专利名称：干取土咬合型矩形灌注桩成桩装置与成桩方法
技术领域：
本发明专利涉及一种土木建筑工程的桩基础，尤其是涉及一种用于深基坑支护的
干取土咬合型矩形灌注桩成桩装置与成桩方法。
背景技术：
现有技术中已经公开了专利号为ZL200820086191. 8《干作业钢筋砼灌注桩的成桩 装置》的实用新型专利，它包括一配置有可活动插入的矩形提土器的矩形钢模管，该提土器 由顶板、垂直长钢板以及多个横钢板焊接组成，该顶板设置有顶板连接槽口与肋板，所述横 钢板的中部设置有档板，其两侧各设置有可活动翻板，所述提土器连接有接长杆，它底面设 置有底板并与所述提土器顶板相重合连接，它下部设置有翻板搭扣并与所述顶板连接槽口 相扣合；本实用新型的优点是可大大节约砼与钢筋、并提高承截力；同时又可避免浪费大 量的水资源并减少排污；其次是采用接长杆、翻板搭扣与连接槽的连接装置，可取出深层土 体又施工效率高、操作快捷又简便。 然而，上述专利号为ZL200820086191. 8《干作业钢筋砼灌注桩的成桩装置》不足 之处是所述矩形钢模管及其灌注桩是单一型式，不能相互咬合形成一体，从而影响其使用 性能与适用范围。
发明内容
本发明专利所要解决的技术问题就是针对上述现有技术的现状而提供一种可相 互咬合形成一体从而提升其使用性能与适用范围的干取土咬合型矩形灌注桩成桩装置与 成桩方法。 本发明专利为解决上述技术问题所采用的技术方案为一种干取土咬合型矩形灌 注桩成桩装置，包括一开口式矩形钢模管，所述矩形钢模管内配置有可活动插入的矩形提 土器，该提土器设置有接长杆，其特征在于所述矩形钢模管设置为带凸边矩形钢模管；所 述矩形提土器设置在所述带凸边矩形钢模管的矩形管体内。 采用上述带凸边矩形钢模管作用是可生成带凸边矩形灌注桩，并在初凝前与相邻 的带凸边矩形灌注桩完全结合，即可成为咬合型矩形灌注桩。 所述凸边可以由一个长方形箱框焊接构成，该长方形箱框的开口部与所述矩形钢
模管的底部外侧焊接一体，从而在该矩形钢模管的一侧形成一封闭的凸边。 所述凸边长度设置为^ 800毫米。该凸边在上拔钢模管的滑移过程中可以起到护
壁作用。 所述矩形提土器的一侧可设置有推土器；该推土器由液压或压縮空气驱动，其推
土方向是水平方向，并且与所述矩形提土器的提土方向相垂直。采用上述提土器与推土器
可以联合自动作业，也可以人工操作；提高出土效率又可降低操作工人的劳动强度。
—种干取土咬合型矩形灌注桩成桩方法，其特征在于所述成桩方法的步骤是
第一步，在所述桩位去除杂填土或地表硬壳层，然后，将开口式带凸边矩形钢模管沉入所述桩位的土层，此时，该土层的软土挤入所述矩形钢模管内；第二步，采用提土器将所述矩形 的软土提升至所述矩形钢模管开口上端；第三步，开动所述推土器，将所述矩形钢模管的开 口上端矩形软土推出该钢模管外；第四步，随着取土的深度增加，通过接长杆与所述提土器 连接接长取土，该提土器每提升一格土，所述推土器将该提升一格土推出，直至所述矩形钢 模管开口上部的土全部推出取净；第五步，从所述矩形钢模管开口置入钢筋骨架并灌入砼， 振动拔出该矩形钢模管，即制成第一个带凸边矩形灌注桩；第六步，相邻的第二个带凸边矩 形灌注桩是在所述第一个带凸边矩形灌注桩的凸边砼二分之一处沉入所述带凸边矩形钢 模管，该凸边砼的二分之一与土体进入该带凸边矩形钢模管内；重复上述第二、三、四、五 步，生成所述第一个带凸边矩形灌注桩的凸边砼与所述第二个带凸边矩形灌注桩在初凝前 完全结合，即成为干取土咬合型矩形灌注桩。 所述提土器可以采用流动土提土器。也可以采用一般性土提土器。 所述提土器与所述推土器操作方法可以采用可编程序控制器自动联合操作控制；
也可以采用人工操作控制。 本发明由于采用了带凸边矩形截面灌注桩与干作业施工以及采用提土器与推土 器高效提土与推出土体方法，与现有技术相比，其优点是操作快捷、方便、施工效率高；相邻 的桩体咬合连续，无施工缝，防渗透性能佳；可以节约砼与钢筋，并提高承截力以及深基坑 抗侧向土压力能力。
图1为本发明带凸边矩形钢模管结构示意图；
图2为本发明流动土提土器结构示意图；
