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1、(10)申请公布号 CN 103938619 A (43)申请公布日 2014.07.23 CN 103938619 A (21)申请号 201410150160.4 (22)申请日 2014.04.15 E02D 5/24(2006.01) E02D 5/72(2006.01) E02D 5/38(2006.01) (71)申请人 谢庆道 地址 325000 浙江省杭州市拱墅区温州路普 金家园 4 幢 901 室 (72)发明人 谢庆道 (74)专利代理机构 温州瓯越专利代理有限公司 33211 代理人 陈加利 (54) 发明名称 一种筒桩的施工工艺及其专用成孔器 (57) 摘要 本发明公开。
2、了一种筒桩的施工工艺及其专用 成孔器， 包括以下工序 ： 在高强度塑料外管和高 强度塑料内管之间形成的筒腔的底部装上环形且 带有切削刃的桩靴 ； 该高强度塑料外管和高强度 塑料内管均为高强度塑料管， 该高强度塑料管的 拉伸屈服强度 10MPa， 密度 450kg/m3， 弹性模 量 350MPa ； 将桩靴置于施工位置并在振动施力 压头上施压， 桩靴随同高强度塑料外管和高强度 塑料内管一起进入施工地基体 ； 待桩靴完全进入 施工地基体的标定位置后， 形成筒桩， 该筒桩包括 有高强度塑料外管、 高强度塑料内管和桩靴。 本发 明的优点至少有 ： 施工高效快捷， 一次成桩， 且方 便斜桩施工。如有必。
3、要， 而在筒腔内再灌注混凝 土， 加强抗弯能力。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103938619 A CN 103938619 A 1/1 页 2 1. 一种筒桩的施工工艺， 其特征在于包括以下工序 ： （1） 在高强度塑料外管和高强度塑料内管之间形成的筒腔的底部装上环形且带有切削 刃的桩靴 ； 该高强度塑料外管和高强度塑料内管均为高强度塑料管， 该高强度塑料管的拉 伸屈服强度 10Mpa， 密度 450kg/m3， 弹性模量。
4、 350Mpa ； （2） 将桩靴置于施工位置并在振动施力压头上施压， 桩靴随同高强度塑料外管和高强 度塑料内管一起进入施工地基体 ； （3） 待桩靴完全进入施工地基体的标定位置后， 形成筒桩， 该筒桩包括有高强度塑料外 管、 高强度塑料内管和桩靴。 2.根据权利要求1所述的一种筒桩的施工工艺， 其特征在于 ： 所述的步骤 （2） 中桩靴随 同高强度塑料外管和高强度塑料内管一起斜向进入施工地基体， 进行斜向筒桩施工。 3. 根据权利要求 1 所述的一种筒桩的施工工艺， 其特征在于 ： 所述的桩靴包括有高强 度塑料桩靴基体， 所述的切削刃固定设置于高强度塑料桩靴基体下端部， 该高强度塑料桩 靴基。
5、体的拉伸屈服强度 10Mpa， 密度 450kg/m3， 弹性模量 350Mpa， 该桩靴的上端面与 高强度塑料外管和高强度塑料内管的底部构成热熔固定连接。 4. 根据权利要求 3 所述的一种筒桩的施工工艺， 其特征在于 ： 所述的切削刃为复合固 定于高强度塑料桩靴基体下端部的金属切削刃。 5. 根据权利要求 1 所述的一种筒桩的施工工艺， 其特征在于 ： 所述的高强度塑料外管 由多段高强度塑料外管段上下热熔对接联接而成， 所述的高强度塑料内管由多段高强度塑 料内管段上下热熔对接联接而成。 6. 根据权利要求 5 所述的一种筒桩的施工工艺， 其特征在于 ： 高强度塑料外管和高强 度塑料内管中相。
