首页 / 专利库 / 诊断设备和程序 / 超声波扫描仪 / 桩基础的施工方法及其专用设备

基础的施工方法及其专用设备

阅读:663发布:2020-11-29

专利汇可以提供基础的施工方法及其专用设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种桩 基础 的施工方法及其专用设备,该方法主要步骤包括通过测定首批桩孔及孔壁土体 力 学性质使桩分支/承力盘位于预定的持力层,上述测定工作可在桩分支孔/桩承力盘 槽孔 的 挤压 成型 过程中完成,灌注 混凝土 形成首批桩,对剩下的桩按首批桩的步骤施工并使剩下的桩的承载力/沉降与首批桩的相同,这样可在每根桩施工过程中了解该桩位的地质状况,从而可 马 上得出该桩的真实承载力/ 变形 ,并避免 建筑物 的不均匀沉降。,下面是基础的施工方法及其专用设备专利的具体信息内容。

1.一种桩基础的施工方法,其步骤包括:
a).在地基中形成首批桩孔,在向下成孔过程中对临时孔底的土体学性 质不断进行测定,从而确定最终桩的长度;
b).在最终桩孔底处对周土挤压形成桩底承力盘槽孔
c).对桩孔壁周土力学性质进行测定从而确定桩分支孔和/或桩身承力盘槽 孔的位置,结合所测定的上述最终孔底土体和孔壁周土力学性质相应得出首批 桩的实际承载力;
d).在按上述方式所确定的桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的位置处对桩孔 壁周土进行挤压形成桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔;
e).对上述首批桩身孔、桩底承力盘槽孔、桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔 灌注混凝土形成首批混凝土基础桩;
f).按照上述首批混凝土基础桩的施工步骤以下述方式对剩下的基础桩进 行施工,该方式为剩下的基础桩的实际承载力/使用期沉降基本等于首批混凝土 基础桩的承载力/使用期沉降,从而最终形成桩基础。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在上述步骤a)中当地基为较硬 上体时,最终桩的长度是根据所测定的相应的桩孔底的土体压缩力学性质达到 规定值,即桩底达到所规定的持力层来确定的。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在上述步骤a)中当地基为软土 地基时,上述最终桩的长度是通过测定孔底土体,即软土地基土体的摩阻系数 来确定的。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在上述步骤c)中,上述桩分支 孔和/或桩身承力盘槽孔的位置是通过测定孔壁土体压缩力学性质,并且其达到 规定值,即上述位置位于相应中间持力层上时来确定的。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:上述步骤c)是在进行步骤a)过 程中,即在向下形成桩孔过程中进行的。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:上述步骤a)中所述的孔底土体 力学性质的测定是在进行步骤b)过程中,即在挤压孔底承力盘槽孔过程中进行 的。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:上述桩孔是通过掘土或挤土的 方式形成的。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:上述步骤c)和d)是在步骤a)中 的向下形成桩孔过程中完成的。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:上述步骤c)中所述桩孔成形是 通过钻机完成的,并且所述的孔底土体力学性质的测定也是通过钻机上的测定 装置完成的。
10.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:上述步骤c)中的桩分支孔和/ 或桩身承力盘槽孔的位置是通过在步骤a)中的孔成形过程中采用钻机上的测定 装置来确定的。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:上述步骤a)中所述的孔底土体 力学性质的测定是采用传感器完成的。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:上述步骤c)中所述的孔壁土体 力学性质的测定是采用传感器完成的。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:桩身孔、桩底承力盘槽孔、 桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔形成后将扫描仪插入桩孔以便对桩身孔、分支孔 和/或承力盘槽孔的成形质量进行检测。
