專利名稱：現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的制作方法和制作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于各種建筑結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的制作方法和裝置。
關(guān)于混凝土樁，有預(yù)先在工廠等處用模板制作后，將其打入或埋設(shè)在地基內(nèi)的預(yù)制混凝土樁;以及鉆挖地基后將混凝土直接澆注在該孔內(nèi)而制成的現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁。
在這些混凝土樁中，特別是樁的中心部分沿其軸向有空心部分的現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁，為了形成空心部分，長(zhǎng)久以來，一般使用型芯來制作。
即，將由鋼管或塑料管制成的型芯設(shè)置在鉆孔的中心部分，在該型芯外側(cè)澆注混凝土，從而制做出有空心部分的現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土樁。
另外，日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_昭62-174109公開了這樣一種現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土樁的制作方法，即在鉆孔的中心部位設(shè)置合成樹脂制的柔軟的管狀型芯，對(duì)該型芯的內(nèi)部施以液壓后，在該型芯的外側(cè)澆注混凝土。待混凝土固化后，消除型芯的液體壓力，使型芯萎縮并拔出，從而制成有空心部分的現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土樁。
但是，上述已有技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的制作方法存在下述問題使型芯與鉆孔保持同心狀態(tài)是非常麻煩的;而且當(dāng)混凝土凝固后將型芯從空心部分中拔出去，也是非常困難的。
例如，靠埋置在混凝土樁內(nèi)的鋼筋來保持型芯時(shí)，通過固定用的鐵絲將型芯固定在上述的鋼筋上。但是若按大約50厘米的間距大量施工固定位置時(shí)，就需要相當(dāng)多的勞力和時(shí)間，從而大幅度地降低了制樁效率。
另外，如果不從空心部分拔出型芯，而是把型芯埋置在混凝土樁內(nèi)的狀態(tài)下埋樁時(shí)，那么一根樁就需要一根型芯，因此提高了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益很差。
如上述公知的例子所示，使用管狀型芯的方法雖然可以解決反復(fù)使用型芯的問題，但是，相對(duì)于鉆孔將特別柔軟的型芯保持成同心狀，是非常麻煩的事情。
此外，現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土樁與預(yù)制混凝土樁相比，不需要工廠等的設(shè)備。但是，還存在有以下的問題將型芯設(shè)置在挖掘成垂直狀的鉆孔中，并澆注混凝土后，由于型芯的上浮或下沉，極難將型芯同心狀地保持在鉆孔中;以及因空心部分的形成精度低，既使型芯萎縮也難以拔出。
因此，本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的一種方案，其目的在于提供一種現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的制作方法和制作裝置，它能簡(jiǎn)單地將形成空心部分用的型芯相對(duì)于鉆孔保持成同心狀態(tài)，且能將型芯容易地從空心部分中拔出。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的方案如下使用具有彈性能夠脹縮的管狀部件作為型芯，將這管狀部件插入被挖掘成垂直狀的鉆孔內(nèi)，向管狀部件中壓入液體，使該管狀部件呈徑向膨脹狀態(tài)，在鉆孔與管狀部件之間澆注混凝土，用保持裝置使管狀部件與鉆孔保持同心狀態(tài)，待混凝土固化后由管狀部件形成空心部分，然后解除管狀部件的內(nèi)壓，使管狀部件徑向收縮，從空心部分將管狀部件拔出來。
按照上述方法構(gòu)成的本發(fā)明，管狀部件由于壓入液體產(chǎn)生徑向膨脹，而成為非常堅(jiān)固的型芯，在已經(jīng)膨脹的狀態(tài)下與保持裝置相接觸，而受到保持。因此，既使在被挖掘成垂直狀的鉆孔內(nèi)，不必進(jìn)行麻煩的固定作用，就能使管狀部件與垂直狀的鉆孔簡(jiǎn)單而確實(shí)地保持同心狀態(tài)。
而且，在形成高精度同心狀的空心部分中，管狀部件由于解除內(nèi)壓產(chǎn)生徑向收縮，使其直徑比空心部分的內(nèi)徑小，因此就可將此管狀部件從空心部分非常容易地拔出。
