《强夯振动复合扩底桩机及强夯振动复合扩底桩施工方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《强夯振动复合扩底桩机及强夯振动复合扩底桩施工方法.pdf（12页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN103114579A43申请公布日20130522CN103114579ACN103114579A21申请号201310056968122申请日20130222E02D5/4420060171申请人建基建设集团有限公司地址214263江苏省无锡市宜兴市周铁镇下邾街下午路1号72发明人沈国勤姚锋祥欧国兴沈飞74专利代理机构北京中誉威圣知识产权代理有限公司11279代理人蒋常雪54发明名称强夯振动复合扩底桩机及强夯振动复合扩底桩施工方法57摘要本发明公开了一种强夯振动复合扩底桩机及强夯振动复合扩底桩施工方法，包括套装在一起的内管和外管，及柴油锤；外管上设置有加料口，所述柴油锤由锤。
2、杆和锤头构成，锤头设置于内管顶端的法兰盘上，并套在外管法兰盘顶端的上面，对内管和外管同时施加锤力作用；其特征在于所述外管上部位置套装有一个振动锤。施工方法步骤为1）强夯振动复合扩底桩机的现场组装；2）填充夯扩辅料进行端部强夯扩底；3）灌注混凝土强夯形成扩大头；4）拔出内管下放钢筋笼；5）灌注混凝土拔外管。本发明施工的单桩承载力高，成桩后的单桩承载力差距很小，砼密实度好，结构安全性高，造价低，经济效益与社会效益显著。51INTCL权利要求书2页说明书6页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图3页10申请公布号CN103114579ACN1031145。
3、79A1/2页21一种强夯振动复合扩底桩机，所述强夯振动复合扩底桩机为双套管结构，包括套装在一起的内管和外管，及柴油锤；外管和内管顶端均设置有法兰盘，内管可完全从外管内拔出，外管上设置有加料口，所述柴油锤由锤杆和锤头构成，所述锤头设置于内管顶端的法兰盘上，并套在外管法兰盘顶端的上面，对内管和外管同时施加锤力作用；其特征在于所述外管上部位置套装有一个振动锤。2如权利要求1所述的强夯振动复合扩底桩机，其特征在于所述内管下部设置有可卸除的活瓣开口取土装置，所述活瓣开口取土装置包括安装于内管内的内管取土封头钢板，内管取土封头钢板上端面和内管之间设置有取土器导向轮，内管取土封头钢板下端面中间位置固定连接。
4、有一个卸土传力杆，卸土传力杆的底端铰接有取土活瓣，所述卸土传力杆和取土活瓣铰接位置设置有限位装置，使得取土活瓣只能向上并拢而不能向下打开。3如权利要求1或2所述的强夯振动复合扩底桩机，其特征在于卸除活瓣开口取土装置后，内管下端部焊接有直径小于外管35CM的厚钢板，套装在内管上作为强夯板。4如权利要求3所述的强夯振动复合扩底桩机，其特征在于内管外径小于外径内径5CM。5一种强夯振动复合扩底桩施工方法，分为挤土桩施工和非挤土桩施工；其特征在于，挤土桩施工方法步骤为1）、强夯振动复合扩底桩机的现场组装把内管下端部焊接直径小于外管35CM的厚钢板，作为强夯板，将内、外管叠加套在一起；将内管用柴油锤与外。