6、同一层的高强度塑料外管段的上端高度低于高强度塑料内管段的上端。 7. 根据权利要求 1 或 2 或 3 所述的一种筒桩的施工工艺， 其特征在于 ： 所述的步骤 （3） 中， 待桩靴完全进入施工地基体的标定位置后， 还向筒腔内灌注混凝土， 带混凝土凝固后， 形成以高强度塑料外管、 高强度塑料内管为外支架的混凝土筒桩。 8. 根据权利要求 1 或 2 或 3 所述的一种筒桩的施工工艺， 其特征在于 ： 所述的高强度 塑料内管的内腔中设置有用于进行嵌岩桩施工的螺旋钻机。 9. 根据权利要求 1 或 2 或 3 所述的一种筒桩的施工工艺， 其特征在于 ： 所述的高强度 塑料管为高强度 PE 管、 PV。
7、C 管或 PC 管。 10. 一种如权利要求 1 所述的施工工艺的专用成孔器， 其特征在于 ： 包括有同心设置的 高强度塑料内管和高强度塑料外管， 该高强度塑料外管和高强度塑料内管均为高强度塑料 管， 该高强度塑料管的拉伸屈服强度10Mpa， 密度450kg/m3， 弹性模量350Mpa， 该高强 度塑料内管和高强度塑料外管之间的空腔为筒腔， 所述的筒腔的底部开口且与桩靴向下抵 压接触配合， 该桩靴的下端设置有切削刃， 所述的高强度塑料内管和高强度塑料外管的上 端固定设置有振动施力压头。 权 利 要 求 书 CN 103938619 A 2 1/4 页 3 一种筒桩的施工工艺及其专用成孔器 技。
8、术领域 0001 本发明属于建筑工程领域， 具体是指新型的筒桩的施工工艺及其专用成孔器。 背景技术 0002 混凝土筒桩是一种常用的工程桩体， 广泛应用在地下施工工程中。目前传统的预 制混凝土管桩都是埋设于地下， 其主要缺点是 ： 在施工过程中有明显的挤土作用， 削弱了作 为建筑物地基的承载能力。 0003 本发明人提出了一种新的混凝土筒桩的施工方法， 如中国专利公开号 CN1221056A 埋于软地基的混凝土筒体的施工方法及压入式一次成孔器 的技术方案， 该方法利用压入 式一次成孔器将混凝土筒体底部的桩靴压入软地基中， 同时实现同步排土， 并一次性灌注 混凝土形成混凝土筒桩， 相较于上述第一。
9、种施工方法， 不仅施工速度快捷， 而且无需取土和 复土， 降低工程费用， 而且对土层的原始结构影响小， 提供了混凝土筒桩的承载能力。 然而， 该施工方法只能适用于陆地， 而对于水域 （如海洋水域或者江河湖泊） 内打桩却无法适用。 因为该法在施工时， 在灌入混凝土后， 且混凝土为凝固前， 需要将外护壁套筒和内护壁套筒 向上拉出， 如将此施工方法应用于水域， 将外护壁套筒和内护壁套筒向上拉出时， 露出的混 凝土并没有完全硬化， 而直接受到水域的冲击， 直接导致混凝土被冲散而无法成型。 0004 为此， 本发明人进一步研发了一种应用于水域的现浇混凝土筒桩的施工工艺及其 专用成孔器， 如中国专利公开号。
10、 103321215A 所示。该施工过工艺通过在外护壁套筒内设 置外护壁留置层， 在灌注混凝土时， 外护壁套筒的外护壁留置层和桩靴保持位置不动且外 护壁留置层上端与压盖分离， 灌注的混凝土与外侧的外护壁留置层以及下端的桩靴连成一 起， 形成混凝土筒桩。然而该施工工艺仍然存在以下缺点 （1） 需要在施工时需要上拔内护壁套筒等部件， 难以进行斜桩施工 ； (2) 在灌注混凝土时， 需要钢筋笼作为骨架， 施工成本高， 工时长， 施工难度较大。 发明内容 0005 本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足， 而提供一种能方便进行斜 桩施工， 且成桩高效经济的一种筒桩的施工工艺。 0006 本发明。
