专利名称：一种钢筋砼咬合筒形灌注桩的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及土木建筑在地下工程施工中进行深基坑围护的筒形灌注支护技术 领域；尤其是涉及一种钢筋砼咬合筒形灌注桩。
背景技术：
目前，钢筋砼筒形灌注桩是由二个内外不同直径的、同心的内、外钢模管组合施工； 所述内、外钢模管直径差的一半即为所述筒形灌注桩的壁厚；采用圆环形钢筋砼桩靴封 口沉管挤土施工，因高频振动沉管过程淤质软土液化顺利进入所述内钢模管内，以圆环 中心计算，筒形灌注桩砼体积的55%土体向桩周挤土、 45%土体进入所述内钢模管，该内 钢模管的排土管道穿越筒桩的壁厚及所述外模管排土至地面；由于所述排土管连接所述 内、外钢模管，阻碍了圆形钢筋骨架从内、外钢模管直径差的一半的间隙置入，成为无 筋砼的筒形灌注桩；如拆卸排土管置入圆形钢筋骨架灌入砼，成为钢筋砼筒形灌注桩。
上述灌注桩成桩方法的不足之处是拆卸所述排土管不仅困难而且所述内模管满管 流动软土为流入筒桩砼内而影响质量；其二是又须重新安装内、外钢模管与环形钢筋砼 桩靴封口才能施工下一根桩；由于所述内模管满管流动软土不仅难以安装还存在密封的 问题，从而影响施工质量与工效，又需消耗较多的钢筋与砼原材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的状况，提供一种可节省原材料又施工 质量可靠的钢筋砼咬合筒形灌注桩。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 一种钢筋砼咬合筒形灌注桩，包 括外钢模管与内钢模管及其钢筋砼封口桩靴，其特征在于
a.所述外钢模管外壁与内钢模管内壁的顶端各焊接一块带固定销轴的钢板，该销 轴上分别活动销接一带锁紧螺帽的外管螺杆与内管螺杆，它们各自可以绕所述销轴转 动；
b.所述内钢模管上口设置有带出土导向斜面的封口板并焊接封口，该封口板的上
平面设置有带出土管头的出土孔；c. 所述外钢模管顶部设置一顶板，该顶板上部设置有振动锤；该顶板的外周设置 有与所述外管螺杆相对应配置的外槽口 ，该顶板的内周设置有与所述内管螺杆相对应配 置的带安装孔的内槽口；
d. 所述外钢模管、所述内钢模管的上口各设置有用于穿越排土管的管壁槽，该排 土管从该管壁槽伸出；
e.所述外钢模管的底部连接有与所述封口板相对应的封闭凸边；该凸边底部与所 述外钢模管、所述内钢模管的底部均由一带圆环形导入坡的预制钢筋砼桩靴封口。 所述筒形灌注桩的成桩工序是
第一歩，所述桩靴按设计桩位预埋在地面，所述外钢模管与所述内钢模管套入该桩 靴上，并校正两者之间的垂直位置；
第二步，开动所述振动锤，将所述外钢模管与所述内钢模管同步地徐徐沉入该设计桩 位的软土层沉入一定深度后该内模钢管中的空间被软土填满；继续沉入外钢模管与内钢 模管且软土通过所述封口板出土孔从所述排土管向外排出，直至达到设计高程终止；
第三步，旋松所述锁紧螺帽，将固定于所述顶板上的外管螺杆与所述内管螺杆与所 述外钢模管、所述内钢模管脱离；因排土管焊连在顶板上，移除顶板及相连的振动锤和 排土管；将钢筋笼按受力方向布设主钢筋及滚动保护层圆轮置入所述外钢模管与内钢模 管之间的空间，灌入砼；
第四步，吊入顶板99及相连的振动锤6和排土管3，将所述外钢模管1的管壁槽对 准插入外管螺杆51的外槽口 7、将所述内钢模管2对准插入内管螺杆52的内槽口 8并 就位安装；同时检查所述排土管3正确套入内钢模管所述封口板出土孔21;内管螺杆 52与内槽口 8对准，外管螺杆51与外槽口 7对准，该内管螺杆52与外管螺杆51均上 翻180度，再分别旋紧所述锁紧螺帽19后，振动拔出外钢模管1与内钢模管2，即完成 所述钢筋砼筒形灌注桩；