5、管同步击打至设计标高；2）、填充夯扩辅料进行端部强夯扩底拔出内管，在外管内加夯扩辅料，进行端部扩底强夯；根据设计单桩承载力要求，确定填充夯扩辅料的数量及次数，确保桩端部每次02503M3辅料，连续2次加料，经强夯后的桩端阻力达到2200KPA以上；3）、灌注混凝土强夯形成扩大头根据设计的扩大头要求，确定砼投料量及强夯扩端次数，灌注C30C40砼，每次砼投料量为02025M3，连续加料2次强夯后达到设计要求，在强夯过程中，内、外管同步夯击到设计桩底标高；4）、拔出内管下放钢筋笼拔出内管，安置钢筋笼，在钢筋笼上端焊接吊筋，用钢丝绳与内管及钢筋笼连接，确保钢筋笼在外管内垂直悬挂管中间，同时确保钢筋笼。
6、底部在扩大头内051米之间；5）、灌注混凝土拔外管安放好钢筋笼后立即灌注砼，砼坍落度控制在810CM之间；灌满砼后开启振动锤振动拔管，边振动边拔管，直至外管拔出地面1525CM，剪断钢筋笼吊筋，形成一个完整扩底桩。6如权利要求5所述的强夯振动复合扩底桩施工方法，其特征在于，非挤土桩施工步骤为在实施挤土桩施工方法步骤之前增加干取土步骤，采用双管干取土步骤为在内管下部设置活瓣开口取土装置，将内、外管叠加套在一起，用柴油锤将内管与外管同步击打入土，由于活瓣开口取土装置的取土活瓣只能向上并拢而不能向下打开，在入土过程中，外部的土将取土活瓣向上挤开，土不断地进入内管内；内管和外管每入土46M拔出内管取土。
7、一次，在拔出内管的过程中，取土活瓣将内管内的土封住；内管完全拔离外管后，向下打击内管取土封头钢板，带动取土活瓣向下，使得取土活瓣脱离内管底部，内管内的土自由散落；权利要求书CN103114579A2/2页3根据桩长与地质情况随时调正内管拔出卸土次数，直至扩底端部取土完成、达到设计深度。7如权利要求6所述的强夯振动复合扩底桩施工方法，其特征在于，内管外径小于外径内径5CM。8如权利要求57之任一所述的强夯振动复合扩底桩施工方法，其特征在于，强夯振动复合扩底桩地质条件为粉土、粉砂、持力层厚度不得少于三米，持力层地耐力大于16T/M3，夯扩辅料采用1530CM的碎石、混凝土块或块砖，根据设计单桩承载。
8、力的要求，确定填充夯扩辅料的数量及次数，根据柴油锤的型号，选择最后十击强夯贯入度的沉降量小于30CM，并调正内、外管上拔高度来确定扩底直径，确保夯扩辅料经强夯后的桩端阻力不低于2200KPA，才能达到设计承载力的要求；32T柴油锤最后十击强夯贯入度沉降量小于30CM，桩端阻力一般不小于3200KPA。9如权利要求8所述的强夯振动复合扩底桩施工方法，其特征在于，钢筋笼上焊接有多道三角形保护筋。权利要求书CN103114579A1/6页4强夯振动复合扩底桩机及强夯振动复合扩底桩施工方法0001技术领域0002本发明涉及一种强夯振动复合扩底桩机及强夯振动复合扩底桩施工方法，属于建筑工程技术领域。背景。
9、技术00031969年，法国MENARD公司首创了一种地基加固方法强夯法。随后，强夯法被逐渐引用来处理饱和砂土、填土、冲积土以及大面积软土地基。强夯法自1975年传入我国以来，已广泛应用于加固和处理各种软土地基方面，取得了很好的技术经济效益，也积累了丰富的经验。0004沉管灌注桩二十世纪六十年代就广泛应用于我国软土地区，七十年代末期起源于浙江杭州的强夯扩桩是在沉管灌注桩的基础上，经过机械改造后的一种新桩型，设计人员一般选用土层厚度在3米以上，端阻力在1200KPA以上的土层作为持力层，它是沉管灌注桩与扩底桩二种桩型取其优的综合产物，八十年代初期广泛应用江苏各地，八十年代中、后期又推广至江西南昌。
