專利名稱：全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樁基施工方法，尤其是取土振動灌注樁施工方法。
背景技術(shù)：
目前，各類工程中使用的樁基達(dá)數(shù)十種，根據(jù)施工工藝的不同，我國目前的主導(dǎo)樁型分為鉆孔灌注樁、振動灌注樁、夯擴(kuò)樁、人工挖孔樁、預(yù)應(yīng)力管樁、預(yù)制方樁以及用于軟基處理的各種柔性半柔性樁(如水泥攪拌樁與粉噴樁、砂石樁或碎石樁)等。就目前使用的各類主導(dǎo)樁型而言，存在如下問題(1)鉆孔灌注樁常出現(xiàn)諸如斷樁、縮頸、離析夾泥等質(zhì)量問題，造成工程隱患；施工工藝復(fù)雜，施工時間較長，勞動力投入大；固體廢棄物量大，環(huán)境污染嚴(yán)重；孔底沉渣不易排出與泥漿護(hù)壁留下了樁側(cè)泥皮，由此大大降低了樁基的樁底反力與側(cè)壁摩擦力，降低了樁基的承載力。
(2)預(yù)制方樁施工盡管質(zhì)量較好控制，但必須在工廠預(yù)制，設(shè)備要求高；水泥標(biāo)號與混凝土強(qiáng)度要求高，運輸工作量大；靜力壓樁式施工設(shè)備笨重，場地要求高，設(shè)備運進(jìn)運出難度大，移位困難，成本高；采用錘擊式施工則振動大，樁頭易打裂。
(3)振動灌注樁和夯擴(kuò)樁均屬于擠土施工，對前后樁和周邊建筑物的安全性與穩(wěn)定性影響大，而夯擴(kuò)樁施工時因其振動與噪音還對周圍環(huán)境有很大影響。
(4)人工挖孔樁由于存在安全隱患，和難以解決流泥、流砂問題在不少地區(qū)受到限制。
總之，以上各類樁基在樁基質(zhì)量、對周圍環(huán)境與建筑物的影響、施工安全性和工程造價等方面總存在這樣或那樣的問題。近年來，通過引進(jìn)國外技術(shù)推出了全套管旋挖灌注樁和搓管沖抓取土灌注樁等，雖然解決了擠土和泥漿污染等問題，但這些設(shè)備價格高貴，施工成本高，功效也不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種樁基質(zhì)量好、施工時對周圍環(huán)境與建筑物無影響、施工高效安全和工程造價低的全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法包括成孔和混凝土灌注兩部分工序，該成孔工序以內(nèi)、外套管為取土成孔設(shè)施，作為取土器的內(nèi)套管其直徑略小于外套管，內(nèi)、外套管均采用全長鋼套管；外套管和內(nèi)套管在1000kN以上大激振力的中、高頻振動錘作用下沉入地基土中；在內(nèi)套管入土下沉過程中，通過安裝在內(nèi)套管內(nèi)壁的水管對土體注水，以軟化土體并減小土體與管壁摩擦阻力，使內(nèi)套管的下沉阻力大幅度降低；成孔和混凝土樁的灌注施工步驟如下①高頻振動打入外套管、內(nèi)套管，土進(jìn)入內(nèi)套管；②內(nèi)套管沉至設(shè)計標(biāo)高；③高頻振動拔出內(nèi)套管，土與管一起提出；④振動排土，清理孔內(nèi)沉渣；⑤吊放鋼筋籠；⑥澆注混凝土；⑦高頻振動拔出外套管；⑧成樁。
上述全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法在地基土較松時，其施工步驟第一步為外套管和內(nèi)套管同時通過高頻振動打入，土進(jìn)入內(nèi)套管。
上述全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法在地基土較硬時，其施工步驟第一步為先高頻振動打入外套管至設(shè)計標(biāo)高，再高頻振動打入內(nèi)套管，土進(jìn)入內(nèi)套管。
上述全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法當(dāng)?shù)鼗凛^硬時，在振動錘振動時對振動錘進(jìn)行加壓以增加內(nèi)、外套管穿透地基土的能力。
當(dāng)樁端土層較松散時，為防止砂、卵石、碎石和流泥狀土從樁管內(nèi)流出，利用內(nèi)套管樁端的取土活葉，取土?xí)r關(guān)閉，卸土?xí)r打開。
