專利名稱：擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置與成樁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種土木建筑工程的樁基礎(chǔ)，尤其是涉及ー種在深厚飽和軟粘土地層中用干支承上部建筑的擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置與成樁方法。
背景技術(shù)：
如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00610019756. 6的發(fā)明專利《螺桿樁、螺紋樁成樁設(shè)備及成樁工法》，該成樁設(shè)備的結(jié)構(gòu)主要由機(jī)體、油缸、液壓電機(jī)、自動(dòng)控制設(shè)備、輸送管道組成，ー個(gè)動(dòng)カ頭安裝在所述機(jī)體的底座立架上，所述液壓電機(jī)安裝在所述機(jī)體底座上，該液壓電機(jī)通過(guò)伸縮油缸與所述動(dòng)カ頭相連，鉆桿上的卡具與所述動(dòng)カ頭的活動(dòng)卡具相連，砼輸送管道與內(nèi)鉆桿連結(jié)，所述自動(dòng)控制設(shè)備分別與所述液壓電機(jī)和所述油缸相連。該發(fā)明專利適用于山坡地基的螺紋樁，旋轉(zhuǎn)將活瓣錐形螺紋的鋼模管旋轉(zhuǎn)擰入土層，螺紋鋼模管內(nèi)先灌入一定量的砼，反旋過(guò)程在管內(nèi)加壓，使管端錐形活瓣打開(kāi)，使砼充填滿螺紋鋼模管反向旋轉(zhuǎn)上升留出的空間，即成螺紋砼樁，采用后插鋼筋籠、滿足樁體配鋼筋的要求。該200610019756. 6發(fā)明專利《螺桿樁、螺紋樁成樁設(shè)備及成樁工法》的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng) カ輸出省電省吋，施工速度較快；成樁設(shè)備采用伸縮式鉆桿，鉆機(jī)鉆孔深度大大提高；又實(shí)現(xiàn)了砼的攪拌，樁的勻質(zhì)性明顯提高。然而，上述《螺桿樁、螺紋樁成樁設(shè)備及成樁工法》的不足之處是它只適用于山坡地基與礫砂地層，而不能適用于深厚軟土地層；其次是它的鋼筋放置采取后插筋方式，則鋼筋位置與質(zhì)量控制較困難；其三是它只適用于帶錐形的螺紋樁，不能適用于平底形的螺桿樁。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的狀況，提供ー種適用于深厚軟土地層、具有較高的成樁質(zhì)量與節(jié)能效果的擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置與成樁方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置，包括一穿過(guò)樁機(jī)底座的鋼模管，該鋼模管上端配置ー旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭；其特征在于a.所述鋼模管穿過(guò)所述樁機(jī)底座并從底部套接ー鋼筋砼樁靴；b該鋼模管的管底向上焊接有呈螺紋狀的三角形鋼條，形成一帯外螺旋體的鋼模管，該外螺旋體的螺紋圈數(shù)必須大于3圈；c.所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭設(shè)置在所述鋼模管的管頂上，該旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭的下部設(shè)有十字形連接頭；所述鋼模管頂端焊接ー鋼箍，該鋼箍頂端設(shè)有槽ロ，該槽ロ(1 與所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ 頭的十字形連接頭相配合；所述鋼箍與所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭的底座之間，配置有四個(gè)管頂夾鉗， 該管頂夾鉗可以將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭與所述鋼模管之間聯(lián)接成一整體。置有四個(gè)管頂夾鉗，該管頂夾鉗可以將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭與所述鋼模管之間聯(lián)接成一整體。為了增大所述鋼模管旋轉(zhuǎn)カ矩的作用，所述鋼模管的中部設(shè)有輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置，該輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置包括帶小齒輪的輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭，該輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭連接一帯液壓抱管裝置的齒輪箱，該齒輪箱的大齒輪與所述小齒輪相嚙合；所述鋼模管外壁設(shè)有貼緊的摩擦瓦，該摩擦瓦連接一抱管千斤頂，該抱管千斤頂固定在所述大齒輪端面上。