11、的另一个目的是提供一种适用于上述筒桩实施工艺的专用成孔器。 0007 为实现本发明的第一个目的， 本发明的技术方案是包括以下工序 ： （1） 在高强度塑料外管和高强度塑料内管之间形成的筒腔的底部装上环形且带有切削 刃的桩靴 ； 该高强度塑料外管和高强度塑料内管均为高强度塑料管， 该高强度塑料管的拉 伸屈服强度 10Mpa， 密度 450kg/m3， 弹性模量 350Mpa ； （2） 将桩靴置于施工位置并在振动施力压头上施压， 桩靴随同高强度塑料外管和高强 度塑料内管一起进入施工地基体 ； 施工地基体可以是土层、 砂层或者岩体等。 0008 （3） 待桩靴完全进入施工地基体的标定位置后， 形成。
12、筒桩， 该筒桩包括有高强度塑 料外管、 高强度塑料内管和桩靴。 说 明 书 CN 103938619 A 3 2/4 页 4 0009 随着目前塑料管工艺的不断进步， 塑料管的力学性能不断提升， 而且本身塑料管 相较于传统的钢管在成本上更加经济， 而且塑料管本身耐腐蚀性好， 使用年限长， 且塑料管 的热熔连接比起金属的焊接等工艺在施工上更加方便， 密封性更好。 通过上述设置， 所形成 的筒桩施工方便快捷， 成本低， 可广泛应用于多种领域的建筑工程中， 另外， 本设置， 由于塑 料管本身价格比较便宜， 因此在施工时， 无需将高强度塑料外管和高强度塑料内管拔出， 因 此， 方便打斜桩施工， 由此，。
13、 极大低提高了本发明的筒桩的应用价值。 0010 进一步设置是所述的步骤 （2） 中桩靴随同高强度塑料外管和高强度塑料内管一起 斜向进入施工地基体， 进行斜向筒桩施工。该斜向是指桩靴随同高强度塑料外管和高强度 塑料内管一体的进入方向与施工地基体的基准面的垂直方向相偏离。 0011 进一步设置是所述的桩靴包括有高强度塑料桩靴基体， 所述的切削刃固定设置 于高强度塑料桩靴基体下端部， 该高强度塑料桩靴基体的拉伸屈服强度 10Mpa， 密度 450kg/m3， 弹性模量 350Mpa， 该桩靴的上端面与高强度塑料外管和高强度塑料内管的 底部构成热熔固定连接。通过本设置， 使得桩靴与高强度塑料外管和高。
14、强度塑料内管之间 的连接方便可靠。 0012 进一步设置是所述的切削刃为复合固定于高强度塑料桩靴基体下端部的金属切 削刃。通过本设置， 提高了桩靴的破土能力， 通过本设置， 结合振动锤能使桩靴嵌入土层或 强风化层。 0013 进一步设置是所述的高强度塑料外管由多段高强度塑料外管段上下热熔对接联 接而成， 所述的高强度塑料内管由多段高强度塑料内管段上下热熔对接联接而成。通过本 设置， 将多段高强度塑料外管段或者高强度塑料内管段在施工时热熔对接， 因此， 便于一段 段施工， 同时也便于施工材料的运输。 0014 进一步设置是高强度塑料外管和高强度塑料内管中相同一层的高强度塑料外管 段的上端高度低于。
15、高强度塑料内管段的上端。 通过本设置， 在施工时， 同一层的高强度塑料 外管段与高强度塑料内管段的上端高度差， 方便用于布置热熔对接设置， 以对内侧的高强 度塑料内管段进行热熔对接施工。 0015 进一步设置是所述的步骤 （3） 中， 待桩靴完全进入施工地基体的标定位置后， 还向 筒腔内灌注混凝土， 带混凝土凝固后， 形成以高强度塑料外管、 高强度塑料内管为外支架的 混凝土筒桩。 通过本设置， 可以用于施工混凝土筒桩， 而且本设置所施工的混凝土筒桩以高 强度塑料外管、 高强度塑料内管为外支架， 无需设置工期长成本高的钢筋笼布置， 因此， 极 大低简化了施工工艺和成本。 0016 进一步设置是所。
