底端棱柱状的十字型桩的制作方法
【专利摘要】一种底端棱柱状的十字型桩。其制做过程是：采用螺钉钻头或锤击成孔钢管挤土成孔，再在孔中下挤孔器，将孔底端挤扩成棱柱形，孔的其余部分挤成截面形状有凹坑和凹槽的十字形，最后在挤成的孔中下钢筋笼灌注混凝土成桩。这种十字型桩的施工过程中完全没有渣土产生，再也不会发生巨型渣土车交通事故惨剧。长有毛刺和凸槽的十字形的桩身和棱柱形的桩底扩大头使桩与土层间的侧摩阻力和端承力得以成倍加大，节约了建筑材料，有良好的经济效益。螺钉钻头挤孔还可以单独用于黄土层地基加固。
【专利说明】底端棱柱状的十字型桩
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑基础工程中的一种粧型的制做方法，具体说是一种底端棱柱状的十字型粧。
【背景技术】
[0002]在我国西北地区的黄土层中制做混凝土钻孔灌注粧，钻孔时会产生大量渣土。这些渣土的外运和处理是件很头痛的事:经常发生巨型渣土车横冲直撞引发的交通事故，这种事故只见过一次就令人终生难忘。虽然已对渣土车作出种种限制，如规定渣土车外运只能在深夜进行等，但为了在深夜短短几个小时内完成渣土向远郊外运，渣土车很难免要多装快跑，既超载又超速，隐患不除则事故频繁不断。如果施工中不产生或少产生渣土，就不会发生或少发生这类交通事故。
[0003]此外，为了提高粧在黄土层中的承载力，目前普遍采用钻孔后再用扩底钻头制造粧端扩大头的办法。扩底钻头在扩径时产生的孔底虚土无法清除，严重降低粧的端承力影响扩底效果，于是又采用一种在制成的粧底压入水泥浆固结虚土的粧底后压浆技术。这种固结虚土的方法在理论上可行，但在操作中无法检测，谁也无法弄清楚:水泥浆是集中在一处，还是均匀地固结了全部虚土，实际效果很不可靠。
[0004]如果我们充分利用黄土容易被压缩的特点，不钻土而是挤土成孔，挤土扩径，就不产生渣土不需要外运处理。不仅如此，挤出的扩大头没有虚土，粧的端承力能得到可靠地提高。既然是挤土，当然不妨只在孔底段挤成圆柱形或近于圆柱形的棱柱形，而将孔的其余部分挤成十字形，制造一种粧底部为圆柱形或棱柱形，粧身部分的截面为十字形的十字型粧，并在十字型粧体侧壁上制造一些毛刺和凸槽，使粧底土层的端承力和粧周土层的侧摩阻力都得以充分发挥利用。显然，圆柱体与棱柱体的底面积相差很小，但挤成棱柱形却比挤成圆柱形的孔容易的多，所以以下以底端为棱柱状的十字型粧作为此种粧型的代表，简称十字粧。
[0005]现在的问题在于:怎么才能把这种十字型粧做出来？
【发明内容】
[0006]我们要解决的技术问题是:如何能在黄土层中先挤出一个孔，再在此孔中继续挤土扩孔，将孔底挤成一个扩大了截面积的棱柱形，孔的其余部分挤成截面形状为十字形，最后在孔中下钢筋笼灌注混凝土成粧。
[0007]我们解决上述技术问题的方法是:底端棱柱状的十字型粧，其特征在于:采用螺钉钻头或锤击成孔钢管挤土成孔，再在孔中下挤孔器，将孔底端部挤扩成棱柱形，将孔的其余部分挤成截面形状有凹坑凹槽的十字形，最后在孔中下钢筋笼，灌注混凝土成粧。
[0008]上述螺钉钻杆和挤孔器的机构，通过附图介绍。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1.螺钉钻头钻杆结构图。
[0010]图2.挤土器结构立面图。
[0011]图3.挤土器结构截面图。
[0012]图4.底端棱柱状的十字型粧外形图。
[0013]图中:1.大扭矩水冷电机钻孔机，2.钻杆，3.钻头，4.叶片，5.钻尖6.方形芯杆
7.三角形挤土板，8.油缸
【具体实施方式】
[0014]底端棱柱状的十字型粧(简称十字粧)的制做要分三步进行。
