专利名称：一种五星形现浇混凝土桩施工方法
技术领域：
本发明属于混凝土桩施工方法技术领域，特别涉及一种五星形现浇混凝土桩施工方法。
背景技术：
目前，在地基基础工程领域中，圆形现浇钢筋混凝土桩广为使用，圆形桩基的承载力主要由桩侧摩阻力和桩端阻力形成。但是，这种圆形现浇钢筋混凝土桩对钢筋、混凝土的用量非常大，施工成本高。如何减少钢筋、混凝土用量的同时提高桩基承载力成为研究人员长期关心的课题。专利号为01218447. 0的“预制X形钢筋混凝土桩”和专利号为 201010215965. 4的“现浇X形钢筋混凝土桩施工方法”公开了 X形钢筋混凝土桩，专利号为01221710. 7的“Y形砼灌注桩”公开了一种截面呈Y形的混凝土灌注桩。相对于圆形钢筋混凝土桩来说，在同等的桩基承载力下，X形和Y形钢筋混凝土桩可以节省大量钢筋、混凝土用量。但是，由于X形和Y形钢筋混凝土桩均是预制好后再运输到现场，运输不便，运输成本高，并且预制桩内部要布置较多的钢筋以便吊装，给成桩的后期处理带来不必要的工作量。同时，X形和Y形钢筋混凝土桩的桩长一般控制在12m以内，而对于较深的地基来说，还需要现场接桩，既增加了施工难度，又增加了工程造价。另外，由于现浇X形和Y形钢筋混凝土桩开弧半径小、开弧角度大等原因，导致打桩过程中桩周土扰动和拔管过程中桩周土带出现象严重，从而影响其实际应用效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种施工工艺简单、可操作性强、便于质量控制和承载力高的五星形现浇混凝土桩施工方法。为实现上述目的，本发明的技术方案是一种五星形现浇混凝土桩施工方法，包括步骤为(1)整平场地，确定桩位，振动打桩机就位；(2)振动打桩机上部设有振动头，在振动头另一端连接盖板，盖板下端连接五星形钢模，五星形钢模下端连接活瓣桩靴；(3)将活瓣桩靴合拢，置于指定的打桩位置；(4)启动振动头向下振动，五星形钢模在活瓣桩靴的保护下打入地基中，活瓣桩靴端部土体被排挤到五星形钢模外侧土体中；(5)从五星形钢模上端口放入钢筋笼；(6)通过五星形钢模上的混凝土进料口向五星形钢模内注入混凝土 ； (7)启动振动头振动，将五星形钢模内的混凝土振密实；(8)将五星形钢模向上拔出一定高度，保证五星形钢模下端低于五星形钢模内混凝土的上表面；(9)循环步骤(6) (7) (8)，直至将五星形钢模拔出地面，在地基中形成五星形现浇钢筋混凝土桩。所述步骤(8)中向上拔出五星形钢模的上拔速度为0. 5-1. 5m/min。所述五星形钢模的长度为6-40m。所述五星形钢模的横截面呈五星形，五星形钢模的五个端头为平头，五个端头的外包圆直径为0. 4-1. Om ；盖板中部设有圆孔，钢筋笼穿过圆孔，放入五星形钢模的空腔内； 五星形钢模上端设有混凝土进料口。
所述活瓣桩靴由五个单瓣靴片构成，每瓣靴片分别与五星形钢模的端头和端头之间的弧形部下沿相铆接。所述五星形钢模外侧设有观测沉桩深度的标志。所述振动头与盖板铆接，盖板与五星形钢模焊接，五星形钢模与活瓣桩靴铆接。与现有技术相比，本发明的优点是
