專利名稱：沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁及其成樁方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于基礎(chǔ)工程的樁，特別是一種適用于軟土地基的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁及其成樁方法和設(shè)備。
我國(guó)沿海地區(qū)均屬軟土地基，目前在軟土地基的樁基工程中普遍采用的有三種樁沉管灌注樁、預(yù)制樁和大直徑鉆孔灌注樁，其中大直徑鉆孔灌注樁承載力最高，但其造價(jià)昂貴、工效低，而且施工時(shí)污染嚴(yán)重，所以一般只用于像高層建筑這類承載力要求高的建筑；預(yù)制樁的樁身質(zhì)量好、承載力也較高，但其造價(jià)也高，一般用于安全等級(jí)較高的建筑；按受力情況分類，這三者均屬摩擦樁，目前三者之中應(yīng)用最廣泛的是沉管灌注樁，約占各類樁總數(shù)量的80％左右，該樁的共同特征是樁身為現(xiàn)澆鋼砼(即鋼筋混凝土)、樁頭為預(yù)制鋼砼，即在施樁時(shí)先沉管至地基中的硬土層(一般指可塑至硬塑狀態(tài)的粘性土、粉質(zhì)粘土層)埋入預(yù)制樁頭，然后灌砼澆注成樁；但由于地球地殼形成的地質(zhì)年代不同，軟土地基隨地殼層深度的增加一般交替呈現(xiàn)軟、硬土層，在連續(xù)打樁施工時(shí)，在后的樁施工會(huì)對(duì)土層產(chǎn)生擠壓影響到在先灌注而尚未完全凝固的樁，這種情形在軟土層與硬土層的交界處尤為嚴(yán)重，因而容易發(fā)生斷樁、縮頸現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身質(zhì)量不能保證，一般約有10～20％的沉管灌注樁達(dá)不到要求，這迫使設(shè)計(jì)人員將單樁承載力定得偏低，于是導(dǎo)致下樁密布，引起土體嚴(yán)重變形甚至危及樁身質(zhì)量；這種樁的另一個(gè)缺點(diǎn)是承載力低，為增大承載力，一般采用在灌砼澆注樁身后加壓擴(kuò)底的辦法，但因這樣的擴(kuò)底方式其大小形狀不夠確定和規(guī)則，因而應(yīng)用受到限制。
一般來(lái)說(shuō)，預(yù)制樁的樁身質(zhì)量比現(xiàn)澆樁身的要高，所以在沉管灌注樁中采用預(yù)制樁身是有效地提高質(zhì)量和承載力的好辦法，如申請(qǐng)?zhí)枮閆L93119260.9的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《預(yù)制灌注復(fù)合管樁及其成樁工藝和設(shè)備》公開(kāi)了一種提高樁承載力和樁身質(zhì)量的擴(kuò)底樁，其樁身為預(yù)制混凝土管樁，在取土埋入樁身后，從管樁內(nèi)灌入混凝土現(xiàn)澆且邊震邊壓形成擴(kuò)大頭，該擴(kuò)大頭與預(yù)制混凝土管樁相固接即構(gòu)成混凝土復(fù)合管樁。
前蘇聯(lián)專利SU1564267A1《高承載力樁》公開(kāi)了一種預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，該樁包括一空心樁身和一由周邊部件和中心部件構(gòu)成的伸縮塊，其中周邊部件有尾部伸入樁身空管內(nèi)，當(dāng)沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，周邊部件展開(kāi)而擴(kuò)底。
可見(jiàn)，這兩種樁都僅限于空心樁身，而且樁身與樁頭的連接不夠牢固，擴(kuò)底不大而且不夠確定、規(guī)則，效果還不夠顯著。
本發(fā)明的目的在于提供為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種既保證樁身質(zhì)量又可有效提高承載力的的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁。