以上技術(shù)方法由于采用大激振力中、高頻振動錘和振動錘加壓及水潤滑技術(shù)措施，具有以下有益效果1、實現(xiàn)最大幅度地增加沉管和取土器穿透地基土的能力，可使強(qiáng)風(fēng)化巖以外的絕大部分地基土順利進(jìn)入管腔，避免沉管過程中造成擠土或形成土塞使套管難以沉入的現(xiàn)象，可確保長大于20米，直徑800～2000的外套管一次性沉入地基中。該工藝僅需一套設(shè)備就可完成沉入套管和取土等工序，設(shè)備效率高；根據(jù)樁架高度和樁徑大小，該取土器一般可一次性取出20m左右的土柱，由于振動加水潤滑大幅度減少了土體與管壁摩擦阻力，通過振動可輕松地將取土器中土柱排出，取土效率極高。因而采用該施工方法的工效比現(xiàn)有各類樁基施工方法均有成倍以上提高。
2、一方面內(nèi)套管實現(xiàn)振動快速取土，避免了擠土；另一方面，中、高頻振動錘又屬于環(huán)保型振動設(shè)備，因而對周邊建、構(gòu)筑物及道路管線影響小，并避免了泥漿對周邊環(huán)境的污染。
3、由于采用全長鋼套管可避免出現(xiàn)流泥、流砂等問題，并基本上可以保證絕大部分地基土層實現(xiàn)干作業(yè)灌注混凝土，結(jié)合振動拔管可大幅度提高樁身混凝土的質(zhì)量。
4、取土器結(jié)構(gòu)簡單，其它設(shè)備均為現(xiàn)有設(shè)備，施工操作非常方便。
四

圖1是本發(fā)明全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法內(nèi)、外套管同時下沉的施工流程圖；圖2是本發(fā)明全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法外套管先于內(nèi)套管下沉的施工流程圖；五具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實施例1本發(fā)明全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法包括成孔和混凝土灌注兩部分工序，該成孔工序以內(nèi)、外套管為取土成孔設(shè)施，作為取土器的內(nèi)套管4與外套管3之間的間隙為5-15mm，內(nèi)、外套管均采用全長鋼套管；外套管3和內(nèi)套管4通過夾持器2在1000kN以上大激振力的中、高頻振動錘1作用下沉入地基土中；在內(nèi)套管4入土下沉過程中，通過安裝在內(nèi)套管內(nèi)壁的水管對土體注水，以軟化土體并減小土體與管壁摩擦阻力，使內(nèi)套管的下沉阻力大幅度降低。如圖1所示，成孔和混凝土樁的灌注施工步驟如下①因地基土較松，外套管3和內(nèi)套管4同時通過高頻振動打入，土進(jìn)入內(nèi)套管4；②內(nèi)套管4沉至設(shè)計標(biāo)高；③高頻振動拔出內(nèi)套管4，土與管一起提出；④振動排土，清理孔內(nèi)沉渣；⑤吊放鋼筋籠；⑥澆注混凝土；⑦高頻振動拔出外套管3；⑧成樁。
因樁端土層較松散，為防止砂、卵石、碎石和流泥狀土從樁管內(nèi)流出，利用在內(nèi)套管樁端加裝的取土活葉，取土?xí)r關(guān)閉，卸土?xí)r打開。
實施例2本發(fā)明全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法包括成孔和混凝土灌注兩部分工序，該成孔工序以內(nèi)、外套管為取土成孔設(shè)施，作為取土器的內(nèi)套管4與外套管3之間的間隙為5-15mm，內(nèi)、外套管均采用全長鋼套管；外套管3和內(nèi)套管4通過夾持器2在1000kN以上大激振力的中、高頻振動錘1作用下沉入地基土中；在振動錘振動時對振動錘1進(jìn)行加壓以增加內(nèi)、外套管穿透地基土的能力；在內(nèi)套管4入土下沉過程中，通過安裝在內(nèi)套管內(nèi)壁的水管對土體注水，以軟化土體并減小土體與管壁摩擦阻力，使內(nèi)套管4的下沉阻力大幅度降低。如圖2所示，成孔和混凝土樁的灌注施工步驟如下①-1因地基土較硬，先高頻振動打入外套管3至設(shè)計標(biāo)高，①-2再高頻振動打入內(nèi)套管4，土進(jìn)入內(nèi)套管4；②內(nèi)套管4沉至設(shè)計標(biāo)高；③高頻振動拔出內(nèi)套管4，土與管一起提出；④振動排土，清理孔內(nèi)沉渣；⑤吊放鋼筋籠；⑥澆注混凝土；⑦高頻振動拔出外套管；⑧成樁。