按照上述的本發(fā)明，與預(yù)制混凝土樁相比較，不需要工廠等設(shè)備，在挖掘成垂直狀的鉆孔內(nèi)制作混凝土樁時(shí)，不必進(jìn)行麻煩的固定作業(yè)，就能使管狀部件簡(jiǎn)單而可靠地相對(duì)于垂直狀的鉆孔保持成同心狀態(tài)，因此能大幅度地減少設(shè)置管狀部件的勞動(dòng)力和工時(shí)，并能顯著地提高現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的生產(chǎn)效率。
而且，由于可高精度地形成同心狀的空心部分以及可收縮管狀部件，能夠非常容易地將管狀部件拔出來，因而可以反復(fù)使用此管狀部件，可以大幅度地降低現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的生產(chǎn)成本，顯著地提高經(jīng)濟(jì)效益。
第1圖至第5圖表示將本發(fā)明應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)澆注的空心混凝土樁的制作方法和制作裝置的實(shí)施例。
第1圖是澆注混凝土前裝置的縱斷面圖;
第2圖是澆注混凝土后裝置的縱斷面圖;
第3圖是管狀部件的縱斷面圖;
第4圖及第5圖是管狀部件制作方法的說明圖。
136…混凝土樁;135…空心部分;
70…加壓的水;71…混凝土;100…管狀部件;101…軟管;104…封閉部分;133…保持裝置;131…鉆孔;132…鋼筋架;134…底部保持器。
以下參照


本發(fā)明的實(shí)施例。
第1圖-第5圖所示為現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的制作方法和制作裝置。
首先，如第1圖所示，用螺旋鉆等將地基130垂直鉆挖，形成鉆孔131。在鉆孔131中插入鋼筋架132。在該鋼筋架132的內(nèi)側(cè)，沿軸向等間距地固定著若干個(gè)保持裝置133，以使管狀部件100相對(duì)于鉆孔131保持成同心狀。此外，保持裝置133在徑向的三個(gè)方向設(shè)置較好。保持裝置133具有與管狀部件100的外周相應(yīng)的圓弧狀保持件，該保持件的位置被設(shè)置成管狀部件100相對(duì)于鉆孔131形成同心狀時(shí)，可接觸到該管狀部件100的外周。在鋼筋架132的下部固定著底部保持件134。
其次，如第2圖所示，形成混凝土樁136的空心部分135所用的管狀部件100，系由具有彈性、能夠脹縮而且強(qiáng)韌的合成樹脂軟管101構(gòu)成，如圖3所示。在本實(shí)施例中，將農(nóng)業(yè)用圓筒狀維尼綸平織帆布制軟管(外徑D為160毫米，布厚t為2毫米)切成所希望的長(zhǎng)度(在本例中為10米)，并在它表面和里面施以不透水的氯化乙烯涂層。又，維尼綸是商標(biāo)。用繩將軟管101的一端綁扎，并用鐵件103加以緊固，因而軟管101形成袋狀，使其封閉部分104位于袋狀部分的內(nèi)部。又在軟管101的另一端內(nèi)部嵌裝封口鐵件105，用箍圈105緊固。在上述的封口鐵件105上焊接管子107，通過止動(dòng)閥108，與軟管109連接。而且軟管109與泵110的排水口連接，此泵110的進(jìn)水口便與水箱111連通。此外，112是驅(qū)動(dòng)泵用的電動(dòng)機(jī)，113是壓力計(jì)，114是減壓閥。
如上所述，使軟管101的封閉部分104位于袋狀部分的內(nèi)部，又如后面所述，向管狀部件100內(nèi)壓入水時(shí)，水壓P便起作用，使封閉部分104處的軟管端部互相密接起來。因而可以確實(shí)地防止從封閉部分104漏水，確保完全的不透水性。此外，封閉部分104并不暴露在管狀部件100的外側(cè)，所以混凝土不致把封閉部分104包裹住。因此，不存在拔管狀部件100的困難，也不需要用保護(hù)帽覆蓋封閉部分104。
然而，在上述大長(zhǎng)度的軟管101上使封閉部分104位于袋狀部分的內(nèi)部是不容易的。因此，在制做它時(shí)，如第4圖所示，將軟管101的一部從外邊封閉，將軟管101的另一端朝外邊翻折，再向箭頭C的方向拉，從而使軟管101的表里反轉(zhuǎn)。另一種方法如第5圖所示，是將軟管101的一端從外側(cè)封閉，將這封閉部分104在軟管101的內(nèi)部向箭頭d的方向推入，從而使軟管101的表里反轉(zhuǎn)。這樣進(jìn)行以后，可使封閉部分104位于袋狀部分內(nèi)部的軟管101非常容易迅速地制做出來。
下面，參照第1圖和第2圖，對(duì)用上述制作裝置制作混凝土樁的方法進(jìn)行說明。
首先，將管狀部件100插入鋼筋架132的保持裝置133之間，使該管狀部件100的端部與底部保持件134接觸。