本發(fā)明的次一個(gè)目的在于提供所述沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的成樁方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供專用于所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁成樁方法的沉管。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供專用于所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁成樁方法的金屬樁頭。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁由預(yù)制樁身和現(xiàn)澆鋼砼底座構(gòu)成，所述的樁身在沉管定位下在硬土層中利用位于其底部的插筋與所述的底座對(duì)接錨固連接成整體。
其成樁方法按樁身的種類和先后順序不同，有以下三種情形方法一①先將帶有金屬樁頭的封底鋼管沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高硬土層；②取出金屬樁頭，并在沉管內(nèi)挖土、取土形成擴(kuò)底底座空腔，必要時(shí)應(yīng)將放射鋼筋放入底座空腔并釘入硬土；③無(wú)論是對(duì)于空心還是實(shí)心預(yù)制鋼砼樁身，可先在底部預(yù)先固定好插筋，然后現(xiàn)澆砼形成底座，再在沉管中放入預(yù)制鋼砼樁身并通過(guò)其底部插筋與現(xiàn)澆砼底座對(duì)接錨固；對(duì)于其中的空心樁身，如有需要可再按設(shè)計(jì)澆灌砼或鋼砼制成復(fù)合樁身或空心、實(shí)心分段設(shè)置的復(fù)合樁身；④拔沉管、成樁。
方法二①先將帶有金屬樁頭的封底鋼管沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高硬土層；②取出金屬樁頭，并在沉管內(nèi)挖土、取土形成擴(kuò)底底座空腔，必要時(shí)應(yīng)將放射鋼筋放入底座空腔并釘入硬土；③對(duì)于空心預(yù)制鋼砼樁身，可在底部預(yù)先固定好插筋，然后先在沉管中放入預(yù)制鋼砼樁身，再?gòu)臉豆軆?nèi)灌注砼或鋼砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高形成底座并與樁身相錨固；④拔沉管、成樁。
方法三①先將帶有金屬樁頭的封底鋼管沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高硬土層；
②取出金屬樁頭，并在沉管內(nèi)挖土、取土形成擴(kuò)底底座空腔，必要時(shí)應(yīng)將放射鋼筋放入底座空腔并釘入硬土；③對(duì)于空心預(yù)制鋼砼樁身，還可先在沉管中放入預(yù)制鋼砼樁身，然后將插筋從樁管內(nèi)放至底部，再灌注砼或鋼砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高形成底座并與樁身相錨固；④拔沉管、成樁。
專用于沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的沉管改進(jìn)現(xiàn)有的沉管結(jié)構(gòu)，其底部壁厚大于上部的壁厚且內(nèi)徑略小，最佳地，沉管的底部最好設(shè)置有二個(gè)剖視呈V字型的螺旋形臺(tái)階，以與現(xiàn)有的挖土裝置相匹配。
專用于沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的金屬樁頭在使用時(shí)置于沉管內(nèi)，外形大致呈尖錐形，內(nèi)周壁設(shè)置有大頭水平銷；最佳地其尾部中空且尾端周邊有凸沿，其尖頭部中心開(kāi)有孔，孔內(nèi)設(shè)置有彈簧，一具有尾部錐臺(tái)的金屬塞置于彈簧之上，所述的大頭水平銷一端穿透周壁及沉管壁，另一端套有彈簧并頂在金屬塞的尾部錐臺(tái)側(cè)壁上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明繼承沉管灌注樁的優(yōu)點(diǎn)，又克服了沉管灌注樁承載力低的缺點(diǎn)，并可有效地杜絕斷樁、縮頸現(xiàn)象，保證樁身的質(zhì)量，而且單樁造價(jià)與單樁承載力之比低；另一方面，本發(fā)明的成樁過(guò)程簡(jiǎn)單，清潔而無(wú)噪聲。