[其他]混凝土灌注桩成桩设备

说明书

本发明属于一种混凝土灌注桩成桩设备。

现有混凝土灌注桩的横截面形状均为圆型，其桩身支承力依靠与土体的侧摩阻力。成桩方法通常是先用机械成孔，再往孔内自下而上地浇灌混凝土，形成灌注桩。

近年，国外出现一种混凝土内管灌注桩，见加拿大“EngineeringandContractRecord”1982年2月第95卷第2期第48～49页，“加拿大建筑工程中的成桩新技术”。其成桩方法是：将预制混凝土桩头就位，外套混凝土浇灌斗，然后将一外径小于桩头直径的钢套管插到桩头上，在浇灌斗内装满混凝土湿料。当桩锤击打钢套管，使桩头下沉时，混凝土可以从钢套管管身上开设的孔洞流入桩孔内。随打桩，随浇灌，形成由上至下的逆向顺序灌注混凝土桩。

这种逆灌成桩方法，优点是利用钢套管管径小于桩头外径，由上而下地逆向灌注混凝土，在进桩时，有灌入的混凝土护壁，钢套管与土体无侧摩阻力，施工速度快，承载力提高。不足的是，由于灌注过程，混凝土是依靠自重流入，缺少对侧壁土层的灌注压力，故对软弱土层的支护能力差。桩体截面形状单一，未发挥其提高承载力的潜力。

本发明的目的在于提供一种混凝土灌注桩成桩设备，该设备通过改进的灌注混凝土用的钢套管的结构形式，增大灌注压力，以提高通过软弱土层成桩的能力。

本发明的灌注桩成桩设备，由预制混凝土桩头、钢套管、混凝土浇灌斗和桩锤组成。其特征是，钢套管的外径小于预制混凝土桩头的横截面尺寸，钢套管下端与预制混凝土桩头相套接，其管身全长上、相间开设有可使流动混凝土料流入钢套管内的孔洞，钢套管的下端口部均布并排开设有2～4个使流入钢套管内部的流动混凝土流出的出料孔，钢套管的长度由灌注桩的深度确定。混凝土浇灌斗置于桩孔顶端，并使钢套管从中穿过，桩锤可以直接击打钢套管的顶端。

本发明的灌注桩成桩设备，利用预制混凝土桩头截面形状的不同，可以灌注成多种异型灌注桩。当桩的横截面是正三角型时，其桩身侧面积比相同横截面积的圆型桩大26%，增大了侧摩阻力;当桩的横截面是矩型时，其惯性矩大于圆型截面的桩，便于配筋，适用于承受水平挡土推力;当桩的横截面采用企口矩型时，可施工成连续桩体，构成地下连续墙。

采用本发明的混凝土灌注桩成桩设备施工时，有以下优点：

当锤击钢套管，桩头下沉时，由于钢套管与周围土层不直接接触，侧摩阻力小，振动小，可使成孔作业速度加快，噪音污染减少。

当锤击钢套管，桩头下沉时，由于桩头与流进钢套管的混凝土料的界面上出现短时间的“空隙”，这个“空隙”形成真空，有负压，混凝土料在本身自重和“空隙”负压共同形成的类似“水锤”的作用下，产生一种挤压力，将混凝土料从钢套管下端的长孔喷出，这种喷射挤压力对混凝土料有振捣密实作用，对周围土层有支护加压作用，因此成桩过程容易通过软弱土层，桩身不出现断桩、缩颈现象。

当钢套管与不同截面形状的预制混凝土桩头配合使用时，可以成孔、灌注成多种异型截面的桩。当采用带企口的矩型桩头时，采用密排打桩，可以构筑地下连续墙。

当采用现有沉管灌注桩机做打桩动力时，不需要改装机械，就能施工，可以充分利用现有设备条件。

以下结合附图及实施例，对本发明作进一步描述。

图1是本发明的成桩设备的钢套管。

图2是图1的A-A剖面。

图3是图1的B-B剖面。

图4是本发明的预制混凝土带企口矩型桩头。

图5是本发明的混凝土灌注桩成桩设备的施工方法。

由图可见，采用本发明的混凝土灌注桩成桩设备施工时，当圆型截面预制混凝土桩头直径为480毫米时，选用钢套管外径340毫米。在钢套管管身全长上开设两行长圆孔，孔径长300毫米，孔径宽180毫米，孔距500毫米，两行孔的位置交错布置;在钢套管底端均布并排开设3个出料孔，孔径高250毫米，孔径宽150毫米。整个钢套管全长20米。

同时制备坍落度为16-18厘米的200号流动性混凝土，选用沉管打桩机，桩锤重2吨。

其成桩方法如下：

将预制桩头（1）就位;

桩机就位，安放浇灌斗（4），在桩头（1）上套接钢套管（2）;钢套管上方连接承台（5），在浇灌斗内装满混凝土料（3）;

用桩锤（6）锤击钢套管（2），混凝土由出料孔（7）喷出;

当桩头（1）达到设计标高时，拔出钢套管（2）;