專(zhuān)利名稱(chēng)：深承臺(tái)，套筒擴(kuò)底張拉平衡樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明作出之前，樁基礎(chǔ)的具體樁型有(1)鋼筋混凝土預(yù)制樁。(2)鋼管樁。(3)混凝土和鋼筋混凝土灌注樁等直線型樁身。
其打樁技術(shù)的具體方式有(1)錘擊式;(2)螺旋鉆孔式;(3)爆擴(kuò)式;(4)沖擊成孔式;(5)鉆孔擴(kuò)底式;(6)振動(dòng)式;(7)靜力壓樁式等。
對(duì)樁基礎(chǔ)具體樁型其不足之處系(1)以前的樁型雖有方型樁、園型樁等，但樁身多般是直線型。對(duì)提高單樁的及限承載力受到直線型樁身的限制。(2)具體樁型的選擇是按樁的制造條件及樁身的制造材料確定，在樁基施工前已選定，不能充分適應(yīng)樁基的具體地質(zhì)各層土層條件，為此對(duì)充分利用不同的地層條件來(lái)提高單樁極限承載力亦就受到限制。(3)直線型樁的單樁極限承載力與打樁時(shí)所選的錘型，錘的重量、錘的沖擊力成正比，亦就是說(shuō)要提高單樁的極限承載力既要增加樁的截面尺寸，增加樁身長(zhǎng)度，更須增加錘的重量。為此打樁耗用的功能大，打樁費(fèi)用昂貴，打樁的施工周期較長(zhǎng)。
對(duì)打樁技術(shù)其不足之處系以前的(1)靜力壓柱，機(jī)械設(shè)備龐大，所需靜壓配重較大，搬運(yùn)困難，機(jī)械設(shè)備維修復(fù)雜。單樁極限承載能力受壓樁機(jī)械的設(shè)備能力，靜壓堆載的配重量限制很難提高。遇有土質(zhì)較硬的地層，靜壓樁則不易壓穿。影響樁的設(shè)計(jì)要求入土深度。(2)錘擊樁，打樁時(shí)的振動(dòng)噪音較大，污染環(huán)境，影響樁基施工場(chǎng)區(qū)周?chē)矊?，致使有的采用錘擊樁的樁基工程中途停頓，延遲工程進(jìn)度現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。(3)各類(lèi)樁型打樁時(shí)不能分階段施工，打樁機(jī)械只能對(duì)樁身施加垂直力，不能施加水平力，樁身截面尺寸不能適應(yīng)地層土質(zhì)情況的變化而采取不同的截面尺寸，不能使樁身按不同的地質(zhì)情況增設(shè)多個(gè)深層承臺(tái)。對(duì)各類(lèi)樁型打入地層后增大單樁的極限承載力的有利條件沒(méi)有得到充分發(fā)揮。
本發(fā)明的任務(wù)是克服現(xiàn)有樁基礎(chǔ)的樁型及打樁技術(shù)的不足。提供一種新的“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”，該項(xiàng)“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”的主要原理是1、利用套筒擴(kuò)底張拉平衡樁，作為靜力壓樁時(shí)，平衡樁對(duì)壓樁架產(chǎn)生張拉力的地錨樁。
2、將“套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”壓入地層，選擇合適的硬土質(zhì)地層，進(jìn)行擴(kuò)底形成一個(gè)或多個(gè)深承臺(tái)。利用套筒擴(kuò)底所產(chǎn)生的地錨力來(lái)平衡第二段樁身壓入地層時(shí)樁對(duì)壓樁架所產(chǎn)生的張拉力。
3、在套筒擴(kuò)底張拉平衡樁內(nèi)，留足第二段樁身壓入深地層時(shí)所需穿越套筒擴(kuò)底張拉平衡樁的空腔面積，將第二段樁身壓到設(shè)計(jì)要求的地層深度。
將整個(gè)樁身做到分段施工，整體合成。
在整個(gè)樁身壓入地層到位后，即澆筑樁底端混凝土，并對(duì)樁底端進(jìn)行壓擴(kuò)，以增大樁端承載力，繼續(xù)澆筑樁身混凝土到套筒擴(kuò)底張拉平衡樁的深承臺(tái)處，隨即將套筒擴(kuò)底裝置收縮形成直線樁身，(即直樁)。上拔直樁，并對(duì)深承臺(tái)處澆筑的混凝土進(jìn)行壓擴(kuò)。繼續(xù)澆筑混凝土至樁頂。即形成“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”。
該項(xiàng)“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”的主要優(yōu)點(diǎn)為(1)樁身分二段施工，樁身壓入土層的阻力為整根壓樁阻力的一半。亦即用整根壓樁功能的一半，即可將樁壓到設(shè)計(jì)要求的入土深度。使樁基礎(chǔ)的施工費(fèi)用可大大降低。