10、、九江、武汉等地，九十年代初期，又在原强夯扩桩的基础上，改造机械设备及施工工艺，在设备上增加了振动拔管功能，使之灌注桩身砼经过振动拔管，增加了桩身砼的密实度，对桩身砼强度有了进一步保证。0005由于沉管强夯扩桩的挤土及扩底等方面的施工工艺缺陷、施工队伍的良莠不齐以及施工过程控制不严、偷工减料情况严重等等原因，加之随着九十年代后期预应力管桩的出现，导致强夯扩桩工艺被设计人员边缘化，绝大部分设计都采用管桩或方桩替代，该施工工艺处于停滞状态。0006具有中国特色的强夯扩桩桩型，是一种具有单桩承载力高、施工造价低、施工速度快、适应性强、工期短等优点的桩型，如何使其在适宜的地质条件下发挥最优性价比是近年。
11、来的研究课题。0007根据江苏省盐城大丰地区地质情况进行分析、研究，现有的一种技术方案是在原有锤击振动、扩底的基础上，原夯扩桩在锤击扩底封底砼时，砼中粗骨料最大粒径只有25公分，经水泥、黄砂拌合后，在锤击夯扩过程中已形成桩端封底砼液化，造成扩大头效果不佳、形状各异，单桩极限承载力提高的空间很小，达不到设想效果。发明内容0008本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种强夯振动复合扩底桩机及强夯振动复合扩底桩施工方法，它单桩承载力高，成桩后的单桩承载力差距很小，砼密实度好，结构安全性高，造价低，经济效益与社会效益显著。0009为解决上述问题，本发明采用如下技术方案本发明提供了一种。
12、强夯振动复合扩底桩机，所述强夯振动复合扩底桩机为双套管结说明书CN103114579A2/6页5构，包括套装在一起的内管和外管，及柴油锤；外管和内管顶端均设置有法兰盘，内管可完全从外管内拔出，外管上设置有加料口，所述柴油锤由锤杆和锤头构成，所述锤头设置于内管顶端的法兰盘上，并套在外管法兰盘顶端的上面，对内管和外管同时施加锤力作用；所述外管上部位置套装有一个振动锤。0010所述内管下部设置有可卸除的活瓣开口取土装置，所述活瓣开口取土装置包括安装于内管内的内管取土封头钢板，内管取土封头钢板上端面和内管之间设置有取土器导向轮，内管取土封头钢板下端面中间位置固定连接有一个卸土传力杆，卸土传力杆的底端铰。
13、接有取土活瓣，所述卸土传力杆和取土活瓣铰接位置设置有限位装置，使得取土活瓣只能向上并拢而不能向下打开。0011卸除活瓣开口取土装置后，内管下端部焊接有直径小于外管35CM的厚钢板，套装在内管上作为强夯板。0012内管外径小于外径内径5CM。0013本发明同时提供了一种强夯振动复合扩底桩施工方法，分为挤土桩施工和非挤土桩施工；挤土桩施工方法步骤为1）、强夯振动复合扩底桩机的现场组装把内管下端部焊接直径小于外管35CM的厚钢板，作为强夯板，将内、外管叠加套在一起；将内管用柴油锤与外管同步击打至设计标高；2）、填充夯扩辅料进行端部强夯扩底拔出内管，在外管内加夯扩辅料，进行端部扩底强夯；根据设计单桩承。
14、载力要求，确定填充夯扩辅料的数量及次数，确保桩端部每次02503M3辅料，连续2次加料，经强夯后的桩端阻力达到2200KPA以上；3）、灌注混凝土强夯形成扩大头根据设计的扩大头要求，确定砼投料量及强夯扩端次数，灌注C30C40砼，每次砼投料量为02025M3，连续加料2次强夯后达到设计要求，在强夯过程中，内、外管同步夯击到设计桩底标高；4）、拔出内管下放钢筋笼拔出内管，安置钢筋笼，在钢筋笼上端焊接吊筋，用钢丝绳与内管及钢筋笼连接，确保钢筋笼在外管内垂直悬挂管中间，同时确保钢筋笼底部在扩大头内051米之间；5）、灌注混凝土拔外管安放好钢筋笼后立即灌注砼，砼坍落度控制在810CM之间；灌满砼后开启。