14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:桩身孔、桩底承力盘槽孔、 桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔形成后将声波仪插入桩孔以便对桩身孔,分支 孔和/或承力盘槽孔的成形质量进行检测。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在灌注混凝土之前插入筋 或钢筋笼。
16.根据权利要求1所述的力法,其特征在于:在灌注混凝土之前插入预应 力筋,在混凝土达到一定强度之后对该预应力筋施加预应力并予以锚固。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:上述桩身孔是通过桩身孔成 形器成形的。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:上述桩分支孔和/或桩身承 力盘槽孔是沿桩身孔轴线的斜向向下方向对桩身孔孔壁周围土体进行挤压形成 的。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:上述桩分支孔和/或桩身承 力盘槽孔是沿桩身孔轴线的平行方向对桩身孔孔壁周围土体向下进行挤压形成 的。
20.根据权利要求18所述的方法,其特征在于:先沿其桩身孔轴线的斜向向 上方向对桩身孔孔壁的选定位置第一规定区域内的土体挤压形成构成桩分支孔 和/或桩身承力盘槽孔的第一腔,然后再沿桩身孔轴线的斜向向下方向对桩身孔 孔壁的上述选定位置第二规定区域内的土体挤压形成构成桩分支孔和/或桩身承 力盘槽孔的第二腔,上述第一腔和第二腔共同构成桩分支孔和/或桩身承力盘槽 孔。
21.根据权利要求18所述的方法,其特征在于:沿桩身孔轴线的斜向向上方 向对桩身孔孔壁的选定位置第一规定区域的土体挤压形成构成分支孔和/或承力 盘槽孔的第一腔,与此同时沿桩身孔轴线的斜向向下方向对桩身孔孔壁的上述 选定位置第二规定区域内的土体挤压形成构成桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的 第二腔,上述第一腔和第二腔共同构成桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔。
22.根据权利要求18所述的方法,其特征在于:上述桩分支孔和/或桩身承 力盘槽孔仅仪是通过沿桩身孔轴线的斜向向下方向对桩身孔孔壁的选定位置规 定区域的土体进行挤压形成的。
23.根据权利要求19所述的方法,其特征在于:首先在桩身孔孔壁的选定位 置规定区域内的周围土体中形成平孔穴,接着从该孔穴处将位于该孔穴下方 的桩身孔孔壁周围土体沿桩身孔轴线平行方向向下挤压从而构成桩分支孔和/或 桩身承力盘槽孔。
24.根据权利要求18所述的方法,其特征在于:桩身孔是通过掘土形成的。
25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于:上述掘土包括钻土、喷射流 体冲刷土体、用抓斗取土,用铲取土。
26.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:上述桩分支孔和/或桩身承 力盘槽孔是在桩身孔成形器的提出过程中形成的。
27.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:在形成桩身孔、桩分支孔 和/或桩身承力盘槽孔的过程中进行桩体材料的注入。
28.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:在借助桩身孔成形器形成桩 身孔之后一边提升桩身孔成形器,一边向其内注入高塌落度混凝土至接近桩身 孔孔口位置,最后插入钢筋笼。
29.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:桩体材料一部分是在形成桩 身孔,桩分支孔和/或桩承力盘槽孔的过程中注入,另一部分是在上述过程之后 注入,桩身孔是通过浆液来护壁的。
30.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:上述护壁浆液为水泥浆,它 是在借助桩身孔成形器形成桩身孔之后一边提升桩身孔成形器,一边注入桩身 孔内的,直至桩身孔中不塌孔的位置,这时提出桩身孔成形器,之后将补浆管 插入桩身孔底部,同时投入粒料,接着通过补浆管以高压方式从补浆管底部开 口压入水泥浆直至将整个桩孔灌满。
31.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:在形成桩身孔、桩分支孔 和/或桩身承力盘槽孔并将桩身孔成形器提出后向其内注入桩体材料。
32.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:在桩分支孔和/或桩身承力 盘槽孔形成之后上用高压水对其进行清洗去除渣土。
33.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:将上述桩分支孔和/或桩身 盘形槽孔挤压成沿竖直孔轴向的尺寸较长的形状。
