專利名稱：用于全樁長(zhǎng)變截面灌注樁施工的變截面擠擴(kuò)器及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)成變截面樁孔的變截面灌注樁施工裝置及其施工方法，屬于土木工程中的施工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中常用的灌注樁的施工方法多為擠擴(kuò)支盤(pán)樁，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]擠擴(kuò)支盤(pán)樁在工程中的應(yīng)用，王振玲，山西建筑，第37卷第1期，2011年1月，施工方法為在鉆 (沖)孔后，將擴(kuò)孔裝置放入孔中，利用支盤(pán)進(jìn)行多次擠擴(kuò)形成變截面樁孔，通過(guò)灌注等操作形成變截面樁。然而，成樁時(shí)對(duì)土體的要求較高，且多次擠擴(kuò)操作繁雜；同時(shí)形成的變截面樁形式單一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)成變截面樁孔的變截面擠擴(kuò)器及相應(yīng)的變截面灌注樁的施工方法，以小孔徑擠擴(kuò)獲得高承載力的樁。應(yīng)用本發(fā)明提供的變截面擠擴(kuò)器可以降低成變截面灌注樁對(duì)土體的要求，且一次性制成樁孔。所述的施工方法是指將收縮狀態(tài)的筒型變截面擠擴(kuò)器植入土層，到達(dá)設(shè)計(jì)深度后進(jìn)行擠擴(kuò)操作，以直接獲得變截面樁孔，向樁孔中灌注樁體材料即可獲得變截面樁。本發(fā)明提供的變截面擠擴(kuò)器由至少兩個(gè)擠擴(kuò)器單元組成，并且至少兩個(gè)擠擴(kuò)器單元擴(kuò)展后的直徑不相等；所述的每個(gè)擠擴(kuò)器單元包括中心螺桿、正向螺母、反向螺母、支撐桿、支撐梁和擴(kuò)展葉片，其中中心螺桿是由反向螺桿和正向螺桿兩段組成，反向螺桿段上套有一個(gè)反向螺母，正向螺桿段上套有一個(gè)正向螺母，所述的正向螺母和反向螺母上分別鉸接有數(shù)量相等、均勻分布的若干支撐桿，鉸接在正向螺母與反向螺母上的對(duì)應(yīng)位置的支撐桿形成支撐桿對(duì)，支撐桿對(duì)的另一端鉸接在相應(yīng)支撐梁上的同一點(diǎn)，支撐梁外連擴(kuò)展葉片； 每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿連接形成擠擴(kuò)器。所述的變截面擠擴(kuò)器由兩個(gè)以上擴(kuò)展后直徑不同的直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成，所述的直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組由至少兩個(gè)擠擴(kuò)器單元連接而成，每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿的螺距相同，支撐桿長(zhǎng)度相同，同組擠擴(kuò)器單元共用支撐梁和擴(kuò)展葉片。所述的變截面擠擴(kuò)器是由至少兩個(gè)擠擴(kuò)后直徑不同的斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成， 所述的斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組由兩個(gè)擠擴(kuò)器單元連接而成，每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿的螺距不同，支撐桿長(zhǎng)度不同，同組擠擴(kuò)器單元共用支撐梁和擴(kuò)展葉片。所述的變截面擠擴(kuò)器由若干個(gè)直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組和若干個(gè)斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成。所述的斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組中的每個(gè)擠擴(kuò)器單元的擴(kuò)展葉片為扇形。應(yīng)用上述的變截面擠擴(kuò)器進(jìn)行擠擴(kuò)灌注樁施工，施工方法為將處于緊縮狀態(tài)的變截面擠擴(kuò)器植入土層，通過(guò)擠擴(kuò)器的擠擴(kuò)，一次性得到變截面樁孔，向變截面樁孔中灌注樁體材料得到變截面灌注樁。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及功效(1)本發(fā)明通過(guò)一次性擠擴(kuò)獲得變截面樁孔，從而獲得變截面灌注樁；(2)本發(fā)明提供的變截面擠擴(kuò)器及其施工方法對(duì)土質(zhì)的要求較低，可以應(yīng)對(duì)土體較差的情況；(3)本發(fā)明提供的施工方法中變截面樁的形式多樣，可滿足不同土體的要求。


