專利名稱：壓漿內夯擴底樁的成樁裝置及成樁方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種成樁裝置及成樁方法。
背景技術：
目前應用較廣的夯擴樁由于其能充分利用樁端持力層加承載力，從而減 少了樁長、降低了成本。但隨著應用時間的逐漸推移，夯擴樁的一些不足也 逐漸地顯現(xiàn)出來了 一、由于樁長過短， 一般不超過10米，在此區(qū)間的樁間 土qsik(極限側阻力標準值)一般較小，樁間土雖然也被擠壓，但側摩阻及抗拔 能力依然較差，因此夯擴樁一般用于多層建筑較多，高層建筑較少。二、由 于樁身混凝土在地下灌注，容易產生縮頸、斷樁。三、 一般夯擴機是用巻揚 吊夯錘，靠夯錘的自由落體來夯擴，施工效率低；在一些膨脹土層施工時， 易出現(xiàn)承載力不夠的情況。四、當由建筑垃圾(主要是碎磚塊)為主形成的 夯擴體，自身強度很低，長時間在含水的地層存在時，易出現(xiàn)夯擴體變型現(xiàn) 象。五、在粘性較大的地層施工時，易出現(xiàn)抱管現(xiàn)象，使外管沉不到設計深 度或拔不出外管。六、在夯擴樁中加預制樁施工時，預制樁與孔之間填充物 因無壓力，靠自身重力來填充，易出填充不均勻現(xiàn)象。
現(xiàn)有的一些夯擴樁技術，多少都存在上述的一種或幾種不足，例如中 國專利號為ZL98101041.5、授權公告日為2000年5月10日、授權公告號為 CN1052284C、名稱為"混凝土樁的施工方法"的發(fā)明專利就存在上述第一至第 五種不足；中國專利號為ZL01138624.X、授權公告日為2004年2月4日、 授權公告號為CN1137314C、名稱為"混凝土樁的施工方法"的發(fā)明專利就存 在上述第四至第六種不足；中國專利號為ZL200310115101.5、授權公告日為 2008年5月14日、授權公告號為CN100387789C、名稱為"混凝土樁的施工 方法"的發(fā)明專利就存在上述第二至第五種不足；中國專利號為 ZL(mi^90.3，授權公告日為2004年5月12日、授權公告號為CN2615199Y、 名稱為"無樁靴內夯擴沉管灌注樁"的實用新型專利就存在上述第六種不足。

發(fā)明內容
5本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有內夯樁側摩阻及抗拔能力依然較差，樁身混 凝土在地下灌注，容易產生縮頸、斷樁，施工效率低，樁體自身強度低以及 易出現(xiàn)抱管現(xiàn)象，使外管沉不到設計深度或拔不出外管的問題，提供一種壓 漿內夯擴底樁的成樁裝置及成樁方法。本發(fā)明的壓槳內夯擴底樁的成樁裝置 包含封閉腔外鋼板、注漿口、外管法蘭盤、內管下法蘭盤、內管上法蘭盤、 錘體法蘭盤、錘、內管、外管、密封盤、注漿管、出漿口、密封腔下密封板、 圓柱實體和外管封密腔，錘的下端固定連接有錘體法蘭盤，內管的上端固定 連接有內管上法蘭盤，內管上法蘭盤與錘體法蘭盤相連接，內管的中上部固 定連接有內管下法蘭盤，外管的上端固定連接有外管法蘭盤，外管法蘭盤與 內管下法蘭盤相接觸，內管的下部通過外管法蘭盤設置在外管內，內管的下 端固定連接有圓柱實體，封閉腔外鋼板設置在外管的外壁上，封閉腔外鋼板 與外管的外壁之間形成外管封密腔，注漿管固定在封閉腔外鋼板內，注漿管 的頂部固定有注漿口，注漿管的下側連接有出漿口，出槳口的出口端設于封 閉腔外鋼板的外部，封閉腔外鋼板的底端固定有密封腔下密封板，外管及封 閉腔外鋼板的外壁上固定連接有密封盤。本發(fā)明第一種成樁方法的步驟為， 一、通過柴油錘、液壓錘或振動錘，將外管及內管錘擊到設計深度，同時外
