专利名称：沉管灌注桩工艺及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑工程中施工沉管灌注桩的成桩工艺及其设备，更确切地说，是一种采用小型冲击式桩机施工沉管灌注桩的成桩工艺及其设备。
现有的小型冲击式桩机设备，由于其具有体积较小，对可塑、硬塑土层施工速度较快，可以在大型桩机无法施工的场合及附近建筑物的场合进行钻孔灌注桩的施工等优点得到广泛应用。但不足之处在于由于结构及其施工工艺的限制，这类小型桩机在软塑、流塑状土层中的施工速度较慢。其原因是这类桩机用于孔底处理的夯锤在夯击时无法将孔底的泥浆及浮土夯实，会出现越夯孔越浅的现象，加之其取土钻头也无法将孔底的泥土及泥浆取净(即便是下套管护壁隔水也是如此)，造成施工质量较差，成桩桩端承载力低等，不仅如此，这类小型冲击式桩机设备也不宜对沉管灌注桩进行施工。
本发明之目的，是针对现有小型冲击式桩机的上述不足而对其进行改进，使之成为一种可以在软塑、流塑状土层中较快的施工沉管灌注桩和多节成孔灌注桩，可以提高施工质量，且施工时无噪声，可以部分取代大型桩机设备的沉管灌注桩的成桩工艺及其设备。
实现上述目的所提供的技术方案为一种施工沉管灌注桩的设备，它包括小型冲击式取土桩机、钻头、混凝土浇灌斗、沉管和夯锤，其特征是所述的夯锤由可以在沉管中上下运动的重锤(2)和与该重锤(2)上端相连的存土管(1)构成，所述的重锤(2)底端为平面，下周边有凸出的大头(4)，所述的存土管(1)上端为开口。
一种采用上述设备施工沉管灌注桩的工艺，包括如下步骤a、用钻头钻孔至设计标高;成孔直径应大于桩尖(5)1～4cm;
b、沉管(8)套住预制桩尖(5)置入孔底，加散状建筑材料作锤垫(6);
c、用夯锤(7)夯击锤垫(6)使预制桩尖(5)下沉至持力层;
d、灌注混凝土，同时缓慢提升沉管(8)，用夯锤(7)夯击混凝土进行夯扩混凝土，使桩底成为大头(9)，灌注混凝土，按设计扩孔距提升沉管(8)，用夯锤(7)进行夯扩混凝土，使桩身局部成为大头(10);
e、按设计位置安放钢筋笼(11)，灌注混凝土，振捣后成桩。
所述锤垫(6)具有两个作用，一是保证在夯锤(7)夯击时不会损坏桩尖，二是可以部份防止水由下面向上浸出。
本发明提供的设备实际上是对现有小型桩机设备的一种改进，它将现有的夯锤改为一个具有存土管(1)且底端为平面的夯锤。这种夯锤在工作时不仅可对因孔底、孔壁振动和钢丝绳的反弹抖落的浮土进行捞取，而且可以将夯击时向上反冲的泥浆装入存土管内。可以提高在软塑、流状土层中的施工速度，保证施工质量。
所述重锤的大头(4)用于防止夯锤夯击时作锤垫(6)的材料飞溅。
本发明所提供沉管灌注桩工艺有如下特点一是夯锤(7)始终在沉管(8)内进行工作，施工时无噪声;二是直接利用沉管(8)护壁隔水;三是采用了小型桩机，成桩造价较低;四是钻孔底部不取土而用桩尖挤土，能充分利用桩尖的承载力。
为了保证本发明中的夯锤能在所述沉管(8)中可靠运动，所述的重锤(2)中上部周边还可设置均布的导向块(3)，该导向块(3)的高度和所述大头(4)的凸出高度一致。
本发明所述成桩工艺中的散状建筑材料可以选用拌合混凝土、卵石、沙等建筑材料。
实践证明，采用本发明施工沉管灌注桩和多节沉管灌注桩时可以不受场地地影响，不会发出较大的噪声公害，可以在不同的土质条件下施工，施工时对设备的机械磨损较小，其成桩造价低，可以部分取代大型振动沉灌注桩机，达到本发明之目的。
下面结合附图和实例对本发明进行进一步说明。
图1为本发明设备中夯锤(7)的结构示意图;
图2为采用本发明设备及其成桩工艺施工多节沉管灌注桩时的具体工艺过程示意。
