专利名称：建筑工程桩的制作方法及所采用的装置的制作方法
技术领域：
本发明属土建工程桩施工领域，特别涉及一种建筑工程桩的制作方法及所采用的装置。
背景技术：
在国外土建工程中采用螺旋形R.C.桩系通过施加扭矩旋转置入土中。该桩法是预制螺旋桩靠强大扭矩将桩旋入地层中，由于施工法决定该桩采用高强水泥钢筋制作工艺较复杂，桩子配筋量大且需钢材制作螺旋板，端部受挠动有虚土，桩身也是搅动土，都低于原状土的强度。在国内尚未发现此种施工方法。
在国内受到污染限制城市很少采用锤击振动法施工。静压桩设备庞大周转施工费用高，管桩为满足静压庞大设备造成其成本高，就这种设备和高强桩也无奈应对较密实的土层不能压进，难于保证深度，表面光滑不利于发挥桩侧摩擦阻力。超流态混凝土螺旋钻孔桩，桩尖处被挠动有虚土，桩身有回落土，混凝土用量大，牵涉设备多，搭建临时搅拌站，依靠混凝土输送泵管道进入螺旋钻动力头顶部连接处，因骨料析出沉下钢筋笼难于保证其位置。由于难控制超流态混凝土注入量，因多是超量浪费，显得现场不整洁施工不文明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能适应各种土质，保证深度，工程造价低廉，施工工艺简单的建筑工程桩的制作方法。
本发明的另一目的是提供一种与上述建筑工程桩的制作方法相配套的专用设备。
本发明的目的可以通过如下途径实现一种建筑工程桩的制作方法，可按如下步骤依次进行(A)制作中部带有型芯孔的螺旋混凝土预制桩；(B)将带有钻尖的型芯扳具套于螺旋混凝土预制桩的型芯孔内；(C)将桩帽分别与型芯扳具及螺旋混凝土预制桩的上端固接；(D)起吊，动力源带动桩帽开钻；(E)通过型芯扳具的型芯孔向螺旋混凝土预制桩外注浆。
依据上述步骤施工时，在向螺旋混凝土预制桩外注浆后，还可进行逆钻。
上述建筑工程桩的制作方法所采用的设备，它包括中部配有型芯孔的螺旋混凝土预制桩、套接于型芯孔内的型芯扳具、与所述螺旋混凝土预制桩及型芯扳具的上端固定配接的桩帽；所述型芯扳具的下端设有钻尖；所述型芯扳具的底端配有喷浆口。
所述钻尖与型芯扳具可以为一体式，也可采用分体式。在采用分体式结构时，所述钻尖的上部与型芯扳具的下部套接；所述钻尖的上部配有紧固绳。
为提高钻进效率，作为一种优选方案，本发明在所述钻尖上还配有钻翼；所述钻翼与钻尖轴接。型芯孔可采用方形，当然也可采用其它方便卡接的形状，比如，六角形，八角形等。
本发明能适应各种土质，保证深度，工程造价低廉，施工工艺简单，可靠性强。带压注浆液能与土充分搅拌，达到深度后停止进尺，通过逆钻可使搅拌土与浆液混合物更加密实袱裹桩身，极大地提高了桩侧的摩擦阻力。桩的端部受带压浆液搅拌渗透，使其范围增大，较比原状土更加密实，提高了桩的支撑力。
下面结合附图所描述的实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明采用装置的整体结构图；图2为本发明所采用装置中螺旋混凝土预制桩的端面图；具体实施方式
如图所示，一种建筑工程桩的制作方法，可按如下步骤依次进行(A)制作中部带有型芯孔的螺旋混凝土预制桩；(B)将带有钻尖的型芯扳具套于螺旋混凝土预制桩的型芯孔内；(C)将桩帽分别与型芯扳具及螺旋混凝土预制桩的上端固接；(D)起吊，桩位校正，动力源带动桩帽开钻，钻尖破土；(E)通过型芯扳具的型芯孔向螺旋混凝土预制桩外注浆；(F)向螺旋混凝土预制桩外注浆后，再进行逆钻。
上述螺旋混凝土预制桩含有钢纤维或合成纤维。
