起動固定在拉錨裝置上的液壓油缸(因為油缸活塞桿下端是連接在存土箱上的，樁帽又連接在存土箱下面)，所以伸出活塞桿就能把樁壓下。反拉沉樁法是利用主機的自重和設置在存土箱背后的幾組滑輪片及設置在主機底座上的幾組滑輪片，通過連接卷揚機鋼絲繩，反拉把樁壓入。如圖7所示本發(fā)明還提供了一種中掘預應力離心管樁(方樁)新型沉樁法，具體施工步驟為步驟一、步履式(履帶式)主機(I)就位，將主機就位到沉樁位置； 步驟二、樁位復測，用兩臺經緯儀在兩個不同角度的控制點上復測樁位置是否正確。步驟三、用履帶吊吊起第一節(jié)預應力離心管樁(方樁)(6)和預先放進樁孔中的第一節(jié)螺旋形鉆桿總成(7)移到樁位上。步驟四、把動力頭(2)下端中心連接第一節(jié)螺旋形鉆桿總成(7)，把預應力管樁(方樁)(7)連接在存土箱(5)下端的樁帽(10)上，繼續(xù)用兩臺經緯儀在不同的兩個方向校正主機導桿(15)的垂直度，也就是校正樁的垂直度。步驟五、起動動力頭(2)旋轉裝置,把螺旋形鉆桿總成(7)向土內鉆進，同時起動高壓噴氣裝置，一邊高壓噴氣一邊鉆進排土一邊沉樁，第一節(jié)樁沉至地面時，開啟存土箱
(5)門，把松土倒進專用小車，運至指定堆放場地。步驟六、將動力頭(2)、液壓拉錨裝置(3)、存土箱(5)及樁帽(10)離開第一節(jié)樁，然后用履帶吊起第二節(jié)預應力離心管樁(方樁)(6)和預先穿進樁孔中的第二節(jié)鉆桿，移至第一節(jié)樁上，先接好鉆桿然后把第二節(jié)樁與第一節(jié)樁重合，起動卷揚機把導桿上的一些裝置提升到第二節(jié)樁上端，先連接鉆桿后再把樁帽與第二節(jié)樁上端連接。步驟七、再用兩臺經緯儀校正第二節(jié)樁的垂直度，另外校正是否與第一節(jié)樁重合。步驟八、將二氧化碳氣焊設備把第二節(jié)樁和第一節(jié)樁焊接在一起。步驟九、焊接飽滿，無空隙，符合驗收規(guī)范要求，繼續(xù)第五步驟把第二節(jié)樁沉至地面，有第三節(jié)、第四節(jié)同樣流程實施。步驟十、按上送樁器，接上鉆桿，邊噴氣邊排土邊沉樁，把樁沉至標高為止。步驟十一、把沉樁裝置撤離原地移到第二根樁的位置，繼續(xù)沉樁作業(yè)。步驟十二、另用一種高壓旋噴裝置完成把樁根部變成圓球形球根樁，擴大了樁的承載力。步驟十三、注水清洗噴漿管，施工結束。這里重點說明的是I、主機有步履式、履帶式兩種；2、動力頭有液壓和電動兩種；3、螺旋形鉆桿是單重管一噴氣管；4、鉆頭有一個孔一噴氣孔；5、拉錨裝置、反拉裝置都具備，同時使用時它可沉超大或超深的預應力離心管樁
(方樁)，填補了國內的空白；6、一邊噴氣一邊排土一邊沉樁，順利的把松土送至存土箱；7、每節(jié)樁壓至地面時，開啟存土箱門，把松土用專用小車運至指定堆放場地。8、待樁壓至標高后，把沉樁裝置移離原地，換上高壓旋噴裝置，在樁的根部高壓噴射水泥漿，形成圓球形球根樁，擴大了樁的承載力。最后應說明的是以上實施例僅用以 說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā)明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置，包括步履式(履帶式)主機、卷揚機、動力頭、液壓拉錨裝置、存土箱、螺旋形鉆桿總成，其特征在于在步履式(履帶式)主機上(I)設有導桿(15)，所述的導桿(15)的頂端設置的多組滑輪(11)通過卷揚機(9)與鋼絲繩(8)和動力頭(2)連接，動力頭(2)下端與液壓拉錨裝置(3)連接，液壓油缸(4)固定在液壓拉錨裝置(3)上，液壓油缸(4)下端連接著存土箱(5)，存土箱(5)下端設有樁帽(10)與預應力離心管樁(方樁)(6)連接，存土箱(5)背后及主機⑴底座上設有滑輪(12)，滑輪(12)通過反拉鋼絲繩(13)與卷揚機(9)連接，動力頭(2)中心與螺旋形鉆桿總成(7)連接，螺旋形鉆桿總成(7)穿過存土箱(5)直接伸進預應力離心管樁(方樁)(6)中心孔中。