实例中(参见图1)由重锤(2)、导向块(3)和存土管(1)构成本发明设备中的夯锤，所述重锤底端为平面，所述存土管(1)位于重锤(2)的上端，所述的导向块(3)均布在重锤上部周边，所述重锤(2)下端周边有凸出的大头(4)，它的凸出高度和所述导向块(3)的高度一致。
施工多节沉管灌注桩的具体工艺过程(参见图2)准备小型冲击式取土桩机，取土钻头、混凝土浇灌斗、沉管(8)、夯锤(7)及相关设备。
a、用取土钻头钻孔至设计标高(软塑土层上部或持力层上部);或孔直径大于预制桩尖直径1～4cm;
b、用沉管(8)套住预制桩尖(5)置入孔底，灌注混凝土或卵石或沙浆作锤垫(6);预制桩尖(5)头部直径应大于沉管(8)直径2cm以上;
c、用夯锤(7)夯击锤垫(6)使预制桩尖(5)至持力层;预制桩尖(5)下沉的速度为每锤＜3cm，夯击时应保持沉管(8)的垂直;
d、灌注混凝土，同时缓慢提升沉管(8)，用夯锤(7)夯击混凝土使桩底成为大头(9)，灌注混凝土并按设计孔距提升沉管(8)，再用夯锤(7)进行夯扩混凝土，使桩身局部成为大头(10);
e、按设计位置安放钢筋笼(11)，灌注混凝土，振捣后成桩。
该实例成桩深度可达15m左右，成桩直径为250～600mm，尤其是施工的桩身不会出现缩径、扭曲、断桩等，明显优于振动沉管灌注桩。施工时单方桩体积混凝土的人工和机械费用约为100元左右。单桩允许载力为不采用本发明时的1～3倍。造价仅为预制桩造价的40%，是振动沉管灌注桩造价的65%。
适合于在各种土层中施工沉管灌注桩。
权利要求
1.一种施工沉管灌注桩的设备，它包括，小型冲击式取土桩机、钻头、混凝土浇灌斗、沉管和夯锤(7)，其特征是所述的夯锤(7)由可以在沉管中上下运动的重锤(2)和与该重锤(2)上端连结的存土管(1)构成，所述的重锤(2)底端为平面，下周边有凸出的大头(4)，所述的存土管(1)上端为开口。
2.一种采用权利要求1所述施工沉管灌注桩的设备施工沉管灌注桩的工艺，包括如下步骤a、用钻头钻孔至设计标高，成孔直径大于预制桩尖(5)直径1～4cm;b、沉管(8)套住预制桩尖(5)置入孔底，加适量散状建筑材料作锤垫(6);c、用夯锤(7)夯击锤垫(6)使预制桩尖(5)下沉至持力层;d、灌注混凝土，同时缓慢提升沉管(8);用夯锤(7)夯击混凝土，使桩底成为大头(9);灌注混凝土，并按设计扩孔距提升沉管(8);用夯锤(7)进行夯扩混凝土，使桩身局部成为大头(10);e、按设计位置安放钢筋笼(11)，灌注混凝土，振捣后成桩。
3.按权利要求1所述的施工沉管灌注桩的设备，其特征是所述夯锤的重锤(2)上部周边均布有导向块(3)，该导向块(3)的高度和所述大头(4)的凸出高度一致。
4.按权利要求2所述施工沉管灌注桩的工艺，其特征是用于作锤垫(6)的散状建筑材料是拌合混凝土、卵石、沙。
全文摘要
一种供建筑工程施工沉管灌注桩的成桩工艺及设备，其设备包括小型冲击式取土桩机、钻头、混凝土浇灌斗、沉管和可在该沉管中运动且底端为平面上端为取土管的夯锤；其成桩工艺为成孔→沉管套住桩尖置入孔底→灌注混凝土作锤垫→夯击锤垫使桩尖沉入持力层→灌注混凝土，提升沉管、夯击混凝土使之成为孔底大头→灌注混凝土、提升沉管、夯击混凝土使之成为局部大头→放置钢筋笼、灌注混凝土、振捣成桩。本发明不仅克服了小型桩机不宜施工沉管灌注桩的不足，而且施工时无噪声，成桩质量好，造价低。
文档编号E02D5/44GK1103915SQ9311192
公开日1995年6月21日 申请日期1993年7月29日 优先权日1993年7月29日
发明者吴敏 申请人:三台县地质勘探队