专利名称：正割桩打桩法的制作方法
技术领域：
本发明一般地说涉及打桩法，具体地说涉及正割桩或钻孔型的正割桩的打桩方法。在这种正割桩中，各个桩的中心轴线之间的距离比各个桩的直径要小，各个相互间隔开的主桩为一种具有呈圆形横截面的柱形桩，而中间的副桩为一种具有呈部分与主桩互补的横截面的桩，使得每个主桩呈圆形的表面接纳在与其邻接的副桩的表面上的纵向凹槽中，而形成所有的桩都相互键接在一起。
目前，在正割桩的建造过程中，形成主桩的一系列的圆柱形竖井是用人手挖掘的，再将供形成该主桩的混凝土浇铸入该竖井中。当混凝土固化后，再在两主桩之间再挖掘一条竖井，并用模壳决定副桩形状，然后再将形成副桩的混凝土浇铸，以便与主桩一起形成该正割桩。
在本说明书及权利要求书中，所采用的“混凝土”一词，应当理解为混凝土或其类似物的材料，只要其有足够的流动性以便于进行浇铸，且该材料在固化后具有足够的硬度和强度。
这种建造正割桩的方法，不适用于在靠近海边或大面积的水体的地方或在靠近地下水位高的地方建造该正割桩，因为在挖掘竖井时，往往有塌方的危险。
已知克服上述缺陷问题的方法称为正割钻孔法。在这种方法中，形成副桩的竖井是用中空套筒(衬筒)借助机械装备挖掘的。当将套筒推进到地下的确定位置后，挖掘其中的泥土，再浇铸混凝土，并在该混凝土固化前，抽出套筒，使得在土体中留下一系列相互间隔的柱形桩。其后便用旋转式切割机沿在两相互间隔的柱形桩之间的一条中间轴线挖掘另一个竖井。这样操作时，该切割机沿两条邻接的桩的纵长方向切割入的该两条柱形桩的凸出表面，以便确定主桩的正确的柱形腔，以便其后将混凝土浇铸入该腔而形成主桩。然而进行这种切割操作极其费时并成本相当昂贵，此外还附带有其他的缺陷，即主桩的钻孔与副桩的轴线的对准是难以控制的。这是由于该切割机总是企图朝阻力小的路径移动，因而往往显著地偏离原设计的路径，即倾向切割土体而不切割入副桩的混凝土之中。
本发明意图通过避开上述切割操作步骤以便克服上述缺陷副桩问题，因此，本发明的目的在于提供一种建造正割桩的方法。
本发明所提供的建造正割桩的方法包括如下步骤将一条中空的柱状模壳驱入土体中；挖掘所述副桩模壳内的泥土直至所需的深度；在所述已经完全挖掘空的所述副桩模壳中装入至少一条具有所需截面形状的纵向柱状成型模，并将所述成型模安置成平行于所述副桩模壳的轴线，且紧靠所述模壳的内侧壁面；将混凝土浇铸到所述模壳的内部，以便形成一条副桩；将所述副桩模壳轴向地从未固化的所述副桩和所述成型模上抽出；在建造所述副桩的混凝土固化后，将所述成型模抽出，以便在所述副桩上留置至少一条纵向凹槽，而使所述副桩具有所需的截面形状；沿在两条相互间隔开的所述副桩之间的中间轴线驱入一条中空的柱状主桩模壳，所述主桩模壳的一部份进入所述成型模在所述副桩上留置的所述纵向凹槽中；挖掘所述主桩模壳中的泥土；将混凝土浇铸到所述主桩模壳中，以便形成一条主桩；将所述主桩模壳抽出，以使所述主桩的一部份凸出的表面进入与其邻接的所述副桩的所述纵向凹槽之中，从而将各所述主桩和所述副桩键接在一起，使之不发生侧向相对运动。
下文将通过实例参照附图叙述本发明。其中
图1为形成一幅挡土墙的一个角部的一系列正割桩的顶视图；图2a为本发明的三条正割桩的一种形式的顶视图；图2b示出用以建造图2a的三条正割桩的副桩所需具有的横截面形状所用的一种模壳(下文中亦用模壳来称呼套筒)和成型模；图3a为类似于图2的本发明的三条桩的另一种的顶视图；图3b示出用以建造图3a的三条正割桩的副桩所需具有的横截面形状所用的第二种模壳和成型模；图4为建造图2a所示的副桩的模壳和成型模的部分断开的轴向截面图；图5为用以在副桩中形成凹槽的一种成型模的部分断开的透视图；图6为图2b所示的模壳和成型模的顶视图，图中示出未浇铸混凝土之前，在模壳成型模中已经装入补强钢筋网的情况；图7示出部分完成浇铸的副桩的轴向截面图，图中示出模壳已部分地抽出；图8为沿图7中的VIII-VIII截线截取的本发明的副桩的截面图，图中所示成型模仍在抽出前的原位；图9为本发明的两条副桩的轴向截面图，图中示出建造主桩的模壳插入该两副桩之间；图10为类似于图9所示的轴向截面图，图中示出部分地完成该主桩的浇铸，且正在抽出该模壳的情况；图11为本发明的三条正割桩作为一幅挡土墙的一个部分的顶视图。