15、振动锤振动拔管，边振动边拔管，直至外管拔出地面1525CM，剪断钢筋笼吊筋，形成一个完整扩底桩。0014非挤土桩施工步骤为在实施挤土桩施工方法步骤之前增加干取土步骤，采用双管干取土步骤为在内管下部设置活瓣开口取土装置，将内、外管叠加套在一起，用柴油锤将内管与外管同步击打入土，由于活瓣开口取土装置的取土活瓣只能向上并拢而不能向下打开，在入土过程中，外部的土将取土活瓣向上挤开，土不断地进入内管内；内管和外管每入土46M拔出内管取土一次，在拔出内管的过程中，取土活瓣将内管内的土封住；内管完全拔离外管后，向下打击内管取土封头钢板，带动取土活瓣向下，使得取土活瓣脱离内管底部，内管内的土自由散落；根据桩长。
16、与地质情况随时调正内管拔出卸土次数，直至扩底端部取土完成、达到设计深度。说明书CN103114579A3/6页60015内管外径小于外径内径5CM。0016强夯振动复合扩底桩地质条件为粉土、粉砂、持力层厚度不得少于三米，持力层地耐力大于16T/M3，夯扩辅料采用1530CM的碎石、混凝土块或块砖，根据设计单桩承载力的要求，确定填充夯扩辅料的数量及次数，根据柴油锤的型号，选择最后十击强夯贯入度的沉降量小于30CM，并调正内、外管上拔高度来确定扩底直径，确保夯扩辅料经强夯后的桩端阻力不低于2200KPA，才能达到设计承载力的要求。（32T柴油锤最后十击强夯贯入度沉降量小于30CM，桩端阻力一般不小。
17、于3200KPA）钢筋笼上焊接有多道三角形保护筋。0017本发明工艺是锤击强夯沉管灌注桩的一次工艺创新，采用碎石、混凝土块或碎砖强夯加固桩端持力土层，是目前解决桩端持力层中存在微薄软夹层和持力层含水率高而影响单桩承载力最有效的方法之一。针对江苏盐城大丰地区地质特征，采用管桩施工同样单桩承载力，桩长都在3045米左右，整体造价要提高40左右，采用本发明施工工艺比原来的钻孔灌注桩要节约造价55左右，是一种价廉物美的新桩型、新工艺。0018本发明单桩承载力高，成桩后的单桩承载力差距很小，砼密实度好，结构安全性高，造价低，经济效益与社会效益显著。附图说明0019图1为本发明结构示意图。0020图2为安。
18、装有活瓣开口取土装置的结构示意图。0021图3为挤土桩工艺流程图。0022图4为非挤土桩工艺流程图。具体实施方式0023如图1、图2所示，本发明提供了一种强夯振动复合扩底桩机，所述强夯振动复合扩底桩机为双管结构，包括套装在一起的内管1和外管2，及柴油锤3；外管和内管顶端均设置有法兰盘，外管上设置有加料口4，所述内管可完全从外管内拔出，所述柴油锤由锤杆31和锤头32构成，、锤头设置于内管顶端的法兰盘上，并套在外管法兰盘顶端的上面，对内管和外管同时施加锤力作用；所述外管上部位置套装有一个振动锤5。0024如图2所示，所述内管下部设置有可卸除的活瓣开口取土装置，所述活瓣开口取土装置包括安装于内管内的。
19、内管取土封头钢板6，内管取土封头钢板上端面和内管之间设置有取土器导向轮7，内管取土封头钢板下端面中间位置固定连接有一个卸土传力杆8，卸土传力杆的底端铰接有取土活瓣9，所述卸土传力杆和取土活瓣铰接位置设置有限位装置，使得取土活瓣只能向上并拢而不能向下打开。0025如图1所示，卸除活瓣开口取土装置后，内管下端部焊接有直径小于外管35CM的厚钢板10，作为强夯板。0026内管外径小于外径内径5CM。0027本发明同时公开了一种强夯振动复合扩底桩施工方法，分为挤土桩施工和非挤土桩施工。0028如图3所示，挤土桩施工方法步骤为说明书CN103114579A4/6页71）、强夯振动复合扩底桩机的现场组装1。
