專利名稱：振動打樁錘沉拔鋼護筒成樁方法及專用鋼護筒的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種樁基施工技術，具體涉及一種振動打樁錘沉拔鋼護筒成樁方法。
背景技術：
在建設施工中，鉆孔灌注樁是常用的基礎形式。鉆孔灌注樁施工中，遇到巨厚軟塑、流塑及敏感地層時，一般均需要下入鋼護筒將軟弱地層隔離才能安全鉆進成孔。目前，旋挖鉆機這種高效率的鉆孔機械已普遍應用于樁基施工領域，也越來越多地進入巨厚軟塑、流塑地區。由于地層較軟，設計樁長較深，而旋挖鉆孔無循環泥漿護壁的特殊性，需下設較深的鋼護筒以滿足成孔要求。對旋挖鉆機來說，可自行沉拔鋼護筒，該項技術的最大優點是不需要投入其它輔助設備，沉拔鋼護筒、鉆進成孔均由旋挖鉆機完成。但由此也產生了一些不足一是下入、拔出鋼護筒均由鉆機完成，鉆機須配備專用擺管裝置，附帶的擺管裝置影響了鉆機的靈活性，給操作鉆機帶來不便，同時占用工作時間，影響成孔效率，無法實現鉆進施工流水作業；其次是鋼護筒需用特殊材料、特殊加工，增加了制作和施工成本；三是完成混凝土灌注后，由鉆機起拔鋼護筒過程中，鋼護筒在一定角度范圍旋轉扭動，對樁身混凝土將產生不良影響；四是鋼護筒的沉拔深度和速度受鉆機輸出扭矩的限制。上述缺陷的存在，影響了鉆孔灌注樁施工技術的應用。

發明內容
本發明的目的是提供一種振動打樁錘沉拔鋼護筒成樁方法，使沉、拔鋼護筒工序與成孔、混凝土灌注工序互不影響，平行作業，從而加快施工速度，降低施工成本，提高工程質量。
本發明的目的還在于提供一種用于振動打樁錘沉、拔鋼護筒成樁技術的專用組合式鋼護筒。
本發明所說的振動打樁錘沉、拔鋼護筒成樁方法包括如下步驟(1)沉入鋼護筒a、測放樁位控制點放好樁位點后，以樁位點為中心，設四個對稱控制點，控制點用四根鋼筋打入地下不少于0.5米作為標志，對稱控制點的兩條連線交匯于樁位點定位，檢測無誤后定位；b、將鋼護筒定位架置于孔口，然后根據控制點將定位架找中定位；c、用起重機將預先連接起的振動打樁錘與組合式鋼護筒吊起放入鋼護筒定位架的中心，并根據相對位置將鋼護筒找中，使其處于自由狀態豎直放置于事先挖好的孔口底部；d、用經緯儀監測調整鋼護筒的垂直度，確認鋼護筒垂直后由吊機緩慢將鋼護筒下放，靠其自重使鋼護筒切入土層；e、當自重沉入受阻，并確認鋼護筒垂直后，啟動振動打樁錘繼續沉入鋼護筒，直至要求深度。
(2)成孔a、先鋼護筒內鉆進，鉆深超過鋼護筒底口后，更換鉆頭鉆進；b、使鉆孔內充滿泥漿，采用普通泥漿護壁成孔；(3)起拔鋼護筒a、混凝土全部灌注完畢后立即開始起拔鋼護筒，初期用振動錘振動起拔，當吊機可以直接拔起鋼護筒時，停止振動錘直接用吊機起拔；b、整體拔出鋼護筒后，將各組螺栓再次擰緊，將拆除的鋼護筒內外清理干凈，以便下次使用。
一種用于振動打樁錘沉、拔鋼護筒成樁方法的專用組合式鋼護筒，其結構是這樣的為了滿足振動打樁錘將鋼護筒沉入、拔出的強度要求，并保證具有互換性，鋼護筒采用組合式結構，多點式連接，組合式鋼護筒由至少兩節以上筒狀鋼護筒單元節組成，在每節的兩端口外側壁上分別設有上連接耳和下連接耳，連接耳在鋼護筒外側壁上圓周均布，兩相臨的鋼護筒單元節連接端口上的連接耳縱向對稱，用螺栓連接。這種結構形式，由于連接點之間預留有應力縫，所以，連接后的每組鋼護筒具有很好的螺栓防松效果和很高的整體剛性、垂直振動力傳遞能力。
用于振動打樁錘沉、拔鋼護筒成樁技術的專用組合式鋼護筒，在上連接耳內側面設有引導面，便于鋼護筒之間承插對接。
在組合式鋼護筒的最底端一節鉻鋼護筒單元節稱為底口，為防止沉入時鋼護筒單元節鋼管變形，底口筒壁有加強層。
每節鋼護筒單元節上的連接耳數量可根據鋼護筒的直徑具體確定，一般情況每節鋼護筒單元節一端口的連接耳應不少于6個，均布于鋼護管單元節端口的外側壁圓周上，上連接耳突出于鋼護筒單元節的上端口，下連接耳設在接近鋼護筒單元節的下端口里側部位。