管上端密封盤進入地下的深度為300~700mm，錘擊外管同時用泵向注漿管注 入帶有壓力的水泥漿，注漿壓力為0.3 10MPa，到設計深度后停止注漿；二、 上提內管到地面，向外管內填加填充料，通過柴油錘、液壓錘或振動錘夯擊 內管，夯擊填充料，經過多次填加填充料和夯擊達到設計要求后，形成實體 擴大頭，停止夯擊，拔出內管；三、下鋼筋籠后灌注混凝土，同時用副巻揚 掛鋼絲繩在外管兩側拔出外管，邊拔外管的同時再次向注漿管注水泥漿，直 到地面。本發(fā)明第二種成樁方法其步驟為 一、通過柴油錘、液壓錘或振動 錘，將外管及內管錘擊到設計深度，同時外管上端密封盤進入地下的深度為 300 700mm， 二、上提內管到地面，向外管內填加填充料，通過柴油錘、液 壓錘或振動錘夯擊內管，夯擊填充料，經過多次填加填充料和夯擊達到設計 要求后，形成實體擴大頭，停止夯擊，拔出內管；三、下鋼筋籠后灌注混凝 土，同時用副巻揚掛鋼絲繩在外管兩側拔出外管，拔出外管同時，將封閉腔 內注漿管留在孔內，混凝土初凝后，通過留在樁內的注漿管，用泵向樁底、樁側注入水泥漿，注槳壓力為1.2 10MPa。本發(fā)明第三種成樁方法其步驟為
一、 通過柴油錘、液壓錘或振動錘，將外管及預制樁錘擊到設計深度，同時
外管上端密封盤進入地下的深度為300 700mm，錘擊外管同時用泵向注漿管 注入帶有壓力的水泥漿，注漿壓力為0.3 10MPa，到設計深度后停止注漿；
二、 提出預制樁到地面，向外管內填加填充料，通過柴油錘、液壓錘或振動 錘夯擊預制樁，夯擊填充料，經過多次填加充填料和夯擊達到設計要求后， 形成實體擴大頭，停止夯擊，邊拔外管邊注水泥漿到地面，預制樁留在樁孔 內，用水泥漿填充預制樁與樁孔壁之間的間隙。本發(fā)明第四種成樁方法其步 驟為 一、通過柴油錘、液壓錘或振動綞，將外管及內管錘擊到設計深度， 同時外管上端密封盤進入地下的深度為300~700mm，錘擊外管同時用泵向注 漿管注入帶有壓力的水泥漿，注漿壓力為0.3 10MPa，到設計深度后停止注 漿；二、上提內管到地面，向外管內填加填充料，通過柴油錘、液壓錘或振 動錘夯擊內管，夯擊填充料，經過多次填加充填料和夯擊達到設計要求后， 形成實體擴大頭，停止夯擊，邊注水泥漿邊拔出內管及外管到地面，之后把 預制樁打入樁孔內，其中外管直徑應小于或等于預制樁最大內切圓，填充預 制樁與孔壁之間間隙為水泥漿。本發(fā)明壓漿內夯擴底樁的成樁裝置的有益效 果是結構簡單、便于施工、施工效率高、適應各種土質，尤其適應在粘性 較大的地層施工。本發(fā)明成樁方法的有益效果是 一、以柴油錘、液壓錘或 振動錘做為錘擊力的來源，錘擊力較大，可以打較深的樁，并同時加大了夯 擴體的緊密程度，施工效率是靠錘重自由落體進行夯擴施工的2倍以上。二、 在沉外管或拔外管時，加注有壓力的水泥漿，特別是在孔底，由于外管下端 向管內的通道已被填充料封死，上端被密封盤封死，使外管與孔壁間形成獨 立的封閉空間，使水泥漿可以進入很深的樁間土中，所以可以大幅度增加樁
側磨阻，提高承載力，樁越深樁側摩阻值提高越大；同時可以減少縮頸、斷
樁的產生。三、如果外管是非圓型，和現(xiàn)有夯擴樁比，在同等外管表面積下，
會節(jié)省混凝土20/°/。以上。四、在沉外管或拔外管時，加注水泥漿或水或空氣，
