專利名稱：一種新型的夯擴(kuò)擠密樁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于擠密法加固地基的機(jī)械裝置。
擠密法加固地基的傳統(tǒng)方法是對于成孔填料夯實(shí)。為達(dá)到要求的樁體密度與樁間土密度，現(xiàn)有的擠密法加固地基方法需配置獨(dú)立的夯密機(jī)械，即樁基的成孔和填料的夯實(shí)一般都采用兩道獨(dú)立的工序，即成孔(鉆孔)工序和填料、夯實(shí)工序，所使用的成孔機(jī)與夯實(shí)機(jī)械為各自獨(dú)立的機(jī)械；也有的采用人工提升混凝土錘，利用重力進(jìn)行夯基樁體填料的辦法。采用上述的施工方法及其施工裝置工作效率都較低，同時(shí)因地質(zhì)變化或地下水位距地面近時(shí)都會對施工質(zhì)量有較大的影響。
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，解決樁體填料的密實(shí)度和提高樁間土的擠密效果，將樁基的成孔與夯實(shí)兩道工序由一臺機(jī)械同時(shí)完成，并且使之適用于地基工程中經(jīng)常使用的填料、灰土、砂、素土、級配碎石等的夯實(shí)能量，本實(shí)用新型提供了一種新型的夯擴(kuò)擠密樁裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是在現(xiàn)有的由沉拔機(jī)、樁管、樁尖組成的夯擴(kuò)擠密樁裝置中，在樁管(1)的內(nèi)部設(shè)置一單向開啟的蝶形擠密活瓣裝置，該裝置主要由銷軸(4)、軸套(8)、銷軸上支架(2)、銷軸下支架(6)、蝶形擠密活瓣(5)、上限位塊(3)、蝶形擠密活瓣開度下限位塊(7)組成。其中，銷軸(4)通過樁管(1)的中心并垂直于樁管(1)的管壁，銷軸(4)的兩端固定或活動聯(lián)接在樁管(1)上；軸套(8)與銷軸(4)活動聯(lián)接，與銷軸上支架(2)、銷軸下支架(6)和兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)固定聯(lián)接；銷軸上支架(2)和銷軸下支架(6)是一支撐筋板，固定聯(lián)接在軸套(8)上并且與樁管(1)的內(nèi)壁垂直固定聯(lián)接；蝶形擠密活瓣(5)是兩個(gè)半園形板，設(shè)置在銷軸(4)和軸套(8)的兩側(cè)，通過軸套(8)與銷軸(4)分別相鉸接，與軸套(8)固定聯(lián)接；上限位塊(3)固定焊接在樁管(1)的內(nèi)壁上；蝶形擠密活瓣開度下限位塊(7)是一上部正視截面為梯形下部為錐形的組合體，它與銷軸下支架(6)固定聯(lián)接。見附圖
單向開啟的蝶形擠密活瓣裝置銷軸上支架(2)與銷軸下支架(6)的作用是支撐軸套(8)，保護(hù)軸套(8)與銷軸(4)，防止其在受力后產(chǎn)生變形。
在本實(shí)用新型的夯擴(kuò)擠密樁裝置中，所述的在樁管(1)內(nèi)設(shè)置的單向開啟的蝶形擠密活瓣裝置，其銷軸(4)軸向中心安裝的最佳位置是距樁管(1)的下口0.5-0.8樁管內(nèi)徑部位處。
在本實(shí)用新型的夯擴(kuò)擠密樁裝置中，所述的兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)關(guān)閉時(shí)的最大徑向尺寸最佳比樁管內(nèi)徑≤5-8毫米。
在本實(shí)用新型的夯擴(kuò)擠密樁裝置中，所述的兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)開啟的方向是填料重力運(yùn)動的方向，關(guān)閉方向與填料重力運(yùn)動的方向相反。
