专利名称：一种扩底/径灌注桩成型方法及其桩具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管内投料，能在成桩过程中根据需要扩大桩底和/或桩身的沉管灌注桩成型方法及其桩具。
扩大桩身(径)任意部位和/或桩底部，可以提高桩的承载能力，充分发挥桩单位体积载荷，节约桩基础成本。现有的扩径沉管桩具，如夯扩桩具，它有底端开口的外桩管和同形底端封闭的内桩管组成，不仅桩具制造成本高，而且施工操作复杂，扩径投料，需将内桩管拔出，麻烦、费事，筑桩工效低。一般只适宜桩底部扩径，而且扩径料一般只宜一次全部投入振打，扩径效果差。
中国专利89217296，7所公开的一种改进活瓣桩具，如
图1，利用单根桩管及底部可开合的活瓣，达到开启灌料闭合(压料)扩径，虽省略了一根内桩管，而且能够在桩身任意部位扩径。其不足之处是在压料扩径时，各活动瓣片的闭合是借助桩管下压时，端部活动瓣片背侧斜面所受到的阻力，由于瓣片多，闭合时，容易因筑桩料(如石子)卡夹或闭合不一致性，不能达到完全有效闭合封闭桩管(口)，且又不易被发现和排除，以致发生喷浆(料)，影响扩径效果;呈尖锥形的桩尖，扩径效果也欠佳。其次，活瓣片开启不彻底，以及内突的闭合限位块的存在，在起管如筑造钢筋混凝土桩时，极易勾挂钢筋笼影响成桩质量。另外，各活瓣片闭合不一致性，易造成瓣片交错，振打扩径时容易损坏活瓣片。
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，操作方便，能够在成桩过程中视需要扩大桩身任意部位，而且在扩径时管端部能够达到有效闭合，在起管筑桩时，不勾挂钢筋笼，可保证扩径效果和成桩质量的新型沉管桩具。
发明的另一目的在于提供一种用于筑造高质量的扩底和/或扩径桩的成型方法。
为实现上述目的，本发明的基本构思是在桩具端(底)部设置一活动盖板，并使桩具(至少其端头部)有一个相对于桩具内孔(至少为端头部内孔)足够大的截面，以保证盖板的灵活启、闭。具体说，本发明桩具包括桩管，其特征在于所述桩管至少其一端有一扩大的头部和至少铰接一个能够封闭管口的活动盖板，以及连接关闭所说盖板的牵引机构，所述头部必要时至少其铰接盖板轴向宽度大于封闭盖板依铰轴转动的最大宽度。
本发明桩管(内和/或外)可以为任意几何截面，活动盖板由活动铰铰接在桩管/或扩大头部端部，绕铰轴转动，开或封闭管口。盖板可以是一块，也可以是多块，其中尤以一块为优，主要用于封闭桩管内端口，成孔进管和振压扩大桩径。其周边所围截面最好略大于桩管内截面，使封闭管口时依桩管壁厚阻挡定位盖板，不使其因振冲而反向开启。牵引机构是帮助提起，关闭开启的盖板，并使之保持闭合，同时也可间接显示活动盖板关闭情况，以保证盖板的有效关闭。牵引机构可以是软体牵引绳，如钢丝绳、钢筋、链条等或其他类似牵引、提起装置，其一端被固定在盖板上，另一端沿桩管(内或外)上升至上端部。所述至少其一端有一扩大头部的桩管，所说扩大是指桩管外截面较其内孔和/或封闭盖板为大，确切地说是足够大，它可以是整个桩管外截面相对于内孔为大，如内孔为圆形或三角形的正方柱桩管，还可以是仅只在桩管端或近端部外截面相对于内孔为大。主要是能够在钻进的土层中造成一个足以使盖板灵活和/或完全开启(下垂)的空间，其截面形状可以与桩管或内孔同形，也可是异形，在筑造如钢筋混凝土桩时，至少应使其铰接盖板轴向宽度大于封闭盖板依铰轴转动的最大宽度，以保证盖在土层孔中完全(垂直)开启，不使其因盖板开启不充分而托、勾钢筋笼。其中一种较好的做法，为在如圆形桩管末端外部套接一个正矩形或拱形(切去两只角)套管。在一些灌筑如砂、碎石、粉煤灰等无钢筋笼桩时，桩管末端头部截面只要能造成盖板的灵活开启也可。
扩底和/或径桩的成型方法，为将上述桩具深至所需设计最终深度和或所需扩径外，在桩管露出地表端灌入所需扩径(大)料，适当提(拔)起桩具使扩径料的部分或全部从桩具底部下垂开启的盖板处下落至所需扩径孔部位，拉动牵引装置，关闭所述盖板，向下振打桩具挤压桩料。在向土层进管时可以是单桩具(空管)进管，也可以是桩具管内注有桩料进管。在向孔中灌料提起桩具时，一般其最大起升高度应等于或小于桩具中扩径料下落至孔中的实际最大高度，以防止缩径或泥、水夹杂，影响成桩质量。扩底或扩大桩身某一部位时，所需扩径料可一次全部灌入孔中挤压，也可分次灌入分次挤压，其中尤以后者的扩径效果为好。
下面结合附图和实施例的描述，进一步说明本发明。
图一为已有技术改进活瓣桩具示意图。