20、00把内管下端部焊接直径小于外管35CM的厚钢板，作为强夯板，将内、外管叠加套在一起；将内管用柴油锤与外管同步击打至设计标高；2）、填充夯扩辅料进行端部强夯扩底200拔出内管，在外管内第一次加夯扩辅料，进行端部扩底强夯；根据设计单桩承载力要求，确定填充夯扩辅料的数量及次数，确保桩端部辅料经强夯后的桩端阻力达到2200KPA以上；（32T柴油锤最后十击强夯贯入度沉降量小于30CM，桩端阻力一般不小于3200KPA）3）、灌注混凝土强夯形成扩大头300根据设计的扩大头要求，确定砼投料量及强夯扩端次数，灌注C30C40砼，在强夯过程中，内、外管同步夯击到设计桩底标高；4）、拔出内管下放钢筋笼400拔。
21、出内管，安置钢筋笼，在钢筋笼上端焊接吊筋，用钢丝绳与内管及钢筋笼连接，确保钢筋笼在外管内垂直悬挂管中间，同时确保钢筋笼底部在扩大头内051米之间；5）、灌注混凝土拔外管500安放好钢筋笼后立即灌注砼，砼坍落度控制在810CM之间，灌满砼后开启振动锤振动拔管，边振动边拔管，直至外管拔出地面1525CM，剪断钢筋笼吊筋，形成一个完整扩底桩。0029如图4所示，非挤土桩施工步骤为在实施挤土桩施工方法步骤之前增加干取土步骤600，采用双管干取土步骤为在内管下部设置活瓣开口取土装置，将内、外管叠加套在一起，用柴油锤将内管与外管同步击打入土，由于活瓣开口取土装置的取土活瓣只能向上并拢而不能向下打开，在入土。
22、过程中，外部的土将取土活瓣向上挤开，土不断地进入内管内；内管和外管每入土46M拔出内管取土一次，在拔出内管的过程中，取土活瓣将内管内的土封住；内管完全拔离外管后，向下打击内管取土封头钢板，带动取土活瓣向下，使得取土活瓣脱离内管底部，内管内的土自由散落；根据桩长与地质情况随时调正内管拔出卸土次数，直至扩底端部取土完成、达到设计深度。0030内管外径小于外径内径5CM。0031强夯振动复合扩底桩地质条件为粉土、粉砂、持力层厚度不得少于三米，持力层地耐力大于16T/，夯扩辅料采用1530CM的碎石、混凝土块或块砖，根据设计单桩承载力的要求，确定填充夯扩辅料的数量及次数，根据柴油锤的型号，选择最后十击。
23、强夯贯入度的沉降量，并调正内、外管上拔高度来确定扩底直径，确保夯扩辅料经强夯后的桩端阻力不低于2200KPA，才能达到设计承载力的要求。0032钢筋笼上焊接有多道三角形保护筋。0033本发明工艺是锤击强夯沉管灌注桩的一次工艺创新，采用碎石、混凝土块或碎砖强夯加固桩端持力土层，是目前解决桩端持力层中存在微薄软夹层和持力层含水率高而影响单桩承载力最有效的方法之一。针对江苏盐城大丰地区地质特征，采用管桩施工同样单桩承载力，桩长都在3045米左右，整体造价要提高40左右，采用本发明施工工艺比原来的钻孔灌注桩要节约造价55左右，是一种价廉物美的新桩型、新工艺。0034本发明单桩承载力高，成桩后的单桩承载。
24、力差距很小，砼密实度好，结构安全性高，造价低，经济效益与社会效益显著。说明书CN103114579A5/6页80035本发明桩端选用端阻力不低于800KPA以上的粉土，且厚度不低于3米的土层作为持力层（端阻力与土层厚度越高，承载力越高），用锤击强夯内、外沉管至沉管底端强夯大头时，为了防止强夯沉管底端出现的液化现象，我们在强夯沉管底端时一般选用粒径15CM30CM的石块、整砖、混凝土块等作为辅料，每次加料量为管高H2米25米之间，根据土质情况外管拔出08米1米后，用柴油锤强夯内管扩底至设计桩底标高，根据锤重、落锤高度及贯入度，确保桩端的端阻力不得低于2200KPA，这样才能确保之后的混凝土在桩底。