34.根据权利要求17所述的方法,其特征在于:将上述桩分支孔和/或桩身 盘形槽孔挤压成沿竖直孔轴向延伸的螺旋状。
35.一种权利要求1所述方法的专用设备,它包括桩孔成形装置,其特征在 于:该装置上设有在其进行桩孔成形时对地基土体的力学性质进行测定的装 置。
36.根据权利要求35所述的设备,其特征在于:上述桩孔成形装置为钻机, 其钻头上设有土体力学性质测定装置。
37.根据权利要求35所述的设备,其特征在于:上述桩孔成形装置为桩分支 孔和/或桩身承力盘槽孔的挤压成形器,该挤压成形器上连有在其对土体挤压而 形成桩分支/桩承力盘时进行地基土体力学性质测定的装置。
38.根据权利要求36所述的专用设备,其特征在于:上述测定装置包括传感 器和与其相连的显示器,上述挤压成形器为液压式挤压成形器。
39.根据权利要求35所述的专用设备,其特征在于:上述测定装置包括压力 表,该压力表与挤压成形器上的挤压驱动缸的油路连通以便显示挤压驱动缸挤 压土时压力。
40.根据权利要求35所述的设备,其特征在于:上述测定装置为土体摩阻性 质测定仪。
41.根据权利要求35所述的设备,其特征在于:上述桩孔成形装置包括桩分 支孔和/或桩承力盘槽孔成形机构,该机构包括第一弓压臂和第二弓压臂,该第 一弓压臂和第二弓压臂通过其端部相互铰接,第一弓压臂的另一端与第一连接 件铰接,第二弓压臂的另一端与第二连接件铰接,上述第一连接部件与驱动缸 的活塞杆的端部刚形连接,上述第二连接部件与上述驱动缸的另一活塞杆端部 刚性相连,上述二个活塞杆工作时运动方向相反但同轴平行设置,上述驱动缸 包括二个活塞,它们工作时运动方向相反但同轴平行设置,上述二个活塞杆分 别与上述二个活塞刚性相连。
42.根据权利要求41所述的设备,其特征在于:它设有多组桩分支孔和/或 桩承力盘槽孔成形机构,该多组机构沿设备纵向和/或横向按一定间距分布。
43.根据权利要求41所述的设备,其特征在于:它设有多组桩分支孔和/或 桩承力盘槽孔成形机构,该多组机构相对设备纵轴线对称布置。
44.根据权利要求41所述的设备,其特征在于:它还设有地基加固料通道。
45.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:上述桩孔成形装置包括上述 桩身孔成形器,该成形器上设置有可将桩身孔孔壁周围土体向下进行挤压的桩 分支孔和/或桩承力盘槽孔成形装置。
46.根据权利要求45所述的设备,其特征在于:上述桩分支孔和/或桩承力 盘槽孔成形装置包括主支承件,其上固定有驱动器,另外还设有挤压成形机 构,该机构包括第一弓压臂和第二弓压臂,该第一弓压臂的一端与动力杆铰 接,该动力杆由上述驱动器带动,上述第一弓压臂的另一端与第二弓压臂的一 端铰接,第二弓压臂的另一端与第一固定件相铰接,该固定件固定于主支承件 上,第一弓压臂上形成有第一分支板,第二弓压臂上形成有第二分支板,主支 承件上固定有第二固定件,该固定件位于第一弓压臂与动力杆的铰接点的侧边 并处于第一弓压臂和第二弓压臂铰接点相对动力杆与第一弓压臂铰接点的移动 轴线的所在侧边,上述第二固定件与第一分支板的一端铰接,第一分支板的另 一端为自由端部,第一分支板的内侧贴靠与第一弓压臂和第二弓压臂的铰接 部,第一分支板内侧还设有导板,该导板上沿第一分支板的平行方向开有导向 槽,第一弓压臂和第二弓压臂是通过横向移动轴铰接的,上述导向槽可使上述 横向移动轴在其内滑动,导向槽从横向移动轴未发生向外侧横向位移处朝向第 二弓压臂一侧延伸。
47.根据权利要求45所述的设备,其特征在于:它包括主支承件,其设有驱 动器,另外还设有挤压成形机构,该机构包括第一弓压臂和第二弓压臂,该第 一弓压臂的一端与动力杆铰接,该动力杆由上述驱动器带动,上述第一弓压臂 的另一端与第二弓压臂的一端铰接,第二弓压臂的另一端与固定于主支承件上 的固定件铰接,第一弓压臂上整体形成第一分支板,第二弓压臂上整体形成有 第二分支板。
48.根据权利要求45所述的设备,其特征在于:它包括伸缩式动力挤压装 置,它可沿桩身孔轴线的斜向向下方向依直线挤压桩身孔孔壁周围土体。
49.根据权利要求45所述的设备,其特征在于:它包括沿水平方向可插入桩 身孔孔壁周围土体中的挤压件,它与驱动器相连从而当其插入孔壁周围土体中 时可沿桩身孔轴线平行方向向下挤压孔壁周围土体。
50.根据权利要求45所述的设备,其特征在于:它包括主支承件,其内设有 滑道,滑道中设有凿孔挤土器,它包括前端的冲头,该冲头串接有多个传力部 件,该冲头与传力部件通过铰接件或柔性件相连。
51.根据权利要求35所述的设备,其特征在于:上述桩孔成形器包括桩身孔 成形器,该成形器为掘土成形器。
52.根据权利要求51所述的设备,其特征在于:上述掘土成形器为潜水钻 机、射流冲土成孔器、钻头钻、全套管钻机、正循环钻机、反循环钻机、抓斗 取土器或铲斗取土器。
53.根据权利要求51所述的设备,其特征在于:上述掘土成形器为螺旋钻 机,它包括有钻杆,钻杆为空心管,钻杆上设有分支孔和/或承力盘槽孔成形装 置,空心钻杆底部开有与其相连通的可注入桩体材料或护壁液的喷嘴,钻杆顶 部与注入材料供应源连通。
54.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:还包括有注入桩体材料的装 置。