為了提高輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ裝置的傳動(dòng)效率，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭、所述大齒輪與所述鋼模管同步旋轉(zhuǎn)。為了將齒輪箱安裝定位于樁機(jī)底座上，作為優(yōu)選，所述齒輪箱設(shè)置為方形，該方形的四個(gè)邊角各設(shè)有邊孔，該邊孔中設(shè)有立柱，該立柱固定在所述樁機(jī)底座上；該樁機(jī)底座上還設(shè)有多個(gè)回程千斤頂，該回程千斤頂?shù)捻敹伺c所述齒輪箱底面相抵。為了方便加工，作為優(yōu)選，所述十字形連接頭是用十字形鋼條焊接而成。作為優(yōu)選，所述槽ロ設(shè)置四個(gè)，沿圓周均勻布置。一種擠土型鋼筋砼螺桿樁的成樁方法，包括一穿過(guò)樁機(jī)底座的鋼模管，該鋼模管設(shè)置為底部開(kāi)ロ并從管底向上焊接有呈螺紋狀的三角形鋼條，形成一帯外螺旋體的鋼模管；該外螺旋體鋼模管上部配置一旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭，該鋼模管頂端焊接ー鋼箍，該鋼箍頂端設(shè)有槽ロ，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭下部設(shè)有十字形連接頭，該十字形連接頭與所述槽ロ相配合；所述鋼箍與所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭的底座之間設(shè)有管頂夾鉗；所述鋼模管的中部設(shè)有輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置，其特征在于所述成樁方法步驟是第一歩，所述成樁樁位上預(yù)埋ー鋼筋砼樁靴；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭過(guò)所述管頂夾鉗與所述鋼模管連接一體，所述樁機(jī)底座置于該鋼模管底就位，該鋼模管再與所述鋼筋砼樁靴套接；啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭，并將該鋼模管旋轉(zhuǎn)擰入土層；當(dāng)進(jìn)入硬土層エ況，如果所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭的動(dòng)力不足吋，開(kāi)動(dòng)所述輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置，以補(bǔ)充動(dòng)カ將所述鋼模管擰入土層至設(shè)計(jì)高程；第二歩，將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭從所述鋼模管上ロ移除，檢查該鋼模管內(nèi)是否進(jìn)水或進(jìn)泥，并確認(rèn)沒(méi)有進(jìn)水或進(jìn)泥后，則從所述鋼模管的上ロ置入鋼筋籠、灌入砼至滿管；第三步，將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭的十字形連接頭固定卡入所述鋼模管上部的槽口內(nèi)， 再將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭的管頂夾鉗夾緊在所述鋼模管的上ロ ；反向旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭，與此同時(shí)，隨時(shí)檢查所述鋼模管中砼高度，依靠該鋼模管內(nèi)砼的自重壓力，才能形成所述螺桿樁的外螺旋體輪廓尺寸，一直旋轉(zhuǎn)至將所述鋼模管全部離開(kāi)土層，即形成所述鋼筋砼螺桿樁。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是帶螺旋體的鋼筋砼螺桿樁，可大大提高承載カ 值；且鋼筋與砼同時(shí)放置，成樁質(zhì)量佳、環(huán)保節(jié)能，尤其適用于深厚軟土地層與平底形的螺桿樁。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖1的B-B視圖；；圖4為本發(fā)明的成樁過(guò)程示意具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。圖1至圖4示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，它包括一穿過(guò)樁機(jī)底座6的鋼模管1，該鋼模管上端配置ー旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭3。