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖2為本發(fā)明之具有現(xiàn)澆平底鋼砼底座的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明之具有現(xiàn)澆凸底鋼砼底座的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明之具有現(xiàn)澆凹底鋼砼底座的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明之具有現(xiàn)澆凹底鋼砼底座的另一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為置于本發(fā)明之底座中的放射鋼筋展開(kāi)狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明之?dāng)嗝鏋閳A形的實(shí)心預(yù)制樁身示意圖；圖8為本發(fā)明之?dāng)嗝鏋榫匦蔚膶?shí)心預(yù)制樁身示意圖；圖9為本發(fā)明之?dāng)嗝鏋橄鹘侨切蔚膶?shí)心預(yù)制樁身示意圖；圖10為本發(fā)明之?dāng)嗝鏋閳A環(huán)形的空心預(yù)制樁身示意圖；圖11為本發(fā)明之預(yù)制復(fù)合砼樁身實(shí)施例的樁身斷面示意圖；圖12為本發(fā)明之預(yù)制復(fù)合鋼砼樁身實(shí)施例的樁身斷面示意圖；圖13為本發(fā)明的成樁工藝流程圖之一；圖14為本發(fā)明的成樁工藝流程圖之二；
圖15為本發(fā)明的成樁工藝流程圖之三；圖16為用于本發(fā)明的成樁工藝中的沉管頭部及金屬樁頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖17為圖16的A-A剖視圖。
圖18為圖16的B-B剖視圖。
圖19為圖16的C-C剖視圖。
下面結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述如圖1-5所示，沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁由預(yù)制樁身(2)和現(xiàn)澆鋼砼底座(1)構(gòu)成，所述的樁身(2)在沉管定位下在硬土層中利用位于其底部的插筋(3)與所述的底座(1)對(duì)接錨固連接成整體。
所述的底座(1)最大處的直徑應(yīng)當(dāng)大于樁身(2)的直徑，最佳地，樁身(2)截面直徑d為250～700毫米，底座(1)截面最大處直徑D與d的比值一般為1～1.5≤D/d≤5.5。所述的底座(1)中心與樁身(2)中心最好同軸，這在施工中可由沉管來(lái)保證這一點(diǎn)。
所述的現(xiàn)澆鋼砼底座(1)的具體形狀不受限制，但試驗(yàn)表明如圖2-5所示的三類形狀較佳圖2所示為一平底鋼砼底座，其上部大致呈圓錐臺(tái)體，下部大致呈圓柱體，底部呈平面；圖3所示為一凸底鋼砼底座，其上部大致呈圓錐臺(tái)體，下部大致呈球冠狀，底部為凸面，圓錐臺(tái)母線與中心軸夾角α≤45°；圖4、5所示為凹底鋼砼底座，其上部大致呈圓錐臺(tái)體，下部大致呈圓柱體，且其底部中空為凹面，中空部分的形狀以圓錐臺(tái)(圖4)和球冠(圖5)為最佳；所述的凹底底座的承載力在三者之中為最高；所述樁身(2)的類型不受限制，如圖7-12所示，為幾種不同剖面的預(yù)制樁身實(shí)施例，其中圖7～圖9屬于實(shí)心樁身，圖10為空心樁身，圖11～圖12為復(fù)合樁身；樁身(2)表面還可作預(yù)處理以增大樁身摩擦力；這些預(yù)制樁身可以是預(yù)應(yīng)力砼也可以是非預(yù)應(yīng)力砼，也可以是鋼管樁身，但從承載力及經(jīng)濟(jì)角度考慮，以預(yù)應(yīng)力砼為最佳，樁身還可以由空心、實(shí)心分段設(shè)置構(gòu)成，或由預(yù)應(yīng)力砼和非預(yù)應(yīng)力砼分段混合設(shè)置構(gòu)成，如圖11所示為在薄壁環(huán)形預(yù)應(yīng)力鋼砼預(yù)制樁內(nèi)澆灌砼制成的實(shí)心樁身，樁身灌注砼受到預(yù)應(yīng)力砼薄壁或預(yù)制薄壁的有力保護(hù)；圖12所示為在厚壁環(huán)形預(yù)應(yīng)力鋼砼預(yù)制樁內(nèi)澆灌鋼砼或砼制成的實(shí)心復(fù)合樁身，有效地加強(qiáng)了樁身抗水平力、抗軸向力、和抗拔力；圖8、圖9中的沉管與樁身之間的空間提供了樁身表面處理的可能，如在其中灌砂以形成砂壁，這樣就能增加摩擦力；圖9中的三角形削角剖面是為了避免應(yīng)力集中。