圖Ia --Id——直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元擠擴(kuò)前縱剖面、橫剖面和擠擴(kuò)后縱剖面、橫剖面示意圖2a --2d——變截面型擠擴(kuò)器單元擠擴(kuò)前縱剖面、俯視圖和擠擴(kuò)后縱剖面、俯視圖示意圖3—一扇形擴(kuò)展葉片示意圖4—一三角形底部擴(kuò)大頭樁孔示意圖5—一梯形底部擴(kuò)大頭樁孔示意圖6—一直擴(kuò)型糖葫蘆樁孔示意圖7—一三角形糖葫蘆樁孔示意圖8—一梯形糖葫蘆樁孔示意圖9—一菱形糖葫蘆樁孔示意圖10—一階梯形樁孔示意圖11—一錐形樁孔示意圖。
圖中
A反向螺桿；B擴(kuò)展葉片；C反向螺母；D正向螺母；F支撐梁；G支撐桿；H正向螺桿；I中心螺桿。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供一種全樁長(zhǎng)變截面擠擴(kuò)器，其結(jié)構(gòu)組成如下該變截面擠擴(kuò)器由至少兩節(jié)擠擴(kuò)器單元組合連接而成，如圖1所示，每一個(gè)擠擴(kuò)器單元均主要由中心螺桿I、反向螺母C、正向螺母D、支撐桿G、支撐梁F和擴(kuò)展葉片B構(gòu)成。 其中中心螺桿I是由反向螺桿A和正向螺桿H組成。反向螺桿A上套有一個(gè)反向螺母C，正向螺桿H上套有一個(gè)正向螺母D。一對(duì)正、反向螺母D、C上對(duì)應(yīng)鉸接有數(shù)量相等的若干個(gè)支撐桿G形成支撐桿對(duì)。支撐桿對(duì)的另一端鉸接在支撐梁F上的同一點(diǎn)，支撐梁F外連擴(kuò)展葉片B。在所述的反向螺母C或正向螺母D上鉸接的支撐桿G均勻分布。處于收縮狀態(tài)時(shí)，擴(kuò)展葉片B之間相互搭疊，反向螺母C和正向螺母D之間的距離最大，當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心螺桿 I使得擠擴(kuò)器擴(kuò)展時(shí)，擴(kuò)展葉片B之間首尾搭接，反向螺母C和正向螺母D之間的距離逐漸變小，形成所需要的擴(kuò)展直徑。當(dāng)相鄰擠擴(kuò)器單元的支撐梁F和擴(kuò)展葉片B為連續(xù)時(shí)，若中心螺桿I的螺距相同且支撐桿G長(zhǎng)度相同，則擠擴(kuò)器單元擴(kuò)展后為直筒型，稱之為直擴(kuò)型(簡(jiǎn)稱I型)，如圖Ia Id所示，圖Ia為擠擴(kuò)前縱剖面示意圖，圖Ib為擠擴(kuò)前橫剖面示意圖，圖Ic為擠擴(kuò)后縱剖面示意圖，圖Id為擠擴(kuò)后橫剖面示意圖。當(dāng)相鄰擠擴(kuò)器單元的支撐梁F和擴(kuò)展葉片B為連續(xù)時(shí)，若相鄰擠擴(kuò)器單元中心螺桿I的螺距不同且支撐桿G的長(zhǎng)度不同，則擠擴(kuò)后成為圓臺(tái)型，如圖加、213、2(3、2(1所示，稱為斜擴(kuò)型。斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元的擴(kuò)展葉片B可設(shè)計(jì)為類扇形或扇形弧面結(jié)構(gòu)，如圖3所示。通過(guò)改變擠擴(kuò)器單元中心螺桿的螺距和支撐桿(或支撐桿對(duì))的長(zhǎng)度，可以在擠擴(kuò)器的中心螺桿I轉(zhuǎn)動(dòng)相同角度時(shí)，使每個(gè)擠擴(kuò)器單元的擴(kuò)展直徑不同，即擠擴(kuò)后可以獲得不同直徑的擠擴(kuò)器。通過(guò)采用不同擠擴(kuò)器單元的不同組合形式，可獲得滿足不同要求的變截面擠擴(kuò)器。本發(fā)明提供的變截面擠擴(kuò)器可以由若干個(gè)直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組和若干個(gè)斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成，也可以由兩個(gè)以上擴(kuò)展后直徑不同的直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成，或者由至少兩個(gè)擠擴(kuò)后直徑不同的斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成。所述的直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組由至少兩個(gè)擠擴(kuò)器單元連接而成，每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿I的螺距相同，支撐桿G長(zhǎng)度相同，同組擠擴(kuò)器單元共用支撐梁F和擴(kuò)展葉片B。