在本實(shí)用新型的夯擴(kuò)擠密樁裝置中，所述的兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)關(guān)閉時(shí)，蝶形擠密活瓣(5)與樁管(1)管壁的夾角為90°。
在本實(shí)用新型的夯擴(kuò)擠密樁裝置中，所述的兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)開啟時(shí)，蝶形擠密活瓣(5)與樁管(1)中心垂線的夾角在12-15°時(shí)為佳，蝶形擠密活瓣開度下限位塊(7)的下錐角在40-45°時(shí)為佳。
在本實(shí)用新型的夯擴(kuò)擠密樁裝置中，所述的蝶形擠密活瓣(5)的上限位塊(3)的形狀可以三角形、直角梯形、長方形、正方形等各種形狀，可以用鋼板或型鋼等材料制成，數(shù)量≥4。
在本實(shí)用新型的夯擴(kuò)擠密樁裝置中，所述的軸套(8)至少分為5段，分別與銷軸(4)活動聯(lián)接，與銷軸上支架(2)、銷軸下支架(6)和兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)分別固定聯(lián)接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下1.本實(shí)用新型將成孔與夯實(shí)(擠密)兩道工序所需要的兩臺機(jī)械裝置合二為一，節(jié)約了樁基施工工程的設(shè)備投資，提高了樁基施工的工作質(zhì)量和工作效率，相應(yīng)降低了樁基施工工程的成本；2.在松軟土層地基中成樁時(shí)，能夠有效的防止孔壁因震動引起的坍塌以及縮徑引起的樁體填料不均勻和樁徑不符合設(shè)計(jì)要求的最小樁；3.由于采用震動沉管與本裝置相結(jié)合施工，在控制樁體密實(shí)度時(shí)可直接通過震動沉樁機(jī)電機(jī)負(fù)荷電流的多少來確定樁體填料與樁間土的密實(shí)度以及加固效果；4.對于在加固地基的土層中，埋深較大的高壓縮土層，采用此裝置能夠直接依靠反復(fù)提升回震的工藝擴(kuò)大樁徑，提高該層土的置換率以減少該層土的壓縮變形量；5.該裝置結(jié)構(gòu)簡單，制作方便。碟形擠密活瓣與樁管直徑聯(lián)接時(shí)可采用固定式或活動可拆式螺紋聯(lián)接。碟形擠密活瓣的閉合直徑可根據(jù)所使用的樁管內(nèi)徑進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，對原振動沉拔機(jī)無需改動；
6.本裝置與震動沉拔機(jī)相配合使用可以根據(jù)不同的填料粗細(xì)粒度以及加固地基后承載力的要求選擇不同大小的功率震動沉拔機(jī)，因而有著廣泛的適用性。
7.本裝置的蝶形擠密活瓣距樁管的下口僅為0.5-0.8的樁管內(nèi)徑，能有效的克服樁體頂部填料因無上覆壓力處于的松散狀態(tài)，減少樁體頂部的壓縮變形量。
下面是本實(shí)用新型的實(shí)施例，用來不加限制的說明本實(shí)用新型。
實(shí)施例1采用現(xiàn)有技術(shù)的成孔與夯實(shí)機(jī)進(jìn)行樁基施工的加固效果河北某工地教學(xué)樓地基加固采用礦石為填料的擠密碎石樁法，用現(xiàn)有技術(shù)的成孔與夯實(shí)機(jī)進(jìn)行樁基施工。該工程的地質(zhì)概況為永定河河漫灘，地表下4-5米粉質(zhì)粘土為主，承載力150Kpa；5-8米為淤泥質(zhì)土屬高壓縮性土層，承載力100Kpa；8-14米粉砂層，承載力250Kpa。設(shè)計(jì)樁徑為400毫米，樁間距1.1米，樁長11米。要求復(fù)合地基承載力為150Kpa。經(jīng)用現(xiàn)有技術(shù)施工4周后，進(jìn)行靜載荷板檢驗(yàn)滿足150Kpa承載力要求，但沉降量達(dá)10.56cm。對樁上進(jìn)行重II型觸探結(jié)論為松散狀態(tài)濾水樁，樁土應(yīng)力比僅為1∶1.8-2.2。