也可三種同時注向孔內或三種中的一種，因此不會在孔內產生負壓，基本上 可以杜絕抱管現(xiàn)象的產生。五、填充材料為混凝土與粉煤灰的混合物、碎石 與石灰兩種物質和粉煤灰的混合物、或者是碎石與石灰兩種物質和粘性土的混合物；不怕水長期浸泡，自身有很強的強度；且加固材料中的石灰會吸水 膨脹擠密樁周土，同時進一步擠密夯擴體，同時提高端承載值；在膨脹土層， 可以減少膨脹潛勢和隆起。六、在夯擴后壓樁施工時，異型注漿夯擴樁就綜 合了夯擴樁端承值大和后壓漿工法可以增加樁側摩阻的優(yōu)點，可極大的提高 承載力。七、在夯擴預制管施工時，由于用帶有壓力的水泥漿做預制樁和孔 壁間隙的填充物，不會出現(xiàn)填充不均勻現(xiàn)象，帶有壓力的水泥漿又對孔壁有 很好的滲透加固的作用，側摩阻增加很大。用預制樁當夯錘施工時，施工效 率很快。八、施工效率高，可大幅度增加側摩阻值，和現(xiàn)有常用夯擴樁型比 承載力可提高30%以上，特別是深樁尤其明顯。


圖1是本發(fā)明裝置的整體結構示意圖，圖2是注漿管12的分布示意圖， 圖3是注漿管12的結構示意圖。 .
具體實施例方式
具體實施方式
一(參見圖1~圖3)本實施方式包含封閉腔外鋼板l、注 漿口3、外管法蘭盤4、內管下法蘭盤5、內管上法蘭盤6、錘體法蘭盤7、 錘8、內管9、外管IO、密封盤ll、注漿管12、出漿口 13、密封腔下密封板 14、圓柱實體15和外管封密腔17，錘8的下端固定連接有錘體法蘭盤7，內 管9的上端固定連接有內管上法蘭盤6，內管上法蘭盤6與錘體法蘭盤7相 連接，內管9的中上部固定連接有內管下法蘭盤5，外管10的上端固定連接 有外管法蘭盤4，外管法蘭盤4與內管下法蘭盤5相接觸，內管9的下部通 過外管法蘭盤4設置在外管10內，內管9的下端固定連接有圓柱實體15， 封閉腔外鋼板1設置在外管10的外壁上，封閉腔外鋼板1與外管10的外壁 之間形成外管封密腔17，注漿管12固定在封閉腔外鋼板1內，注漿管12的 頂部固定有注漿口3，注漿管12的下側連接有出漿口 13，出漿口13的出口 端設于封閉腔外鋼板1的外部，封閉腔外鋼板1的底端固定有密封腔下密封 板14，外管10及封閉腔外鋼板1的外壁上固定連接有密封盤11。圓柱實體 15的高度為300~500mm。
具體實施方式
二(參見圖1)本實施方式的封閉腔外鋼板1由二至四個 組成，二至四個封閉腔外鋼板1設置在外管10的外壁上，每個封閉腔外鋼板1內設有一至兩個注漿管12。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三(參見圖l)本實施方式的封閉腔外鋼板1由二個組成， 二個封閉腔外鋼板1對稱設置在外管10的外壁上。其它與具體實施方式
一相 同。
具體實施方式
四(參見圖l)本實施方式的封閉腔外鋼板1由三個組成， 三個封閉腔外鋼板1呈正三角形設置在外管10的外壁上。其它與具體實施方 式一相同。
具體實施方式
五(參見圖l)本實施方式的封閉腔外鋼板1由四個組成， 四個封閉腔外鋼板1呈矩形設置在外管10的外壁上。其它與具體實施方式
一 相同。
具體實施方式
六(參見圖l)本實施方式增加有密封盤筋板2，密封盤 筋板2的一側與密封盤11的上端面固定連接，密封盤筋板2的另一側與封閉 腔外鋼板1或外管10固定連接。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七(參見圖1)本實施方式增加有內鋼管加厚壁16，內鋼
