专利名称：现场灌注桩的施工方法及其成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基础用承载桩的施工方法及其专用成型机。
目前多分支承力盘承载桩的施工方法是这样进行的，首先钻孔，然后利用专用成型装置挤压土体形成分支孔和/或承力盘槽孔，最后灌注混凝土形成桩体，在上述的挤压土体的过程中分支孔的上方土体和下方土体是同时被挤压的，这样会造成专用成型装置的向上浮动，其结果是不仅上分支周土不能挤密，下分支周土也得不到充分挤密压实，因此直接影响增加单桩承载力的程度。
本发明的目的在提供一种现场灌注混凝土桩的施工方法，利用该方法可使形成的承载桩的承载力大大提高，另外可形成形状规则的桩分支和桩承力盘。
本发明的另一目的是提供一种上述方法的专用成孔装置，该装置可避免发生上浮现象，可使分支孔上下周土充分挤压密实。
本发明的上述目的是通过下述方法来实现的，该方法包括以下步骤，首先在地基中形成构成桩身的孔，然后对该桩身孔孔壁的选定位置第一规定区域内的土体向外侧挤压形成构成桩分支的分支孔和/或承力盘槽孔的第一腔，接着对桩身孔孔壁的上述选定位置第二规定区域内的土体向外侧挤压形成构成桩分支的分支孔和/或承力盘槽孔的第二腔，该第一、第二腔共同形成分支孔和/或承力槽孔最后向分支孔和/或承力盘槽孔以及桩身孔内灌注混凝土形成带分支和/或承力盘的混凝土承载桩。
本发明的一个特征是在挤压土体形成桩分支的分支孔和/或承载力盘槽孔的第一腔的同时对整个分支孔和/或承力盘槽孔侧向土体形成护壁。
本发明的另一个特征是在挤压形成桩分支孔和/或承力盘槽孔时要同时向其内灌入可防止土体塌落的粘结剂，并且将其压入桩分支孔和/或承力盘槽孔的周围土体中。
本发明的再一个特点，是上述桩身孔是通过浆液来护壁的。
上述桩身孔是通过挖孔，螺旋钻孔，冲击孔或沉管形成的。
作为优选的方式，上述护壁液为水泥浆，它灌注到桩身孔中不塌孔的位置，之后将补浆管插入竖直孔底部，同时投入粒料，接着通过补浆管以高压方式从补浆管底部开口压入水泥浆直至将整个桩孔灌满。
在分支孔和/或承力盘槽孔部位设置压浆管，并通过它向其内压入浆管。
在设置补浆管的同时还在分支孔和/或承力盘槽孔部位设置压浆管，这样通过上述补浆管和压浆管以高压压入水泥浆从而形成多分支承力盘混凝土承载桩。
在投入粒料进可放入钢筋笼。
上述的第一腔为选定位置的上分支孔和/或承力盘槽孔上腔，而第二腔为相应的下分支孔和/或承力盘槽孔下腔。当然反之也可以。
本发明的上述另一目的可通过下述多分支承力盘承载桩的成型机来实现，该成型机是上述现场灌注混凝土桩的施工方法的专用装置，它包括外管，外管内固定有驱动缸，外管内还设有分支孔成型机构，该分支孔成型机构包括第一弓压臂和第二弓压臂，该第一弓压臂的一端与动力杆铰接，该动力杆由驱动缸带动，上述第一弓压臂的另一端与第二弓压臂的一端铰接，第二弓压臂的另一端与第一固定件相铰接，该固定件固定于外管上，外管管壁上开有可使分支孔成型机构向外侧伸出的孔，其特征在于第一弓压臂上形成第一分支板，第二弓压臂上形成有第二分支板，外管内固定有第二固定件，该固定件位于第一弓压臂与动力杆的铰接点的侧边并处于第一弓压臂和第二弓压臂铰接点相对动力杆与第一弓压臂铰接点的移动轴线的所在侧边，上述第二固定件与第一分支板的一端铰接，第一分支板的另一端为自由端部，第一分支板的内侧贴靠于第一弓压臂和第二弓压臂的铰接部，第一分支板内侧还设有导板，该导板上沿第一分支板的平行方向开有导向槽，第一弓压臂和第二弓压臂是通过横向移动轴铰接的，上述导向槽可使上述横向移动轴在其内滑动，导向槽从横向移动轴未发生向外侧横向位移处朝向第二弓压臂一侧延伸。
上述成型机的一个特征是上述第一分支板的自由端部位于并贴靠于第一弓压臂和第二弓压臂的铰接部，上述导向槽开设在导板从第一分支板的自由端部向外突出的伸出部上，在横向移动轴上还铰接有滑板，该滑板贴靠在第一分支板内侧面上。