所述的插筋(3)為鋼筋線材，用于連接樁身(2)和底座(1)，可以預(yù)埋或焊接于樁身(2)底部，而對(duì)于如圖10-12所示的預(yù)制管樁，插筋(3)還可先自由設(shè)置在樁管底部?jī)?nèi)，在現(xiàn)場(chǎng)澆注時(shí)再將其澆注一體；插筋(3)可以只有一根也可以有數(shù)根，視樁的實(shí)際情形而定；插筋(3)的設(shè)置將樁身(2)和底座(1)錨固連接成一個(gè)整體，可以克服二者之間結(jié)合部的附加彎矩；由于樁承載力與底座直徑的平方成正比，因此底座直徑較大的樁承載力也較大，如果D/d≥1.5，應(yīng)在底座(1)內(nèi)配置放射鋼筋(4)，如圖6所示，其結(jié)構(gòu)為傘架狀分布筋(42)首尾鉸接展開(kāi)后呈多角形，主筋(41)尾部鉸連于中央鐵板(44)邊緣，頭部與分布筋(42)鉸連點(diǎn)構(gòu)成固定鉸(43)，鐵板(44)底面可設(shè)置有鐵釘，釘入硬土中以防止現(xiàn)澆砼時(shí)放射筋(41)移動(dòng)、進(jìn)一步起限位作用。
以下描述沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的成樁方法，根據(jù)樁身的種類及先后順序不同，可有以下三種情形方法一①先將帶有金屬樁頭(6)的封底鋼管(5)沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高硬土層，如圖13a所示；②取出金屬樁頭(6)，并在沉管(5)內(nèi)挖土、取土形成擴(kuò)底底座空腔，如圖13b～13e所示，必要時(shí)應(yīng)將放射鋼筋(4)放入底座空腔并釘入硬土，如圖14f所示；③無(wú)論對(duì)于實(shí)心或空心預(yù)制鋼砼樁身(2)，都可事先在底部預(yù)先好有插筋(3)，然后先現(xiàn)澆砼形成底座(1)，再在沉管(5)中放入預(yù)制鋼砼樁身(2)并通過(guò)其底部插筋(3)與現(xiàn)澆砼底座對(duì)接錨固，如圖14g～14i所示，對(duì)于其中的空心樁身，如有需要可再按設(shè)計(jì)澆灌砼或鋼砼制成復(fù)合樁身或空心、實(shí)心分段設(shè)置的復(fù)合樁身(2)；④拔沉管、成樁，如圖14j及圖15i’所示。
方法二①先將帶有金屬樁頭(6)的封底鋼管(5)沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高硬土層，如圖13a所示；②取出金屬樁頭(6)，并在沉管(5)內(nèi)挖土、取土形成擴(kuò)底底座空腔，如圖13b～13e所示，必要時(shí)應(yīng)將放射鋼筋(4)放入底座空腔并釘入硬土，如圖14f所示；③對(duì)于空心預(yù)制鋼砼樁身(2)，可事先在底部固定好插筋(3)，然后可先在沉管(5)中放入預(yù)制鋼砼樁身(2)，再在樁管內(nèi)灌注砼或鋼砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高形成底座(1)并與樁身(2)相錨固，如圖15g’～15i’所示；如有需要可再按設(shè)計(jì)澆灌砼或鋼砼制成復(fù)合樁身或空心、實(shí)心分段設(shè)置的復(fù)合樁身(2)；④拔沉管、成樁，如圖14j及圖15i’所示。
方法三①先將帶有金屬樁頭(6)的封底鋼管(5)沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高硬土層，如圖13a所示；②取出金屬樁頭(6)，并在沉管(5)內(nèi)挖土、取土形成擴(kuò)底底座空腔，如圖13b～13e所示，必要時(shí)應(yīng)將放射鋼筋(4)放入底座空腔并釘入硬土，如圖14f所示；③對(duì)于空心預(yù)制鋼砼樁身(2)，還可事先不在底部固定插筋(3)，而先在沉管中放入預(yù)制鋼砼樁身，然后將插筋(3)從樁管內(nèi)放至底部，再在樁管內(nèi)灌注砼或鋼砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高形成底座并與樁身相錨固，如圖15g’～15i’所示。如有需要可再按設(shè)計(jì)澆灌砼或鋼砼制成復(fù)合樁身或空心、實(shí)心分段設(shè)置的復(fù)合樁身(2)；④拔沉管、成樁，如圖14j及圖15i’所示。