说明书全文

发明涉及土木工程领域,特别是涉及建筑用基础

目前的建筑物用基础,特别是高层建筑物用基础普通采用桩基础,该桩基 础的设计是根据现场地基的一点或几点地质勘测报告为基础进行的,但实际上 往往多数情况下在构成基础的各个桩位的下面地基地质情况是与勘测点的地质 情况有很大差别的,这样就造成构成基础的各个桩的承载和使用期沉降不相 同,进而使得建成后的建筑物产生不均匀沉降,这也就是为什么造成建成后的 建筑物发生损坏事故的80%以上的原因在于基础,但是目前基础设计和施工中 又没有什么很好的办法来解决上述问题。上述施工方法的另一缺点是施工后不 能了解每根桩的真实承载力,并且以施工前后的试桩来测定承载力,而该一两 根试桩的试验也不能代表所有的桩,并且增加了工期和施工成本。

本发明的目的在于提供一种新型的桩基础施工方法,采用该方法可在施工 后上能得出每根桩的真实承载力,在施工的同时可完成对桩孔壁和桩底孔土 压力的测定从而在每根桩施工完毕后即可得出真实承载力和预定使用期的沉降 量,并且可使基础中的每根桩的承载力和使用期的沉降保持相同。

本发明的上述目的是通过下述方法达到的,该方法包括以下步骤:

a)在地基中形成首批桩孔,在向下成孔过程中对临时孔底的土体力学性 质不断进行测定,从而确定最终桩的长度;

b)在最终桩孔底处对周土挤压形成桩底承力盘槽孔

c)对桩孔壁周土力学性质进行测定从而确定桩分支孔和/或桩身承力盘槽 孔的位置,结合所测定的上述最终孔底土体和孔壁周土力学性质相应得出首批 桩的实际承载力;

d)在按上述方式所确定的桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的位置处对桩孔 壁周土进行挤压形成桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔;

e)对上述首批桩身孔、桩底承力盘槽孔、桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔 灌注混凝土形成首批混凝土基础桩;

f)按照上述首批混凝土基础桩的施工步骤以下述方式对剩下的基础桩进 行施工,该方式为剩下的基础桩的实际承载力/使用期沉降基本等于首批混凝土 基础桩的承载力/使用期沉降,从而最终形成桩基础。

在上述步骤a)中当地基为较硬土体时,最终桩的长度是根据所测定的相应 的桩孔底的土体压缩力学性质达到规定值,即桩底达到所规定的持力层来确定 的。

在上述步骤a)中当地基为软土地基时,上述桩的长度是通过测定孔底土 体,即软土地基土体的摩阻系数来确定的。

在上述步骤c)中,上述桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的位置是通过测定孔 壁土体压缩力学性质,并且其达到规定值,即上述位置位于相应中间持力层上 时来确定的。

上述步骤c)是在进行步骤a)过程中,即在向下形成桩孔过程中进行的。

上述步骤a)中所述的孔底土体力学性质的测定是在进行步骤b)过程中,即 在挤压孔底承力盘槽孔过程中进行的。

上述桩孔是通过掘土或挤土的方式形成的。

上述步骤c)和d)是在步骤a)中的向下形成桩孔过程中完成的。

上述步骤c)中所述的桩孔成形是通过钻机完成的,并且所述的孔底土体力 学性质的测定也是通过钻机上的测定装置完成的。

上述步骤c)中的桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的位置是通过在步骤a)中的 桩孔成形过程中采用钻机上的测定装置完成的。

上述步骤a)中所述的孔底土体力学性质的测定是采用传感器完成的。

上述步骤c)中所述的孔壁土体力学性质的测定是采用传感器完成的。

桩身孔、桩底承力盘槽孔、桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔形成后将扫描仪 插入桩孔以便对桩身孔、分支孔和/或承力盘槽孔的成形质量进行检测。

桩身孔、桩底承力盘槽孔、桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔形成后将声波 仪插入桩孔以便对桩身孔,桩分支孔和/或桩承力盘槽孔的成形质量进行检测。

在灌注混凝土之前插有筋或钢筋笼。

在灌注混凝土之前插入预应力筋,在混凝土达到一定强度之后对该预应力 筋施加预应力并予以锚固。

上述桩身孔是通过桩身孔成形器成形的。

上述桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔是沿桩身孔轴线的斜向向下方向对桩身 孔孔壁周围土体进行挤压形成的。

上述桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔是沿桩身孔轴线的平行方向对桩身孔孔 壁周围土体向下进行挤压形成的。

先沿其桩身孔轴线的斜向向上方向对桩身孔孔壁的选定位置第一规定区域 内的土体挤压形成构成桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的第一腔,然后再沿桩身 孔轴线的斜向向下方向对桩身孔孔壁的上述选定位置第二规定区域内的土体挤 压形成构成桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的第二腔,上述第一腔和第二腔共同 构成桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔。

沿桩身孔轴线的斜向向上方向对桩身孔孔壁的选定位置第一规定区域的土 体挤压形成构成桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的第一腔,与此同时沿桩身孔轴 线的斜向向下方向对桩身孔孔壁的上述选定位置第二规定区域内的土体挤压形 成构成桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的第二腔,上述第一腔和第二腔共同构成 桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔。

上述桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔仅仅是通过沿桩身孔轴线的斜向向下方 向对桩身孔孔壁的选定位置规定区域的土体进行挤压形成的。

首先在桩身孔孔壁的选定位置规定区域内的周围土体中形成平孔穴,接 着从该孔穴处将位于该孔穴下方的桩身孔孔壁周围土体沿桩身孔轴线平行方向 向下挤压从而构成桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔。

桩身孔是通过掘土形成的。

上述掘土包括钻土、喷射流体冲刷土体、用抓斗取土,用铲取土。

上述桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔是在桩身孔成形器提出过程中形成的。

在形成桩身孔、桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的过程中进行桩体材料的注 入。

在借助桩身孔成形器形成桩身孔之后一边提升桩身孔成形器,一边向其内 注入高塌落度混凝土至接近桩身孔孔口位置,最后插入钢筋笼。

桩体材料一部分是在形成桩身孔,桩分支孔和/或桩承力盘槽孔的过程中注 入,另一部分是在上述过程之后注入,桩身孔是通过浆液来护壁的。

上述护壁浆液为水泥浆,它是在借助桩身孔成形器之后一边提升桩身孔成 形器,一边注入桩身孔内的,直至桩身孔中不塌孔的位置,这时提出桩身孔成 形器,之后将补浆管插入桩身孔底部,同时投入粒料,接着通过补浆管以高压 方式从补浆管底部开口压入水泥浆直至将整个桩孔灌满。

