[发明专利]大直径现浇薄壁混凝土复合桩的施工方法及专用成孔器

说明书

技术领域

本发明涉及一种大直径现浇薄壁混凝土复合桩的施工方法及专用成孔器，尤其适用于各类软弱土、回填土、夹砂层土的复合桩地基处理及堤坝、挡墙和基坑支护结构中。

背景技术

目前，在处理各类软弱土、回填土、夹砂层土的桩基施工中，传统的大直径现浇混凝土桩施工方法是先将单钢护筒打入或压入土中，再通过冲孔、挖掘或螺旋钻取土，这种施工方法在成孔过程中需要排出大量的泥土，不仅工程量大、给现场区域环境带来污染，而且在二次清淤运输中再次污染了环境。同样，在浇注桩体时需用到大量的混凝土，不但耗时又费工，还加大了工程费用。

目前国家发明专利中公开了一种“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”的技术工艺，专利号为ZL98113070.4。该专利的施工原理为一次性将内外护筒上端固定在法兰盘连接体上，再固定连接上电动振动锤为一整体，内外钢护筒下端支撑在预制环形桩靴上，并通过专用打桩架和设备系统共同施压，使成孔器一次性压入土中的一种施工方法。这种施工工艺在实际施工过程中除具有的优点外，还存在特有的缺陷：

1、若要在薄壁桩内放入钢筋笼，必须在施压前先把成孔器提升过钢筋笼的长度，再把钢筋笼从内外钢护筒下端拉升到钢护筒薄壁内腔中(此时钢筋笼容易受损)并固定好后，再按施工流程放低成孔器、定位、压进环形桩靴，最后进行施压入土。这个施工环节大大增加了施工强度和难度，也增加了设备成本费用。

2、由于成孔器内外钢护筒上下端均为统一体被压入土中，在入土过程中需同时克服内外钢护筒壁上的摩阻力和桩端反力，就需用笨重和大功率的桩机设备配套，造成设备自重加大和成本费用增高。

3、由于成孔器内外钢护筒上端为固定连接，通过浇筑入口浇筑的混凝土，不能直接观察到已浇筑混凝土的顶面，需要在拔管过程，空中二次加入混凝土，实际操作中往往是加多了混凝土。这个环节除混凝土用量增加外，也大大增加了施工强度和难度。

4、由于整套桩机上设备总自重为100T应力较集中，要求施工场地具有一定的承载力度；机架平台占用面积大(12mx23m)有些场地受限。

5、由于整套桩机设备庞大笨重，移动缓慢增加了施工工期，若跨越两个相邻工区，又需拆机和安装桩机均需再增加20天的工夫，耗时耗力施工成本又增加。

为了克服上述传统方法和专利ZL98113070.4工艺在施工过程中存在的不足，避免钢筋笼容易受损、减少施工强度和难度、节约混凝土量、降低钢护筒入土摩阻力、降低设备自重、缩短施工周期、避免二次清淤运输的污染、提高施工效率、降低成本费用、适应不同土层和场地施工，便成为本专利技术方案要解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种绿色环保、节能减排、施工方便快捷、直观、适应性强、功能多的大直径现浇薄壁混凝土复合桩施工方法及配套的专用成孔器。

为实现该技术目的，本发明的方案是：

一种大直径现浇薄壁混凝土复合桩的施工方法，包括如下步骤：

a、先将外钢护筒置于桩位上定位并临时固定；将中高频振动锤通过专用夹具夹持于外钢护筒顶端，启动振动锤将该外钢护筒沉入到土层设计标高处；松开夹头并移开振动锤和夹具；

b、再把内钢护筒置于已沉到位外钢护筒桩位的中间位置。向外打开铰接于内钢护筒底端的特定咬合钢活瓣环型板，该咬合钢活瓣环型板的径向外环边缘近贴于外钢筒内壁并保持咬合钢活瓣板可上下灵活滑动；将中高频振动锤通过专用夹具夹持于内钢护筒顶端，启动振动锤将内钢护筒连同咬合钢活瓣环型板沿外钢护筒内壁滑沉到土层设计标高处；

c、从外钢护筒上部连有混凝土灌入口处以及内外钢护筒间的上端空隙处，向内外钢护筒间的空腔处灌注混凝土。

d、混凝土灌注完后，先振拔出内钢护筒和咬合钢活瓣板，然后再振拔出外钢护筒。

作为本专利进一步具体，在步骤b之后，需要先将已制作好的钢筋笼吊放到内外钢护筒间的空腔内并定位，再继续步骤c。

作为本专利进一步具体，在所述步骤d中，还需进行内腔原状土排水、注浆和压实压密步骤，通过预埋于内钢护筒上的真空排水系统对内腔原状土实施真空排水；通过预埋于内钢护筒上的高压注浆系统对内腔原状土实施高压注浆；将中高频振动锤通过专用夹具夹持住压土板装置，启动振动锤将内腔原状土压沉压密。

作为本专利进一步具体，所述步骤d后，待已浇筑完后的薄壁混凝土强度达到75％时，将把内腔原状土取出，形成薄壁混凝土空腔柱。