專利名稱：現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁及其施工方法。
背景技術(shù)：
樁基主要通過樁側(cè)的摩阻力和樁端阻力來承擔(dān)上部建筑物荷載。樁周土因自身固結(jié)、浸水濕陷、場(chǎng)地填土、地面堆載、樁頂荷載、地下水位下降等原因產(chǎn)生的沉降大于樁體沉降時(shí)，樁側(cè)將產(chǎn)生負(fù)摩阻力。這種摩阻力構(gòu)成了承壓樁荷載的一部分，減少了樁的承載力，還可能引起較大的沉降。負(fù)摩阻力的產(chǎn)生有以下不利影響降低樁基承載力、使樁基礎(chǔ)沉降增加、減小樁身`強(qiáng)度的安全儲(chǔ)備、嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致基礎(chǔ)破壞、上部結(jié)構(gòu)物不均勻沉降等一系列的工程事故。因此，研發(fā)一種經(jīng)濟(jì)、有效的削減負(fù)摩阻力的新型樁基，顯得尤為迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效地同時(shí)降低負(fù)摩阻力和提高樁側(cè)正摩阻力，且更經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁及其施工方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為
現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁，其特征在于，它包括塑料套管及填充于所述塑料套管空腔內(nèi)的樁身，所述樁身的橫截面為五星形，所述樁身的截面積自上而下是逐漸減小的且樁身縱向上呈倒錐形，所述塑料套管的管壁的下端部為螺紋管壁。上述方案中，所述塑料套管的管壁的上端部也為螺紋管壁?，F(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁的施工方法，其特征在于，它包括以下步驟
(1)將塑料套管伸入至橫截面為五星形鋼制套管中，使塑料套管的尖端與五星形樁靴相連，所述鋼制套管和塑料套管構(gòu)成沉樁專用沉模裝置，所述塑料套管的橫截面為五星形，所述塑料套管的截面積自上而下是逐漸減小的且縱向上呈倒錐形，所述塑料套管的管壁的下端部為螺紋管壁；
(2)平整場(chǎng)地并將振動(dòng)打樁機(jī)就位；
(3)啟動(dòng)振動(dòng)打樁機(jī)的振動(dòng)頭向下振動(dòng)，使五星形鋼制套管與塑料套管一起沉入地基土中；
(4)當(dāng)沉模裝置達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，將高壓泵泵管的管口伸入到塑料套管底部；
(5)啟動(dòng)振動(dòng)頭，振動(dòng)向上拔出五星形鋼制套管，并同時(shí)通過高壓泵向塑料套管內(nèi)注入混凝土，高壓泵泵管隨五星形鋼制套管同步抬升，從下往上逐漸注入混凝土，與五星形鋼制套管分離的塑料套管迅速膨脹至與五星形鋼制套管抬升后所形成的孔壁接觸，并被混凝土充填，待五星形鋼制套管完全拔出地面后，即得到現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁。上述方案中，所述步驟4)中還包括在將高壓泵泵管的管口伸入到塑料套管底部之前將鋼筋籠放入至塑料套管的空腔內(nèi)的步驟。
上述方案中，所述塑料套管的管壁的上端部也為螺紋管壁。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果是
O由于本發(fā)明的樁身的截面積為五星形，在達(dá)到樁基同等承載力條件下，與圓形截面相比有較大的比表面積，可明顯節(jié)約混凝土的用量；
2)由于本發(fā)明的樁身的截面積自上而下是逐漸減小的且樁身縱向上呈倒錐形，故在采用同樣的沉管方式下，其處理深度更深，且錐形樁身能提高樁側(cè)正摩阻力，并同時(shí)能有效降低負(fù)摩阻力對(duì)樁身的影響；
3)由于塑料套管的下端部螺紋設(shè)置使得填充于其中的混凝土樁身也具有下端部螺紋結(jié)構(gòu)，而螺紋的設(shè)置可有效地提高樁側(cè)正摩阻力，合理設(shè)計(jì)可以替換常規(guī)的擴(kuò) 底操作，施工更簡(jiǎn)單；
4)當(dāng)負(fù)摩阻力不存在后，采用下端部和上端部螺紋管壁，可以提高樁側(cè)的正摩阻力，從而提聞粧的利用率；