上述成型机的另一个特征是第一分支板的两侧分别连有挡土板以避免侧向土体的塌落。
上述成型机的再一个特征是在与第二分支板一端相铰接的第一固定件上还铰接有二个复合第二分支板，该复合第二分支板位于第二分支板的两侧，在第二分支板内侧面靠近复合第二分支板的自由端部处设有可带动复合第二分支板与第二分支板一起转动的限位块。
上述成型机的还一个特征是上述第一弓压臂的内侧面上设有压块，该压块用来在第一、第二分支板横向伸出时压在复合第二分支板上使复合第二分支板底面与第二分支板底面相对齐。
上述成型机可包括多个成型机构，该多个机构沿成型机纵向间隔设置，沿水平方向对称设置。
上述成型机包括多个成型机构，它们设在成型机的某一纵向位置，并沿水平方向对称设置，它们可同时驱动形成承力盘槽孔。
本发明的优点在于可将外加驱动力合理地分散在第一、第二分支板周土表面，对土体挤压充分。本发明的成型机在制作分支孔时先挤压上分支孔土体，接着以该上分支孔的被挤压土体为支点再挤压下分支孔上土体，这样分支孔上下周土均得充分挤密压实，从而可大大提高整个桩的承载力。
下面结合附图对本发明进行详细描述。
图1为本发明方法的示意图，其中图1A表示本发明方法的第一步骤;图1B表示本发明方法的第二步骤;图1C表示本发明方法的第三步骤;
图2为本发明成型机处于复原收拢状态的立面示意图;
图3为本发明成型机处于张开工作状态的立面示意图;
图4为本发明成型机中的挡土板立面示意图;
图5为本发明成型机在制作承力盘槽时的工作状态平面示意图;
如图1A所示，按照本发明的现场灌注混凝土桩的施工方法，首先利用钻机在地基钻孔形成桩身竖直孔22，之后利用专用分支孔成型机对竖直孔22孔壁的设定位置的上方规定区域的土体进行挤压形成上分支孔23，如图1B所示，接着以上分支孔被挤压的土体为支点再利用上述成型机挤压分支孔下方规定区域的土体，如图1C所示，利用上述成孔方式可获得形状规则周土密实的分支孔，在制作承力盘槽孔时可边旋转上述专用分支孔成型机边进行挤压，从而形成由多个分支孔构成的承力盘槽孔，当然承力盘槽孔也可通过多组分支孔成型机构同时挤压周土而形成，在挤压上下方土体时，如遇含水量较大的软土层可同时填入加固料并压入周土中，然后再压入固结料以防止分支孔或承力盘槽孔塌落。最后灌注混凝土形成带分支和/或承力盘的混凝土承载桩。
图2表示本发明方法专用的多分支承力盘槽孔成型机的一个实施例。该成型机包括外管18，外管18内设有多个分支孔成型机构，外管18上开有供分支孔成型机构伸出的孔，外管外部设有泵站，它通过油路管与分支孔成型机构中的油缸连通(图中未示出)。在分支孔成型机构中，如图3所示，设有竖向动力杆1，该动力杆1由上述油缸(图中未示)带动，动力杆1通过竖向移动轴2与上弓压臂3铰接，上弓压臂3通过横向移动轴5与由下弓压臂直接形成的下分支8铰接，下分支板8底端与下固定轴9铰接，下固定轴9相对外管18固定，上分支板11上端铰接于上固定轴10上，上固定轴10相对外管18固定。注意在图2中仅仅画出了相对称的二套分支孔成型机构中的左边一套(一半)，右边一套与左边的结构相同，故图中未图出，也就是说在这里成型机是通过左右二套机构同时工作时，这样便加快了工作程序，当然也可根据需要仅设一套、三套或更多的同步机构。在上分支板11内侧设有导板19，上分支板11的自由端部20位于上弓压臂3与横向移动轴5的连接处。导板19共有二个，它们分别设有上分支板11的两侧，导板19从上分支板11的自由端部20处沿上分支板板面方向向下延伸，其伸出部开有横向移动轴5的导向槽，横向移动轴5还铰接有上分板滑板12，该滑板35贴靠上分支板30内侧并向上延伸，在下分支板8的两侧设有复合下分支板7，该复合下分支板7的底端铰接于下固定轴9上，复合下分支板7的自由端部22处设有限位块6，在上弓压臂3内侧设有压块4。