所述的斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組由兩個(gè)擠擴(kuò)器單元連接而成，每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿I的螺距不同，支撐桿G長(zhǎng)度不同，同組擠擴(kuò)器單元共用支撐梁F和擴(kuò)展葉片B。本發(fā)明一種全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)變截面灌注樁施工方法可以采用如下方式實(shí)現(xiàn)第一步將組合好的處于收縮狀態(tài)的變截面擠擴(kuò)器植入土層至設(shè)計(jì)深度；第二步旋轉(zhuǎn)中心螺桿I帶動(dòng)所有擠擴(kuò)器單元的反向螺母C和正向螺母D相對(duì)運(yùn)動(dòng)；驅(qū)使鉸接在反向螺母C和正向螺母D上的支撐桿G向外凸起，推動(dòng)支撐梁F向外運(yùn)動(dòng)， 支撐梁F頂著擴(kuò)展葉片B打開(kāi)，擴(kuò)展葉片B直接擠壓土層，直至擴(kuò)張至擠擴(kuò)器設(shè)計(jì)形狀，如圖lc、圖2c所示；第三步澆注樁體材料、向上收起擠擴(kuò)器，即完成全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)變截面灌注樁的施工。其中，視土質(zhì)條件，擠擴(kuò)器可以在樁體材料澆筑之前收起，也可以在樁體材料澆筑之后收起。當(dāng)土質(zhì)條件較好，擴(kuò)孔后樁孔可以自立，擠擴(kuò)器收起后樁孔不會(huì)坍塌時(shí)，則可以先收起擠擴(kuò)器，然后澆筑樁體材料。如果土質(zhì)條件不好，擴(kuò)孔后樁孔不能自立，擠擴(kuò)器收起后樁孔孔壁土體會(huì)坍塌，則可以先澆筑樁體材料，然后收起擠擴(kuò)器。這樣，對(duì)土質(zhì)的要求較低，可以應(yīng)對(duì)土體較差的情況，可滿足不同土體的擠擴(kuò)要求。實(shí)施例一工程場(chǎng)地土層為流塑態(tài)淤泥質(zhì)粘土。擠擴(kuò)器各部件采用鋁合金制作，三角形底部擴(kuò)大頭樁孔擠擴(kuò)器由若干個(gè)I擠擴(kuò)器單元和若干個(gè)II型擠擴(kuò)器單元組合而成。擠擴(kuò)器在收縮狀態(tài)下具有一個(gè)統(tǒng)一的直徑150mm，擠擴(kuò)后上部樁孔直徑200mm，擴(kuò)大頭最大直徑為 380mm。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)10m，擴(kuò)大頭部分縱向尺寸為1. 5m。用靜壓方式將處于收縮狀態(tài)的擠擴(kuò)器壓入土中，其下為承載力較高的粘土層，能夠充分發(fā)揮樁底的高承載力。旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)器中心螺桿I使其擴(kuò)展至設(shè)計(jì)直徑，形成變截面樁孔，向擠擴(kuò)形成的變截面樁孔中澆筑C20混凝土，反向旋轉(zhuǎn)中心螺桿I并向上收起擴(kuò)孔器，完成全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)素混凝土灌注樁的施工，如圖 4所示，為三角形底部擴(kuò)大頭樁孔示意圖，擠擴(kuò)器由直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組和斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成，直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組由四個(gè)擠擴(kuò)器單元連接而成，每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿I 的螺距相同，支撐桿G長(zhǎng)度相同，同組擠擴(kuò)器單元共用支撐梁F和擴(kuò)展葉片B ；斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組由兩個(gè)擠擴(kuò)器單元連接而成，每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿I的螺距不同，支撐桿G長(zhǎng)度不同，同組擠擴(kuò)器單元共用支撐梁F和擴(kuò)展葉片B，斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的最小擴(kuò)展直徑等于直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑。實(shí)施例二 工程場(chǎng)地土層為可塑態(tài)粉質(zhì)粘土。