在上述三種方法的第②步取出金屬樁頭(6)之前，最好先將沉管(5)上提少許，如圖13b所示，一方面為了下一步更方便地取出金屬樁頭(6)，另一方面也為挖土、取土設(shè)備提供一個(gè)更大一些的初始活動(dòng)空間。
上述中的沉管(5)和金屬樁頭(6)可以采用現(xiàn)有技術(shù)，但更好地是采用如下專用結(jié)構(gòu)的如圖16～圖18所示，沉管(5)的底部壁厚最好大于上部的壁厚且內(nèi)徑略小，一方面是為了加強(qiáng)強(qiáng)度，另一方面是更便于樁頭(6)的取出；但最佳地，沉管(5)的底部最好設(shè)置有二個(gè)剖視呈V字型的螺旋形臺(tái)階(52)，以與現(xiàn)有的挖土裝置相匹配，如圖16所示；為使沉管時(shí)保持垂直而不偏離，同時(shí)也為了保護(hù)擴(kuò)底安全，最好在沉管(6)的外壁設(shè)置有若干個(gè)垂直尖形金屬導(dǎo)向翼(51)；金屬樁頭(6)應(yīng)當(dāng)與沉管(5)底部結(jié)合緊密但又可在沉管(5)內(nèi)方便地取出，如圖16～圖19所示為一種可實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的設(shè)計(jì)方案金屬樁頭(6)的外形大致呈尖錐形，其尾部中空且尾端周邊有凸沿(62)，為方便取頭，該凸沿(62)上至少有開(kāi)二個(gè)缺口，尾部的內(nèi)周壁上設(shè)置有大頭水平銷(64)，其尖頭部中心開(kāi)孔并在孔內(nèi)設(shè)置有彈簧(66)，一金屬塞(61)置于彈簧(66)之上，金屬塞(61)的尾部比頭部略小而呈錐臺(tái)狀，所述的水平銷(64)的一端穿透周壁至沉管(5)壁，另一端套有彈簧(63)并頂在所述金屬塞(61)錐臺(tái)尾部的側(cè)壁上；所述的金屬塞(61)剖面形狀不受限定，圖中實(shí)施例的剖面為方形，圖中的金屬塞(61)尾部呈托盤狀是為了方便向下施力，所述的大頭水平銷(64)最好設(shè)置在對(duì)應(yīng)沉管(5)外壁金屬導(dǎo)向翼(51)的位置，大頭水平銷(64)的一端穿透周壁及沉管壁頂在金屬導(dǎo)向翼(51)的內(nèi)側(cè)壁上，這樣可避免土層對(duì)樁頭(6)的壓力集中于沉管(5)壁上。
所述的金屬樁頭(6)外壁最好設(shè)置有密封圈(65)，以防止泥水滲入沉管(5)內(nèi)。
施樁沉管前，先安裝金屬樁頭(6)壓下金屬塞(61)使彈簧(66)壓縮，大頭水平銷(64)在彈簧(63)徑向推力作用并在金屬塞(61)錐臺(tái)尾部外壁限位下內(nèi)縮使尾部縮進(jìn)金屬樁頭(6)內(nèi)，此時(shí)即可將金屬樁頭(6)塞入沉管(5)底部，當(dāng)大頭水平銷(64)對(duì)準(zhǔn)沉管(5)壁上的銷子孔時(shí)，金屬塞(61)在彈簧(66)作用下上升復(fù)位，將大頭水平銷(64)推入沉管(5)壁上的銷子孔，定位；沉管后取頭時(shí)，與安裝時(shí)一致壓下金屬塞(61)使彈簧(66)壓縮，大頭水平銷(64)在彈簧(63)徑向推力作用下并在金屬塞(61)尾部錐臺(tái)外壁限位下內(nèi)縮使尾部縮進(jìn)金屬樁頭(6)內(nèi)，此時(shí)即可利用金屬樁頭(6)的尾端周邊凸沿(62)將其吊出。
本發(fā)明的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁通過(guò)選用不同截面、直徑的樁身(2)與不同直徑、形狀的底座(1)相匹配，可組合成三種不同受力情況的樁端承樁、端承摩擦樁和摩擦樁如采用截面為矩形(圖8)、削角三角形(圖9)的樁身，再經(jīng)表面預(yù)處理，則構(gòu)成摩擦樁，即Fa≥Pa，F(xiàn)a為樁身摩擦力，Pa為端承力；如采用截面為圓形(圖7)、環(huán)形(圖10)或環(huán)形復(fù)合砼(圖11)或鋼砼(圖12)的樁身，或采用鋼管樁身，則可設(shè)計(jì)成端承樁，即Pa》Fa；如采用截面為環(huán)形復(fù)合砼(圖11)、環(huán)形(圖10)、削角三角形(圖9)的樁身，則可設(shè)計(jì)成端承摩擦樁，即Pa)Fa。