本發明取得的技術進步是用振動打樁錘沉入和拔出鋼護筒，不占用鉆機時間，實現單獨作業，能充分發揮旋挖鉆機的施工效率，實現樁基施工流水作業，從而加快了施工速度；鋼護筒連接快速、方便，拔出率高，可重復使用達數十次，使用壽命長，可大大節約施工成本；拔出時對樁身混凝土無擾動，不影響樁身混凝土強度，且有密實作用，提高了工程質量；鋼護筒結構簡單，連接可靠，制作成本低，接點阻力小，且鋼護筒單元節之間可以任意互換連接，可按需要組成不同長度的組合。


圖1是鋼護筒的結構示意圖。
圖2是圖1的A處局部放大圖。
圖3是上連接耳的主視圖。
圖4是上連接耳的左側視圖。
圖5是上連接耳的俯視圖。
圖6是下連接耳的主視圖。
圖7是下連接耳的左側視圖。
圖8是下連接耳的俯視圖。
圖9是底口的結構示意圖。
具體實施例方式
以下實施例用以說明本發明。
實施例一、本實施例給出的振動打樁錘沉拔鋼護筒成樁方法包括以下步驟
(1)沉入鋼護筒a、設樁位控制點放好樁位之后，用四根φ16～φ20的鋼筋打入地下不少于0.5米作為控制點，對稱控制點的兩條連線交匯于樁位點，經檢驗無誤后定位；b、將組合式鋼護筒定位架置于孔口，然后，根據控制樁點將定位架(用于觀測鋼護筒水平相對位置的簡易鋼架)找中定位；c、由適應施工場地負重行走和起重能力的履帶式起重機，將預先連接起的振動打樁錘與鋼護筒組(連接長度視需要沉入深度確定)吊起放入鋼護筒定位架的中心孔中，并根據相對位置將鋼護筒找中，使其處于自由狀態豎直放置于事先挖好的孔口底部；d、用經緯儀監測調整鋼護筒的垂直度，確認鋼護筒垂直后由吊機緩慢將鋼護筒下放，并用兩臺經緯儀在鋼護筒相互垂直的兩個方向監測其垂直度，靠其自重使鋼護筒切入土層；e、當自重沉入受阻，并確認鋼護筒垂直后，即可啟動振動打樁錘繼續沉入鋼護筒，直至要求深度。
(2)成孔由旋挖鉆機成孔，使用設有泄壓孔及錐形筒體的挖泥鉆斗(BAUER公司所采用或類似的鉆頭形式)以避免吸鉆；a、使用短螺旋鉆頭，先鋼護筒內鉆進，鉆頭超過鋼護筒底口后需更換挖泥鉆頭鉆進。
b、適當調整泥漿參數，減小其失水量和粘度，成孔采用普通泥漿護壁，使鉆孔內充滿泥漿，以保證孔壁的穩定；(3)起拔鋼護筒a.混凝土全部灌注完畢后立即開始起拔鋼護筒工作，起拔鋼護筒初期用振動錘振動起拔，所用吊具、起拔全過程吊機天輪-振動錘-鋼護筒軸線成一直線，當吊機可以直接拔起鋼護筒時，立即停止振動錘直接用吊機起拔。
b、整體拔出鋼護筒后，將各組螺栓再次擰緊，將拆除的鋼護筒內外清理干凈，以便下次使用。
二、本實施例給出成樁方法所使用的組合式鋼護筒的具體結構如下參見圖1，組合式鋼護筒由鋼管作成的鋼護筒單元節1、鋼護筒單元節2、鋼護筒單元節3以及底口4組成，每節鋼護筒單元節端口設有12個連接耳，每端6個，均布于鋼護筒單元節兩端外側壁圓周上，上連接耳突出于鋼護筒單元節的上端口，下連接耳設在接近鋼護筒單元節的下端口里側部位，兩相臨的鋼護筒單元節的連接端口上的連接耳縱向對稱，即鋼護筒單元節1上的下連接耳與鋼護筒單元節2上的上連接耳縱向對稱，依次類推。見圖5和圖8，在每個鋼護筒單元節的上連接耳6上設有螺栓連接孔10，下連接耳5上設有用于調整上、下連接點的條形調整孔11，調整孔11的作用是修正上、下連接點與相鄰連接點通孔的位置偏差之用，可以很方便地穿入螺栓9將鋼護筒單元節兩兩緊固連接在一起。其作用是修正上、下連接點與相鄰連接點通孔的位置偏差之用，可以很方便地穿入螺栓，提高各節鋼護筒之間的互換性。參見圖2，在上連接耳6內側面設有引導面7，其作用是便于鋼護筒之間承插對接，8為上連接耳的定位面，起到兩鋼護筒單元節端口定位作用。見圖9，在組合式鋼護筒的最底端一節鋼護筒單元節為底口4，底口4與其它鋼護筒單元節不同之處是在其筒壁有加強層12，即該節的筒壁為加厚層，目的是為了防止沉入時鋼護筒單元節鋼管變形。制作鋼護筒的關鍵是兩連接點之間預留5mm左右的應力縫，以便緊固螺栓時產生一定的預加應力，可有效防止螺栓退扣松脫，保證連接后的每組鋼護筒具有很好的螺栓防松效果和很高的整體剛性、垂直振動力傳遞能力。