5)本施工工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)、施工壓入效率高、單樁承載力高。因此，本發(fā)明的現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁明顯節(jié)約了混凝土的用量，提高了單位材料強(qiáng)度利用率，更顯著提高了樁側(cè)正摩阻力，并更大程度的消除了負(fù)摩阻力對(duì)樁基的影響。錐形樁身、端部螺紋和五星形截面，三者之間相互影響，互相促進(jìn)且互不沖突，本發(fā)明將三者的優(yōu)勢(shì)合為一體且克服了各自的不足，以更經(jīng)濟(jì)的手段最大程度的提高樁的承載力。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例一提供的現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的俯視圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的塑料套管通過繩索伸入至五星形鋼制套管的示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的沉模裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為將五星形鋼制套管和塑料套管及樁靴放置于振動(dòng)打樁機(jī)的振動(dòng)頭下方的狀態(tài)示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例一提供的鋼制蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例一提供的施工過程示意圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例二提供的現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁的結(jié)構(gòu)示意圖。
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)明作進(jìn)一步的描述，當(dāng)然下述實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例一
如圖I和圖2所示，其為本發(fā)明實(shí)施例一提供的現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁，它包括塑料套管7及填充于塑料套管7空腔內(nèi)的樁身12。樁身12的橫截面為五星形。樁身12的截面積自上而下是逐漸減小的且樁身縱向上呈倒錐形。塑料套管7的管壁的下端部為螺紋管壁13，塑料套管7的管壁的其余部分為光滑管壁14。故樁身12也具有相應(yīng)的螺紋結(jié)構(gòu)。螺紋管壁13和光滑管壁14的分界位置主要是根據(jù)樁身負(fù)摩阻力和正摩阻力的分界位置來確定。如圖3至圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁的施工方法，其包括以下步驟
第一步將塑料套管7通過繩索8從五星形鋼制套管5頂部預(yù)先放入，將塑料套管7尖端與五星形鋼筋混凝土樁靴6相連。五星形鋼制套管5和塑料套管7構(gòu)成沉樁專用沉模裝置(如圖3和圖4所不)。在本實(shí)施例中，五星形鋼制套管5中間是空腔，具有相當(dāng)?shù)挠捕群蛷?qiáng)度。五星形鋼制套管5的截面積自上而下是逐漸減小的且樁身縱向上呈倒錐形。五星形鋼制套管5下部可套設(shè)于五星形鋼筋混凝土樁靴6上。五星形鋼制套管5的外壁設(shè)置有用于觀測(cè)沉樁深度的標(biāo)志4，可采用紅色油漆在五星形鋼制套管5外壁的一個(gè)端面標(biāo)出一列標(biāo)尺，精度為 100mm。第二步平整場(chǎng)地并將振動(dòng)打樁機(jī)I就位(如圖7A所示)。在本實(shí)施例中，如圖5和圖6所示，振動(dòng)打樁機(jī)I的機(jī)身上設(shè)置振動(dòng)頭2，該振動(dòng)頭2的下方設(shè)置有鋼制蓋板3。蓋板3的正中開設(shè)有一個(gè)圓孔10。振動(dòng)頭2與蓋板3之間用螺絲11鉚接，蓋板3與五星形鋼制套管5的頂部采用焊接。第三步啟動(dòng)振動(dòng)打樁機(jī)的振動(dòng)頭向下振動(dòng)，使五星形鋼制套管5與塑料套管7 —起沉入地基土中(如圖7B所示)；
第四步通過觀察五星形鋼制套管5外側(cè)的標(biāo)志4判斷沉模裝置是否達(dá)到設(shè)計(jì)深度，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，移開振動(dòng)頭2，將鋼筋籠9通過蓋板3的圓孔10放入塑料套管7的空腔內(nèi)(如圖7C所示)，將高壓泵泵管的管口伸入到塑料套管7底部；