16、述的高强度塑料内管的内腔中设置有用于进行嵌岩桩施工的螺 旋钻机。 通过本设置， 对于一些土层底部有坚硬岩石的施工地基体， 通过螺旋钻机的螺旋钻 破岩取石， 再施工嵌岩桩， 极大地提高本工艺的应用范围和支撑强度。 0017 进一步设置是所述的高强度塑料管为高强度 PE 管、 PVC 管或 PC 管。 0018 本发明的第二发明目的是通过以下方案实现的， 该专用成孔器， 包括有同心设置 的高强度塑料内管和高强度塑料外管， 该高强度塑料外管和高强度塑料内管均为高强度塑 料管， 该高强度塑料管的拉伸屈服强度10Mpa， 密度450kg/m3， 弹性模量350Mpa， 该高 强度塑料内管和高强度塑料外管。
17、之间的空腔为筒腔， 所述的筒腔的底部开口且与桩靴向下 抵压接触配合， 该桩靴的下端设置有切削刃， 所述的高强度塑料内管和高强度塑料外管的 说 明 书 CN 103938619 A 4 3/4 页 5 上端固定设置有振动施力压头。 0019 综上所述， 本发明的优点是 ： （1） 施工工艺便捷高效， 成本低 ； （2） 可根据工程需要打斜桩施工 ； （3） 成桩工艺不产生二次性污染泥浆， 环保效果好 ； （4） 可以在不同水深条件的一次性成桩 ； （5） 成桩形式灵活， 可根据实际工程需要， 灌注混凝土或者不灌注混凝土成桩 ； （6） 将本发明的工艺应用于水体施工时， 能在不同水体深度区域内一次。
18、性沉桩， 尤其是 在水深较大的水体施工创造条件。 0020 下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。 附图说明 0021 图 1 本发明具体实施方式结构示意图 ； 图 2 为图 1 的 A-A 剖视图 ； 图 3 为本发明多段高强度塑料内管段和高强度塑料内管由多段高强度塑料内管段上 下热熔对接联接而成上下热熔对接联接示意图 ； 图 4 为本发明的结合螺旋钻机的施工示意图。 具体实施方式 0022 下面通过实施例对本发明进行具体的描述， 只用于对本发明进行进一步说明， 不 能理解为对本发明保护范围的限定， 该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明 作出一些非本质的改进和调整。。
19、 0023 如图1-4所示的本发明的具体实施方式， 该施工工艺所用的专用成孔器， 如图1所 示， 包括有同心设置的高强度塑料内管 1 和高强度塑料外管 2， 该高强度塑料外管 2 和高强 度塑料内管1均为高强度塑料管， 该高强度塑料管的拉伸屈服强度10Mpa， 密度450kg/ m3， 弹性模量350Mpa， 该高强度塑料内管1和高强度塑料外管2之间的空腔为筒腔3， 所述 的筒腔3的底部开口且与桩靴4向下抵压接触配合， 该桩靴4的下端设置有切削刃41， 所述 的高强度塑料内管1和高强度塑料外管2的上端固定设置有施力压头5， 本实施例所述的高 强度塑料管可以是高强度 PE 管、 PVC 管或 P。
20、C 管， 优选为高强度 PE 管， 该高强度 PE 管的拉 伸屈服强度 =20Mpa， 密度 =950kg/m3， 弹性模量 =700Mpa， 可直接从市场购买或者自己制造。 0024 另外， 本实施例所述的桩靴 4 包括有高强度塑料桩靴基体 42， 所述的切削刃 41 固定设置于高强度塑料桩靴基体 42 下端部， 该高强度塑料桩靴基体的拉伸屈服强度 10Mpa， 密度 450kg/m3， 弹性模量 350Mpa， 该桩靴 4 的上端面与高强度塑料外管 2 和 高强度塑料内管 1 的底部构成热熔固定连接。另外， 本实施例所述的切削刃 41 为复合固定 于高强度塑料桩靴基体下端部的金属切削刃， 。