在图1中示出了本发明的包括一系列相互间隔开的主桩2和副桩4的正割型桩。各该主桩2在垂直于其轴线的方向上具有呈圆形的截面，而各该副桩4则具有呈“蜂腰”状的截面。各该桩的中心彼此相互隔开的距离小于该主桩2的直径的大小，使得各该副桩4须将其直径减小，以便适配插入两主桩2之间的间隔。正是这种一条桩切割入与其邻接的另一条桩的现象，使之获得“正割”的名称。
图2a示出两条主桩2将一条副桩4夹于其间的情况。在副桩4上形成的纵向凹槽6具有呈菱形的横截面，该横截面由两条弯弧相交叉而成。而图3a所示的副桩上的纵向凹槽8则有用以改善两条桩之间的纵向键接性能的向该副桩内部伸入长方形的延伸部10。
按照本发明，在建造过程中，该纵向凹槽6和8是用成型模12形成的。为了建造副桩4，先将柱形副桩模壳14驱入土体中直至所需的深度，再将模壳中的泥土挖掘至所需深度或完全将模壳中的泥土挖掘掉，该深度相当于由该桩建造的挡土墙所要求的高度。然后将该纵向的成型模12插入到个模壳14之中，借助多条临时撑条将该成型模12保持与该模壳14的轴线成平行的状态，该成型模12保持成与该模壳14的内侧壁面紧密接触，但两者之间也不一定必须保持紧密接触状态。图2b示出在浇铸过程中，该模壳、成型模和浇铸产副桩的混凝土之间的横截面的情况。其后，将流动的混凝土或类似的具有高强度的可固化材料浇铸到该模壳14之中，先浇铸约2至3米高。当浇铸混凝土已经足够的高度而获得足够的自承力以抵住重力的作用，便可同时轴向地将模壳14提升并将该临时撑条逐个地拆卸下来，而将该成型模12暂时留在副桩和土体内。这种操作可如传统的做法一样，用振动锤或套筒模桩机通过减少周围的土体和已浇铸的混凝土对该套筒施加的夹持力，以便轴向地抽出该模壳。在一种可行的方式中，可以对该桩分段地进行浇铸，但也同时提升该套筒至已浇铸混凝土的水平高度，直至完全将整条桩浇铸以混凝土，且达到可将该套筒抽出土体为止。该成型模12通常要比该模壳14长得多，使得该成型模12的上端部16可从该模壳14的上端部处突伸。当已将该模壳14抽出掉后，且该桩的混凝土固化后该成型模12的上端部16便可暴露在地面之上，从而可将提升力作用在该上端部16上，以将该成型模从土体中抽出掉，副桩便留置在土体之中，而该副桩的横截面的形状则如图2b中，画有多个小圈的部分所示。
图5是该成型模12的部分断开透视图。该成型模可由各种适宜的材料制成。该材料可为钢板使得其能承受施加在其上的抽出力而不会解体。此外，其表面可经过处理，如涂覆以润滑剂或分离剂，使得与其接触的混凝土不会键接于其上。
如图6所示，在未浇铸混凝土之前，不论是插入了该成型模12之前或之后，都可以在该模壳14中装入补强结构18，该补强结构18由钢筋或钢缆经箍接或焊接而成，以便给予该桩所需的强度。在地下水位比较低的施工地区，在浇铸混凝土时，可用已知的方式，如用超声波或振动棒将夹杂在混凝土中的气泡逼出，使之上升到该桩的混凝土的表面部分。在地下水位比较高的施工地区，可用已知的置换方法将混凝土浇铸到充满着水的模壳中，即在混凝土固化之前将模壳中的水置换掉。
图7示出建造本发明的正割桩的步骤程序，其中该模壳14已部分地提升到其底端部略低于该已浇铸的混凝土的上表面20，以便进行紧接着的混凝土浇铸过程。图8所示为抽出该成型模12之前以便在该副桩上留置该凹槽6或8的副桩4的横截面图。
图9示出两条平行的副桩4。为建造居于中间位置的主桩2，所用的模壳通常也使用具有与建造副桩时相同直径的模壳14，将该模壳14驱入土体22中，该模壳14在进入土体时，通过与该两条副桩的相互径向对置的凹槽6(或凹槽8)接触，而在驱入土体的路径上受到该凹槽的导向。当该模壳已经完全到其预定位置并已经将其内的泥土完全挖掘干净后，可以将补强结构18装入该模壳4之内，然后将混凝土浇铸在该模壳中，从而形成本发明的正割桩。
