專利名稱：劈山填海高填方地基的成樁裝置與成樁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土木建筑工程的樁基礎(chǔ)，尤其是涉及一種劈山填海高填方地基的 成樁裝置與成樁方法；它適用于沿海發(fā)達(dá)地區(qū)因高速建設(shè)發(fā)展受到土地資源制約而向海洋 發(fā)展填海造地與海島建設(shè)工程。
背景技術(shù)：
隨著國家現(xiàn)代工業(yè)化高速建設(shè)發(fā)展的進(jìn)展，土地資源成為主要問題；尤其是沿海 發(fā)達(dá)地區(qū)高速建設(shè)發(fā)展受到土地資源的制約，向海洋發(fā)展填海造地與加速海島建設(shè)工程成 為當(dāng)前解決土地資源的一個重要途徑。向海洋開發(fā)工程中的填海造地與海島建設(shè)的劈山填 海造地均涉及到高填方地基樁基工程問題。 劈山填海造地工程中拋入海洋的石料大小不一，較大的石料一般直徑超過1米， 而填方厚度通常為10米 25米，對于高填方地基最厚可達(dá)30余米。 所述填方拋石多數(shù)落在海相沉積的厚層軟粘土上；該填方拋石也有可能落在海相 沉積的粉細(xì)砂上，但幾率極小。絕大部分落在海相沉積的厚層軟粘土上，而且該軟粘土的滲 透系數(shù)極小，在高填方自重作用下厚層軟粘土的固結(jié)時間很長，少則幾年、多則十余年；又 高填方地基還不能承受建造高重建構(gòu)筑物的要求，必須將高重建構(gòu)筑物的荷載穿越高填方 地基后進(jìn)入堅硬土層上。 而目前各類樁基在穿越高填方地基時均存在較大的施工技術(shù)難度，為此制約了向 海洋開發(fā)工程的進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而提供一種可方便穿
越高填方地基進(jìn)入堅硬土層的劈山填海高填方地基的成樁裝置與成樁方法。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種劈山填海高填方地基的成
樁裝置，其特征在于 a.包括一引孔桿以及與該引孔桿相連接的液壓抱桿頂升裝置； b.所述引孔桿由厚壁鋼管與其底部的實(shí)心鋼錐體焊接組成，該實(shí)心鋼錐體的尖端 鑲焊硬質(zhì)合金鋼錐尖； c.所述液壓抱桿頂升裝置由各帶鎖緊油缸的一對鋼制夾具構(gòu)成；該鋼制夾具底 部對稱設(shè)置有兩個頂升油缸，該頂升油缸置于施工樁機(jī)的底盤上； d.所述厚壁鋼管與所述鋼錐體之間的連接處設(shè)置有多個沿圓周等分的并軸向布 置的三角肋鋼板。 以上采用引孔桿以及底部錐體的合金鋼錐尖，可容易地將大直徑塊石擊碎并剌入 填方石料中，因而可方便穿越高填方地基的底部。 所述引孔桿的最大直徑設(shè)置為小于所述高填方地基的成樁孔直徑5厘米。其作用 是可有效減少拔出引孔桿時的阻力。
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所述三角肋鋼板設(shè)置為8 16個。設(shè)置三角肋鋼板有助于所述引孔桿在錘擊沉 入所述高填方地基過程中的導(dǎo)向作用。 所述三角肋鋼板最佳設(shè)置為12個。這是考慮到盡可能減少三角肋鋼板在錘擊沉 入時所產(chǎn)生的阻力。
—種劈山填海高填方地基的成樁方法，其特征在于所述成樁方法的步驟是第
一步，將施工打樁機(jī)按設(shè)計樁位的所述高填方地基定位；第二步，將成樁裝置的引孔桿錘擊
沉入所述高填方地基中，錘擊沉入所述引孔桿穿越高填方地基過程，將該高填方石料擠向
所述引孔桿周圍，同時，所述成樁裝置的實(shí)心鋼錐體擠入所述高填方的填方石料中；當(dāng)所述
鋼錐體底部遇有大直徑塊石時，該鋼錐體的合金鋼錐尖)將大直徑塊石擊碎并剌入所述填
方石料中，直至所述引孔桿穿越所述高填方地基的底部；第三步，將所述引孔桿振動拔出；
當(dāng)振動拔出該引孔桿阻力過大時，可開動液壓抱桿頂升裝置并帶動該引孔桿，直至全部拔
出該引孔桿，完成引孔工序；第四步，從該引孔中置入鋼筋骨架并灌入砼。 由于頂升油缸設(shè)計行程不可能很大，則可以采用分級頂升方法；分級頂升方法是
這樣實(shí)現(xiàn)的所述液壓抱桿頂升裝置的鋼制夾具處于鎖緊操作時，該夾具抱夾所述引孔桿，
然后啟動所述液壓抱桿頂升裝置的頂升油缸，將所述引孔桿頂升上拔至該頂升油缸的設(shè)計