第五步啟動(dòng)振動(dòng)頭2，振動(dòng)向上拔出五星形鋼制套管5，并同時(shí)通過高壓泵向塑料套管7內(nèi)注入混凝土，高壓泵泵管隨五星形鋼制套管5同步抬升，從下往上逐漸注入混凝土，塑料套管7因與擴(kuò)大截面的樁靴6相連而留在地基土中，與五星形鋼制套管5分離的塑料套管7迅速膨脹至與五星形鋼制套管抬升后所形成的孔壁接觸，并被混凝土充填，待五星形鋼制套管5完全拔出地面后，即得到現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁(如圖7D所示)。在軟土地基的處理方案中，對(duì)樁體強(qiáng)度要求并不是很高，因此可以不放置鋼筋籠9，而直接形成現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁。實(shí)施例二
如圖8所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一中的現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁大致相同，其不同之處在于本實(shí)施例中的塑料套管的管壁的下端部為螺紋管壁15，上端部也為螺紋管壁16，中間為光滑管壁17。優(yōu)選為螺紋管壁15、螺紋管壁16和光滑管壁17各占三分之一高度。需要說明的是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁，其特征在于，它包括塑料套管及填充于所述塑料套管空腔內(nèi)的樁身，所述樁身的橫截面為五星形，所述樁身的截面積自上而下是逐漸減小的且樁身縱向上呈倒錐形，所述塑料套管的管壁的下端部為螺紋管壁。
2.如權(quán)利要求I所述的現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁，其特征在于，所述塑料套管的管壁的上端部也為螺紋管壁。
3.現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁的施工方法，其特征在于，它包括以下步驟 (1)將塑料套管伸入至橫截面為五星形鋼制套管中，使塑料套管的尖端與五星形樁靴相連，所述鋼制套管和塑料套管構(gòu)成沉樁專用沉模裝置，所述塑料套管的橫截面為五星形，所述塑料套管的截面積自上而下是逐漸減小的且縱向上呈倒錐形，所述塑料套管的管壁的下端部為螺紋管壁；； (2)平整場(chǎng)地并將振動(dòng)打樁機(jī)就位； (3)啟動(dòng)振動(dòng)打樁機(jī)的振動(dòng)頭向下振動(dòng)，使五星形鋼制套管與塑料套管一起沉入地基土中； (4)當(dāng)沉模裝置達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，將高壓泵泵管的管口伸入到塑料套管底部； (5)啟動(dòng)振動(dòng)頭，振動(dòng)向上拔出五星形鋼制套管，并同時(shí)通過高壓泵向塑料套管內(nèi)注入混凝土，高壓泵泵管隨五星形鋼制套管同步抬升，從下往上逐漸注入混凝土，與五星形鋼制套管分離的塑料套管迅速膨脹至與五星形鋼制套管抬升后所形成的孔壁接觸，并被混凝土充填，待五星形鋼制套管完全拔出地面后，即得到現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁。
4.如權(quán)利要求3所述的施工方法，其特征在于，所述步驟4)中還包括在將高壓泵泵管的管口伸入到塑料套管底部之前將鋼筋籠放入至塑料套管的空腔內(nèi)的步驟。
5.如權(quán)利要求3所述的施工方法，其特征在于，所述塑料套管的管壁的上端部也為螺紋管壁。
全文摘要
本發(fā)明提供一種現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁，它包括塑料套管及填充于所述塑料套管空腔內(nèi)的樁身。該樁身的橫截面為五星形。該樁身的截面積自上而下是逐漸減小的且樁身縱向上呈倒錐形。所述塑料套管的管壁的下端部為螺紋管壁。本發(fā)明還提供該現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁的施工方法。本發(fā)明的現(xiàn)澆五星形端部螺紋錐形樁明顯節(jié)約了混凝土的用量，提高了單位材料強(qiáng)度利用率，更顯著提高了樁側(cè)正摩阻力，并更大程度的消除了負(fù)摩阻力對(duì)樁基的影響。而且，施工工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)、施工壓入效率高、單樁承載力高。
文檔編號(hào)E02D5/66GK102839655SQ20121034601
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者李長(zhǎng)冬, 代先堯, 王凱, 雍睿 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)