按照本发明的一个优先实施例，模壳14的抽出操作应当在该主桩底部的混凝土完全固化之前，部分地抽出该模壳14，使得该混凝土能稍许坍落，直至其因重量关系而与其周围的土体和副桩接触。当该主桩的混凝土完全固化后，主桩和副桩表面之间的接触，保证该主桩和副桩之间可以发生机械性的和化学性的键接在一起。由于部分抽出该模壳14所发生的混凝土的上表面20下降的结果，在紧接的浇铸操作中进行补偿。
图11示出按照本发明建造的三条正割桩的横截面。在某些情况下，可以不装入补强结构，或该三条桩的各补强结构取相同的形状，也可以如图所示，令各该补强结构取不同的形状。同时，正如本领域的普通技术人员所熟悉的那样，本发明的正割桩也可由三条以上的主桩和副桩构成。
可以看到，本发明提供的建造正割桩结构的方法比传统上采用切割器以在副桩上形成凹槽的方法，在成本上更为廉宜和速度上更为快捷。
权利要求
1.一种建造用以形成挡土墙的一系列键接在一起的正割桩的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤将一条中空的柱状副桩模壳驱入土体中；挖掘所述副桩模壳内的泥土直至所需的深度；在所述已经完全挖掘空的所述副桩模壳中装入至少一条具有所需截面形状的纵向柱状成型模，并将所述成型模安置成平行于所述副桩模壳的轴线，且紧靠所述副桩模壳的内侧壁面；将混凝土浇铸到所述副桩模壳的内部，以便形成副桩；将所述副桩模壳轴向地从未固化的所述副桩和所述成型模上抽出；在建造所述副桩的混凝土固化后，将所述成型模抽出，以便在所述副桩上留置至少一条纵向凹槽，而使所述副桩具有所需的截面形状；沿在两条相互间隔开的所述副桩之间的中间轴线驱入一条中空的柱状的主桩模壳，所述主桩模壳的一部份进入所述成型模在所述副桩上留置的所述凹槽中；挖掘所述主桩模壳中的泥土；将混凝土浇铸到所述主桩模壳中，以便形成一条主桩；将所述主桩模壳抽出，以使所述主桩的一部份凸出的表面进入与其邻接的所述副桩的所述纵向凹槽之中，从而将各所述主桩和所述副桩键接在一起，使之不发生侧向相对运动。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括在浇铸成所述主桩的所述混凝土完全固化之前，抽出所述主桩模壳，从而使浇铸到所述主桩的新浇铸的混凝土能与邻接的所述副桩的表面接触而将新固化的所述主桩与两条所述副桩键接在一起。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法还包括在向所述主桩模壳或所述副桩模壳浇铸混凝土之前，将补强结构装入至少一条所述模壳之中。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述方法还包括选择适当长度的所述成型模，使其长度大于相应地所述模壳的长度，使得在浇铸混凝土之前，所述成型模的上端部可超越所述模壳的上端部而突伸出去。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于在所述方法中，混凝土的浇铸和所述模壳的抽出是分阶段进行，且直至再下一次浇铸混凝土，始终保持所述模壳的底端部在形成所述桩的一部份的混凝土的上表面的下方。
6.如权利要求1-5所述的方法，其特征在于在所述方法中通过采用纵向和/或角向振动所述模壳，以将所述模壳从土体中及从新浇铸而成的桩上抽出。
7.采用如权利要求1至6中任意一项所述的方法建造的正割桩所建造的挡土墙。
全文摘要
一种现场建造正割桩,用柱形模壳独立浇铸各条副桩,挖掘副桩模壳中泥土后,将至少一条纵向成型模平行于模壳轴线装入模壳中,且与其内侧壁面紧靠。选择成型模横截面,使得在抽出模壳和成型模后,浇铸的混凝土固化成留置在土体中的副桩具有至少一条纵向凹槽。在两条副桩的相对置的凹槽间用相同直径大小模壳建造一条与副桩互补的主桩。在浇铸到主桩模壳的混凝土未完全固化前,抽出建造主桩的模壳,使混凝土稍许坍落而填充主桩与副桩件的间隔空间。
文档编号E02D5/68GK1174271SQ9711454
公开日1998年2月25日 申请日期1997年7月9日 优先权日1996年7月10日
发明者陈广仪 申请人:陈广仪