专利名称：伞形桩端、桩身扩大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在桩的底部有扩大头或桩身中间扩大部份的装置。
背景技术：
目前广泛采用的振动沉管灌注桩，通常其桩身直径和桩端直径均是均匀一致的(除非由于桩身缩颈造成的截面积缩小)，其特点是单桩承载力比较小，因此一般而言，对于确定的建筑物荷载，单位面积上所需布置的桩数较多，由此经常发生严重的挤土效应，从而带来很多不利效果。如由于挤土效应强烈导致场地土体隆起、大范围高比例的断桩、以及挤土导致施工场地周围已有建筑物及地下管道的损坏等。
发明内容
本发明的目的设计一种伞形桩端、桩身扩大器，达到扩大桩端支撑面积，从而提高单桩承载力。
本发明的结构如下1)圆筒部件包括筒壁中间一段是用数个等分活动瓣构成的外套筒，外套筒上端内壁等分焊有数个等分扇形钢片与中心的约束圆盘组成的固定端盖，活动瓣的上端与外套筒壁用铰链铰接，活动瓣的下端装有铰链，固定端盖上面的外套筒内壁上有数个等分的内挡块与打桩机沉桩钢管相连接时定位；2)装在外套筒内的伞形支撑部件包括传力杆、数个扇形支撑板，数个扇形支撑板的一端与传力杆下端用铰链铰接，扇形支撑板的另一端与外套筒上的活动瓣的下端用铰链铰接，传力杆上端开有一个方向挖空的槽，杆外套有弹簧；3)钳形脱钩装置上有吊环，钳体间装有小弹簧，下端两钳体为阶梯形的钳形脱钩杆，钳形脱钩杆的杆身经约束圆盘中心孔插入传力杆的槽中，传力杆上端和钳形脱钩杆的转轴相铰接。
施工时，将该装置放置于预制桩尖和沉桩钢管之间，先按正常施工顺序将桩管连同桩尖和本装置打入到设计深度，然后抬起打桩机机架压住钢管及本装置外筒，同时利用卷扬机拉紧本装置中心的钳形脱钩装置及传力杆，传力杆将拉力传递给伞形结构，使其活动瓣撑开到设计角度(约30度)，即可达到扩大桩端附近截面积的目的，此时该装置的钳形脱钩装置将自动打开，卷扬机可收起吊钩，本装置则留在桩尖上。接下来可按正常施工步骤一边振动、一边灌注混凝土，直到桩施工完成为止。这样即可在桩端附近形成扩大头，从而达到提高桩端承载力的目的。
使用该装置，可以在不添加任何施工设备的前提下，提高振动沉管灌注桩的承载力，特别是对于端承桩或摩擦端承桩的情况下，将大幅度提高单桩的承载能力。本发明能减少单位面积上的桩数，因而可有效克服挤土效应的。导致场地隆起、断桩及施工场地周围已有建筑物及地下管道的损坏等不利后果，它还可用在两节预应力管桩之间，而形成桩身中产扩大部分，提高桩身侧摩阻力。由于沉管灌注桩使用的广泛性，因此可以预见，该项发明不仅将产生巨大的直接经济效益，而且将产生非常可观的间接经济效益。
图1是本发明未张开剖面示意图；图2是本发明张开剖面示意图；图3是伞形支撑部件结构示意图；图4是钳形脱钩杆未张开结构示意图；图5是钳形脱钩杆张开结构示意图；图6是固定端盖俯视图；图7是扇形支撑板俯视图。
具体实施例方式
如图1、图2所示，本发明的具体结构如下1)圆筒部件包括筒壁中间一段是用数个等分活动瓣9构成的外套筒13，外套筒13上端内壁等分焊有数个等分扇形钢片16与中心的约束圆盘4组成的固定端盖5，活动瓣9的上端与外套筒壁用铰链6a铰接，活动瓣9的下端装有铰链6b，固定端盖5上面的外套筒13内壁上有数个等分的内挡块3用于与打桩机沉桩钢管相连接时定位；2)装在外套筒13内的伞形支撑部件包括传力杆11、数个扇形支撑板12，扇形支撑板12的一端与传力杆11下端用铰链6c铰接，扇形支撑板12的另一端与外套筒13上的活动瓣9的下端用铰链6b铰接，传力杆11上端开有一个方向挖空的槽14(如图3所示)，杆外套有弹簧7；3)钳形脱钩装置上有吊环1，钳体间装有小弹簧15(如图5所示)，下端两钳体为阶梯形的钳形脱钩杆8，钳形脱钩杆8的杆身经约束圆盘4中心孔插入，传力杆11的槽14中，传力杆11上端和钳形脱钩杆8的转轴2相铰接。