1、本发明包括步骤为(1)整平场地，确定桩位，振动打桩机就位；(2)振动打桩机上部设有振动头，在振动头另一端连接盖板，盖板下端连接五星形钢模，五星形钢模下端连接活瓣桩靴；(3)将活瓣桩靴合拢，置于指定的打桩位置；(4)启动振动头向下振动，五星形钢模在活瓣桩靴的保护下打入地基中，活瓣桩靴端部土体被排挤到五星形钢模外侧土体中； (5)从五星形钢模上端口放入钢筋笼；(6)通过五星形钢模上的混凝土进料口向五星形钢模内注入混凝土 ；(7)启动振动头振动，将五星形钢模内的混凝土振密实；(8)将五星形钢模向上拔出一定高度，保证五星形钢模下端低于五星形钢模内混凝土的上表面；(9)循环步骤(6) (7) (8)，直至将五星形钢模拔出地面，在地基中形成五星形现浇钢筋混凝土桩，施工工艺简单，可操作性强，便于质量控制，形成的五星形现浇钢筋混凝土桩的承载力高，可提高单位混凝土强度利用率，降低工程造价；同时，可有效增加五星形现浇钢筋混凝土桩桩周长度，提高桩侧摩阻力，竖向承载能力和水平承载能力得到较大提高。2、在达到同等承载力条件下，五星形现浇钢筋混凝土桩的比表面积大，混凝土用量省；另外，与Y形和X形混凝土桩相比，在同等外包圆直径的情况下，五星形现浇钢筋混凝土桩的内切圆大，即能够容纳更大直径的钢筋笼，便于承载较大的水平和竖向荷载。3、五星形钢模的长度为6-40m，成形的五星形现浇钢筋混凝土桩属于刚性桩，边振动边加压的沉模方式使得处理深度可达到40m。4、五星形钢模的五个端头为平头，便于加工以及加强五星形钢模的整体稳定性； 五个端头的外包圆直径为0. 4-1. 0m，便于五星形钢模打入地基中，并保证五星形钢模具有较高强度。5、五星形钢模以0. 5-1. 5m/min的上拔速度向上拔出，利于成桩。6、在五星形钢模外侧设有观测沉桩深度的标志，当五星形钢模沉入地基时，可通过观察五星形钢模外侧的标志得知是否已经达到设计深度。
图1为本发明的施工原理示意图2为图1中五星形钢模与盖板连接的俯视图； 图3为图1中五星形钢模的立体结构示意图； 图4为本发明的施工过程示意图； 图5为本发明混凝土桩的截面示意图； 图6为图1中活瓣桩靴的俯视图； 图7为图6中靴片的结构示意图。
具体实施例方式实施例1，如图1-7所示的五星形现浇混凝土桩施工方法，其包括步骤为(1)整平场地，确定桩位，振动打桩机1就位；(2)在振动打桩机1的上部设有振动头2，在振动头 2下端铆接盖板3，盖板3中部设有圆孔10 ；在盖板3下端焊接五星形钢模5，五星形钢模5 上端设有混凝土进料口 4，五星形钢模5的横截面呈五星形，为了便于加工以及加强整体稳定性，五星形钢模5的五个端头为平头，为便于五星形钢模5打入地基9中并保证其强度， 五个端头的外包圆直径为0. 4m ；在五星形钢模5下端铆接活瓣桩靴6，活瓣桩靴6由五个单瓣靴片61构成，每瓣靴片61分别与五星形钢模5的端头和端头之间的弧形部下沿相铆接， 五星形钢模5与活瓣桩靴6构成沉桩专用成模装置；(3)将活瓣桩靴6下端合拢汇聚于一点，并置于指定的打桩位置；(4)启动振动头2向下振动，五星形钢模5在活瓣桩靴6的保护下，突破地表、软弱土层和持力层打入地基9中，活瓣桩靴6端部的土体被排挤到五星形钢模5外侧的土体中；(5)从五星形钢模5上端盖板3中部的圆孔10放入钢筋笼8，钢筋笼 8位于五星形钢模5的空腔内；(6)通过混凝土进料口 4向五星形钢模5内注入一定深度的混凝土 ；(7)启动振动头2对混凝土进行振动，将五星形钢模5内的混凝土振密实；(8)为了利于成桩，将五星形钢模5以0. 5m/min的上拔速度向上拔出一定高度，此高度小于浇注混凝土的高度，即保证五星形钢模5下端低于五星形钢模5内混凝土的上表面；(9)循环步骤(6) (7) (8)，直至将五星形钢模5拔出地面，在地基9中便形成6m长的五星形现浇钢筋混凝土桩7。在五星形钢模5外侧设有观测沉桩深度的标志11，当五星形钢模5沉入地基9时， 可通过观察五星形钢模5外侧的标志11得知是否已经达到设计深度。盖板3、五星形钢模5和活瓣桩靴6具有满足振动和施工要求的硬度和强度，保证施工质量。