图3为图2的俯视图； 图4为本发明一般性土提土器结构示意图；
图5为图4的A-A剖视图；
图6为本发明接长杆结构示意图；
图7为图6的俯视图； 图8为本发明带凸边矩形灌注桩相互咬合状态示意图；
具体实施例方式
以下结合附图实施例对作进一步详细描述。 图1至图8示出本发明的一个实施方式，它包括一开口式的、其一侧底部带凸边的 矩形钢模管15 ;该凸边由一个长方形箱框构成，该长方形箱框的开口部与矩形钢模管15的 底部外侧焊接一体，从而在该矩形钢模管的一侧形成一封闭的凸边11。该凸边11的长度设 置为> 800毫米。 所述矩形钢模管15的矩形管体内配置有可活动插入的矩形提土器18，该提土器 设置有接长杆。 矩形提土器18的一侧设置有推土器。 该推土器由液压或压縮空气驱动，其推土运动方向是水平方向，并且与矩形提土 器18的提土运动方向相垂直。
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成桩方法的步骤是在桩位去除杂填土或地表硬壳层；然后，将该开口式矩形钢模管15沉入土层，此时，软土挤入该开口式矩形钢模管15内，采用如图2所示的流动土提土器18或采用图3所示的一般性提土器17 ;当该提土器将软土提升至该开口式矩形钢模管15上部时，通过推土器将所述软土推出。 随着取土的深度增加，采用图4所示的接长杆16与提土器18连接接长，并推出土体；直到该钢模管15上部土体全部取净；然后，在该开口式矩形钢模管15内置入钢筋骨架、灌入砼，振动拔出该带凸边矩形模管15，即制成所述带凸边矩形灌注桩。
提土器18是由四周的矩形短边为垂直长钢板1与多个横钢板2焊接组成，如图2所示；横钢板2的中部设置有档板3。 横钢板2的两侧各设置有矩形边部可活动翻板4以及矩形中部可活动翻板41 ;矩形边部可活动翻板4的作用是将呈横向矩形的两个直边部的土体可通过活动翻板4进入提土器；提土时又可以封闭土体下落，从而将两个直边部的土体取出；矩形中部可活动翻板41的作用是将呈横向的中横部的土体可通过活动翻板41进入提土器；提土时又可以封闭土体下落，从而将中横部的土体取出；顶部设置有顶板5，该顶板5设置有顶板连接槽口 51与肋板6。 当矩形钢模管15沉入土层且提土器18插入钢模管15内，该提土器内的活动翻板4开启，土体进入提土器18内。当上提过程由于土体自重作用，将内活动翻板4与41搁置在档板3上，从而封闭土体下落，将土体取出。因为提土器18的长边方向为无阻碍出土处，如图2、3所示；提出图1中的钢模管15上口 ；在振动力作用下，自动向两侧倾倒在钢模管15之外。 再插入提土器18并连接接长杆16，接长杆16下部设置有多个翻板搭扣10，如图5所示；接长杆16的底板14与提土器顶板5相重合，翻板搭扣10扣入所述顶板连接槽口51内并处于扣合状态。翻板搭扣10用螺栓固定在连接板9上，并与底板14一起可以在接长杆16上自由转动。 静压沉入。压力传递杆8的中部设置有限位板ll，使压力传递过程均匀而不产生失稳。向上提升取出土体；再次进入矩形钢模管15内；再用第二根接长杆16的的底板14与第一根接长杆顶板12相重合，同时翻板搭扣10扣入第一根接长杆顶板12的顶板槽口 51内，两者处于扣合状态。同以上所述，取出土体。 进入一般性土时，需更换成第二种的一般性土提土器17，如图4所示。 一般性土提土器17是由一顶板5、四周的工字型边为垂直长钢板1以及多个横钢板2连接组成；所述顶板5设置有顶板连接槽口 51与肋板6 ;所述底层的横钢板2的下部两侧设置有土塞肋板7 ;—般土和硬土顺利进入一般性土提土器17，提土时不会落下。 提土器18将所述带凸边矩形钢模管15的上部方格土体通过推土机推出管外；提土器提升一格，推土机即将该一格土体推出，直至土体推完取净。 本发明的钢模管内取出土体后，置入钢筋骨架，灌入砼，振动拔出钢模管，即制成如图8所示的第一个带凸边矩形灌注桩60。 接着，如图8的虚线位置沉入带凸边矩形钢模管15。相邻的第二个带凸边矩形灌注桩是在第一个带凸边矩形灌注桩的凸边砼二分之一处沉入带凸边矩形钢模管，该凸边砼的二分之一与土体进入带凸边矩形钢模管内；重复上述工序，第一个带凸边矩形灌注桩的凸边砼与相邻的第二个带凸边矩形灌注桩在初凝前完全结合，从而形成本发明干取土咬合型矩形灌注桩。 本发明特征是灌注桩采用带凸边矩形截面灌注桩与干作业施工以及采用提土器与推土器高效提土与推出土体，施工效率高；又采用接长杆可取出深层土体，操作快捷、方便；此外，相邻的桩体咬合连续，无施工缝，比较现有的地下连续墙更具有防渗透性特点；因而它是一种高效、高质量又可节约资源与减少排污的新颖灌注桩成桩装置与成桩方法。