由此可見(jiàn)，本發(fā)明的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁是一種變承載力樁，故而應(yīng)用范圍廣，通用性強(qiáng)，無(wú)論是高層還是底層建筑，無(wú)論是工業(yè)還是民用建筑，也無(wú)論是什么安全等級(jí)建筑都適用，還能較理想地適應(yīng)不同地區(qū)土層地質(zhì)變化情況；而且合理選擇、完全匹配的結(jié)果可使材料強(qiáng)度利用率大大提高，使樁始終可處于最經(jīng)濟(jì)合理的狀態(tài)，極大地提高了樁的使用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于由預(yù)制樁身(2)和位于硬土層的現(xiàn)澆鋼砼底座(1)構(gòu)成，所述的樁身(2)在沉管(5)定位下在硬土層中利用位于其底部的插筋(3)與所述的底座(1)對(duì)接錨固連接成整體。
2.如權(quán)利要求1所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的樁身(2)截面直徑d為250～700毫米，所述的底座(1)截面最大處直徑D與d的比值一般為1～1.5≤D/d≤5.5。
3.如權(quán)利要求1所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的底座(1)中心與樁身(2)中心同軸。
4.如權(quán)利要求1所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的底座(1)上部大致呈圓錐臺(tái)體，下部大致呈圓柱體，底部呈平面。
5.如權(quán)利要求1所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的底座(1)上部大致呈圓錐臺(tái)體，下部大致呈球冠狀，底部為凸面。
6.如權(quán)利要求1所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的底座(1)上部大致呈圓錐臺(tái)體，下部大致呈圓柱體，且其底部中空為凹面。
7.如權(quán)利要求4或5或6所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的底座(1)上部圓錐臺(tái)母線與中心軸的夾角α≤45°。
8.如權(quán)利要求6所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的底座(1)底部中空部分的形狀為圓錐臺(tái)。
9.如權(quán)利要求6所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的底座(1)底部中空部分的形狀為球冠。
10.如權(quán)利要求1所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的樁身(2)為具有以下截面之一的實(shí)心預(yù)制樁圓形、矩形、削角三角形。
11.如權(quán)利要求1所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的樁身(2)為具有以下截面之一的空心預(yù)制樁圓形、矩形、削角三角形。
12.如權(quán)利要求1所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的樁身(2)由空心、實(shí)心分段設(shè)置構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求1或10或11或12所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的樁身(2)為預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼制，底座(1)為現(xiàn)澆鋼砼制。
14.如權(quán)利要求1或10或11或12所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的樁身(2)為預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼和非預(yù)應(yīng)力砼合成，其中預(yù)應(yīng)力砼設(shè)置在最外層。