第五步，在相邻所述桩靴10压所述凸边4砼的二分之一预埋沉管施工，与前桩砼 咬合，并在所述砼初凝前完成；所述凸边4方向与出土方向呈反向，外钢模管l与内钢 模管2套入所述桩靴10，重复所述第二歩、第三步与第四步过程成桩。因前桩凸边砼在 初凝固前与后桩砼自下向上在振动作用下砼为整体，无施工缝，如桩的垂直度为0.5%， 30米深度范围内钢筋砼筒形灌注桩均咬合为整体钢筋砼，为防渗、支护合一的变厚度墙 的地下连续墙。
所述锁紧螺帽的锁紧端面上可以设置有带垫片的弹簧。其作用是使外管螺杆与内管 螺杆处于锁紧状态时不易松动。
本发明采用钢模管与内、外管螺杆连接装置以及顶板带导入坡的圆环形软土桩靴， 内管进土量可大幅提高，挤土量可大幅度减小，与现有技术相比，其优点是可节省砼、 钢筋等原材料，咬合处无施工缝，施工质量可靠，又排除桩间土的渗水和漏土问题，不必化大量资金防渗水与防漏土的措施，因而具有节能与环保功能，施工的工效高、工期短。
图1为本发明结构示意图； 图2为本发明顶板的俯视图3为本发明外钢模管、内钢模管与顶板上的外管螺杆、内管螺杆连接示意图； 图4为本发明外钢模管、内钢模管与桩靴的连接示意图； 图5为本发明钢筋砼筒形灌注桩示意具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一歩详细描述。
图1至图5示出本发明钢筋砼咬合筒形灌注桩的成桩方法的一个实施方式；首先根 据所述筒形灌注桩的直径与筒壁厚度选择外钢模管1与内钢模管2的直径。
外钢模管1外壁与内钢模管2内壁的顶端各焊接一块带固定销轴20的钢板17。该 销轴20上分别销接一外管螺杆51与内管螺杆52，外管螺杆51与内管螺杆52的另一端 配套设置有带垫片15与弹簧16的螺帽19;外管螺杆51与内管螺杆52可以绕销轴20 的轴心转动，如图3所示。
内钢模管2的上口设置有带出土导向斜面131的封口板13并焊接封口。该封口板 13的上平面设置有圆形出土孔21，该出土孔21顶部焊接有200mm高的出土管头，如图 1、 2、 3所示。
在外钢模管1顶部设置一顶板9，该顶板9的外周设置有与外管螺杆51相对应的外 槽口 7，如图2所示。顶板9的内周设置有与内管螺杆52相对应的带安装孔的内槽口 8， 以方便安装与脱卸。
外钢模管1与内钢模管2的上口设置有用于穿越排土管3的管壁槽，排土管3从该 管壁槽伸出。
外钢模管1的底部焊接有200mm宽、300mm高、1000mm长的与封口板13相对应的 用于封闭的凸边4，外钢模管l的底部设置有500mm高160腿宽的底槽；此外，外钢模 管1与内钢模管2及凸边4的底部均由一带圆环导入坡42的预制钢筋砼桩靴10封口， 在该桩靴10底部两侧设置导入坡42是为了增大进土量，以便于将软土导入内钢模管2 内。如图4所示。
本发明的实施过程是这样的
首先，将预制钢筋砼桩靴IO按设计桩位预埋在地面，外钢模管1与内钢模管2套 入预制钢筋砼桩靴10上，并校正两者之间的垂直位置；如图4所示。
6然后，开动高频振动锤6，将外钢模管1与内钢模管2同步地徐徐沉入软土层14， 被振动液化的软土层14中软土进入内钢模管2中的空间，沉入一定深度后，内钢模管 中的空间被软土填满；继续沉入外钢模管1与内钢模管2，此时，软土通过封口顶板的 出土孔21从排土管3向外排出，直至达到设计高程终止；如图1所示。