21、当然， 对于强度交底的施工地基体， 也可以直 接在高强度塑料桩靴基体 42 下端部一体成型形成切削刃。这些都属于本申请的相同的构 思， 应落入本申请的保护范围。本实施例该高强度塑料桩靴基体 42 的材质也优选采用高强 度 PE 材料， 该高强度 PE 材料的拉伸屈服强度 =20Mpa， 密度 =950kg/m3， 弹性模量 =700Mpa， 可直接从市场购买或者自己制造。 说 明 书 CN 103938619 A 5 4/4 页 6 0025 此外， 本实施例振动施力压头 5 优选为高频振动锤或者变频振动锤， 该振动施力 压头采用夹持器 6 与高强度塑料外管 2 和高强度塑料内管 1 的上端夹。
22、持固定。 0026 本发明的施工工艺是包括以下工序 ： （1） 在高强度塑料外管 2 和高强度塑料内管 1 之间形成的筒腔 3 的底部装上环形且带 有切削刃的桩靴 4 ； 该高强度塑料外管 2 和高强度塑料内管 1 均为高强度塑料管， 该高强度 塑料管的拉伸屈服强度 10Mpa， 密度 450kg/m3， 弹性模量 350Mpa ； 本实施例该高强度塑料管和高强度塑料桩靴基体的性能参数至少应该在以下测试方 法下满足上述指标， 其中， 密度采用GB1033-96(A法) 的测试方法在23下测定， 拉伸屈服 强度采用GB3682-88;15的测试方法测定， 所述的弹性模量应该在GB/T9341-8。
23、8的测试方法 测定。 0027 （2） 将桩靴4置于施工位置并在振动施力压头上施压， 桩靴4随同高强度塑料外管 2 和高强度塑料内管 1 一起进入施工地基体 ； 本实施例该施工地基体可以是土层、 砂层或 者水体层。 0028 （1） 待桩靴 4 完全进入施工地基体的标定位置后， 形成筒桩， 该筒桩包括有高强度 塑料外管 2、 高强度塑料内管 1 和桩靴 4。 0029 本实施例在施工时， 所述的步骤 （2） 中桩靴 4 随同高强度塑料外管 2 和高强度塑 料内管 1 一起斜向进入施工地基体， 进行斜向筒桩施工， 即斜桩施工。 0030 另外， 本实施例所述的高强度塑料外管2由多段高强度塑料外管。
24、段21上下热熔对 接联接而成， 所述的高强度塑料内管 1 由多段高强度塑料内管段 11 上下热熔对接联接而 成， 高强度塑料外管 2 和高强度塑料内管 1 中相同一层的高强度塑料外管段 21 的上端高度 低于高强度塑料内管段 11 的上端， 二者之间的高度差一般为 10-15cm 即可， 以方便热熔对 接设置优先对高强度塑料内管 1 的相邻两段高强度塑料内管段 11 进行热熔对接施工。参 见图 3， a 为高强度塑料内管的接头处， b 为高强度塑料外管的接头处。 0031 当然， 对于抗水平力较高的施工要求时， 所述的步骤 （3） 中， 待桩靴 4 完全进入施 工地基体的标定位置后， 还向筒腔。
25、 3 内灌注混凝土， 带混凝土凝固后， 形成以高强度塑料外 管 2、 高强度塑料内管 1 为外支架的混凝土筒桩， 参见图 4， 筒腔 3 中灌注的为混凝土。 0032 另外， 对于土层底部或水体底部有坚硬岩石的施工地基体， 所述的高强度塑料内 管 1 的内腔中设置有用于进行嵌岩桩施工的螺旋钻机 7。螺旋钻机 7 的螺旋钻 71 为本领域 嵌岩桩施工的常用装置， 其具有边钻边取岩土的功能。 说 明 书 CN 103938619 A 6 1/4 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103938619 A 7 2/4 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103938619 A 8 3/4 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103938619 A 9 4/4 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103938619 A 10 。