在形成桩身孔、桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔并将桩身孔成形器提出后向 其内注入桩体材料。

在桩分支孔和/或桩承力盘槽孔形成之后马上用高压水对其进行清洗去除渣 土。

将上述桩分支孔和/或桩身盘形槽孔挤压成沿竖直孔轴向的尺寸较长的形 状。

将上述桩分支孔和/或桩身盘形槽孔挤压成沿竖直孔轴向延伸的螺旋状。

本发明的另一目的在于提供一种上述的桩基础的施工方法的专用设备,采 用该设备可同时完成土体的力学性质的测定和桩孔的成形从而提高了施工的效 率。

上述本发明的另一目的是通过下述的桩基础的施工方法的专用设备来实现 的,它包括:

桩孔成形装置,其特征在于:该装置上设有在其进行桩孔成形时对地基土 体的力学性质进行测定的装置。

上述桩孔成形装置为钻机孔,其钻头上设有土体力学性质测定装置。

上述桩孔成形装置为桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔的挤压成形器,该挤压 成形器上连有在其挤压土体而形成桩分支/桩承力盘槽孔时对地基土体力学性质 进行测定的装置。

上述测定装置包括传感器和与其相连的显示器,而挤压成形器为液压式。

上述测定装置包括压力表,该压力表与挤压成形器上的挤压驱动缸的油路 连通以便显示挤压驱动缸挤压土时压力。

上述测定装置为土体摩阻性质测定仪。

上述桩孔成形装置包括桩分支孔和/或桩承力盘槽孔成形机构,该机构包括 第一弓压臂和第二弓压臂,该第一弓压臂和第二弓压臂通过其端部相互铰接, 第一弓压臂的另一端与第一连接件铰接,第二弓压臂的另一端与第二连接件铰 接,上述第一连接部件与驱动缸的活塞杆的端部刚形连接,上述第二连接部件 与上述驱动缸的另一活塞杆端部刚性相连,上述二个活塞杆工作时运动方向相 反但同轴平行设置,上述驱动缸包括二个活塞,它们工作时运动方向相反但同 轴平行设置,上述二个活塞杆分别与上述二个活塞刚性相连。

上述桩孔成形装置设有多组桩分支孔和/或桩承力盘槽孔成形机构,该多组 机构沿设备纵向和/或横向按一定间距分布。

上述桩孔成形装置设有多组桩分支孔和/或桩承力盘槽孔成形机构,该多组 机构相对设备纵轴线对称布置。

它还设有地基加固料通道。

上述桩身孔成形器上设置有可将桩身孔孔壁周围土体向下进行挤压的桩分 支孔和/或桩承力盘槽孔成形装置。

上述分支孔和/或承力盘槽孔成形装置包括主支承件,其上固定有驱动器, 另外还设有挤压成形机构,该机构包括第一弓压臂和第二弓压臂,该第一弓压 臂的一端与动力杆铰接,该动力杆由驱动器带动,上述第一弓压臂的另一端与 第二弓压臂的一端铰接,第二弓压臂的另一端与第一固定件相铰接,该固定件 同定于主支承件上,第一弓压臂上形成有第一分支板,第二弓压臂上形成有第 二分支板,主支承件上固定有第二固定件,该固定件位于第一弓压臂与动力杆 的铰接点的侧边并处于第一弓压臂和第二弓压臂铰接点相对动力杆与第一弓压 臂铰接点的移动轴线的所在侧边,上述第二固定件与第一分支板的一端铰接, 第一分支板的另一端为自由端部,第一分支板的内侧贴靠与第一弓压臂和第二 弓压臂的铰接部,第一分支板内侧还设有导板,该导板上沿第一分支板的平行 方向开有导向槽,第一弓压臂和第二弓压臂是通过横向移动轴铰接的,上述导 向槽可是上述横向移动轴在其内滑动,导向槽从横向移动轴未发生向外侧横向 位移处朝向第二弓压臂一侧延伸。

上述分支孔和/或承力盘槽孔成形装置包括主支承件,其设有驱动器,另外 还设有挤压成形机构,该机构包括第一弓压臂和第二弓压臂,该第一弓压臂的 一端与动力杆铰接,该动力杆由上述驱动器带动,上述第一弓压臂的另一端与 第二弓压臂的一端铰接,第二弓压臂的另一端与固定于主支承件上的固定件铰 接,第一弓压臂上整体形成第一分支板,第二弓压臂上整体形成有第二分支 板。

上述分支孔和/或承力盘槽孔成形装置包括伸缩式动力挤压装置,它可沿桩 身孔轴线的斜向向下方向依直线挤压桩身孔孔壁周围土体。

上述分支孔和/或承力盘槽孔成形装置包括沿水平方向可插入桩身孔孔壁周 围土体中的挤压件,它与上述驱动器相连从而当其插入孔壁周围土体中时可沿 桩身孔轴线平行方向向下挤压孔壁周围土体。