15.如權(quán)利要求1或10或11或12所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的樁身(2)由預(yù)應(yīng)力砼和非預(yù)應(yīng)力砼分段設(shè)置構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求1或10或11或12所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的插筋(3)預(yù)先固定于樁身底部。
17.如權(quán)利要求16所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的插筋(3)預(yù)埋于樁身(2)底部。
18.如權(quán)利要求16所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的插筋(3)預(yù)先焊接于樁身(2)底部。
19.如權(quán)利要求1或11或12所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于所述的插筋(3)在施樁時(shí)將插筋(3)自由設(shè)置在樁管底部。
20.如權(quán)利要求1至6所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁，其特征在于在所述的底座(1)內(nèi)配置有放射鋼筋，其結(jié)構(gòu)為傘架狀分布筋(5)首尾鉸接展開(kāi)后呈多角形，主筋(4)尾部鉸連與中央鐵板(7)邊緣，頭部與分布筋(5)鉸連點(diǎn)構(gòu)成固定鉸(6)，鐵板(7)底面設(shè)置有鐵釘并釘入硬土中。
21.一種沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的成樁方法，其特征在于包括以下步驟①先將帶有金屬樁頭(6)的封底鋼管(5)沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高硬土層；②取出金屬樁頭(6)，并在沉管(5)內(nèi)挖土、取土形成擴(kuò)底底座空腔，必要時(shí)應(yīng)將放射鋼筋(4)放入底座空腔并釘入硬土；③無(wú)論對(duì)于實(shí)心或空心預(yù)制鋼砼樁身(2)，都可事先在底部預(yù)先好有插筋(3)，然后先現(xiàn)澆砼形成底座(1)，再在沉管(5)中放入預(yù)制鋼砼樁身(2)并通過(guò)其底部插筋(3)與現(xiàn)澆砼底座對(duì)接錨固；④拔沉管、成樁。
22.如權(quán)利要求21所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的成樁方法，其特征在于對(duì)于其中的空心樁身，在第③步結(jié)束后再澆灌砼或鋼砼制成復(fù)合樁身。
23.如權(quán)利要求21所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的成樁方法，其特征在于對(duì)于其中的空心樁身，在第③步結(jié)束后再澆灌砼或鋼砼制成空心、實(shí)心分段設(shè)置的復(fù)合樁身。
24.一種沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的成樁方法，其特征在于包括以下步驟①先將帶有金屬樁頭(6)的封底鋼管(5)沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高硬土層；②取出金屬樁頭(6)，并在沉管(5)內(nèi)挖土、取土形成擴(kuò)底底座空腔，必要時(shí)應(yīng)將放射鋼筋(4)放入底座空腔并釘入硬土；③在空心預(yù)制鋼砼樁身(2)底部預(yù)先固定好插筋(3)，然后先在沉管(5)中放入預(yù)制鋼砼樁身(2)，再在樁管內(nèi)灌注砼或鋼砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高形成底座(1)并與樁身(2)相錨固；④拔沉管、成樁。
25.如權(quán)利要求24所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的成樁方法，其特征在于在第③步結(jié)束后再澆灌砼或鋼砼制成復(fù)合樁身。
