预压力干硬性混凝土桩施工方法及控制系统.pdf

本发明涉及一种用于高层建筑或重型荷载的混凝土桩，特别涉及一种预压力干硬性混凝土桩施工方法及控制系统。该方法步骤如下：一、螺旋钻成设计孔径和设计孔深的桩孔，将预压力干硬性混凝土桩施工控制系统中的雁翅头沉入桩孔底，雁翅头外径小于桩孔直径；二、向桩孔内填入强度等级为C30的干硬性混凝土，干硬性混凝土的维勃度大于一百秒，填入的干硬性混凝土在雁翅头的最上层雁翅上端2～3m；三、提升雁翅头，上行1.5～1.8m范围间的n米，干硬性混凝土落入雁翅头腾出的空间内。本发明实现了大幅度提高混凝土桩的承载力，能够在制桩过程中对桩做记录，能够对每根桩做检测，安全性高，制桩工艺简单，制桩成本低。

1.  一种预压力干硬性混凝土桩施工方法，其特征在于：该方法步骤如下：
一、螺旋钻成设计孔径和设计孔深的桩孔，将预压力干硬性混凝土桩施工控制系统中的雁翅头沉入桩孔底，雁翅头外径小于桩孔直径；
二、向桩孔内填入强度等级为C30的干硬性混凝土，干硬性混凝土的维勃度大于一百秒，填入的干硬性混凝土在雁翅头的最上层雁翅(4)上端2～3m；
三、提升雁翅头，上行1.5～1.8m范围间的n米，干硬性混凝土落入雁翅头腾出的空间内；
四、开启振动锤(1)，雁翅头下行n米，将填入的干硬性混凝土驱向桩端与孔壁，雁翅头下行时，通过锥尖(5)和雁翅(4)产生的竖向压力之和与水平压力之和相等；
五、重复步骤三和四，反复提升和下行雁翅头，期间不断填入干硬性混凝土，直至在雁翅头下行时，振动锤(1)施加给雁翅头的力达到设计加载应力，此时最后一次雁翅头下行时，雁翅头下行距离小于n米，第一扩径段制作完毕；
六、CPU(15)控制自动进入第二扩径段制桩，第二扩径段及以后各个扩径段的制作过程与第一扩径段相同，经过多个扩径段直至打桩完成，此时桩孔半径平均扩涨60mm；
七、养护桩28天后，即可做静载荷试验。

2.  一种用于按照权利要求1所述的预压力干硬性混凝土桩施工方法的控制系统，包括振动锤(1)和CPU(15)；其特征在于：振动锤(1)、压力传感器(2)、震动杆(3)、雁翅头顺次连接，雁翅头包括圆柱本体，圆柱本体下部外壁等距离设置四层雁翅(4)，每层等角度设置多个雁翅(4)，相邻两层雁翅(4)交错设置，雁翅(4)为三角块状，圆柱本体下端设计有锥尖(5)；振动锤(1)上端连接主卷扬机钢丝绳(6)，主卷扬机钢丝绳(6)顺次绕过顶部定滑轮(7)、 底部定滑轮(8)与主卷扬机(9)连接，底部定滑轮(8)上设置有码盘传动轮Ⅰ(10)，码盘传动轮Ⅰ(10)通过三角带(11)连接码盘传动轮Ⅱ(12)，码盘传动轮Ⅱ(12)与码盘(13)相连接，压力传感器(2)、码盘(13)均与转换器(14)相连接，转换器(14)与CPU(15)相连接，CPU(15)分别与显示器(16)、打印机(17)、输入输出总线(18)相连接，输入输出总线(18)与信号显示器(19)相连接。