然后，將水箱111內(nèi)的水用泵110加壓至例如2kg/cm2，注入上述管狀部件100內(nèi)。如圖2所示，將加壓的水注入到管狀部件100之內(nèi)后，管狀部件100便產(chǎn)生徑向膨脹，在本實(shí)施例中，外徑約為163毫米。管狀部件100與保持裝置133的保持件接觸，從而可相對(duì)于鉆孔131正確地保持成同心狀。這樣，以處于管徑增大狀態(tài)下的管狀部件100為型芯，在鉆孔131與管狀部件100之間澆注混凝土71。
在這里，澆注上述的混凝土71時(shí)，用振搗器(未經(jīng)圖示)施加振動(dòng)，在振實(shí)混凝土71后，管狀部件100便要在混凝土71內(nèi)浮起。這是由于混凝土71的比重(大約1.80-2.45)與管狀部件100及加壓水70的比重(因?yàn)榇蟛糠质撬?，所以可以認(rèn)為大約是1)之間的差，使管狀部件100因受混凝土71的浮力作用而被舉起。
這樣，雖然對(duì)于管狀部件100有浮力作用，但由于與預(yù)先安裝在鋼筋架132上的保持裝置133的保持件相接觸，因而壓住上浮的管狀部件100，使其相對(duì)于鉆孔131正確地保持同心狀態(tài)。又因?yàn)楸３旨恍纬梢粋€(gè)與管狀部件100的外圓相對(duì)應(yīng)的圓弧狀，所以管狀部件100不致橫向偏移。另外，由于上述的浮力作用于管狀部件100的軸心方向，相應(yīng)于管狀部件100的端部設(shè)置底部保持件134及鋼筋架132，從而可以有效地抑制浮力作用。在這種狀態(tài)下繼續(xù)澆注混凝土71。
下一步，待混凝土71固化，達(dá)到設(shè)定的強(qiáng)度(大約4小時(shí)以后)時(shí)，打開閥門108和114，使管狀部件100內(nèi)的壓力回復(fù)到大氣壓，于是，管狀部件100靠其本身的彈性產(chǎn)生徑向收縮，外徑縮小并恢復(fù)到160毫米。然后，混凝土71完全硬化(大約8小時(shí)以后)后，從空心部分135中朝上方提起拉出管狀部件100。
按照上述現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的制做方法，管狀部件100由于注入加壓水產(chǎn)生徑向膨脹，而成為堅(jiān)固的型芯，因而所形成的空心部分135的內(nèi)表面是極光滑的，此空心部分135的尺寸是非常準(zhǔn)確的。這樣，管狀部件100靠保持裝置133就能相對(duì)于鉆孔131正確地保持同心狀態(tài)，所以空心部分135的同心度是極高的。因此，管狀部件100依靠保持裝置133的保持是，利用其膨脹的非固定式保持，管狀部件100是靠去除內(nèi)壓而產(chǎn)生徑向收縮的。因而，能從空心部分135非常容易地拔出管狀部件100。
以上闡述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于本實(shí)施例，按照本發(fā)明的技術(shù)思想，可能作出各種有效的變形。
例如，可以采用各種材料制造管狀部件，只要是在內(nèi)壓的作用下能沿徑向產(chǎn)生彈性脹縮的材料即可。
又，在本實(shí)施例中，使用水作為注入的流體，也可以使用水以外的適宜的流體(例如，空氣、油等)。
權(quán)利要求
1.一種現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的制作方法，包括將具有彈性能夠脹縮的管狀部件插入被鉆挖成垂直狀的鉆孔中；將流體壓入上述管狀部件中，在使該管狀部件徑向膨脹的狀態(tài)下，將混凝土澆注在上述鉆孔和管狀部件之間；用保持裝置，將上述管狀部件相對(duì)于上述鉆孔保持成同心狀態(tài)；混凝土固化且由上述管狀部件形成空心部分后，去除上述管狀部件的內(nèi)壓，使該管狀部件發(fā)生徑向收縮后，將該管狀部件從上述的空心部分拔出。
2.一種現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的制作裝置，具有管狀部件，具有彈性能夠脹縮，可插入被鉆挖成垂直狀的鉆孔中，通過向其內(nèi)部壓入流體使其徑向膨脹，去除內(nèi)壓則使其徑向收縮;保持裝置，用于使上述管狀部件相對(duì)于上述鉆孔保持成同心狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的制作裝置，其特征在于上述保持裝置具有與上述管狀部件外圓相對(duì)應(yīng)的圓弧狀保持件;上述保持裝置被固定在插入鉆孔內(nèi)的鋼筋架上。
全文摘要
一種現(xiàn)場(chǎng)澆注空心混凝土樁的制作方法和制作裝置，在管狀部件呈徑向膨脹的狀態(tài)下，在其外側(cè)澆注混凝土，利用保持裝置保護(hù)該管狀部件，在混凝土硬化以后，將發(fā)生徑向收縮部件拔出，因而可以簡(jiǎn)單地保持形成空心部分用的管狀部件，而且能夠使該管狀部件從空心部分中容易地拔出。
文檔編號(hào)E02D5/38GK1083151SQ9310848
公開日1994年3月2日 申請(qǐng)日期1991年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月9日
發(fā)明者佐藤昌義 申請(qǐng)人:株式會(huì)社北雄產(chǎn)業(yè)