實(shí)施例2江蘇常熟某工地化工品罐區(qū)。該工程的地質(zhì)概況為長江漫灘，地表下第1層土為粉質(zhì)粘土，層厚1.37-2.0米，承載力為13Kpa；第2層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，層厚2.8-3.2米，承載力為90Kpa；第3層土為粉土層，層厚3.0-5.0米，承載力110Kpa；第4層土為粉砂層，厚1.5-2.5米，承載力160Kpa。設(shè)計(jì)樁徑為Φ450mm，樁間距900mm和1100mm兩種，樁長8米。要求加固后復(fù)合地基承載力為150Kpa和135Kpa。采用本實(shí)用新型的裝置進(jìn)行施工，每根樁用填料量明顯增加。靜載荷板檢驗(yàn)是分別在施工后22天和20天進(jìn)行。測試結(jié)果樁間距900mm載荷板每平方米加至荷重300Kpa后觀測24小時(shí)，總沉降量僅2.8cm，復(fù)合地基承載力基本值為267.7Kpa。樁間距1100mm，載荷板每平方米加至荷重270Kpa后觀測24小時(shí)，總沉降量為7.48cm，復(fù)合地基承載力基本值為185.0Kpa。經(jīng)開挖基礎(chǔ)后，樁體碎石整體結(jié)構(gòu)完整，碎石間孔隙明顯減小，樁體斷面尺寸均大于450mm。
附圖單向開啟的蝶形擠密活瓣裝置圖圖面說明當(dāng)樁管(1)在沉樁機(jī)的垂直震動力的作用下，到設(shè)計(jì)要求的樁底標(biāo)高處，通過加料口向樁管(1)內(nèi)加入設(shè)計(jì)要求材質(zhì)與品種的填料，提升樁管(1)，填料在重力以及垂直震動力的作用下，使蝶形擠密活瓣(5)開啟，填料通過蝶形擠密活瓣(5)與樁管(1)之間的空隙落入已成孔內(nèi)。當(dāng)樁管(1)向下運(yùn)動時(shí)，孔內(nèi)的填料作用在蝶形擠密活瓣開度下限位塊(7)與蝶形擠密活瓣(5)上，迫使蝶形擠密活瓣(5)以銷軸(4)為中心發(fā)生轉(zhuǎn)動，使蝶形擠密活瓣(5)與樁管(1)管壁的夾角成90°，即蝶形擠密活瓣(5)的外端抵至上限位塊(3)時(shí)，停止轉(zhuǎn)動完全關(guān)閉。關(guān)閉后的蝶形擠密活瓣(5)將填料分為上、下兩部分，即樁管(1)內(nèi)的填料與樁管(1)下和已成孔內(nèi)的填料。當(dāng)樁管(1)繼續(xù)向下震動下沉?xí)r，填料首先與碟形擠密活瓣開度下限塊(7)接觸使填料向下部孔內(nèi)擠壓。在樁管(1)進(jìn)一步震動下沉?xí)r，孔內(nèi)填料在蝶形擠密活瓣(5)的阻擋和在垂直震動力的作用下進(jìn)一步壓實(shí)，并將震動力向孔壁土傳遞，使樁與樁之間土體擠密。當(dāng)填料達(dá)到一定的密度時(shí)，沉拔機(jī)的電流增加到要求值，提升樁管(1)，在碟形擠密活瓣(5)的下面與孔內(nèi)擠密的填料間形成一定的空間，樁管(1)內(nèi)的填料在重力與沉樁機(jī)垂直震動力的作用下迫使碟形擠密活瓣(5)繞銷軸(4)轉(zhuǎn)動至碟形擠密活瓣開度的下限位塊(7)完全開啟后停止轉(zhuǎn)動，樁管(1)內(nèi)的上部填料通過碟形擠密活瓣(5)與樁管(1)內(nèi)壁間的空隙下落至孔內(nèi)。如此上、下不斷地震動中提升與下沉，填料在垂直震動力的壓震、擠的作用下形成一根密實(shí)度較高的樁體。