第三步；如图l、 2所示，旋松螺帽19，将固定于顶板9上的内管螺杆52与外管螺 杆51放松，将内管螺杆52与外管螺杆51向下旋转180度，此时，顶板9与外钢模管1、 内钢模管2脱离。因排土管3焊连在顶板9上，移位顶板9及相连的振动锤6和排土管 3;将钢筋笼18按受力方向布设主钢筋及滚动保护层圆轮置入外钢模管1与内钢模管2 之间的间隙，灌入砼23，如图5所示。
第四步，吊入顶板99及相连的振动锤6和排土管3，将所述外钢模管1的管壁槽对 准插入外管螺杆51的外槽口 7、将所述内钢模管2对准插入内管螺杆52的内槽口 8并 就位安装；同时检查所述排土管3正确套入内钢模管所述封口板出土孔21;内管螺杆 52与内槽口 8对准，外管螺杆51与外槽口 7对准，该内管螺杆52与外管螺杆51均上 翻180度，再分别旋紧所述锁紧螺帽19后，振动拔出外钢模管1与内钢模管2，即完成 所述钢筋砼筒形灌注桩；如图5所示。
第五歩；在相邻所述桩靴10压所述凸边4砼的二分之一预埋沉管施工，与前桩砼 咬合，并在所述砼初凝前完成；所述凸边4方向与出土方向呈反向，外钢模管l与内钢 模管2套入所述桩靴10，重复所述第二步、第三步与第四步过程成桩。。因前桩凸边砼 在初凝固前与后桩砼自下向上在振动作用下砼为整体，无施工缝，如桩的垂直度为0. 5%， 30米深度范围内钢筋砼筒形灌注桩均咬合为整体钢筋砼，为防渗、支护合一的变厚度墙 的地下连续墙。
本发明钢外钢模管1与内钢模管2的底部设置其底部两侧带导入坡42的喇叭形导 入软土桩靴10封口 ，使得内钢模管2的进土量由现有技术筒形灌注桩砼体积的45%提高 到65% 70%,又挤土量可大幅度减小。
本发明的排土管焊连在连接振动锤的顶板上。顶板的内、外槽口与内、外钢模管通 过内、外螺杆吊卦连接，内钢模管上口封闭留出土口，排土管扣接在该出土口；这样， 可以将内模管的45%土体排至地面。
本发明钢筋砼咬合筒形灌注桩切钢筋砼筒形灌注桩凸边的一半沉管施工，初凝前的 前桩凸边砼与后桩砼振动为整体砼，且无施工缝，成为变墙体厚度的地下连续墙，如直 径为1. 5米、壁厚为0. 2米筒形咬合灌注桩与现有技术的1米厚地下连续墙相比，抗弯 刚度提高171%左右、钢筋可节省35%左右、砼可节省47%左右；而且施工质量可控、可 靠，又具有节能与环保功能；施工的工效高、工期短。
本发明圆环形带凸边的喇叭形导入软土桩靴，可从现有技术的内管进土量为筒形灌 注桩砼体积的45%提高到65% 70%，挤土量可大幅度减小；作为地下工程施工中进行深
7基坑围护的筒形灌注支护桩，涉及桩间土的渗水和漏土问题，须另化大量资金防渗水与防漏土的措施进行施工。
本发明带凸边钢筋砼筒形灌注桩咬合，均可在二桩砼初凝前完成，咬合处无施工缝，1. 5米直径钢筋砼咬合筒形灌注桩与传统施工的1米墙厚钢筋砼地下连续墙对比防渗性能优于地下连续墙，抗弯刚度大大于传统地下连续墙，钢筋砼咬合筒形灌注桩又可称为变墙厚地下连续墙与传统地下连续墙相比可节省钢筋40% 45%，砼可节省46%，施
工质量可靠可控，具有环保与节能，施工的工效高、工期短。
权利要求
1. 一种钢筋砼咬合筒形灌注桩，包括外钢模管(1)与内钢模管(2)及其钢筋砼封口桩靴，其特征在于a. 所述外钢模管(1)外壁与内钢模管(2)内壁的顶端各焊接一块带固定销轴(20)的钢板(17)，该销轴(20)上分别活动销接一带锁紧螺帽(19)的外管螺杆(51)与内管螺杆(52)，它们各自可以绕所述销轴(20)转动；b. 所述内钢模管(2)上口设置有带出土导向斜面(131)的封口板(13)并焊接封口，该封口板(13)的上平面设置有带出土管头的出土孔(21)；c. 所述外钢模管(1)顶部设置一顶板(9)，该顶板(9)上部设置有振动锤(6)；该顶板(9)的外周设置有与所述外管螺杆(51)相对应配置的外槽口(7)，该顶板(9)的内周设置有与所述内管螺杆(52)相对应配置的带安装孔的内槽口(8)；d. 所述外钢模管(1)、所述内钢模管(2)的上口各设置有用于穿越排土管(3)的管壁槽，该排土管(3)从该管壁槽伸出；e. 所述内钢模管(2)的底部连接有与所述封口板(13)相对应的封闭凸边(4)；该凸边(4)底部与所述外钢模管(1)、所述内钢模管(2)的底部均由一带圆环形导入坡(42)的预制钢筋砼桩靴(10)封口。