管加厚壁16設置在內管9內，內鋼管加厚壁16的下端與圓柱實體15的上端 固定連接，內鋼管加厚壁16的外壁與內管9的內壁固定連接。鋼管加厚壁 16的高度為300 400mm。其它與具體實施方式
六相同。
具體實施方式
八(參見圖l)本實施方式每個封閉腔外鋼板1與外管10 的外壁活動連接?？蓪崿F(xiàn)封閉腔外鋼板l的自由開合，可將密封腔下密封板 14設置在注漿管12的下端，當封閉腔外鋼板1閉合后即形成密封腔。
具體實施方式
九本實施方式的成樁方法其步驟為， 一、通過柴油錘、
液壓錘或振動錘，將外管及內管錘擊到設計深度，同時外管上端密封盤進入
地下的深度為300 700mm，錘擊外管同時用泵向注漿管注入帶有壓力的水泥 漿，注漿壓力為0.3 10MPa，到設計深度后停止注漿；二、上提內管到地面， 向外管內填加填充料，通過柴油錘、液壓錘或振動錘夯擊內管，夯擊填充料， 經過多次填加填充料和夯擊達到設計要求后，形成實體擴大頭，停止夯擊， 拔出內管；三、下鋼筋籠后灌注混凝土，同時用副巻揚掛鋼絲繩在外管兩側 拔出外管，邊拔外管的同時再次向注漿管注水泥漿，直到地面。填充材料為 混凝土與粉煤灰的混合物、碎石與石灰兩種物質和粉煤灰的混合物、或者是 碎石與石灰兩種物質和粘性土的混合物；按重量混凝土與粉煤灰的混合物中 粉煤灰占混凝土中水泥總量的545%，按重量碎石與石灰和粉煤灰混合物中
9石灰和粉煤灰占總量的25-45%,其中按重量石灰和粉煤灰比為1: 2;按重 量碎石與石灰和粘性土的混合物中石灰和粘性土占總量的25-45%，其中按重 量石灰和粘性土比為1: 2。
具體實施方式
十本實施方式的成樁方法其步驟為， 一、通過柴油錘、 液壓錘或振動錘，將外管及內管錘擊到設計深度，同時外管上端密封盤進入
地下的深度為300 700mm, 二、上提內管到地面，向外管內填加填充料，通 過柴油錘、液壓錘或振動錘夯擊內管，夯擊填充料，經過多次填加填充料和 夯擊達到設計要求后，形成實體擴大頭，停止夯擊，拔出內管；三、下鋼筋 籠后灌注混凝土，同時用副巻揚掛鋼絲繩在外管兩側拔出外管，拔出外管同 時，將封閉腔內注漿管留在孔內，混凝土初凝后，通過留在樁內的注漿管， 用泵向樁底、樁側注入水泥漿，注漿壓力為1.2~10MPa。
具體實施方式
十一本實施方式成樁方法的步驟為， 一、通過柴油錘、 液壓錘或振動錘，將外管及預制樁錘擊到設計深度，同時外管上端密封盤進 入地下的深度為300 700mm，錘擊外管同時用泵向注漿管注入帶有壓力的水 泥漿，注漿壓力為0.3 10MPa，到設計深度后停止注漿；二、提出預制樁到 地面，向外管內填加填充料，通過柴油錘、液壓錘或振動錘夯擊預制樁，夯 擊填充料，經過多次填加充填料和夯擊達到設計要求后，形成實體擴大頭， 停止夯擊，邊拔外管邊注水泥漿到地面，預制樁留在樁孔內，用水泥漿填充 預制樁與樁孔壁之間的間隙。
具體實施方式
十二本實施方式成樁方法的步驟為 一、通過柴油錘、
液壓錘或振動錘，將外管及內管錘擊到設計深度，同時外管上端密封盤進入
地下的深度為300~700mm，錘擊外管同時用泵向注漿管注入帶有壓力的水泥 漿，注漿壓力為0.3 10MPa，到設計深度后停止注漿；二、上提內管到地面， 向外管內填加填充料，通過柴油錘、液壓錘或振動錘夯擊內管，夯擊填充料， 經過多次填加充填料和夯擊達到設計要求后，形成實體擴大頭，停止夯擊， 邊注水泥漿邊拔出內管及外管到地面，之后把預制樁打入樁孔內，其中外管 直徑應小于或等于預制樁最大內切圓，填充預制樁與孔壁之間間隙為水泥漿。 在注水泥漿同時向孔內注水或空氣，或者是水泥漿、水和空氣三種同時注向 孔內，或者是水泥漿、水或空氣三種中的一種；按重量水泥漿的水灰比為 0.5~0.7。