上述分支孔和/或承力盘槽孔成形装置包括主支承件,其内设有滑道,滑道 中设有凿孔挤土器,它包括前端的冲头,该冲头串接有多个传力部件,该冲头 与传力部件通过铰接件或柔性件相连。

上述桩孔成形装置为掘土成形器。

上述掘土成形器为潜水钻机、射流冲土成孔器、钻头钻、全套管钻机、正 循环钻机、反循环钻机、抓斗取土器或铲斗取土器。

上述掘土成形器为螺旋钻机,它包括有钻杆,钻杆为空心管,钻杆上设有 分支孔和/或承力盘槽孔成形装置,空心钻杆底部开有与其相连通的可注入桩体 材料或护壁液的喷嘴,钻杆顶部与注入材料供应源连通。

上述设备包括有注入桩体材料的装置。

采用上述本发明的施工方法和设备,可以真实得出每根基础桩的承载力和 沉降,并从整体上使所有桩的承载力和沉降基本保持一致,这样所形成的基础 不会产生不均匀沉降,从而可大大减少施工后使用期的隐患。另外采用本发 明,可以减小施工前的地基勘探工作量并可减少或无需进行施工前、后的试桩 或桩的荷载试验,从而大大降低施工费用并缩短工期。再有本发明是将勘探地 基地质情况贯穿于桩的施工过程中,从而可清楚地了解每个桩底及周土情况, 这样可更加合理地对桩基础进行设计从而可大大降低材料的浪费,并降低桩基 础的成本。此外,由于按本发明方法桩分支/桩承力盘位于相应的所规定的持力 层上从而可充分发挥带分支/承力盘的桩的优越性,使其承载力达到最高,其使 用期沉降量降到最小。

下面结合附图对本发明进行详细描述。

图1为本发明桩基础施工方法的示意图;

图1A为本发明桩基础施工方法的第一阶段示意图;

图1B为本发明桩基础施工方法的第二阶段示意图;

图1C为本发明桩基础施工方法的第三阶段示意图;

图2为本发明方法中桩身孔与桩分支孔和或承力盘槽孔同时成形的第一实施 例示意图,其中图2A-C为三个不同施工阶段;

图3为本发明方法中桩身孔与桩分支孔和/或承力盘槽孔同时成形的第二实 施例示意图,其中图3A-C分别为三个不同施工阶段;

图4为本发明方法中桩身孔与桩分支孔和/或承力盘槽孔同时成形的第三实 施例示意图,其中图4A-C为三个不同施工阶段;

图5为本发明方法中桩身孔与桩分支孔和/或承力盘槽孔同时成形的第四实 施例示意图,其中图5A-C为三个不同施工阶段;

图6为同时具有桩身孔成形器和桩分支孔和/或承力盘槽孔装置的本发明设 备第一实施例的示意图;

图7为同时具有桩身孔成形器和桩分支孔和/或承力盘槽孔装置的本发明设 备第二实施例的示意图;

图8为同时具有桩身孔成形器和桩分支孔和/或承力盘槽孔装置的本发明设 备第三实施例的示意图;

图9为同时具有桩身孔成形器和桩分支孔和/或承力盘槽孔装置的本发明设 备中分支孔或承力盘槽孔成形装置的第一实施例的示意图;

图10为同时具有桩身孔成形器和桩分支孔和/或承力盘槽孔装置的本发明设 备中分支孔/或承力盘槽孔成形装置的第二实施例的示意图;

图11为图10所示成形装置的收拢状态示意图;

图12为图10所示成形装置的工作状态平面示意图;

图13为本发明设备中的分支孔和/或承力盘槽孔成形装置第四实施例的示意 图;

图14为图13所示装置的收拢状态图;

图15为本发明设备中的分支孔和/或承力盘槽孔成形装置又一实施例的立面 图。

按本发明的桩基础施工方法,首先在施工区域制作首批桩,该首批桩可以 为1~5根左右,这时假设此地基为非软土的具有较高承载力持力层的地基,该 首批桩的施工步骤是利用钻机在桩位向下钻孔,根据钻机上钻头上的压力 杆(图中未示出)在钻孔过程中不断对孔底的土体性质,如土体弹性模量进行 测定,如图1A所示,上述压力杆与地面上的压力表(图中未示出)连通,从而 根据设计荷载,上述不断测定的土体性质确定出最终桩的长度,即桩底承载力 盘的位置,桩分支孔/桩身承力盘的位置以及桩分支孔/桩身承力盘的个数,也就 是说确定的结果是使桩端位于所规定的持力层上,而桩分支孔/桩身承力盘也位 于中间的相应所需持力层上,之后,如图1B所示,采用桩分支孔和/或桩身承 力盘槽孔挤压成形装置在预定孔底及孔壁的相应预定位置对土体挤压形成桩底 承力盘槽孔,桩分支孔和/或桩身承力盘槽孔,然后,利用扫描仪对整个桩孔进 行扫描检查桩分支孔/桩承力盘槽孔、桩身孔壁的成形质量,如图1C所示,接着 插入预应力筋灌注混凝土,待混凝土达到一定强度后对预应力筋张拉并锚同。 在这里应说明,上述首批桩的承载力及使用期沉降也是基本相同的,其制作目 的是摸索经验,大体探明地质状况,当然该首批桩也是作为正式用桩来制作 的,接着对剩下的桩进行大规模施工,其方式与首批桩相同,其施工依据是剩 下的桩的承载力及沉降基本与首批桩相同。