26.一種沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的成樁方法，其特征在于包括以下步驟①先將帶有金屬樁頭(6)的封底鋼管(5)沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高硬土層；②取出金屬樁頭(6)，并在沉管(5)內(nèi)挖土、取土形成擴(kuò)底底座空腔，必要時(shí)應(yīng)將放射鋼筋(4)放入底座空腔并釘入硬土；③在沉管中放入空心預(yù)制鋼砼樁身(2)，然后將插筋(3)從樁管內(nèi)放至底部，再在樁管內(nèi)灌注砼或鋼砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高形成底座并與樁身相錨固；④拔沉管、成樁。
27.如權(quán)利要求26所述的沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的成樁方法，其特征在于在第③步結(jié)束后再澆灌砼或鋼砼制成復(fù)合樁身。
28.一種專用于沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的沉管(5)，其特征在于其底部壁厚大于上部的壁厚且內(nèi)徑略小。
29.如權(quán)利要求28所述的專用于沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的沉管(5)，其特征在于沉管的底部有與現(xiàn)有的挖土裝置相匹配二個(gè)剖視呈V字型的螺旋形臺(tái)階(52)。
30.如權(quán)利要求28或29所述的專用于沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的沉管(5)，其特征在于在沉管的外壁設(shè)置有若干個(gè)垂直尖形金屬導(dǎo)向翼(51)。
31.一種專用于沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的金屬樁頭(6)，其特征在于所述金屬樁頭(6)使用時(shí)置于沉管(5)內(nèi)，外形大致呈尖錐形，內(nèi)周壁設(shè)置有大頭水平銷(64)。
32.如權(quán)利要求31所述的專用于沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的金屬樁頭(6)，其特征在于所述金屬樁頭(6)其尾部中空且尾端周邊有凸沿(62)，其尖頭部中心開(kāi)有孔，孔內(nèi)設(shè)置有彈簧(66)，一具有尾部錐臺(tái)的金屬塞(61)置于彈簧之上，所述的大頭水平銷(64)一端穿透周壁及沉管壁，另一端套有彈簧并頂在金屬塞(61)的尾部錐臺(tái)側(cè)壁上。
33.如權(quán)利要求32所述的專用于沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的金屬樁頭，其特征在于所述的水平銷的一端穿透周壁及沉管壁頂在金屬導(dǎo)向翼(51)的內(nèi)側(cè)壁上，另一端套有彈簧并頂在金屬塞(61)的尾部錐臺(tái)側(cè)壁上。
34.如權(quán)利要求32或33所述的專用于沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的金屬樁頭， 其特征在于所述的金屬(61)塞截面為以下之一正方形、長(zhǎng)方形、圓形。
35.如權(quán)利要求31或32或33所述的專用于沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁的金屬樁頭，其特征在于其外壁設(shè)置有以防止泥水滲入的密封圈(65)。
全文摘要
一種沉管預(yù)制鋼砼擴(kuò)底樁及其成樁方法和設(shè)備,樁預(yù)制樁身(2)和現(xiàn)澆鋼砼底座(1)構(gòu)成,所述的樁身(2)在沉管(5)定位下在硬土層中利用位于其底部的插筋(3)與所述的底座(1)對(duì)接錨固連接成整體;本發(fā)明可有效地杜絕沉管灌注樁存在的斷樁、縮頸現(xiàn)象,大大提高樁的承載力、保證樁身的質(zhì)量,而且單樁造價(jià)與單樁承載力之比低;本發(fā)明是一種變承載力樁,故而應(yīng)用范圍廣,通用于各種建筑,而且本發(fā)明的成樁過(guò)程簡(jiǎn)單,清潔而無(wú)噪聲。
文檔編號(hào)E02D5/38GK1187559SQ9710526
公開(kāi)日1998年7月15日 申請(qǐng)日期1997年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月28日
發(fā)明者王國(guó)奮 申請(qǐng)人:王國(guó)奮