權利要求
1、一種壓漿內夯擴底樁的成樁裝置，它包含封閉腔外鋼板(1)、注漿口(3)、外管法蘭盤(4)、內管下法蘭盤(5)、內管上法蘭盤(6)、錘體法蘭盤(7)、錘(8)、內管(9)、外管(10)、密封盤(11)、注漿管(12)、出漿口(13)、密封腔下密封板(14)、圓柱實體(15)和外管封密腔(17)，其特征在于錘(8)的下端固定連接有錘體法蘭盤(7)，內管(9)的上端固定連接有內管上法蘭盤(6)，內管上法蘭盤(6)與錘體法蘭盤(7)相連接，內管(9)的中上部固定連接有內管下法蘭盤(5)，外管(10)的上端固定連接有外管法蘭盤(4)，外管法蘭盤(4)與內管下法蘭盤(5)相接觸，內管(9)的下部通過外管法蘭盤(4)設置在外管(10)內，內管(9)的下端固定連接有圓柱實體(15)，封閉腔外鋼板(1)設置在外管(10)的外壁上，封閉腔外鋼板(1)與外管(10)的外壁之間形成外管封密腔(17)，注漿管(12)固定在封閉腔外鋼板(1)內，注漿管(12)的頂部固定有注漿口(3)，注漿管(12)的下側連接有出漿口(13)，出漿口(13)的出口端設于封閉腔外鋼板(1)的外部，封閉腔外鋼板(1)的底端固定有密封腔下密封板(14)，外管(10)及封閉腔外鋼板(1)的外壁上固定連接有密封盤(11)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的壓漿內夯擴底樁的成樁裝置，其特征在于封 閉腔外鋼板(1)由二至四個組成，二至四個封閉腔外鋼板(1)設置在外管(10) 的外壁上，每個封閉腔外鋼板(1)內設有一至兩個注漿管(12)。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的壓漿內夯擴底樁的成樁裝置，其特征在于: 它還包含密封盤筋板(2)，密封盤筋板(2)的一側與密封盤(11)的上端面 固定連接，密封盤筋板(2)的另一側與封閉腔外鋼板(1)或外管(10)固 定連接。
4、 根據(jù)權利要求1所述的壓漿內夯擴底樁的成樁裝置，其特征在于每 個封閉腔外鋼板(1)與外管(10)的外壁活動連接。
5、 一種使用權利要求1的壓漿內夯擴底樁的成樁裝置的成樁方法，其特 征在于成樁方法的步驟為， 一、通過柴油錘、液壓錘或振動綞，將外管及 內管錘擊到設計深度，同時外管上端密封盤進入地下的深度為300~700mm， 錘擊外管同時用泵向注漿管注入帶有壓力的水泥漿，注漿壓力為0.3 10MPa，到設計深度后停止注漿；二、上提內管到地面，向外管內填加填充料，通過 柴油錘、液壓錘或振動錘夯擊內管，夯擊填充料，經過多次填加填充料和夯 擊達到設計要求后，形成實體擴大頭，停止夯擊，拔出內管；三、下鋼筋籠 后灌注混凝土，同時用副巻揚掛鋼絲繩在外管兩側拔出外管，邊拔外管的同 時再次向注槳管注水泥漿，直到地面。
6、 根據(jù)權利要求5所述的成樁方法，其特征在于填充材料為混凝土與粉煤灰的混合物、碎石與石灰兩種物質和粉煤灰的混合物、或者是碎石與石 灰兩種物質和粘性土的混合物；按重量混凝土與粉煤灰的混合物中粉煤灰占 混凝土中水泥總量的5-45%，按重量碎石與石灰和粉煤灰混合物中石灰和粉 煤灰占總量的25-45%，其中按重量石灰和粉煤灰比為1: 2;按重量碎石與 石灰和粘性土的混合物中石灰和粘性土占總量的25-45%，其中按重量石灰和 粘性土比為1: 2。