2.根據權利要求I所述，中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置，其特征是所述的螺旋形鉆桿總成(7)下端鉆頭上設置有一個噴氣孔(14)。
3.中掘預應力離心管樁(方樁)的新型沉樁法，其特征在于其步驟為 步驟一、步履式(履帶式)主機就位，將主機就位到沉樁位置； 步驟二、樁位復測，用兩臺經緯儀在兩個不同角度的控制點上復測樁位置是否正確；步驟三、用履帶吊吊起第一節(jié)預應力離心管樁(方樁)和預先放進樁孔中的第一節(jié)螺旋形鉆桿總成移到樁位上； 步驟四、把動力頭下端中心連接第一節(jié)螺旋形鉆桿總成，把預應力管樁(方樁)連接在存土箱下端的樁帽上，繼續(xù)用兩臺經緯儀在不同的兩個方向校正主機導桿的垂直度，也就是校正樁的垂直度； 步驟五、起動動力頭旋轉裝置，把螺旋形鉆桿總成向土內鉆進，同時起動高壓噴氣裝置，一邊高壓噴氣一邊鉆進排土一邊沉樁，第一節(jié)樁沉至地面時，開啟存土箱門，把松土倒進專用小車，運至指定堆放場地； 步驟六、將動力頭、拉錨裝置、存土箱及樁帽離開第一節(jié)樁，然后用履帶吊起第二節(jié)預應力離心管樁(方樁)和預先穿進樁孔中的第二節(jié)鉆桿，移至第一節(jié)樁上，先接好鉆桿然后把第二節(jié)樁與第一節(jié)樁重合，起動卷揚機把導桿上的一些裝置提升到第二節(jié)樁上端，先連接鉆桿后再把樁帽與第二節(jié)樁上端連接； 步驟七、再用兩臺經緯儀校正第二節(jié)樁的垂直度，另外校正是否與第一節(jié)樁重合； 步驟八、將二氧化碳氣焊設備把第二節(jié)樁和第一節(jié)樁焊接在一起； 步驟九、焊接飽滿，無空隙，符合驗收規(guī)范要求，繼續(xù)第五步驟把第二節(jié)樁沉至地面，有第三節(jié)、第四節(jié)同樣流程實施； 步驟十、按上送樁器，接上鉆桿，邊噴氣邊排土邊沉樁，把樁沉至標高為止； 步驟十一、把沉樁裝置撤離原地移到第二根樁的位置，繼續(xù)沉樁作業(yè)； 步驟十二、另用一種高壓旋噴裝置完成把樁根部變成圓球形球根樁，擴大了樁的承載力； 步驟十三、注水清洗噴漿管，施工結束。
全文摘要
本發(fā)明公開了中掘預應力離心管樁(方樁)沉樁裝置，包括步履式(履帶式)主機、卷揚機、動力頭、液壓拉錨裝置、存土箱、螺旋形鉆桿總成，其特征在于在步履式(履帶式)主機上設有導桿，所述的導桿的頂端設置的多組滑輪通過卷揚機與鋼絲繩和動力頭連接，動力頭下端與液壓拉錨裝置連接，液壓油缸固定在液壓拉錨裝置上，液壓油缸下端連接著存土箱，存土箱下端設有樁帽與預應力離心管樁(方樁)連接，存土箱背后及主機底座上設有滑輪，滑輪通過反拉鋼絲繩與卷揚機連接，動力頭中心與螺旋形鉆桿總成連接。本發(fā)明還提供了一種中掘預應力離心管樁(方樁)新型沉樁方法，其步驟為螺旋形鉆桿總成在管樁中心鉆進，一邊噴氣一邊排土一邊沉樁的新型沉樁法。本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)勢和有益效果具有低成本、高效益、低噪音、無振動、無泥漿、無污染的優(yōu)勢。
文檔編號E02D5/44GK102758434SQ20111010558
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權日2011年4月26日
發(fā)明者盧壽根, 謝曉東 申請人:上海城地建設發(fā)展有限公司