作为本发明方法中桩身孔与桩分支孔和/或承力盘槽孔同时成形的第一实施 例,其步骤包括用本发明设备1形成桩身孔,如图2A所示,该设备包括分支孔 和/或承力盘槽孔成形装置2和钻孔装置3,该钻孔装置3中的钻头上连有压力 杆(图中未示出),上述压力杆与地面上的压力表(图中未示出)连通,之后 沿斜向向上方向挤压孔壁土体,如图2B所示,最后以所形成的孔穴顶部土体为 支点沿斜向向下方向挤压孔壁土体从而形成分支孔和/或承力盘槽孔,如图2C所 示,上述分支孔和/或承力盘槽孔的成形是在利用本发明设备向下形成桩身孔时 制作,也可在桩身孔成形后向上提出本发明设备的过程中制作。

作为本发明方法中桩身孔与桩分支孔和/或承力盘槽孔同时成形的第二实施 例,其步骤包括用本发明设备形成桩身孔,该设备包括分支孔和/或承力盘槽孔 成形装置2和钻孔装置3,该钻孔装置3中的钻头上连有压力杆(图中未示出), 上述压力杆与地面上的压力表(图中未示出)连通,如图3A所示,在向下形成 桩身孔的同时或之后利用本发明设备沿斜向向上和斜向向下同时挤压孔壁土体 形成桩分支孔和/或承力盘槽孔,如图3B所示,最后挤压完毕形成图3C所示的形 状。

作为本发明方法中桩身孔与桩分支孔和/或承力盘槽孔同时成形的第三实施 例,其步骤包括用本发明设备1形成桩身孔,该设备1包括分支孔和/或承力盘槽 孔成形装置2和钻孔装置3,该钻孔装置3中的钻头上连有压力杆(图中未示 出),上述压力杆与地面上的压力表(图中未示出)连通,如图4A所示,在向 下形成桩身孔的过程中或形成桩身孔之后,可利用上述分支孔和/或承力盘槽孔 成形装置2对土体进行斜向挤压,如图4B所示。图4B中的虚线为最终挤压状态, 当挤压完毕后便可形成如图4C所示的状态。

作为本发明方法中桩身孔与桩分支孔和或承力盘槽孔同时成形的第四实施 例,其步骤包括用本发明设备1形成桩身孔,该设备1包括分支孔和/或承力盘槽 孔成形装置2和钻孔装置3,该钻孔装置3中的钻头上连有压力杆(图中未示 出),上述压力杆与地面上的压力表(图中未示出)连通,如图5A所示,在利 用设备1向下形成桩身孔时,或在形成桩身孔后提出该设备1时可在桩身孔孔壁 上形成水平槽4,如图5B所示。之后,利用本发明设备1中的特定的分支孔和/或 承力盘槽孔成形装置2(该装置将在后面描述),从该水平槽4处向下挤压土体 形成分支孔和/或承力盘槽,如图5C所示。

图6为同时具有桩身孔成形器和桩分支孔和/或承力盘槽孔装置的本发明设 备的一个实施例,该设备1包括潜水钻3,该潜水钻3包括钻杆5,钻杆5上设有动 力装置6和6A,钻杆底部设有钻头7,钻杆上还设有一个或多个分支孔和/或承 力盘槽孔成形装置2。

图7为本发明设备的另一实施例,该设备1包括螺旋钻8,该钻包括顶部的驱 动器9,螺旋叶片10,钻杆11,在钻杆11上还形成有一个或多个分支孔和/或承 力盘槽孔成形装置2。

图8为本发明设备第三实施例,该设备1包括沉管12,该沉管12底部设有与 其相连接的尖状部件13,如活瓣桩尖,或与其相分离的尖状部件13,沉管12中 设有分支孔和/或承力盘槽孔成形装置2,其结构可以为冲击凿孔式,如图8所 示(要在后面将会描述),也可为图9、10和13所示的形式,沉管12可通过静压 桩机设于地基中。

图9为本发明设备中的分支孔和/或承力盘槽孔成形装置的一种形式,该装 置2包括可水平伸出的两个挤压头17,如图8所示。两个挤压头之间设有驱动油 缸18,该驱动油缸18伸出时可时挤压头17沿水平方向伸出,两个挤压头还与竖 向油缸19的一端相连,该油缸19伸出时可使挤压头17向下挤压土体,该成形装 置2特别适合图4中所示的方法。