如图3所示，在制作分支孔和承力盘槽孔时，首先竖向动力杆1受液动而使竖向移动轴垂直向下移动，这样通过上弓压臂3横向移动轴5便向外侧移动，从而引导上分支板11以上固定轴10为圆心向外侧摆动，此时上分支板11周土被挤密，当该周土压实到一定程度后，下分支板8便以下固定轴9为圆心作扇形运动，从而使下分支板8露出外管18，同时向下方压土挤密，而上分支滑板12则沿上分支板内壁同步向下滑动，挡住上分支板11下端的空隙，在此过程中由于限位块6的作用复合下分支板7则随下分支板8向外下摆，当上弓压臂3向下移动而使其上的压块4将复合下分支板7下压，从而其底面和下分支板8的底面相对齐时，便完成了分支孔成型的操作。由于作用力和反作用力的机理使外加驱动力(液动力)合理地分散在上下分支板周土表面，并充分挤压密实，有效地提高了地基承载力。当给动力杆1施加反向驱动时，横向移动轴5向管18内侧横移，这样使导板19的自由端内侧压靠于复合下分支板7自由端部22，由于复合下分支板7自由端部22外侧面呈弧状，这样随着横向移动轴5的逐渐复位，复合下分支板7的弧状自由端部22便运动(滚动加滑动)到靠近导板19的中间位置，这样整个分支孔成型机构便收回外管18内。
上述限位块4的作用在于限制复合下分支板7在规定范围内移动，即能使其下压形成整齐的分支孔，又能使其收回以满足上分支板复位所需空间。
如图4所示，图3所示成型机还包括4块挡土板14(每侧二块)，它们分别设于上分支板11的两侧，在挡土板14内侧上分支板30的下端设有二个导向臂13，如图5所示，当完成制孔时，上分支板11下方出现的侧孔洞完全被挡土板14封闭住从而防止碎土进入成型机内部，图4中的阴影部分是被挡土板14封闭的侧孔洞。由于挡土板14与上分支板11装配成一体，所以当旋转制作承力盘槽孔时，由于挡土板14与上分支板11下端导向臂13的先期插入，使分支板有效宽度17内未被挤压的原土15不可能向两侧成孔后的空间16塌落，再加上上分支滑板12的功能，有效地防止了上分支板11上方土体向下塌落，保证了分支、承力盘下方土的挤密压实。上述成型机的优点在于由于采用了一种特定的分支孔成型机构，上分支板11、上分支滑板和下分支板8按先后顺序依次伸出，并且上分支板11顶端铰接于连于外管18的上固定轴10而不是上、下分支板11.8同时伸出以及上分支板11由上弓压臂3形成，这样就可避免整个成型机在制作分支孔时所产生的上浮现象以及形成的分支孔不规则，易塌方的缺点。
上面描述的是本发明的一个实施例。本发明还可这样实现，即首先挤压下分支孔和/或承力盘槽孔下腔再挤压上分支孔和/或承力盘槽孔上腔，其余步骤与前述实施例方法一致，在实施此方法时，可将上述成型机倒置使用。此方法特别适合形成多分支承力盘混凝土锚桩。
权利要求
1.一种现场灌注混凝土桩的施工方法，其步骤包括首先在地基中形成构成桩身的孔，然后对该孔孔壁的选定位置第一规定区域内的土体向外侧挤压形成构成桩分支的分支孔和/或承力盘槽孔的第一腔，接着对竖直孔孔壁的上述选定位置第二规定区域内的土体向外侧挤压形成构成桩分支的分支孔和/或承力盘槽孔的第二腔，上述第一腔和第二腔共同构成分支孔和/或承盘槽孔，最后向分支孔和/或承力盘槽孔以及桩身孔内灌注混凝土形成带分支和/或承力盘的混凝土承载桩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在挤压土体形成桩分支的分支孔和/或承力盘槽孔的第一腔的同时对整个分支孔和/或承力盘槽孔侧向土体形成护壁。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于在挤压形成桩分支孔和/或承力盘槽孔时要同时向其内灌入可防止土体塌落的粘结剂，并且将其压入桩分支孔和/或承力盘槽孔的周围土体中。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于上述桩身孔是通过浆液来护壁的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述桩身孔是通过挖孔，螺旋钻孔，冲击孔或沉管形成的。