建筑工程桩的制作方法所采用的设备，它包括中部配有型芯孔2的螺旋混凝土预制桩1、套接于型芯孔2内的型芯扳具3、与所述螺旋混凝土预制桩1及型芯扳具3的上端固定配接的桩帽4；所述型芯扳具3的下端设有钻尖5；所述型芯扳具3的底端配有喷浆口6。所述钻尖5与型芯扳具3可为一体式。在采用一体式时，螺旋混凝土预制桩1的下端部可采用异型头设计形式。所述钻尖5与型芯扳具3也可为分体式；在采用分体式时，螺旋混凝土预制桩1的下端部可采用齐头设计形式，所述钻尖5的上部与型芯扳具3的下部套接，所述钻尖5的上部配有紧固绳7。这样一旦出现土质情况不好而憋钻时，通过松开紧固绳7就可将钻尖5放弃。为强化施工效果，在所述钻尖5上可配有钻翼8；所述钻翼8与钻尖5轴接。钻翼8可绕销轴3旋转。在加工钻翼8时可将其长度作成略大于混凝土预制桩1螺旋的外缘。这样本发明基本上靠旋转的钻翼8进行推进。到达预定深度后，钻翼8及型芯扳具3就可很方便地收回。如图1所示，10为连接注浆高压管柱头。在需要注浆时，可通过架接在连接注浆高压管柱头10上的高压管向型芯扳具3内注浆。11为接口法兰盘，用于连接旋转动力头。12为连接桩帽4与螺旋混凝土预制桩1的连接钢筋。桩帽4通过插接方式与型芯扳具3固定配接。
本发明所涉及的装置，在制作时，可按构造或结构设计布置钢筋笼或型钢，为解决混凝土脆性扭裂等在搅拌混凝土时，掺入最佳含量的钢纤维或合成纤维，这样就增强其抗冲击耐磨而且在拒裂增韧抗渗强度大大提高。由于三维乱向分布有效阻止骨料析出。制作可采用离心挤压或自密实混凝土成型。在施工现场可将带有可开启或固定钻尖型钢扳具与桩帽固定配接。利用卷扬机将动力头及螺旋混凝土预制桩1吊起，校正后，开动动力头，经锁卡装置，桩帽强制扭转型钢扳具，带动桩尖，桩身旋转，控制进尺及转速，当遇有较硬土层或粘性很强的土质时，可注带压水，从而起到了细化松动滑润土层的功效。经过计算在钻进某一深度时，注带压浆液使其在满足设计深度时恰好与土搅拌混合物刚被旋出喷浆口6为佳，此时由卷扬机控制停止进尺，再进行逆钻，继续注浆液，这样就可压缩螺距间空隙，增大了桩侧摩擦阻力，使钻尖拌合较多浆液。当提起型钢扳具时视工程要求可继续注浆液，提出后保护好芯孔，按用途可下钢筋笼或型钢，可浇注混凝土或置入与型芯孔匹配的型钢管，作挡土桩受力杆件，地下部分可不注浆液，待完成作用后可将型钢管抽出重复使用。
工程实例I根据地质条件，设计要求，设备状况，螺旋桩的库存量及制作速度灵活选择，可进行接桩作业。
采用Φ400螺旋预制桩，地质条件如下0.8～1.8M为素填土(中密)1.8～2.6M为亚粘土(中密)2.6～5.1M为粘土(硬可塑)，5.1～5.8M中砂(中密)，5.8～12M为园砾(中密)根据地质报告，选桩长为7M型芯孔齐头螺旋预制桩，钻尖为开启型。作业时钻到2M时进尺困难，再进尺有憋钻现象此时注带压水情况大为改善，进尺较顺利，旋出来土质明显水润自然从螺距脱落下来。当钻进深度4/5时，注带压水泥浆液(配比0.6∶1比重1.7g/cm3)直至浆液与土旋搅混合物从孔口返出为止，停止进尺逆钻2分钟即可完成一根桩的施工。28天后做试桩终止荷载1500KN/14mm，经挖开检验桩外袱裹极好，经量测桩径人工刻划与锤击情况判断其强度颇高，袱裹力很强。桩端处土质明显有一硬快坚质的混凝土样范围可达500cm。在邻近2M处未经注浆液Φ400螺旋预制桩(原状态)Φ400原工法螺旋桩终止沉降500KN/14mm，成本为1600元/m3，承载力400KN/m3，本工法所需成本1200元/m3，承载力高达1600KN/m3。根据资料相近似条件锤击预制方桩30cm×30cm。终止荷载1000kn/13.27mm。比较看来此方法优于锤击预制桩。更优于原工法螺旋桩。虽然锤击挤密土质。但本方法明显改善工作机理，桩子支撑效应作用大，桩身由浆液与土组成袱裹效果极好强度大既起摩擦力又有抗剪作用，而且螺旋钻翼的正压力又斜向扩散较大范围远大于摩擦阻力扩散作用大，所以它的承载能力高于状态相同类型桩，其优越性显而易见。