图8中套装的装置2为分支孔和/或承力盘槽孔挤压成形装置的第二种形式, 该装置2包括外管20,外管上开有孔,外管内设有滑道21,滑道内设凿孔挤土 器22,它包括冲头23,冲头串连有多个球形部件24,它们相互铰接或柔性相 连,最上端的球形部件与驱动器25相连,当然上述凿孔挤土器22也可通过冲击 方式凿孔挤压土体,该装置适合图5所示方法。

图10和11为本发明设备中用的分支孔和/或承力盘槽孔挤压成形装置的第三 种形式,该装置2包括外管29,其内设有多个成形机构和投入加固料通道29A, 外管29上开有供成形机构伸出的孔,外管外部设有泵站,它通过油路管与成形 机构中的油缸连通(图中未示出),如图11所示,在成形机构中设有竖向动力 杆30,该动力杆30由上述油缸带动(图中未示出),该杆30通过竖向移动轴31 与上弓压臂31铰接,上弓压臂32通过横向移动轴33与由下弓压臂整体形成的下 下分支板34铰接,该板34底部与下固定轴35铰接,该轴35相对外管29固定。上 分支板36上端铰接于上固定轴37上,该轴37相对外管29固定,在图10、11中, 仅仅画出了相对称的两套成形机构中的左边一套(一半),右边一套与左边的 相同,故图中未示出。当然,可根据需要设置1套、3套或更多的同步机构。在 上分支板36内侧设有导板33,上分支板36的自由端部39位于上弓压臂32与横向 移动轴33的连接处。导板38共有两个,它们分别设置在上分支板36的两侧,导 板38从上分支板36的自由端部39处沿上分支板36板面方向向下延伸,其伸出部 开有横向移动轴33的导向槽38A,横向移动轴33还铰接有上分支滑板40,该滑板 40贴靠上分支板36内侧并向上延伸,在下分支板34的两侧设有复合上分支板 41,其底部铰接于下固定轴35上,复合下分支板41的自由端部42设有限位 43,在上弓压臂32内侧设有压块44,图10表示上述机构处于伸出的状态,图11 表示上述机构处于收拢状态,如图12所示,上述成形装置2还包括四块挡土板 45(每侧2块),它们分别设于上分支板36的两侧,在挡土板45内侧上分支板36 下端导向臂46的先期插入时,分支板有效宽度47内未被挤压的原土48不可能向 两侧成孔后的空间49塌落,加上上分支板滑板40的作用有效地防止了上分支板 36上方的土体向下塌落,保证了分支承力盘下方土体的挤压密实,上述装置的 优点是可避免在制作桩分支孔和/或承力盘槽孔时所产生的设备上浮现象以及所 形成的孔穴形状不规则、易塌方的缺点。

图13为第四种桩分支孔和/或承力盘槽孔成形装置的形式,该装置2与图11 的结构类似,不同的是图11的装置中的上分支板先压出,之后下分支板压出, 故图11装置适合图3所示方法,而图12所示装置2也带有上、下分支板50、51, 它们同时被压出,它适合图4所示方法,图13所示装置2还设有上弓压臂52和下 弓压臂53,上弓压臂52与上分支板50为整体连接,下分支板51与下弓压臂53整 体连接。上弓压臂52顶部与竖向动力杆54相铰连,该杆由驱动缸带动,上弓压 臂52另一端与下弓压臂53铰接,下弓压臂53另一端与外管55铰接,外管55开有 上述机构伸出的孔,图14为上述装置的收拢状态。

上述挤压成形装置可带有沿环向的多个挤压板或头,从而在制成时只经 过1-2次就可基本形成承力盘。

如图15所示,本发明设备中的另一种桩分支孔和/或承力盘槽孔的成形装 置,它包括外套筒62,其内设有二对弓压臂,每对弓压臂包括上弓压臂63和下 弓压臂64,上弓压臂63的顶端与连接部件65铰接,上弓压臂63的底端与下弓压 臂64铰接,下弓压臂64的底端与连接部件66相连,上述外套筒62的顶部设有驱 动缸67,该驱动缸7中设有设有上活塞68和下活塞69,该上活塞68通过活塞杆70 与连接部件66刚性相连,下活塞69通过活塞杆71与连接部件65刚性连接,上述 驱动缸67的中部侧臂上开有供液体通过的嘴72,驱动缸67的底部侧壁上开有供 液体通行的嘴73,其顶部开有供液体通行的嘴74。

在设备初始状态,即图示的虚线所示状态,设备中的弓压臂处于收回位 置,驱动缸67中的二个活塞68和69位于驱动缸的中间位置,当要驱动弓压臂压 出时,通过泵向驱动缸中的嘴72压入油,而嘴73和74则有油通过,这样上活塞 68逐渐上升,使活塞杆70向上运动从而带动连接部件66向上移动,而下活塞69 逐渐下降,同时活塞杆71向下运动从而带动连接部件65向下移动,由于上下弓 压臂63和64等长,而驱动缸中的活塞68和69也相对并对称设置,这样连接部件 65和66同时移动使上下弓压臂的铰接点可沿水平方向作直线运动,其结果是可 沿水平方向压出一个成等腰三形的分支孔,逐渐转动上述设备并驱动上下弓 压臂压出便可形成桩的承力盘槽孔。

高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