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于上述护壁浆液为水泥浆，它灌注到竖直孔中不塌孔的位置，之后将补浆管插入竖直孔底部，同时投入粒料，接着通过补浆管以高压方式从补浆管底部开口压入水泥浆直至将整个桩孔灌满。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于在分支孔和/或承力盘槽孔部位设置压浆管，并通过它向其内压入浆液。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在设置补浆管的同时还在分支孔和/或承力盘槽孔部位设置压浆管，这样通过上述补浆管和压浆管以高压压入水泥浆从而形成多分支承力盘混凝土承载桩。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于在投入粒料时要放入钢筋笼。
10.一种权利要求1所述方法的专用成型机，它包括外管，外管内固定有驱动缸，外管内还设有分支孔成型机构，该分支孔成型机构包括第一弓压臂和第二弓压臂，该第一弓压臂的一端与动力杆铰接，该动力杆由驱动缸带动，上述第一弓压臂的另一端与第二弓压臂的一端铰接，第二弓压臂的另一端与第一固定件相铰接，该固定件固定于外管上，外管管壁上开有可使分支孔成型机构向外侧伸出的孔，其特征在于第一弓压臂上形成有第一分支板，第二弓压臂上形成有第二分支板，外管内固定有第二固定件，该固定件位于第一弓压臂与动力杆的铰接点的侧边并处于第一弓压臂和第二弓压臂铰接点相对动力杆与第一弓压臂铰接点的移动轴线的所在侧边，上述第二固定件与第一分支板的一端铰接，第一分支板的另一端为自由端部，第一分支板的内侧贴靠于第一弓压臂和第二弓压臂的铰接部，第一分支板内侧还设有导板，该导板上沿第一分支板的平行方向开有导向槽，第一弓压臂和第二弓压臂是通过横向移动轴铰接的，上述导向槽可使上述横向移动轴在其内滑动，导向槽从横向移动轴未发生向外侧横向位移处朝向第二弓压臂一侧延伸。
11.根据权利要求7所述的成型机，其特征在于上述第一分支板的自由端部位于并贴靠于第一弓压臂和第二弓压臂的铰接部，上述导向槽开设在导板从第一分支板的自由端部向外突出的伸出部上，在横向移动轴上还铰接有滑板，该滑板贴靠在第一分支板内侧面上。
12.根据权利要求7或8所述的成型机，其特征在于第一分支板的两侧分别连有挡土板。
13.根据权利要求7或8所述的成型机，其特征在于在与第二分支板一端相铰接的第一固定件上还铰接有二个复合第二分支板，该复合第二分支板位于第二分支板的两侧，在第二分支板内侧面靠近复合第二分支板的自由端部处设有可带动复合第二分支板与第二分支板一起转动的限位块。
14.根据权利要求10所述的成型机，其特征在于上述第一弓压臂的内侧面上设有压块，该压块用来在第一、第二分支板横向伸出时压在复合第二分支板上使复合第二分支板底面与第二分支板底面相对齐。
15.根据权利要求1所述的成型机，其特征在于它包括多个成型机构，该多个机构沿成型机纵向间隔设置，沿水平方向对称设置。
16.根据权利要求1所述的成型机，其特征在于它包括多个成型机构，它们设在成型机的某一纵向位置，并沿水平方向对称设置，它们可同时驱动形成承力盘槽孔。
全文摘要
本发明涉及一种现场灌注桩的施工方法及其成型机，其步骤主要包括形成竖直桩身孔，对选定位置的上方土体挤压形成分支孔上腔之后对该位置的下方土体挤压形成分支孔下腔，最后灌注混凝土，上述成型机包括上、下弓压臂，该臂上分别设有上、下分支板，上分支板内侧上还设有上分支滑板，上述上分支板、上分支滑板和下分支板依次向外侧伸出，从而可形成形状规则的分支孔，并且分支孔周土挤压密实，此外可防止成型机向上浮动。
文档编号E02D5/34GK1093428SQ94104550
公开日1994年10月12日 申请日期1994年4月29日 优先权日1994年4月29日
发明者张俊生, 张国梁 申请人:张俊生, 张国梁