25、夯扩呈蘑菇形扩散；如桩端端阻力低于2200KPA，则必须加料复夯（800KPA的土层一般复夯12次即可达到2200KPA以上，同时根据锤重、落锤高度及贯入度，调节强夯的加料量）；经上述辅料锤击后，桩端阻力达到设计要求后随之拔出内管，加入02025立方米混凝土，用柴油锤强夯内管进行扩底，并根据承载力设计要求，选择复夯次数及加料量，桩底在达到设计扩大头直径后，拔出内管，安放钢筋笼，焊接吊筋固定在内管端部，随后灌注混凝土，启动振动锤振动拔管，同时确保桩长所需混凝土用料及充盈系数，拔管结束移至下一根桩施工。0036本发明工艺是锤击强夯沉管灌注桩的一次工艺创新，采用碎石、混凝土块或碎砖强夯加固桩端持力土。
26、层，是目前解决桩端持力层中存在微薄软夹层和持力层含水率高而影响单桩承载力最有效的方法之一。针对江苏盐城大丰地区地质特征，采用管桩施工同样单桩承载力，桩长都在3045米左右，整体造价要提高40左右，本发明施工工艺比原来的钻孔灌注桩要节约造价55左右，是一种价廉物美的新桩型、新工艺。0037本发明单桩承载力高，成桩后的单桩承载力差距很小，砼密实度好，结构安全性高，造价低，经济效益与社会效益显著。0038本发明的机械设备及施工工艺经大丰北缘壹号桩基等施工实例检验，发挥出较高的承载力和社会效益，其中北缘壹号桩基，有效桩长45M，桩径450MM，单桩极限承载力240T；品尚雅居2楼桩基，有效桩长55M，。
27、桩径450MM，单桩极限承载力240T；江苏博敏电子有限公司办公楼桩基，有效桩长80M，桩径450MM，单桩极限承载力190T，总加载量已达到压重平台的最大重量，4根桩中，1桩最大总沉降量为1091MM，3桩最小总沉降量为956MM；低应变检测114根桩全部为1类桩；品尚雅居2楼低应变检测239根，其中1类桩位231根，2类桩位8根桩；北缘壹号商业楼低应变抽检137根桩，其中1类桩125根，2类桩12根。0039在以上三项工程取得试验与施工的成功经验基础上，又连续施工了多项工程，新疆大厦试桩有效桩长135M，桩径450MM，单桩极限承载力240T；香堤雅居试桩有效桩长100M，桩径500MM，。
28、单桩极限承载力384T；以及小海花园17幢7层住宅楼桩基；宏垒化纤多层大跨度厂房、办公楼、宿舍楼桩基；今达织造办公楼、宿舍楼桩基等等项目，均取得了预期的效果，即单桩承载力高，砼密实度好，经济效益与社会效益显著等特点。0040本发明设备工艺在前期几百次试验、研究的基础上，经过多个工程实例总结整理的，是一套切实可行的施工工法与控制要点。根据特定的地质条件选用该桩型，必须通过试桩结果，以确定工程桩的施工参数，指导实际施工；而且，该施工方法必须选用责任心强、现场过程控制严格的施工队伍进行施工；为避免挤土效应带来对周边建筑、地下管线影响和挤土造成断桩、缩径现象的发生，尽量采用双管干取土沉桩工艺；在该桩型。
29、初始阶段建议增加低应变测试数量为100，不留任何后遗症，确保该桩100合格。0041最后应说明的是显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并说明书CN103114579A6/6页9非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。说明书CN103114579A1/3页10图1说明书附图CN103114579A102/3页11图2说明书附图CN103114579A113/3页12图3图4说明书附图CN103114579A12。