行程；再放松鎖緊油缸，并使該頂升油缸回落至原始位置；然后，第二次令所述鋼制夾具處
于鎖緊操作并抱夾所述引孔桿，然后第二次啟動所述液壓抱桿頂升裝置的頂升油缸，將所
述引孔桿第二次頂升上拔至該頂升油缸的設(shè)計行程；重復(fù)上述過程，直至將所述引孔桿全
部拔出。 上述分級頂升的結(jié)構(gòu)與方法簡單合理，操作容易。 本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是克服了穿越高填方地基時所存在的施工技術(shù)難度，并穿越高填方地 基的施工效率高、成本低；其次是為今后的海洋開發(fā)工程開拓了一項(xiàng)具有較高經(jīng)濟(jì)效益的 切實(shí)可行的地基施工技術(shù)。


圖1為本發(fā)明的引孔桿結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1的A-A剖視圖； 圖4為本發(fā)明的液壓抱桿頂升裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 圖1至圖4示出本發(fā)明的一個實(shí)施方式，它包括一引孔桿1以及與該引孔桿相連 接的液壓抱桿頂升裝置10。該液壓抱桿頂升裝置10由帶鎖緊油缸8的兩塊鋼制夾具7構(gòu) 成；鋼制夾具7的底部對稱設(shè)置有兩個頂升油缸9，頂升油缸9置于施工樁機(jī)的底盤上。
該引孔桿由厚壁鋼管11與實(shí)心鋼錐體12焊接組成。引孔桿的最大直徑設(shè)置為小 于所述高填方地基的成樁直經(jīng)5厘米。 鋼管11與鋼錐體12之間的連接處設(shè)置有多個沿鋼管11與錐體12的圓周等分的 并軸向布置的三角肋型鋼板13。該三角肋鋼板有助于引孔桿在錘擊沉入高填方地基過程中的導(dǎo)向作用。 實(shí)心鋼錐體2的尖端鑲焊硬質(zhì)合金鋼錐尖6。 沿圓周等分并軸向布置的三角肋型鋼板13設(shè)置為8 16個，該三角肋鋼板越多、 在錘擊沉入時所產(chǎn)生的阻力也越大。最佳設(shè)置為沿圓周等分12個。 圖2示出工廠化生產(chǎn)的多段高強(qiáng)度PHC預(yù)應(yīng)力管樁4焊接接長的工程樁。該P(yáng)HC 預(yù)應(yīng)力管樁4最底下一段的底部焊接錐形鋼樁靴5。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳述本發(fā)明的實(shí)施過程 首先，將施工打樁機(jī)按設(shè)計樁位的高填方地基定位；再將引孔桿1錘擊沉入高填
方地基中，錘擊沉入引孔桿穿越高填方地基過程，將高填方石料擠向引孔桿周圍；錐體2擠
入高填方的填方石料中；當(dāng)錐體2底部遇有大直徑塊石時，錐體2的合金鋼錐尖6將大直徑
塊石錘擊擊碎并剌入填方石料中。直至引孔桿1穿越高填方地基的底部。 振動將引孔桿拔出，當(dāng)振動拔出引孔桿阻力過大時，采用液壓抱桿頂升裝置協(xié)助，
直至全部拔出，完成引孔工序。 因引孔桿的最大直徑比高填方地基的成樁直經(jīng)小5厘米，可有效減少拔出引孔桿 時的阻力。 圖4示出液壓抱桿頂升裝置10的結(jié)構(gòu)，液壓抱桿頂升裝置10由帶鎖緊油缸8的 兩塊鋼制夾具7構(gòu)成；鋼制夾具7的底部對稱設(shè)置有兩個頂升油缸9，頂升油缸9置于施工 樁機(jī)的底盤上，液壓抱桿頂升裝置10處于鎖緊操作時，鋼制夾具7抱夾引孔桿的厚壁鋼管 ll，此時，油缸8鎖緊厚壁鋼管11 ;然后啟動頂升油缸9，將引孔桿1頂升上拔至頂升油缸9 的設(shè)計行程；再令液壓抱桿頂升裝置10處于放松操作，放松油缸8對厚壁鋼管1的鎖緊，頂 升油缸9回程至原位。 第二次鎖緊操作使鎖緊油缸8抱夾厚壁鋼管11，啟動頂升油缸9將引孔桿1頂升 上拔至頂升油缸9的設(shè)計行程，重復(fù)上述過程，達(dá)到樁機(jī)具備有能力將引孔桿1全部拔出。
作為另一個實(shí)施方式，可采用工廠化生產(chǎn)的多段高強(qiáng)度PHC預(yù)應(yīng)力管樁4焊接接 長的成樁方法，PHC預(yù)應(yīng)力管樁4最底下的一段的底部焊接錐形鋼樁靴5 ;如圖2所示；在 引孔孔位將高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁錘擊沉入，焊接接樁穿越高填方地基直至進(jìn)入堅硬土層，完 成高填方地基的成樁施工。 本發(fā)明在浙江省舟山市螞蟻島劈山填海造地工程實(shí)施中，穿越22米高填方地基 進(jìn)入堅硬土層的樁基工程成樁，獲得預(yù)期的良好效果。