[0015]第一步:先挤出一个小孔。有两种方法:螺钉钻法和锤击法。锤击法常见于柴油锤、振动锤。为减少污染我们采用“多功能机械锤击成孔机”锤击成孔。这是一种利用置于动滑轮组和定滑轮组中的油缸活塞伸缩提升重锤锤击成孔钢管成孔的设备。锤击成孔简单速度快，但是成孔深度较浅，而且有较大的锤击噪音。
[0016]螺钉钻的钻头见图1，其实就是一根拧进土层中的自攻螺丝，钻头的螺旋叶片从锥尖开始，很窄亚成三角形，钻杆较细是光杆无叶片。用强力拧入地下土层时，把钻孔中的土基本都挤入孔周土层，反转退出时基本上没多少土被带回来。螺钉钻的优点是成孔深度较深而且施工噪音很低，适用于在城市中施工。螺钉钻钻土时要求钻机的动力头必须具有足够大的扭矩，否则拧不进土中去。为此我们专门配置了扭矩达60吨米以上的大扭矩水冷电机钻孔机。(如果现有设备无法提供足够大的扭矩，使用普通长螺旋钻杆钻孔也可以，毕竟产生的渣土量少了很多)螺钉钻钻孔时必须施压，钻入后继续转动即被自行拉入土层。
[0017]第二步:下挤土器扩孔。可以自上而下先挤十字形，(如采用只有前后两块挤土板的挤土器，需转动90°两次挤。)最后在孔底多次转动挤土器，挤出棱柱形扩大头。也可以自下而上先挤出孔底棱柱形扩大头，再逐步上提挤出上部十字槽。
[0018]第三步:下钢筋笼，灌注混凝土制粧。
[0019]挤土器的结构见图2。在图2中，挤土器由方形芯杆6和多段成对安装的挤土板6构成。每段挤土板上至少安装两组4只油缸8，油缸8两只一组，反向安装在方形芯杆6上。每一个挤土板上都装有行程显示装置，当油缸的活塞杆伸长到预定位置时将拉动行程开关，操作者立即知道此挤土板是否完成了预定的挤压尺寸。油缸回缩时此行程开关自动恢复原始状态复位。图3是四块一组挤土板的挤土器械截面图。只要在挤土板上做几个锥状凸起，就能在十字槽外侧壁上压出凹坑；只要使挤土板侧边有花边状凸起，就能在十字槽的侧孔壁上刮出凹槽。这些凹坑凹槽，将在灌注混凝土时使粧体长出毛刺和凸槽。毛刺特别是凸槽能大大增加粧的侧摩阻力。
[0020]各段挤土板上的油缸可以同时动作，挤压孔壁；也可分段工作，不工作的挤压板起导向作用。截面形状为三角形的挤土板，挤土时具有“劈”的作用，有利于达到预定的挤土尺寸。这样挤出的孔底扩大头是个具有多个棱角的棱柱体，丝毫不影响粧体强度，对粧的端承力而言与圆柱体没有区别。
[0021]上述的螺钉钻头钻杆可以单独用于消除黄土湿陷性的地基加固。钻挤出孔后回填素土或灰土夯实。避免柴油锤又冒黑烟又发出噪音的两重污染。
[0022]十字粧的制做过程没有渣土产生，自然也不需要渣土外运处理，再也不会发生巨型渣土车撞人毁物的惨剧。这种粧型使粧的侧表面积至少加大一倍，其上的毛刺特别是凸槽，更使粧的侧摩阻力成倍加大，充分地利用了黄土层的承载潜力，省工省料，具有良好的经济效益和社会效益。
【权利要求】
1.一种底端棱柱状的十字型粧，其特征在于:采用螺钉钻头或锤击成孔钢管挤土成孔，再在孔中下挤孔器，将孔底端挤扩成棱柱形，孔的其余部分挤成截面形状有凹坑凹槽的十字形，最后在孔中下钢筋笼，灌注混凝土成粧。
2.如权利要求1所述的底端棱柱状的十字型粧，其特征在于:所说的螺钉钻头是一种螺旋叶片从锥尖开始，叶片成三角形的自攻螺钉状钻头，钻杆是光杆无叶片。
3.如权利要求1所述的底端棱柱状的十字型粧，其特征在于:所说的挤孔器由方形芯管和多段成对安装的挤土板构成，每对挤土板上至少安装两组油缸，油缸每两只一组反向安装在方形芯管上，每块挤土板的板面上有若干个锥状凸起，板的侧边上有若干道花边状凸起。
【文档编号】E02D5/48GK204212150SQ201420338352
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】石兴, 石午江, 司建波, 郝庆林, 张彦飞, 任明俊, 石允中, 陈锋, 张巍, 马亮, 李飞 申请人:石午江