预压力干硬性混凝土桩施工方法及控制系统
技术领域：
本发明涉及一种用于高层建筑或重型荷载的混凝土桩，特别涉及一种预压力干硬性混凝土桩施工方法及控制系统。
背景技术：
目前，高层建筑、重型荷载用的混凝土桩多采用灌注桩和预制桩，这两种桩都存在如下不足：1、承载力低；2、桩打好后，检测桩时，只检测1％不少于3根的桩，不能够对每根桩进行检测，存在安全隐患；3、制桩工艺复杂，制桩成本高。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种预压力干硬性混凝土桩施工方法及控制系统，该方法实现了大幅度提高混凝土桩的承载力，能够在制桩过程中对桩做记录，能够对每根桩做检测，安全性高，制桩工艺简单，制桩成本低。克服了现有混凝土桩承载力低，不能够对每根桩进行检测，存在安全隐患，制桩工艺复杂，制桩成本高的不足。
本发明所采取的技术方案是：一种预压力干硬性混凝土桩施工方法，该方法步骤如下：
一、螺旋钻成设计孔径和设计孔深的桩孔，将预压力干硬性混凝土桩施工控制系统中的雁翅头沉入桩孔底，雁翅头外径小于桩孔直径；
二、向桩孔内填入强度等级为C30的干硬性混凝土，干硬性混凝土的维勃度大于一百秒，填入的干硬性混凝土在雁翅头的最上层雁翅上端2～3m；
三、提升雁翅头，上行1.5～1.8m范围间的n米，干硬性混凝土落入雁翅头腾出的空间内；
四、开启振动锤，雁翅头下行n米，将填入的干硬性混凝土驱向桩端与孔壁，雁翅头下行时，通过锥尖和雁翅产生的竖向压力之和与水平压力之和相等；
五、重复步骤三和四，反复提升和下行雁翅头，期间不断填入干硬性混凝土，直至在雁翅头下行时，振动锤施加给雁翅头的力达到设计加载应力，此时最后一次雁翅头下行时，雁翅头下行距离小于n米，第一扩径段制作完毕；
六、CPU控制自动进入第二扩径段制桩，第二扩径段及以后各个扩径段的制作过程与第一扩径段相同，经过多个扩径段直至打桩完成，此时桩孔半径平均扩涨60mm；
七、养护桩28天后，即可做静载荷试验。
一种用于预压力干硬性混凝土桩施工方法的控制系统，包括振动锤和CPU；振动锤、压力传感器、震动杆、雁翅头顺次连接，雁翅头包括圆柱本体，圆柱本体下部外壁等距离设置四层雁翅，每层等角度设置多个雁翅，相邻两层雁翅交错设置，雁翅为三角块状，圆柱本体下端设计有锥尖；振动锤上端连接主卷扬机钢丝绳，主卷扬机钢丝绳顺次绕过顶部定滑轮、底部定滑轮与主卷扬机连接，底部定滑轮上设置有码盘传动轮Ⅰ，码盘传动轮Ⅰ通过三角带连接码盘传动轮Ⅱ，码盘传动轮Ⅱ与码盘相连接，压力传感器、码盘均与转换器相连接，转换器与CPU相连接，CPU分别与显示器、打印机、输入输出总线相连接，输入输出总线与信号显示器相连接。
本发明的有益效果是：本发明大幅度提高了混凝土桩的承载力，能够在制桩过程中对桩做记录，能够对每根桩做检测，安全性高，制桩工艺简单，制桩成本低。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为预压力干硬性混凝土桩施工控制系统的结构示意图。
图2为雁翅头的结构示意图。
具体实施方式：
一种预压力干硬性混凝土桩施工方法，该方法步骤如下：
一、螺旋钻成设计孔径和设计孔深的桩孔，将预压力干硬性混凝土桩施工控制系统中的雁翅头沉入桩孔底，雁翅头外径小于桩孔直径；
二、向桩孔内填入强度等级为C30的干硬性混凝土，干硬性混凝土的维勃度大于一百秒，填入的干硬性混凝土在雁翅头的最上层雁翅4上端2～3m；
三、提升雁翅头，上行1.5～1.8m范围间的n米，干硬性混凝土落入雁翅头腾出的空间内；
四、开启振动锤1，雁翅头下行n米，将填入的干硬性混凝土驱向桩端与孔壁，雁翅头下行时，通过锥尖5和雁翅4产生的竖向压力之和与水平压力之和相等；
五、重复步骤三和四，反复提升和下行雁翅头，期间不断填入干硬性混凝土，直至在雁翅头下行时，振动锤1施加给雁翅头的力达到设计加载应力，此时最后一次雁翅头下行时，雁翅头下行距离小于n米，第一扩径段制作完毕；
六、CPU15控制自动进入第二扩径段制桩，第二扩径段及以后各个扩径段的制作过程与第一扩径段相同，经过多个扩径段直至打桩完成，此时桩孔半径平均扩涨60mm；
七、养护桩28天后，即可做静载荷试验。
如图1、图2所示，一种用于预压力干硬性混凝土桩施工方法的控制系统， 包括振动锤1和CPU15；振动锤1、压力传感器2、震动杆3、雁翅头顺次连接，雁翅头包括圆柱本体，圆柱本体下部外壁等距离设置四层雁翅4，每层等角度设置多个雁翅4，相邻两层雁翅4交错设置，雁翅4为三角块状，圆柱本体下端设计有锥尖5；振动锤1上端连接主卷扬机钢丝绳6，主卷扬机钢丝绳6顺次绕过顶部定滑轮7、底部定滑轮8与主卷扬机9连接，底部定滑轮8上设置有码盘传动轮Ⅰ10，码盘传动轮Ⅰ10通过三角带11连接码盘传动轮Ⅱ12，码盘传动轮Ⅱ12与码盘13相连接，压力传感器2、码盘13均与转换器14相连接，转换器14与CPU15相连接，CPU15分别与显示器16、打印机17、输入输出总线18相连接，输入输出总线18与信号显示器19相连接。
本发明采用震动杆3、雁翅头在竖向圆孔中上下反插运行(亦称回填再压缩)，通过孔内填入干硬性混凝土将桩端土和孔壁土压密实，使桩孔半径平均扩涨约60mm，从而使桩端土和孔壁土的强度和刚度大大提高，使桩的承载力大幅度提高，桩顶变形值恒小于3mm(在单桩竖向承载力特征值作用下)。目前雁翅头仅有两种规格：一种外径为600mm，对应桩孔直径为1000mm；另一种外径为377mm，对应桩孔直径为460mm。雁翅头是根据力平行四边形法则和土的扩散角28度设计而成，当雁翅头下行时，锥尖和雁翅表面产生的竖向压力之和与水平压力之和相等，当雁翅头上下运行6～7次、加载应力达到1MPa时，该扩径段制桩结束。雁翅头上下反插运行距离和加载应力大小由计算机控制执行。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。