2.根据权利要求1所述的钢筋砼咬合筒形灌注桩，其特征在于所述筒形灌注桩 的成桩工序是第一步，所述桩靴(10)按设计桩位预埋在地面，所述外钢模管(1)与所述内钢模管(2)套入该桩靴(10)上，并校正两者之间的垂直位置；第二步，开动所述振动锤(6)，将所述外钢模管(1)与所述内钢模管(2)同步地 徐徐沉入该设计桩位的软土层(14)，沉入一定深度后该内钢模管(2)中的空间被软土 填满；继续沉入外钢模管(1)与内钢模管(2)且软土通过所述封口板出土孔(21)从 所述排土管(3)向外排出，直至达到设计高程终止；第三步，旋松所述锁紧螺帽(19)，将固定于所述顶板(9)上的外管螺杆(51)与 所述内管螺杆(52)放松，并将该外管螺杆(51)与内管螺杆(52)向下旋转180度， 此时，所述顶板(9)与所述外钢模管(1)、所述内钢模管(2)脱离；移除顶板(9) 及相连的振动锤(6)和排土管(3);将钢筋笼(18)按受力方向布设主钢筋及滚动保 护层圆轮置入所述外钢模管(1)与内钢模管(2)之间的空间，灌入砼(23);第四歩，吊入顶板(9)及相连的振动锤(6)和排土管(3)，将所述外钢模管(1) 的管壁槽对准插入外管螺杆(51)的外槽口 (7)、将所述内钢模管(2)对准插入内管 螺杆(52)的内槽口 (8)并就位安装；同时检查所述排土管(3)正确套入内钢模管所述封口板出土孔(21);内管螺杆(52)与内槽口 (8)对准，外管螺杆(51)与外槽口 (7)对准，该内管螺杆(52)与外管螺杆(51)均上翻180度，再分别旋紧所述锁紧 螺帽(19)后，振动拔出外钢模管(1)与内钢模管(2)，即完成所述钢筋砼筒形灌注 桩；第五步，在相邻所述桩靴(10)压所述凸边(4)砼的二分之一预埋沉管施工，与 前桩砼咬合，并在所述砼初凝前完成；所述凸边(4)方向与出土方向呈反向，外钢模 管(1)与内钢模管(2)套入所述桩靴(10)，重复所述第二歩、第三步与第四歩过程 成桩。
3.根据权利要求2所述的钢筋砼咬合筒形灌注桩，其特征在于:所述锁紧螺帽(19) 的锁紧端面上设置有带垫片(15)的弹簧(16)。
全文摘要
一种钢筋砼咬合筒形灌注桩，包括内、外钢模管及其封口桩靴，它们的顶端各焊接一块分别销接内、外管螺杆的钢板，内钢模管上口有带出土孔的斜面封口板，外钢模管顶部设置一上部带振动锤的顶板，该顶板的外周设置有与内、外螺杆相对应的内、外槽口，外钢模管、所述内、外钢模管的上口各设置有用于穿越排土管的管壁槽，外钢模管的底部有封闭凸边并与内、外钢模管底部均由一带圆环形导入坡的预制钢筋砼桩靴封口；其成桩工序首先将内、外钢模管沉入桩位并排出软土，然后旋松锁紧螺帽使内、外管螺杆与内、外钢模管脱离，将钢筋笼置入内、外钢模管之间并灌入砼，再振动拔出内、外钢模管即钢筋砼筒形灌注桩；本发明优点是节省砼、钢筋等原材料、咬合处无施工缝质量可靠且施工的工效高、工期短。
文档编号E02D5/38GK101503877SQ20091009582
公开日2009年8月12日 申请日期2009年2月6日 优先权日2009年2月6日
发明者孔清华, 孔红斌 申请人:孔清华