(2)樁底端壓擴(kuò)，樁身中間深承臺(tái)壓擴(kuò)，則單樁的極限承載力將比原直線樁身的單樁極限承載力提高一半以上。
(3)壓樁機(jī)械設(shè)備配置較簡(jiǎn)單，重量較輕，具體的施工方法可用(1)往復(fù)式壓力油缸。(2)絞車(chē)鋼絲繩牽引轉(zhuǎn)壓頂升。(3)錘擊沖壓。為此“深承臺(tái)，套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”能廣泛適用于各種類(lèi)型的予制樁，鋼管樁，灌注樁及灌注端擴(kuò)樁等。
圖一，是本發(fā)明“深承臺(tái)，套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”的樁身圖。上段樁身直徑比下段樁身直徑大200mm以上。在上段樁身擴(kuò)底部位按裝(1)往復(fù)式壓擴(kuò)油缸(或往復(fù)式壓擴(kuò)桿管)。(2)可升降增擴(kuò)壓斜楔(3)收縮撐拉桿。
上段樁身的擴(kuò)底部位為雙層套筒管，外層為可擴(kuò)展套筒管，內(nèi)層為直線固定套筒管，在雙層套筒管之間按裝(1)往復(fù)式壓擴(kuò)油缸(或往復(fù)式壓擴(kuò)桿管)(2)可升降增擴(kuò)壓斜楔。(3)收縮撐拉桿。在樁身的擴(kuò)底部位套筒擴(kuò)展時(shí)，由往復(fù)式壓擴(kuò)油缸或往復(fù)式壓擴(kuò)桿管，壓頂可升降增擴(kuò)壓斜楔，經(jīng)斜楔面將豎向壓頂力放大成水平擠撐力，擠撐收縮撐拉桿。將樁身的擴(kuò)底部位擴(kuò)套筒擴(kuò)展。在套筒擴(kuò)底樁須收縮成直線樁時(shí)，則由往復(fù)式壓擴(kuò)油缸(或往復(fù)式壓擴(kuò)桿管)，拉拔可升降增擴(kuò)壓斜楔，由斜楔底部的封閉環(huán)，帶動(dòng)收縮撐拉桿向上提。收緊樁身的擴(kuò)底部位套筒管。樁身即自動(dòng)還原，形成直線形樁。(在往復(fù)式壓擴(kuò)油缸等液壓系統(tǒng)未完整配套前，則對(duì)可升降增擴(kuò)壓斜楔的壓頂可用往復(fù)式壓擴(kuò)桿管代替，采取錘擊沖壓或絞車(chē)鋼絲繩牽引轉(zhuǎn)壓頂升。對(duì)可升降增擴(kuò)壓斜楔進(jìn)行壓頂或拉拔)。
“深承臺(tái)，套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”的上段樁身擴(kuò)底部位擴(kuò)展后亦用作地錨樁。該地錨樁用于靜力壓樁可錨住樁架，用于靜載試壓則可錨住靜載試壓的壓重平臺(tái)，用于樁身則可增加樁身中間的深承臺(tái)，提高單樁的極限承載力，減輕單樁施工時(shí)的入土阻力，用于碼頭工程及海洋操作平合，則可增加樁基的抗拔力及承載能力。
圖二，可升降增擴(kuò)壓斜楔該項(xiàng)可升降增擴(kuò)壓斜楔，上端聯(lián)結(jié)往復(fù)式壓擴(kuò)油缸，(或往復(fù)式壓擴(kuò)桿管)，作升降式往復(fù)運(yùn)動(dòng)。往下降則擠撐收縮撐拉桿。將擴(kuò)展套筒管向外擴(kuò)展，擠入土層內(nèi)，形成深承臺(tái)。向上升則對(duì)收縮撐拉桿進(jìn)行拉拔，將擴(kuò)展的套筒管回收，形成直線樁身?？缮翟鰯U(kuò)壓斜楔本身則由多段斜楔塊組成，通過(guò)斜楔塊逐段對(duì)收縮撐拉桿擴(kuò)大水平擠撐力。其獲得的水平撐力擴(kuò)大倍數(shù)按下式計(jì)算P＝N/tg(α+μ)式中P-收縮撐拉桿的擴(kuò)大水平撐力N-往復(fù)式壓擴(kuò)油缸(或往復(fù)式壓擴(kuò)桿管)的壓力取值為1。
tgα-可升降增擴(kuò)壓斜楔的斜楔角為1/2.5＝0.4μ-摩擦系數(shù)取值為0.15則tg(α+μ)取值為0.55P＝N/tg(α+μ)＝1/0.55＝1.818(倍)圖三，收縮撐拉桿由可升降增擴(kuò)壓斜楔對(duì)收縮撐拉桿施加的擴(kuò)大水平擠撐力，經(jīng)收縮撐拉桿將樁身的擴(kuò)底部位套筒管擴(kuò)展。形成深承臺(tái)。
權(quán)利要求