7、 一種使用權利要求1或4的壓漿內夯擴底樁的成樁裝置的成樁方法，其特征在于成樁方法的步驟為， 一、通過柴油錘、液壓錘或振動錘，將外管及內管錘擊到設計深度，同時外管上端密封盤進入地下的深度為300~700mm， 二、上提內管到地面，向外管內填加填充料，通過柴油錘、液 壓錘或振動錘夯擊內管，夯擊填充料，經過多次填加填充料和夯擊達到設計 要求后，形成實體擴大頭，停止夯擊，拔出內管；三、下鋼筋籠后灌注混凝 土，同時用副巻揚掛鋼絲繩在外管兩側拔出外管，拔出外管同時，將封閉腔 內注漿管留在孔內，混凝土初凝后，通過留在樁內的注漿管，用泵向樁底、 樁側注入水泥漿，注漿壓力為1.2 10MPa。
8、 一種使用權利要求1的壓漿內夯擴底樁的成樁裝置的成樁方法，其特 征在于成樁方法的步驟為， 一、通過柴油錘、液壓錘或振動錘，將外管及 預制樁錘擊到設計深度，同時外管上端密封盤進入地下的深度為 30(K700mm，錘擊外管同時用泵向注漿管注入帶有壓力的水泥漿，注漿壓力 為0.3 10MPa，到設計深度后停止注漿；二、提出預制樁到地面，向外管內 填加填充料，通過柴油錘、液壓錘或振動錘夯擊預制樁，夯擊填充料，經過 多次填加充填料和夯擊達到設計要求后，形成實體擴大頭，停止夯擊，邊拔 外管邊注水泥漿到地面，預制樁留在樁孔內，用水泥漿填充預制樁與樁孔壁之間的間隙。
9、 一種使用權利要求1的壓槳內夯擴底樁的成樁裝置的成樁方法，其特 征在于成樁方法的步驟為， 一、通過柴油錘、液壓錘或振動錘，將外管及內管錘擊到設計深度，同時外管上端密封盤進入地下的深度為300 700mm， 錘擊外管同時用泵向注槳管注入帶有壓力的水泥漿，注漿壓力為0.3 10MPa， 到設計深度后停止注漿；二、上提內管到地面，向外管內填加填充料，通過 柴油錘、液壓錘或振動錘夯擊內管，夯擊填充料，經過多次填加充填料和夯 擊達到設計要求后，形成實體擴大頭，停止夯擊，邊注水泥漿邊拔出內管及 外管到地面，之后把預制樁打入樁孔內，其中外管直徑應小于或等于預制樁 最大內切圓，填充預制樁與孔壁之間間隙為水泥漿。
10、 根據(jù)權利要求9所述的成樁方法，其特征在于在注水泥漿同時向 孔內注水或空氣，或者是水泥槳、水和空氣三種同時注向孔內，或者是水泥 漿、水或空氣三種中的一種；按重量水泥漿的水灰比為0.5-0.7。
全文摘要
壓漿內夯擴底樁的成樁裝置及成樁方法，它涉及一種成樁裝置及方法。本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有內夯樁側摩阻及抗拔能力較差，容易產生縮頸、斷樁，施工效率低的問題。本發(fā)明的裝置注漿管固定在封閉腔外鋼板內，封閉腔外鋼板的底端固定有密封腔下密封板。方法一錘擊外管同時用泵向注漿管注入水泥漿，注漿壓力為0.3～10MPa。方法二通過柴油錘、液壓錘或振動錘夯擊內管，夯擊填充料。方法三通過柴油錘、液壓錘或振動錘，將外管及預制樁錘擊到設計深度。方法四把預制樁打入樁孔內，其中外管直徑應小于或等于預制樁最大內切圓。本發(fā)明的裝置施工效率高、適應各種土質。本發(fā)明的方法減少了縮頸、斷樁的產生，承載力提高30％以上。
文檔編號E02D5/34GK101487253SQ20091007137
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權日2009年2月4日
發(fā)明者張序明, 李永剛, 銳 王 申請人:李永剛