該鋼模管穿過(guò)所述樁機(jī)底座6并從底部套接ー鋼筋砼樁靴15 ；該鋼模管從管底向上焊接有呈螺紋狀三角形鋼條2，形成具有外螺旋體的鋼模管，為了保證所述鋼筋砼螺桿樁的成樁可靠性，該外螺旋體的螺紋圈數(shù)必須大于3圈；該鋼模管1的管頂設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭3，該旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭3的下部連接有十字形連接頭9，該十字形連接頭9可以用十字形鋼條焊接而成，如圖3所示；鋼模管1頂端焊接ー鋼箍11，該鋼箍11頂端開(kāi)設(shè)多個(gè)槽ロ 12，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭的十字形連接頭9卡入該槽ロ 12內(nèi)，這樣，可以帶動(dòng)帶外螺旋體的鋼模管1旋轉(zhuǎn)；通過(guò)四個(gè)管頂夾鉗10，可以將旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭3與鋼模管1聯(lián)接成一整體；以便于提升與移動(dòng)鋼模管1，移除管頂夾鉗10，旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭3可以方便地脫離所述鋼模管1的上ロ，以便于從該鋼模管的上 ロ置入鋼筋籠、灌入砼。圖2為輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置示意圖，該輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ裝置設(shè)于鋼模管1的中部；該輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置包括ー輔助動(dòng)カ頭4，該輔助動(dòng)カ頭4連接ー帶液壓抱管裝置的齒輪箱5， 該齒輪箱5的大齒輪51與所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭4的小齒輪41相嚙合；該大齒輪51固定在樁機(jī)底座6的軸承上。液壓抱管裝置包含有四個(gè)摩擦瓦13與其相連接抱管千斤頂14 ；該抱管千斤頂14固定在所述大齒輪51端面上。液壓抱管裝置的摩擦瓦緊貼著鋼模管1，當(dāng)鋼模管1進(jìn)入硬土層并須要輔助動(dòng)力頭4附加增大旋轉(zhuǎn)力矩時(shí)，該輔助動(dòng)カ頭4帶動(dòng)液壓抱管裝置齒輪箱的大齒輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)固定在大齒輪端面上的抱管千斤頂14旋轉(zhuǎn)，該抱管千斤頂14又頂伸摩擦瓦13并緊抱鋼模管1 一起旋轉(zhuǎn)；該輔助動(dòng)カ頭4與所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭3達(dá)到同步旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)大幅度增大鋼模管1的旋轉(zhuǎn)カ矩。固定在樁機(jī)底座6上的四根立柱7分別套入于方形齒輪箱5的四個(gè)邊角孔中，用于將齒輪箱安裝定位于樁機(jī)底座上；在樁機(jī)底座6上還固定有多個(gè)回程千斤頂8 ；當(dāng)松開(kāi)抱管千斤頂14，即將摩擦瓦13與鋼模管1兩者松開(kāi)時(shí)，則固定在樁機(jī)底盤(pán)6上的回程千斤頂 8頂升齒輪箱5上升到最高位，抱管千斤頂14頂伸摩擦瓦13緊抱鋼模管1，回程千斤頂8 可以回程至處于輔助動(dòng)カ頭4帶動(dòng)鋼模管1旋轉(zhuǎn)的エ況。本發(fā)明主要是依靠旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭3的旋轉(zhuǎn)カ矩將鋼模管1旋轉(zhuǎn)擰入土層，輔助動(dòng)カ 頭4只是當(dāng)該旋轉(zhuǎn)カ矩不足時(shí)的エ況，以彌補(bǔ)并增大旋轉(zhuǎn)カ矩的作用。本發(fā)明當(dāng)鋼模管1擰入土層至設(shè)計(jì)高程，然后，在鋼模管1內(nèi)置入鋼筋籠、灌入砼至滿管，反向旋轉(zhuǎn)帶外螺旋體的鋼模管1，該鋼模管1沿著螺旋上升，直至出土層成樁。本發(fā)明成樁過(guò)程如下，參見(jiàn)圖4所示第一歩，所述成樁樁位上預(yù)埋ー鋼筋砼樁靴15 ；旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭通過(guò)管頂夾鉗10與鋼模管連接一體，所述樁機(jī)底座6置于該鋼模管底部就位，該鋼模管再與鋼筋砼樁靴15套接； 啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭，并將該鋼模管旋轉(zhuǎn)擰入土層；當(dāng)進(jìn)入硬土層エ況，如果所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭的動(dòng)力不足吋，開(kāi)動(dòng)輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置20，以補(bǔ)充動(dòng)カ將所述鋼模管1擰入土層至設(shè)計(jì)高程；第二歩，將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭從所述鋼模管上ロ移除，檢查該鋼模管內(nèi)是否進(jìn)水或進(jìn)泥，并確認(rèn)沒(méi)有進(jìn)水或進(jìn)泥后，則從所述鋼模管的上ロ置入鋼筋籠23、灌入砼至滿管；