工程实例II基坑平面尺寸为110M×60M，原设计用Φ600超流态螺旋钻孔灌注桩，中心距为1.2M共计278根，桩长为15M，压顶梁(拉手梁)为400MM×600MM。造价为100余万元，钢材消耗90吨，水泥600吨。改采用Φ500型芯孔齐头螺旋预制桩，桩长15M，桩数仍为278根，拉手梁用型钢将桩芯型钢紧固联接。总造价55万元，钢材消耗30吨，水泥用量为230吨。合成纤维用量410公斤。对比节约资金45％，钢材66％，水泥62％。
权利要求
1.一种建筑工程桩的制作方法，其特征在于可按如下步骤依次进行(A)制作中部带有型芯孔的螺旋混凝土预制桩；(B)将带有钻尖的型芯扳具套于螺旋混凝土预制桩的型芯孔内；(C)将桩帽分别与型芯扳具及螺旋混凝土预制桩的上端固接；(D)起吊，动力源带动桩帽开钻；(E)通过型芯扳具的型芯孔向螺旋混凝土预制桩外注浆。
2.根据权利要求1所述的建筑工程桩的制作方法，其特征在于向螺旋混凝土预制桩外注浆后，再进行逆钻。
3.根据权利要求1或2所述的建筑工程桩的制作方法，其特征在于螺旋混凝土预制桩含有钢纤维或合成纤维。
4.根据权利要求1或2所述的建筑工程桩的制作方法所采用的设备，其特征在于，包括中部配有型芯孔(2)的螺旋混凝土预制桩(1)、套接于型芯孔(2)内的型芯扳具(3)、与所述螺旋混凝土预制桩(1)及型芯扳具(3)的上端固定配接的桩帽(4)；所述型芯扳具(3)的下端设有钻尖(5)；所述型芯扳具(3)的底端配有喷浆口(6)。
5.根据权利要求4所述的建筑工程桩的制作方法所采用的设备，其特征在于所述钻尖(5)与型芯扳具(3)为一体式。
6.根据权利要求4所述的建筑工程桩的制作方法所采用的设备，其特征在于所述钻尖(5)与型芯扳具(3)为分体式；所述钻尖(5)的上部与型芯扳具(3)的下部套接；所述钻尖(5)的上部配有紧固绳(7)。
7.根据权利要求4所述的建筑工程桩的制作方法所采用的设备，其特征在于在所述钻尖(5)上配有钻翼(8)；所述钻翼(8)与钻尖(5)轴接。
8.根据权利要求5所述的建筑工程桩的制作方法所采用的设备，其特征在于在所述钻尖(5)上配有钻翼(8)；所述钻翼(8)与钻尖(5)轴接。
9.根据权利要求6所述的建筑工程桩的制作方法所采用的设备，其特征在于在所述钻尖(5)上配有钻翼(8)；所述钻翼(8)与钻尖(5)轴接。
10.根据权利要求4所述的建筑工程桩的制作方法所采用的设备，其特征在于所述型芯孔(2)为方形。
全文摘要
本发明属土建工程桩施工领域，特别涉及一种建筑工程桩的制作方法，可按如下步骤依次进行(A)制作中部带有型芯孔的螺旋混凝土预制桩；(B)将型芯扳具套于螺旋混凝土预制桩的型芯孔内；(C)将桩帽分别与型芯扳具及螺旋混凝土预制桩的上端固接；(D)起吊，动力源带动桩帽开钻；(E)通过型芯扳具的型芯孔向螺旋混凝土预制桩外注浆。上述方法所采用的装置，包括中部配有型芯孔(2)的螺旋混凝土预制桩(1)、套接于型芯孔(2)内的型芯扳具(3)、与所述螺旋混凝土预制桩(1)及型芯扳具(3)的上端固定配接的桩帽(4)。本发明能适应各种土质，保证深度，工程造价低廉，施工工艺简单，可靠性强。
文档编号E02D5/56GK1858363SQ20051004635
公开日2006年11月8日 申请日期2005年4月30日 优先权日2005年4月30日
发明者王毅, 王剑, 王英权, 王英杰, 王英俊 申请人:王英权