權(quán)利要求1.一種由沉拔機(jī)、樁管、樁尖組成的夯擴(kuò)擠密樁裝置，其特征在于，在樁管(1)的內(nèi)部設(shè)置一單向開啟的蝶形擠密活瓣裝置，該裝置主要由銷軸(4)、軸套(8)、銷軸上支架(2)、銷軸下支架(6)、蝶形擠密活瓣(5)、上限位塊(3)、蝶形活瓣開度下限位塊(7)組成，其中，銷軸(4)通過樁管(1)的中心并垂直于樁管(1)的管壁，銷軸(4)的兩端固定或活動聯(lián)接在樁管(1)上；軸套(8)與銷軸(4)活動聯(lián)接，與銷軸上支架(2)、銷軸下支架(6)和兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)固定聯(lián)接；銷軸上支架(2)和銷軸下支架(6)是一支撐筋板，固定聯(lián)接在軸套(8)上并且與樁管(1)的內(nèi)壁垂直固定聯(lián)接；蝶形擠密活瓣(5)是兩個(gè)半園形板，設(shè)置在銷軸(4)與軸套(8)的兩側(cè)，通過軸套(8)與銷軸(4)分別相鉸接，與軸套(8)固定聯(lián)接；上限位塊(3)固定焊接在樁管(1)的內(nèi)壁上；蝶形擠密活瓣開度下限位塊(7)是一上部正視截面為梯形下部為錐形的組合體，它與銷軸下支架(6)固定聯(lián)接。
2.按權(quán)利要求1所述的夯擴(kuò)擠密樁裝置，其特征在于，所述的在樁管(1)內(nèi)設(shè)置的單向開啟的蝶形擠密活瓣裝置，其銷軸(4)軸向中心的最佳安裝位置是距樁管(1)的下口0.5-0.8樁管內(nèi)徑部位處。
3.按權(quán)利要求1所述的夯擴(kuò)擠密樁裝置，其特征在于，所述的兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)關(guān)閉時(shí)的最大徑向尺寸最佳為比樁管內(nèi)徑≤5-8毫米。
4.按權(quán)利要求1所述的夯擴(kuò)擠密樁裝置，其特征在于，所述的兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)開啟的方向是填料重力運(yùn)動的方向，關(guān)閉方向與填料重力運(yùn)動的方向相反。
5.按權(quán)利要求1所述的夯擴(kuò)擠密樁裝置，其特征在于，所述的兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)關(guān)閉時(shí)，蝶形擠密活瓣(5)與樁管(1)管壁的夾角為90°。
6.按權(quán)利要求1所述的夯擴(kuò)擠密樁裝置，其特征在于，所述的兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)開啟時(shí)，蝶形擠密活瓣(5)與樁管(1)中心垂線的夾角在12-15°為佳，蝶形擠密活瓣開度下限位塊(7)的下錐角在40-45°時(shí)為佳。
7.按權(quán)利要求1所述的夯擴(kuò)擠密樁裝置，其特征在于，所述的蝶形擠密活瓣(5)的上限位塊(3)的的形狀為三角形、直角梯形、長方形、正方形，數(shù)量≥4。
8.按權(quán)利要求1所述的夯擴(kuò)擠密樁裝置，其特征在于，所述的軸套(8)至少分為5段，分別與銷軸(4)活動聯(lián)接，與銷軸上支架(2)、銷軸下支架(6)和兩個(gè)蝶形擠密活瓣(5)分別固定聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于擠密法加固地基的機(jī)械裝置。為達(dá)到要求的樁體密度與樁間土密度,現(xiàn)有擠密法加固地基的設(shè)備需配置獨(dú)立的夯實(shí)機(jī)械。對軟弱、高含水量或孔壁易坍的土層施工,樁體密度難以保證。本實(shí)用新型在原有樁管內(nèi)增設(shè)一單向開啟的蝶形擠密活瓣,使成孔、填料、夯實(shí)三道工序變?yōu)檫B續(xù)施工,能有效地防止孔壁坍塌、縮徑,提高樁體密度,提高復(fù)合地基的承載力。該裝置適用于沉管法所使用的灰土、素土、碎石、砂、煤灰樁的樁基施工。
文檔編號E02D7/00GK2294296SQ9621413
公開日1998年10月14日 申請日期1996年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月28日
發(fā)明者李天光 申請人:李天光