第三步，將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭3的十字形連接頭9固定卡入鋼模管上部的槽口 12內(nèi)，再將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭的管頂夾鉗10夾緊在鋼模管的上口 ；反向旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭，與此同時(shí)，隨時(shí)檢查所述鋼模管中砼高度，依靠該鋼模管內(nèi)砼的自重壓力，才能形成所述螺桿樁的外螺旋體輪廓尺寸，一直旋轉(zhuǎn)至將鋼模管全部離開(kāi)土層，即形成所述鋼筋砼螺桿樁30。本發(fā)明的擠土型鋼筋砼螺桿樁類似螺絲擰入土層，原先樁的承載力值計(jì)算的側(cè)摩阻力由現(xiàn)在樁周土的剪切應(yīng)力所替代，由于土的剪切應(yīng)力比樁與土的摩阻力大多了，所以與常規(guī)的同直徑、同樁長(zhǎng)的鉆孔灌注樁型相比，螺桿樁的承載力值可提高50%以上，即可節(jié)省三分之一的樁體砼與鋼筋，而工效可提高1 1. 5倍。
權(quán)利要求
1.一種擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置，包括一穿過(guò)樁機(jī)底座的鋼模管，該鋼模管上端配置ー旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭；其特征在于a.所述鋼模管(1)穿過(guò)所述樁機(jī)底座(6)并從底部套接ー鋼筋砼樁靴(15)；b該鋼模管(1)的管底向上焊接有呈螺紋狀的三角形鋼條O)，形成一帯外螺旋體的鋼模管(1)，該外螺旋體的螺紋圈數(shù)必須大于3圈；c.所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭C3)設(shè)置在所述鋼模管(1)的管頂上，該旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭(3)的下部設(shè)有十字形連接頭(9)；所述鋼模管頂端焊接ー鋼箍(11)，該鋼箍頂端設(shè)有槽ロ(12)，該槽ロ (12)與所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭的十字形連接頭(9)相配合；所述鋼箍(11)與所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭(3) 的底座之間，配置有四個(gè)管頂夾鉗(10)，該管頂夾鉗可以將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭與所述鋼模管之間聯(lián)接成一整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置，其特征在于所述鋼模管(1) 的中部設(shè)有輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置(20)，該輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置包括帶小齒輪的輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭G)，該輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭連接一帶液壓抱管裝置的齒輪箱(5)，該齒輪箱的大齒輪 (51)與所述小齒輪Gl)相嚙合；所述鋼模管(1)外壁設(shè)有貼緊的摩擦瓦(13)，該摩擦瓦連接一抱管千斤頂(14)，該抱管千斤頂固定在所述大齒輪(51)端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭 (3)、所述大齒輪(51)與所述鋼模管(1)同步旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置，其特征在干所述齒輪箱(5) 設(shè)置為方形，該方形的四個(gè)邊角各設(shè)有邊孔，該邊孔中設(shè)有立柱(7)，該立柱(7)固定在所述樁機(jī)底座(6)上；該樁機(jī)底座(6)上還設(shè)有多個(gè)回程千斤頂(8)，該回程千斤頂(8)的頂端與所述齒輪箱( 底面相抵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置，其特征在于所述十字形連接頭(9)是用十字形鋼條焊接而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置，其特征在干所述槽ロ(12)設(shè)置四個(gè)，沿圓周均勻布置。