在實際作業(yè)時，可根據(jù)具體情況作如下選擇1、地基土較硬時，先高頻振動打入外套管3至設(shè)計標(biāo)高，再高頻振動打入內(nèi)套管4；地基土較松時，外套管3和內(nèi)套管4同時通過高頻振動打入。
2、若因樁端土層較松散，為防止砂、卵石、碎石和流泥狀土從樁管內(nèi)流出，可利用在內(nèi)套管樁端加裝的取土活葉，取土?xí)r關(guān)閉，卸土?xí)r打開。
3、取土可一次或分多次進(jìn)行。
4、如果需要嵌巖則可選用潛孔錘或沖孔錘等工具實施嵌巖，待滿足設(shè)計要求后放入鋼筋籠。
5、根據(jù)地下水情況確定是否采用水下灌注混凝土或抽水后干作業(yè)灌注混凝土，最后通過振動錘拔出外套管3，從而實現(xiàn)大直徑取土灌注樁。
權(quán)利要求
1.一種全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法，它包括成孔和混凝土灌注兩部分工序，其特征是該成孔工序以內(nèi)、外套管為取土成孔設(shè)施，作為取土器的內(nèi)套管(4)其直徑略小于外套管(3)，內(nèi)、外套管均采用全長鋼套管；外套管(3)和內(nèi)套管(4)通過夾持器(2)在1000kN以上大激振力的中、高頻振動錘(1)作用下沉入地基土中；在內(nèi)套管(4)入土下沉過程中，通過安裝在內(nèi)套管內(nèi)壁的水管對土體注水，以軟化土體并減小土體與管壁摩擦阻力，使內(nèi)套管(4)的下沉阻力大幅度降低；成孔和混凝土樁的灌注施工步驟如下①高頻振動打入外套管(3)、內(nèi)套管(4)，土進(jìn)入內(nèi)套管(4)；②內(nèi)套管(4)沉至設(shè)計標(biāo)高；③高頻振動拔出內(nèi)套管(4)，土與管一起提出；④振動排土，清理孔內(nèi)沉渣；⑤吊放鋼筋籠；⑥澆注混凝土；⑦高頻振動拔出外套管(3)；⑧成樁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法，其特征是當(dāng)?shù)鼗凛^松時，所述施工步驟①為外套管(3)和內(nèi)套管(4)同時通過高頻振動打入，土進(jìn)入內(nèi)套管(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法，其特征是當(dāng)?shù)鼗凛^硬時，所述施工步驟①為先高頻振動打入外套管(3)至設(shè)計標(biāo)高，再高頻振動打入內(nèi)套管(4)，土進(jìn)入內(nèi)套管(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法，其特征是當(dāng)?shù)鼗凛^硬時，在振動錘振動時對振動錘(1)進(jìn)行加壓以增加內(nèi)、外套管穿透地基土的能力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法，其特征是當(dāng)樁端土層較松散時，利用內(nèi)套管樁端的取土活葉，取土?xí)r關(guān)閉，卸土?xí)r打開，以防止砂、卵石、碎石和流泥狀土從樁管內(nèi)流出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全套管大直徑振動取土灌注樁施工方法，該方法以內(nèi)、外套管為取土成孔設(shè)施，依托大激振力中、高頻振動錘和加壓及水潤滑措施實現(xiàn)最大幅度增加沉管和取土器穿透地基土的能力，可使強(qiáng)風(fēng)化巖以外的絕大部分地基土順利進(jìn)入管腔，避免沉管過程中造成擠土或形成土塞使套管難以沉入的現(xiàn)象，可確保長大于20米，直徑800～2000的外套管一次性沉入地基中，大幅度提高了施工效率。取土可一次或分多次進(jìn)行，待滿足設(shè)計要求后放入鋼筋籠并灌注混凝土，再通過振動錘拔出外管，從而實現(xiàn)大直徑取土灌注樁。該工藝避免了擠土對周邊建、構(gòu)筑物及道路管線影響和泥漿對周邊環(huán)境的污染，結(jié)合振動拔管可大幅度提高樁身混凝土的質(zhì)量。
文檔編號E02D7/00GK1986975SQ20061007030
公開日2007年6月27日 申請日期2006年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者簡洪鈺, 鄭添壽 申請人:福建永強(qiáng)巖土工程有限公司