外套筒壁上的活动瓣9为4片；固定端盖5上的扇形钢片16为4片，传力杆11下端的扇形支撑板12为4片。
在正常情况下，约束圆盘4一方面起对传力杆11的导向作用，另一方面约束着钳形脱钩杆8的两钳体，使其不能随意在传力杆槽14内张开(如图4所示)造成脱钩，但当传力杆11被吊环上的绳子拉到设定位置时，即钳形脱钩杆8下端台阶超出固定端盖的约束圆盘4导向孔的顶面，此时两钳体己被小弹簧15张开到设计位置(如图5所示)，约束圆盘4对钳形脱钩杆8的两钳体作用减弱，上部钢索绳从吊环1中脱开收起。由于脱钩杆末端台阶的倒扣作用，使得传力杆不能下滑，以保证伞形结构张开状态稳定。套在传力杆11外上弹簧，能保证在传力杆未受力情况下，伞形结构不会意外打开。内挡块3一方面可方便该装置的搬运，另一方面为该装置与上部沉桩钢管的连接起着导向及定位作用。10是限位铆钉，起固定弹簧7下端的作用。
当伞形结构打后，如图6、图7所示，混凝土可从约束圆盘扇形钢片16的空隙和扇形支撑板12的空隙间装入到桩底位置。
该扩大器也可焊接于两节预应力管桩之间，用于在桩侧某位置形成扩大部分，此时可以提高桩身侧摩阻力。作用过程及原理与放在桩端相类似。
权利要求
1.伞形桩端、桩身扩大器，其特征在于它包括1)圆筒部件包括筒壁中间一段是用数个等分活动瓣[9]构成的外套筒[13]，外套筒[13]上端内壁等分焊有数个等分扇形钢片[16]与中心的约束圆盘[4]组成的固定端盖[5]，活动瓣[9]的上端与外套筒壁用铰链[6a]铰接，活动瓣[9]的下端装有铰链[6b]，固定端盖[5]上面的外套筒[13]内壁上有数个等分的内挡块[3]与打桩机沉桩钢管相接时定位；2)装在外套筒[13]内的伞形支撑部件包括传力杆[11]、数个扇形支撑板[12]，扇形支撑板[12]的一端与传力杆[11]下端用铰链[6c]铰接，扇形支撑板[12]的另一端与外套筒[13]上的活动瓣[9]的下端用铰链[6b]铰接，传力杆[11]上端开有一个方向挖空的槽[14]，杆外套有弹簧[7]；3)钳形脱钩装置上有吊环[1]，钳体间装有小弹簧[15]，下端两钳体为阶梯形的钳形脱钩杆[8]，钳形脱钩杆[8]的杆身经约束圆盘[4]中心孔插入传力杆[11]的槽[14]中，传力杆[11]上端和钳形脱钩杆[8]的转轴[2]相铰接。
2.根据权利要求1所述的伞形桩端、桩身扩大器，其特征在于外套筒壁上的活动瓣[9]为4片；固定端盖[5]上的扇形钢片[16]为4片，传力杆[11]下端的扇形支撑板[12]为4片。
全文摘要
伞形桩端、桩身扩大器,它包括筒壁中间一段用数个等分活动瓣构成的外套筒,外套筒内装有伞形支撑部件,扇形支撑板的一端与传力杆下端铰接,另一端与外套筒上的活动瓣的下端铰接,传力杆上端开有一个方向挖空的槽,内装有钳形脱钩装置,传力杆上端和钳形脱钩杆通过转轴相铰接。将该装置置于预制桩尖和沉桩钢管之间,打到设计深度后,拉紧脱钩装置和传力杆,使伞形装置打开后,灌注混凝土,能形成桩端扩大头。本发明能减少单位面积上的桩数,因而可克服挤土效应导致场地隆起、断桩及施工场地周围已有建筑物及地下管道的损坏等带来不利后果。它还可用在两节预应力管桩之间,而形成桩身中间扩大部分,提高桩身侧摩阻力。
文档编号E02D5/34GK1342812SQ0113565
公开日2002年4月3日 申请日期2001年10月11日 优先权日2001年10月11日
发明者王奎华, 谢康和, 孙昱 申请人:浙江大学