7.一種擠土型鋼筋砼螺桿樁的成樁方法，包括一底部設(shè)有鋼筋砼樁靴(1 的鋼模管 (1)，該鋼模管從管底向上焊接有呈螺紋狀的三角形鋼條( ，形成一帯外螺旋體的鋼模管 (1)；該外螺旋體鋼模管上部配置ー旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭(3)，該鋼模管頂端焊接ー鋼箍(11)，該鋼箍頂端設(shè)有槽ロ(12)，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭C3)下部設(shè)有十字形連接頭(9)，該十字形連接頭與所述槽ロ(12)相配合；所述鋼箍(11)與所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭(3)的底座之間設(shè)有管頂夾鉗 (10)；所述鋼模管(1)的中部設(shè)有輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置(20)，其特征在于所述成樁方法步驟是第一歩，所述成樁樁位上預(yù)埋ー鋼筋砼樁靴(1 ；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭C3)通過(guò)所述管頂夾鉗(10)與所述鋼模管(1)連接一體，所述樁機(jī)底座(6)置于該鋼模管底就位，該鋼模管再與所述鋼筋砼樁靴(1 套接；啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭(3)，并將該鋼模管旋轉(zhuǎn)擰入土層；當(dāng)進(jìn)入硬土層エ況，如果所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭(3)的動(dòng)力不足吋，開(kāi)動(dòng)所述輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置(20)，以補(bǔ)充動(dòng)力將所述鋼模管(1)擰入土層至設(shè)計(jì)高程；第二步，將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭(3)從所述鋼模管(1)上ロ移除，檢查該鋼模管內(nèi)是否進(jìn)水或進(jìn)泥，并確認(rèn)沒(méi)有進(jìn)水或進(jìn)泥后，則從所述鋼模管(1)的上ロ置入鋼筋籠(23)、灌入砼至滿管；第三步，將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭(3)的十字形連接頭(9)固定卡入所述鋼模管(1)上部的槽ロ(1 內(nèi)，再將所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭C3)的管頂夾鉗(10)夾緊在所述鋼模管(1)的上ロ ；反向旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ頭(3)，與此同時(shí)，隨時(shí)檢查所述鋼模管(1)中砼高度，依靠該鋼模管內(nèi)砼的自重壓力，才能形成所述螺桿樁的外螺旋體輪廓尺寸，一直旋轉(zhuǎn)至將所述鋼模管(1) 全部離開(kāi)土層，即形成所述鋼筋砼螺桿樁(30)。
全文摘要
一種擠土型鋼筋砼螺桿樁成樁裝置，包括一穿過(guò)樁機(jī)底座的帶外螺旋體鋼模管，它底部套接一鋼筋砼樁靴、上端配置一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭，它下部設(shè)有十字形連接頭，鋼模管頂端焊接一端設(shè)有槽口的鋼箍，該槽口與十字形連接頭配合，鋼箍與旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭底座之間設(shè)有夾鉗，鋼模管中部設(shè)有輔助旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置，其成樁方法是樁位上預(yù)埋樁靴并與鋼模管套接，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭通過(guò)管頂夾鉗與鋼模管連接一體，開(kāi)動(dòng)力頭將鋼模管旋入土層至設(shè)計(jì)高程，確認(rèn)鋼模管內(nèi)沒(méi)有進(jìn)水或進(jìn)泥后，置入鋼筋籠、灌入砼至滿管，然后反轉(zhuǎn)動(dòng)力頭，檢查鋼模管中砼高度，以確保樁的外螺旋體尺寸，直旋轉(zhuǎn)至鋼模管部離開(kāi)土層，即形成螺桿樁；本發(fā)明其優(yōu)點(diǎn)是承載力值大、成樁質(zhì)量佳，尤其適用于深厚軟土地層螺桿樁。
文檔編號(hào)E02D7/22GK102561338SQ20111045899
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者孔超 申請(qǐng)人:孔超