擠擴(kuò)器采用低合金碳素鋼制作，梯形底部擴(kuò)大頭樁孔擠擴(kuò)器由若干個(gè)擠擴(kuò)后直徑為a的I-I型擠擴(kuò)器單元、若干個(gè)擠擴(kuò)后直徑為b的1-2 型擠擴(kuò)器單元和1 2個(gè)II型擠擴(kuò)器單元組合而成。如圖5所示，兩個(gè)1-2和1-2型擠擴(kuò)器單元的支撐桿G長(zhǎng)度及中心螺桿I螺距不同。擠擴(kuò)器在收縮狀態(tài)下直徑100mm，擠擴(kuò)后上部樁孔直徑150mm，梯形擴(kuò)大頭直徑為260mm。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)20m，II型擠擴(kuò)器單元組合后的縱向尺寸為lm，直徑為b = 260mm的1_2型擠擴(kuò)器單元組合后縱向尺寸為細(xì)。用鉆機(jī)鉆直徑 IlOmm孔，將處于收縮狀態(tài)的擠擴(kuò)器壓入孔中。旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)器中心螺桿使其擴(kuò)展至設(shè)計(jì)直徑， 反向旋轉(zhuǎn)并向上收起擴(kuò)孔器，形成變截面樁孔，如圖5所示，變截面樁孔采用的變截面擠擴(kuò)器由第一直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組(1-1)、斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組(II)和第二直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組(1- ，并且第一直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑大于第二直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑，向擠擴(kuò)形成的變截面樁孔中放置鋼筋籠，澆筑C20混凝土，完成全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)鋼筋混凝土灌注樁的施工。實(shí)施例三工程場(chǎng)地土層為流塑態(tài)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。擠擴(kuò)器采用高強(qiáng)工程塑料制作，直擴(kuò)型糖葫蘆樁孔擠擴(kuò)器由若干個(gè)直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成，即擠擴(kuò)后直徑為a的I-I型擠擴(kuò)器單元組(直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組)與擠擴(kuò)后直徑為b的1-2型擠擴(kuò)器單元組(直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組)相間組成，I-I型與1-2型擠擴(kuò)器單元組的支撐桿G長(zhǎng)度及中心螺桿I螺距不同， 同組內(nèi)的中心螺桿I的螺距和支撐桿G的長(zhǎng)度相同。擠擴(kuò)器在收縮狀態(tài)下直徑150mm，擠擴(kuò)后直徑a = 230mm和b = 320mm,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)15m。采用激震器將處于收縮狀態(tài)的擠擴(kuò)器貫入土中。旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)器中心螺桿使其擴(kuò)展至設(shè)計(jì)直徑，形成變截面樁孔，如圖6所示，變截面樁孔采用擠擴(kuò)器單元類型為直擴(kuò)型按照I-I型-1-2型的順次排布，其中I-I型與1-2型的直徑不同，向擠擴(kuò)形成的變截面樁孔澆筑流態(tài)水泥與土的拌和物，反向旋轉(zhuǎn)并向上收起擴(kuò)孔器，完成全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)水泥土灌注樁的施工。其中水泥土拌和物硬化后無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于 1. 5MPa。實(shí)施例四工程場(chǎng)地土層為可塑態(tài)粉質(zhì)粘土。擠擴(kuò)器采用低合金碳素鋼制作，三角形糖葫蘆樁孔擠擴(kuò)器由I型擠擴(kuò)器單元組和II型擠擴(kuò)器單元組相間組合而成。擠擴(kuò)器在收縮狀態(tài)下直徑90mm，擠擴(kuò)后最小直徑130mm，最大直徑200mm，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)20m。用鉆機(jī)鉆直徑IOOmm 孔，將處于收縮狀態(tài)的擠擴(kuò)器壓入孔中。旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)器中心螺桿I使其擴(kuò)展至設(shè)計(jì)直徑，反向旋轉(zhuǎn)并向上收起擴(kuò)孔器，形成變截面樁孔，如圖7所示，變截面樁孔采用的擠擴(kuò)器由直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組和斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組相間排列構(gòu)成，斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的最小擠擴(kuò)直徑等于直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擠擴(kuò)直徑，每組直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑相同。向擠擴(kuò)形成的樁孔中放置鋼筋籠，澆筑C20混凝土，完成全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)鋼筋混凝土灌注樁的施工。實(shí)施例五工程場(chǎng)地土層為可塑態(tài)粉質(zhì)粘土。擠擴(kuò)器采用鈦合金制作，梯形糖葫蘆樁孔擠擴(kuò)器由擠擴(kuò)后直徑為a的I-I型擠擴(kuò)器單元、II型擠擴(kuò)器單元和擠擴(kuò)后直徑為b的1-2型擠擴(kuò)器單元相間組合而成。I-I型與1-2型擠擴(kuò)器單元的支撐桿G長(zhǎng)度及中心螺桿I螺距不同。擠擴(kuò)器在收縮狀態(tài)下直徑400mm，擠擴(kuò)后最小直徑550mm，最大直徑800mm，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng) 40m。用螺旋鉆機(jī)鉆直徑420mm孔，將處于收縮狀態(tài)的擠擴(kuò)器壓入孔中。旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)器中心螺桿I使其擴(kuò)展至設(shè)計(jì)直徑，形成變截面樁孔，如圖8所示，所述的變截面樁孔采用的擠擴(kuò)器由三個(gè)第一直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組(1-1)、三個(gè)第二直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組(1- 和三個(gè)斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組相間排列構(gòu)成，第一直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑小于第二直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑，并且斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的最小擴(kuò)展直徑等于第一直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑，斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的最大擴(kuò)展直徑等于第二直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑。反向旋轉(zhuǎn)并向上收起擠擴(kuò)器，向擠擴(kuò)形成的樁孔中放置鋼筋籠，澆筑C25混凝土， 完成全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)鋼筋混凝土灌注樁的施工。實(shí)施例六工程場(chǎng)地土層為可塑態(tài)粉質(zhì)粘土。擠擴(kuò)器采用低合金碳素鋼制作，菱形糖葫蘆樁孔擠擴(kuò)器由I型擠擴(kuò)器單元、正置的II型擠擴(kuò)器單元II-I和倒置的II型擠擴(kuò)器單元II-2 相間組合而成。II-I型和II-2型擠擴(kuò)器單元中心螺桿I的螺紋相反。擠擴(kuò)器在收縮狀態(tài)下直徑300mm，擠擴(kuò)后最小直徑450mm，最大直徑800mm，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)20m。用鉆機(jī)鉆直徑310mm 孔，將處于收縮狀態(tài)的擠擴(kuò)器壓入孔中。旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)器中心螺桿I使其擴(kuò)展至設(shè)計(jì)直徑，反向旋轉(zhuǎn)并向上收起擠擴(kuò)器，形成變截面樁孔，如圖9所示，所述的變截面樁孔采用的擠擴(kuò)器由三個(gè)擴(kuò)展直徑相同的直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組、三個(gè)第一斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組和三個(gè)第二斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組相間排列構(gòu)成，其中，第一和第二斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的最小擴(kuò)展直徑等于直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑，第一斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的最大擴(kuò)展直徑等于第二斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑。向擠擴(kuò)形成的樁孔中放置鋼筋籠，澆筑C20混凝土，完成全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)鋼筋混凝土灌注樁的施工。實(shí)施例七工程場(chǎng)地土層為流塑態(tài)淤泥質(zhì)粘土。擠擴(kuò)器采用鋁合金制作，階梯形樁孔擠擴(kuò)器由若干個(gè)擠擴(kuò)后直徑依次遞減的I型擠擴(kuò)器單元組合而成。擠擴(kuò)器單元的支撐桿長(zhǎng)度及中心螺桿螺距不同。且從上至下，擠擴(kuò)后擠擴(kuò)器單元的擴(kuò)展直徑逐漸減小。擠擴(kuò)器在收縮狀態(tài)下直徑300mm，擠擴(kuò)后最大樁孔直徑750mm，最小樁孔直徑為400mm。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)10m。用靜壓方式將處于收縮狀態(tài)的擠擴(kuò)器壓入土中。旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)器中心螺桿I使其擴(kuò)展至設(shè)計(jì)直徑， 形成變截面樁孔，如圖10所示，所述的變截面樁孔采用的擠擴(kuò)器由三個(gè)直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成，每個(gè)直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑依次遞減，形成階梯狀。向擠擴(kuò)形成的變截面樁孔中澆筑C20混凝土，反向旋轉(zhuǎn)中心螺桿I并向上收起擴(kuò)孔器，完成全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)素混凝土灌注樁的施工。實(shí)施例八工程場(chǎng)地土層為可塑態(tài)粉質(zhì)粘土。擠擴(kuò)器采用低合金碳素鋼制作，錐形樁孔擠擴(kuò)器由若干個(gè)擠擴(kuò)后直徑依次遞減的II型擠擴(kuò)器單元組合而成。擠擴(kuò)器單元的支撐桿長(zhǎng)度及中心螺桿螺距不同。擠擴(kuò)器在收縮狀態(tài)下直徑80mm，擠擴(kuò)后最大直徑170mm，最小直徑 90mm，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)15m。用鉆機(jī)鉆直徑90mm孔，將處于收縮狀態(tài)的擠擴(kuò)器壓入孔中。旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)器中心螺桿I使其擴(kuò)展至設(shè)計(jì)直徑，反向旋轉(zhuǎn)中心螺桿I至收縮直徑并向上收起擴(kuò)孔器，形成變截面樁孔，如圖11所示，所述的擠擴(kuò)器由若干個(gè)斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成，每個(gè)斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的擴(kuò)展直徑不同。向擠擴(kuò)形成的變截面樁孔中澆筑C20混凝土，完成全樁長(zhǎng)擠擴(kuò)素混凝土灌注樁的施工。 在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的變截面樁孔或者灌注樁的方法，可以采用若干組直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組和斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組的任意組合形式構(gòu)成的擠擴(kuò)器實(shí)現(xiàn)，形成符合工程要求或者符合土層要求的變截面樁孔，不管那種形式的擠擴(kuò)器，收縮狀態(tài)的擠擴(kuò)器中具有統(tǒng)一的收縮直徑，便于將擠擴(kuò)器壓入相應(yīng)的土層中，擴(kuò)展后的擴(kuò)展直徑為變直徑，滿足不同的擠擴(kuò)直徑和形狀要求。