權(quán)利要求
一種劈山填海高填方地基的成樁裝置，其特征在于a.包括一引孔桿(1)以及與該引孔桿相連接的液壓抱桿頂升裝置(10)；b.所述引孔桿(1)由厚壁鋼管(11)與其底部的實(shí)心鋼錐體(12)焊接組成，該實(shí)心鋼錐體(12)的尖端鑲焊硬質(zhì)合金鋼錐尖(6)；c.所述液壓抱桿頂升裝置(10)由各帶鎖緊油缸(8)的一對鋼制夾具(7)構(gòu)成；該鋼制夾具(7)底部對稱設(shè)置有兩個頂升油缸(9)，該頂升油缸(9)置于施工樁機(jī)的底盤上；d.所述厚壁鋼管(11)與所述鋼錐體(12)之間的連接處設(shè)置有多個沿該鋼管(11)圓周等分的并軸向布置的三角肋鋼板(13)。
2. —種劈山填海高填方地基的成樁方法，其特征在于所述成樁方法的步驟是第一 步，將施工打樁機(jī)按設(shè)計樁位的所述高填方地基定位；第二步，將成樁裝置的引孔桿(1)錘擊沉入所述高填方地基中，錘擊沉入所述引孔桿穿越高填方地基過程，將該高填方石料擠向所述引孔桿(1)周圍，同時，所述成樁裝置的實(shí)心鋼錐體(12)擠入所述高填方的填方石 料中；當(dāng)所述鋼錐體(12)底部遇有大直徑塊石時，該鋼錐體(12)的合金鋼錐尖(6)將大直 徑塊石擊碎并剌入所述填方石料中，直至所述引孔桿(1)穿越所述高填方地基的底部；第 三步，將所述引孔桿(1)振動拔出；當(dāng)振動拔出該引孔桿阻力過大時，開動液壓抱桿頂升裝 置(10)并帶動所述引孔桿(l)，直至全部拔出該引孔桿，完成引孔工序；第四步，從該引孔 中置入鋼筋骨架并灌入砼。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的劈山填海高填方地基的成樁裝置，其特征在于所述引孔桿 (1)的最大直徑設(shè)置為小于所述高填方地基的成樁孔直徑5厘米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的劈山填海高填方地基的成樁裝置，其特征在于所述三角肋 鋼板(13)設(shè)置為8 16個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的劈山填海高填方地基的成樁裝置，其特征在于所述三角肋 鋼板(13)最佳設(shè)置為12個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的劈山填海高填方地基的成樁裝置，其特征在于所述液壓抱 桿頂升裝置(10)的鋼制夾具(7)處于鎖緊操作時，該夾具(7)夾緊所述引孔桿(l)，然后啟 動頂升油缸(9)，將所述引孔桿(1)頂升上拔至該頂升油缸(9)的設(shè)計行程；再放松所述鎖 緊油缸(8)，并使所述頂升油缸(9)回落至原始位置；然后，第二次令所述鋼制夾具(7)處 于鎖緊操作并夾緊所述引孔桿(l)，然后第二次啟動頂升油缸(9)，將所述引孔桿(1)第二 次頂升上拔至該頂升油缸(9)的設(shè)計行程；重復(fù)上述過程，實(shí)現(xiàn)分級頂升，直至將所述引孔桿(1)全部拔出。
全文摘要
一種劈山填海高填方地基的成樁裝置，它包括一引孔桿以及相連接的液壓抱桿頂升裝置，引孔桿由厚壁鋼管與其底部的實(shí)心鋼錐體焊接組成，錐體尖端鑲焊有硬質(zhì)合金鋼錐尖，液壓抱桿頂升裝置由帶鎖緊油缸的對鋼制夾具構(gòu)成；該鋼制夾具底部對稱設(shè)置有頂升油缸，該頂升油缸置于施工樁機(jī)的底盤上；其成樁步驟是將施工打樁機(jī)按設(shè)計樁位定位，將引孔桿錘擊沉入高填方地基，鋼錐體即擊碎擠入高填方石料中，至穿越高填方地基底部，再將引孔桿振動拔出；當(dāng)拔出阻力過大時，開動液壓抱桿頂升裝置并帶動引孔桿，直至全部拔出引孔桿；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了有效穿越高填方地基的地基施工技術(shù)，又施工效率較高而成本較低。
文檔編號E02D11/00GK101761054SQ20101004002
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者孔紅斌, 孔超 申請人:孔超