权利要求
一种干取土咬合型矩形灌注桩成桩装置，包括一开口式矩形钢模管，所述矩形钢模管内配置有可活动插入的矩形提土器，该提土器设置有接长杆，其特征在于所述矩形钢模管设置为带凸边矩形钢模管(15)；所述矩形提土器(18)设置在所述带凸边矩形钢模管(15)的矩形管体内。
2. 根据权利要求1所述的干取土咬合型矩形灌注桩成桩装置，其特征在于所述凸边 (11)由一个长方形箱框构成，该长方形箱框的开口部与所述矩形钢模管(15)的底部外侧 焊接一体，从而在该矩形钢模管的一侧形成一封闭的凸边。
3. 根据权利要求2所述的干取土咬合型矩形灌注桩成桩装置，其特征在于所述凸边(11)长度设置为^ 800毫米。
4. 根据权利要求1所述的干取土咬合型矩形灌注桩成桩装置，其特征在于所述矩形 提土器(18)的一侧设置有推土器；该推土器由液压或压縮空气驱动，其推土方向是水平方向，并且与所述矩形提土器(18)的提土方向相垂直。
5. —种干取土咬合型矩形灌注桩成桩方法，其特征在于所述成桩方法的步骤是第 一步，在桩位去除杂填土或地表硬壳层，然后，将开口式带凸边矩形钢模管(15)沉入所述 桩位的土层，此时，该土层的软土挤入所述矩形钢模管(15)内；第二步，采用提土器将所 述矩形的软土提升至所述矩形钢模管(15)开口上端；第三步，开动推土器，将所述矩形钢 模管(15)的开口上端矩形软土推出该钢模管外；第四步，随着取土的深度增加，通过接长 杆(16)与所述提土器连接接长取土，该提土器每提升一格土，所述推土器将该提升一格土 推出，直至所述矩形钢模管(15)开口上部的土全部推出取净；第五步，从所述矩形钢模管(15)开口置入钢筋骨架并灌入砼，振动拔出该矩形钢模管(15)，即制成第一个带凸边矩形 灌注桩；第六步，相邻的第二个带凸边矩形灌注桩是在所述第一个带凸边矩形灌注桩的凸 边砼二分之一处沉入所述带凸边矩形钢模管(15)，该凸边砼的二分之一与土体进入该带凸 边矩形钢模管内；重复上述第二、三、四、五步，即生成所述第一个带凸边矩形灌注桩的凸边 砼与所述第二个带凸边矩形灌注桩在初凝前完全结合，即成为干取土咬合型矩形灌注桩。
6. 根据权利要求5所述的干取土咬合型矩形灌注桩成桩方法，其特征在于所述提土 器(18)采用流动土提土器或一般性土提土器。
7. 根据权利要求5所述的干取咬合型矩形灌注桩成桩方法，其特征在于所述提土器 (18)与所述推土器操作方法采用可编程序控制器自动联合操作控制。
8. 根据权利要求5所述的干取土咬合型矩形灌注桩成桩方法，其特征在于所述提土 器(18)与所述推土器操作方法采用人工操作控制。
全文摘要
一种干取土咬合型矩形灌注桩成桩装置，包括一配置有矩形提土器的开口式带凸边矩形钢模管，该凸边由一个长方形箱框构成并与钢模管底部外侧焊接一体，提土器一侧设置有推土器；成桩步骤钢模管沉入桩位土层，该土层的软土挤入管内；采用提土器提升软土至管的开口上端；开动推土器将上端土推出；置入钢筋骨架并灌入砼，振动拔出钢模管，即制成第一个带凸边矩形灌注桩；相邻的带凸边矩形灌注桩是在第一个矩形灌注桩凸边砼二分之一处沉入钢模管，该凸边砼的二分之一与土体进入矩形钢模管内；重复上述步骤，即生成二个带凸边矩形灌注桩在初凝前咬合；本发明优点是桩体咬合连续无缝，防渗透性能佳；可实现自动作业、降低劳动强度、提高承截力以及深基坑抗侧向土压力能力。
文档编号E02D5/38GK101775798SQ20101004002
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者孔红斌, 孔超 申请人:孔超