图二为本发明实施例的一种结构示意图。
图三为图二俯视图。
图四为图二盖板开启状态示意图。
图五为另一种牵引机构示意图。
图六为扩底过程示意图。
图七为扩底后扩径过程示意图。
实施例一在圆柱形桩管1的底端部外侧套接有一截面形状为正矩形筒体2，桩管底端面在矩形一边上(向)固定有活动铰3和挡块4，活动铰铰接一块直径略大于桩管内孔的活动盖板5。盖板向下的一侧有一锥形加厚部6，既增加了盖板强度，又可减少桩具在土层中进管阻力，另外还可使盖板在开启后在挡块4的阻挡限位，稍稍偏离下垂线，有利于牵引关闭盖板。一钢丝牵引绳7，一端固定在盖板内侧，另一端沿桩管内壁上升至桩管上端口。为保护牵引绳，减少摩擦和/或防止勾挂钢筋笼，在桩管内壁设有牵引绳护管9。为便于牵引关闭开启的盖板，在桩管近端部内壁设置一伸出臂8，限位钢丝绳，使之在盖板开启后牵引绳有一小倾角。
筑桩时，如图六，进管(也可是在桩具中注有桩料时)至设计最终深度，向桩具一次(也可分次)注入扩径料(如已注入可省略这一步)松开牵引绳，边振动边提起桩具，使扩径料的部分(也可全部)灌到所需扩径部位，拉动钢丝牵引绳，关闭盖板，如牵引绳未拉起原有长度，则说明盖板未能完全关闭，可继续边振动边拉动钢丝绳，使盖板完全关闭，下压桩具，把注入土中的桩料挤(压)向四周，形成第一次扩大。再振动并适当提起桩具，向孔中灌入部分扩径料，关闭盖板下压桩具，重复几次，直至把设计扩径桩料全部压入孔中。在(每次)提管，桩具提起高度应小于或等于桩料下落至孔中实际高度，为确保做到，提管速度应适当控制。扩底后，如需扩径，在提管灌料成桩至所需扩径处如图七，重复上述过程，可扩大桩身该部位直径。多次扩径，可形成葫芦状灌注桩。如需在上部安放钢筋笼，则放置后，边灌料边振动提管，直至桩具提出地面。
实施例二如前述实施例，在多边形桩管的内边设置一杠杆齿轮牵引件10，以代替钢丝绳牵引关闭盖板。
本发明由于至少在桩具底端设置扩大的头部和活动盖板，以及帮助关闭盖板的牵引装置，能使得在成桩过程中，在需要扩大桩身部位处，灵活开启和封闭管口，并能及时反映关闭情况。因而较现有扩径沉管桩具具有结构简单，操作方便，扩径效果好，又不勾挂钢筋笼，成桩质量高。本发明可广泛用于各种现场灌注钢筋混凝土、混凝土、砂、碎石、粉煤灰等桩的扩径成桩。
权利要求
1.一种由桩管组成的桩具，其特征在于所述桩管至少其一端有一扩大的头部和至少铰接一个能够封闭管口的活动盖板，以及连接关闭所说盖板的牵引机构，所述头部必要时至少其铰接盖板轴向宽度大于封闭盖板依铰轴转动的最大宽度。
2.根据权利要求1所述桩具，其特征在于所述头部是一个截面为正矩形筒体。
3.根据权利要求2所述桩具，其特征在于所述活动盖板为一块截面大于桩管内截面而小于外截面的封口板。
4.根据权利要求3所述桩具，其特征在于所述活动盖板向下的一侧有一锥形加厚部。
5.根据权利要求4所述桩具，其特征在于所述牵引机构为软体牵引绳。
6.根据权利要求5所述桩具，其特征在于桩管内壁有一牵引绳保护管。
7.一种扩底和/或径桩成型方法，其特征在于包括将权利要求1所述桩具深至所需最终深度和/或所需扩径处，从其上端灌入所需扩径料，适当提起桩具使扩径料的部分或全部从桩具底部下垂开启的盖板处下落至所需扩径部位，拉动牵引装置，关闭所述盖板，下压桩具，挤压扩径。
8.根据权利要求7所述扩底和/或径桩成型方法，其特征在于向孔中灌料提起桩具时，同时给桩具施加一个振动力，以帮助灌料顺利进行。
9.根据权利要求8所述扩底和/或径桩成型方法，其特征在于向孔中灌料时，桩具提起的最大高度等于或小于桩具中扩径料下落至孔中的实际最大高度。
10.根据权利要求9所述扩底和/或径桩成型方法，其特征在于每个扩径由二次以上灌料挤压过程。
全文摘要
本发明所涉及的是一种由管内投料能够沿桩身长度方向扩大桩身某部位和/或桩底的沉管桩具及扩径桩成型方法。其特征在于桩管至少其一端有一扩大的头部和至少铰接一个能够封闭管口的活动盖板，以及连接关闭所说盖板的牵引机构，以达到封闭盖板的灵活、完全开启和关闭。本发明较现有扩径沉管桩具及扩径桩成型方法，具有桩具结构简单，操作方便，可实现桩身任意部位的扩径，扩径效果好，成桩质量高。可广泛用于各种现场灌注钢筋混凝土、混凝土、砂、碎石、粉煤灰等桩的扩径成桩。
文档编号E02D5/44GK1064722SQ91106950
公开日1992年9月23日 申请日期1991年3月7日 优先权日1991年3月7日
发明者谢莘南 申请人:谢莘南