權(quán)利要求
1.一種用于全樁長(zhǎng)變截面灌注樁施工的變截面擠擴(kuò)器，其特征在于所述的變截面擠擴(kuò)器由至少兩個(gè)擠擴(kuò)器單元組成，并且至少兩個(gè)擠擴(kuò)器單元擴(kuò)展后的直徑不相等；所述的每個(gè)擠擴(kuò)器單元包括中心螺桿、正向螺母、反向螺母、支撐桿、支撐梁和擴(kuò)展葉片，其中中心螺桿是由反向螺桿和正向螺桿兩段組成，反向螺桿段上套有一個(gè)反向螺母，正向螺桿段上套有一個(gè)正向螺母，所述的正向螺母和反向螺母上分別鉸接有數(shù)量相等、均勻分布的若干支撐桿，鉸接在正向螺母與反向螺母上的對(duì)應(yīng)位置的支撐桿形成支撐桿對(duì)，支撐桿對(duì)的另一端鉸接在相應(yīng)支撐梁上的同一點(diǎn)，支撐梁外連擴(kuò)展葉片；每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿連接形成擠擴(kuò)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于全樁長(zhǎng)變截面灌注樁施工的變截面擠擴(kuò)器，其特征在于所述的變截面擠擴(kuò)器由兩個(gè)以上擴(kuò)展后直徑不同的直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成，所述的直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組由至少兩個(gè)擠擴(kuò)器單元連接而成，每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿的螺距相同，支撐桿長(zhǎng)度相同，同組擠擴(kuò)器單元共用支撐梁和擴(kuò)展葉片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于全樁長(zhǎng)變截面灌注樁施工的變截面擠擴(kuò)器，其特征在于所述的變截面擠擴(kuò)器是由至少兩個(gè)擠擴(kuò)后直徑不同的斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成，所述的斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組由兩個(gè)擠擴(kuò)器單元連接而成，每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿的螺距不同，支撐桿長(zhǎng)度不同，同組擠擴(kuò)器單元共用支撐梁和擴(kuò)展葉片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于全樁長(zhǎng)變截面灌注樁施工的變截面擠擴(kuò)器，其特征在于所述的變截面擠擴(kuò)器由若干個(gè)直擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組和若干個(gè)斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種用于全樁長(zhǎng)變截面灌注樁施工的變截面擠擴(kuò)器，其特征在于所述的斜擴(kuò)型擠擴(kuò)器單元組中的每個(gè)擠擴(kuò)器單元的擴(kuò)展葉片為扇形弧面結(jié)構(gòu)。
6.用于全樁長(zhǎng)變截面灌注樁施工的變截面擠擴(kuò)器的施工方法，其特征在于將處于緊縮狀態(tài)的變截面擠擴(kuò)器植入土層，通過(guò)擠擴(kuò)器的擠擴(kuò)，一次性得到變截面樁孔，向變截面樁孔中灌注樁體材料得到變截面灌注樁。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于全樁長(zhǎng)變截面灌注樁施工的變截面擠擴(kuò)器及其施工方法，由至少兩個(gè)擠擴(kuò)器單元組成，并且至少有兩個(gè)擠擴(kuò)器單元擴(kuò)展后的直徑不相等；所述的每個(gè)擠擴(kuò)器單元包括中心螺桿、正向螺母、反向螺母、支撐桿、支撐梁和擴(kuò)展葉片，每個(gè)擠擴(kuò)器單元的中心螺桿連接形成擠擴(kuò)器，各擠擴(kuò)器單元的中心螺桿的螺距以及支撐桿的長(zhǎng)度不全部相等。所述的變截面擠擴(kuò)器通過(guò)一次性擠擴(kuò)獲得變截面樁孔，從而獲得變截面灌注樁；對(duì)土質(zhì)的要求較低，可以應(yīng)對(duì)土體較差的情況；而且變截面樁的形式多樣，可滿足不同土體的要求。
文檔編號(hào)E02D5/48GK102286972SQ20111016742
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者俞悅, 劉鵬, 翟京, 鄭曉寧, 黃新 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)