1.“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”適用于各用類(lèi)型的予制樁、鋼管樁、灌注樁及灌注端擴(kuò)樁等。深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁的施工方法可用(1)往復(fù)式壓力油缸。(2)絞車(chē)鋼絲繩牽引轉(zhuǎn)壓頂升。(3)錘擊沖壓。將樁身壓入按設(shè)計(jì)要求的地層深度。該項(xiàng)樁型能廣泛的用于(1)各類(lèi)建筑物的樁基礎(chǔ)。(2)橋梁建筑碼頭工程。(3)海上操作平臺(tái)的樁基工程等。一般單樁極限承載力可達(dá)到150噸以上。深承臺(tái)由上段樁身的底部套筒擴(kuò)底部位形成，套筒擴(kuò)底的擴(kuò)展由可升降增擴(kuò)壓斜楔，受往復(fù)式壓擴(kuò)油缸的垂直壓力后，經(jīng)斜楔面的應(yīng)力放大成水平擠壓力。收縮撐拉桿受斜楔面的水平擠壓力后，將套筒擴(kuò)底部位的底部擴(kuò)展形成深承臺(tái)?！吧畛信_(tái)，套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”。可分上下兩段樁身施工。上段樁身可按地質(zhì)情況，由多個(gè)套筒擴(kuò)底裝置，形成多個(gè)深承臺(tái)，以增加單樁的極限承載力。待上段樁身壓入地層，套筒擴(kuò)底部位擴(kuò)展形成深承臺(tái)后，其上段樁身亦就形成地錨樁。來(lái)平衡下段樁身穿越上段樁身的內(nèi)部中間空腔，壓入地層時(shí)，下段樁身對(duì)壓樁架的張拉力。做到單樁的樁身分段施工，整樁合成。達(dá)到樁身壓入土層的阻力減小一半以上。樁基的施工費(fèi)用降低。樁身中間設(shè)置多個(gè)深承合，將充分發(fā)揮其有利條件來(lái)提高單樁的極限承載力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”。本發(fā)明的特征“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”的施工方法可用(1)往復(fù)式壓力油缸。(2)絞車(chē)鋼絲繩牽引轉(zhuǎn)壓頂升。(3)錘擊沖擊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”。本發(fā)明的特征“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”的上段樁身壓入地層后，套筒擴(kuò)底部位擴(kuò)展即可形成深承臺(tái)，其上段樁身亦就形成地錨樁。該項(xiàng)地錨樁用于(1)樁身則可平衡樁身分段施工時(shí)下段樁身壓入地層時(shí)壓樁架對(duì)上段樁身的張拉力，并可形成深承臺(tái)提高單樁的極限承載力(2)用于靜載試壓則可平衡樁身對(duì)靜載試壓的壓重平臺(tái)的張拉力。(3)用于碼工程及海上操作平臺(tái)的樁基工程錨樁，則可平衡海浪水涌對(duì)樁身的張拉力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”。本發(fā)明的特征“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”的整根樁身可分段施工，整樁合成。樁身可用鋼管樁、予制樁及灌注樁等施工。
5.根據(jù)權(quán)利要求1“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”。本發(fā)明的特征“深承臺(tái)、套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”的擴(kuò)底裝置，由套筒擴(kuò)底套管，可升降擴(kuò)壓斜楔，收縮撐拉桿組成。當(dāng)可升降擴(kuò)壓斜楔受垂直壓力后，經(jīng)可升降擴(kuò)壓斜楔的多個(gè)斜楔面，將垂直壓力擴(kuò)大成水平擠壓力，擴(kuò)大后的水平擠壓力將收縮撐拉桿擠開(kāi)，撐擠套筒擴(kuò)底部位，使其擴(kuò)展成深承臺(tái)。
全文摘要
“深承臺(tái)，套筒擴(kuò)底張拉平衡樁”，系采用往復(fù)液壓油缸將單樁樁身壓入地層。選擇合適較硬土質(zhì)地層，將套筒擴(kuò)底部位的套擴(kuò)展形成深承臺(tái)。再?gòu)纳隙螛渡淼奶淄补軆?nèi)壓入直徑小于上段樁身套筒管的下段樁身，直壓到樁基設(shè)計(jì)的要求入土深度。擴(kuò)套形成的深承臺(tái)可使單柱的極限承載力提高50％以上。樁身擴(kuò)底后即形成地錨樁。
文檔編號(hào)E02D5/44GK1104696SQ9310401
公開(kāi)日1995年7月5日 申請(qǐng)日期1993年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月6日
發(fā)明者陳文春 申請(qǐng)人:陳文春