实施例2，与实施例1的不同之处仅在于在步骤(2)中五星形钢模5五个端头的外包圆直径为0. 7m，在步骤(8)中将五星形钢模5以1. Om/min的上拔速度向上拔出，在步骤(9)中形成的五星形现浇钢筋混凝土桩7的长度为23m。实施例3，与实施例1的不同之处仅在于在步骤(2)中五星形钢模5五个端头的外包圆直径为1. Om，在步骤(8)中将五星形钢模5以1. 5m/min的上拔速度向上拔出，在步骤(9)中形成的五星形现浇钢筋混凝土桩7的长度为40m。不限于上述实施方式，当本发明针对的地基9为软土地基时，一般不需要很高的桩体强度，因此可以不放置钢筋笼8。
权利要求
1.一种五星形现浇混凝土桩施工方法，其特征在于，包括步骤为(1)整平场地，确定桩位，振动打桩机就位；(2)振动打桩机上部设有振动头，在振动头另一端连接盖板，盖板下端连接五星形钢模，五星形钢模下端连接活瓣桩靴；(3)将活瓣桩靴合拢，置于指定的打桩位置；(4)启动振动头向下振动，五星形钢模在活瓣桩靴的保护下打入地基中，活瓣桩靴端部土体被排挤到五星形钢模外侧土体中；(5)从五星形钢模上端口放入钢筋笼；(6)通过五星形钢模上的混凝土进料口向五星形钢模内注入混凝土；(7)启动振动头振动，将五星形钢模内的混凝土振密实；(8)将五星形钢模向上拔出一定高度，保证五星形钢模下端低于五星形钢模内混凝土的上表面；(9)循环步骤(6) (7) (8)，直至将五星形钢模拔出地面， 在地基中形成五星形现浇钢筋混凝土桩。
2.如权利要求1所述的五星形现浇混凝土桩施工方法，其特征在于所述步骤(8)中向上拔出五星形钢模的上拔速度为0. 5-1. 5m/min。
3.如权利要求1或2所述的五星形现浇混凝土桩施工方法，其特征在于所述五星形钢模的长度为6-40m。
4.如权利要求3所述的五星形现浇混凝土桩施工方法，其特征在于所述五星形钢模的横截面呈五星形，五星形钢模的五个端头为平头，五个端头的外包圆直径为0. 4-1. Om ； 盖板中部设有圆孔，钢筋笼穿过圆孔，放入五星形钢模的空腔内；五星形钢模上端设有混凝土进料口。
5.如权利要求4所述的五星形现浇混凝土桩施工方法，其特征在于所述活瓣桩靴由五个单瓣靴片构成，每瓣靴片分别与五星形钢模的端头和端头之间的弧形部下沿相铆接。
6.如权利要求5所述的五星形现浇混凝土桩施工方法，其特征在于所述五星形钢模外侧设有观测沉桩深度的标志。
7.如权利要求6所述的五星形现浇混凝土桩施工方法，其特征在于所述振动头与盖板铆接，盖板与五星形钢模焊接，五星形钢模与活瓣桩靴铆接。
全文摘要
本发明公开了一种五星形现浇混凝土桩施工方法，包括步骤为整平场地，确定桩位，振动打桩机就位；将活瓣桩靴合拢，置于指定的打桩位置；启动振动头向下振动，五星形钢模在活瓣桩靴的保护下打入地基中，活瓣桩靴端部土体被排挤到五星形钢模外侧土体中；从五星形钢模上端口放入钢筋笼；通过五星形钢模上的混凝土进料口向五星形钢模内注入混凝土；启动振动头振动，将五星形钢模内的混凝土振密实；将五星形钢模向上拔出一定高度，保证五星形钢模下端低于五星形钢模内混凝土的上表面；循环上三个步骤，直至将五星形钢模拔出地面，在地基中形成五星形现浇钢筋混凝土桩。施工工艺简单，可操作性强，便于质量控制，承载力高。
文档编号E02D5/38GK102444121SQ20111032539
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者任连伟, 何军, 刘俊超, 刘希亮, 李建委, 杨大方, 潘文彦, 王光勇, 王欣, 闫松 申请人:河南理工大学