本發明經過在電廠(軟、流塑淤泥層厚18m～25m)等工程中試用，取得了很好的效果。實踐證明，該方法提高了鉆機的工作效率，直徑1.0米，深度50米左右的鉆孔灌注樁8～9小時就可完成，比依靠旋挖鉆機沉拔鋼護筒提高成孔效率50％以上。此外，該方法僅鋼護筒制作費就比擺管方式節約80多萬元，具有顯著的經濟和社會效益。
權利要求
1.一種振動打樁錘沉、拔鋼護筒成樁方法，其特征是包括以下步驟(1)沉入鋼護筒a、設樁位控制點放好樁位，用四根鋼筋打入地下不少于0.5米作為控制點，對稱控制點的兩條連線交匯于樁位點定位，檢測無誤后定位；b、將鋼護筒定位架置于孔口，然后，根據控制點將定位架找中定位；c、用起重機將預先連接起的振動打樁錘與組合式鋼護筒吊起放入鋼護筒定位架的中心孔中，并根據相對位置將鋼護筒找中，使其處于自由狀態豎直的放置于事先挖好的孔口底部；d、用經緯儀監測調整鋼護筒的垂直度，確認鋼護筒垂直后由吊機緩慢將鋼護筒下放，靠其自重使鋼護筒切入土層；e、當自重沉入受阻，并確認鋼護筒垂直后，啟動振動打樁錘繼續沉入鋼護筒，直至要求深度；(2)成孔a、先鋼護筒內鉆進，鉆頭超過鋼護筒底口后，更換鉆頭鉆進；b、使鉆孔內充滿泥漿，采用普通泥漿護壁成孔；(3)起拔鋼護筒a、混凝土全部灌注完畢后開始起拔鋼護筒。初期用振動錘振動起拔，當吊機可以直接拔起鋼護筒時，停止振動錘直接用吊機起拔；b、整體拔出鋼護筒后，將各組螺栓再次擰緊，將拆除的鋼護筒內外清理干凈。
2.一種用于權利要求1所述方法的組合式鋼護筒，其特征是由至少兩節以上鋼護筒單元節構成，所述的鋼護筒單元節為筒狀，在每節的兩端口外側壁上分別設有上連接耳和下連接耳，連接耳在鋼護筒外側壁上圓周均布，兩相臨的鋼護筒單元節連接端口上的連接耳縱向對稱，用螺栓連接。
3.按權利要求2所述的組合式鋼護筒，其特征是所說的上連接耳設有螺栓連接孔(10)，下連接耳設有用于調整上、下連接點的條形調整孔(11)。
4.按權利要求2所述的組合式鋼護筒，其特征是在上連接耳內側面設有引導面(7)。
5.按權利要求2所述的組合式鋼護筒，其特征是上連接耳突出于鋼護筒單元節的上端口，下連接耳設在鋼護筒單元節的下端口里側部位。
6.按權利要求2所述的組合式鋼護筒，其特征是鋼護筒的最下節為底口，底口筒壁有加強層(12)。
7.按權利要求2所述的組合式鋼護筒，其特征是每個鋼護筒單元節一端口連接耳的數量不少于6個。
全文摘要
本發明公開了一種振動打樁錘沉、拔鋼護筒成樁方法。包括以下步驟(1)沉入鋼護筒；(2)成孔；(3)起拔鋼護筒混凝土灌注完畢后，初期用振動錘振動起拔，當吊機可以直接拔起鋼護筒時，停止振動錘直接用吊機起拔。本發明所用的鋼護筒由至少兩節以上筒狀鋼護筒單元節組成，在每節的兩端口外側壁上圓周均布有連接耳，兩相臨的鋼護筒單元節端口上的連接耳縱向對稱，用螺栓連接。本發明解決了巨厚軟塑、流塑敏感地層樁基施工中使用振動打樁錘沉拔鋼護筒成孔護壁問題。鋼護筒易于加工，制作成本低，安全可靠，便于安裝操作。該方法沉入、拔出鋼護筒效率高，可與成孔施工平行進行，實現了樁基施工流水作業，從而提高了施工效率，保證了工程質量。
文檔編號E02D5/00GK1743564SQ20051001285
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月28日 優先權日2005年9月28日
發明者聶慶科, 張春來, 商衛東, 王國輝, 胡建敏 申請人:河北建設勘察研究院有限公司