CN102373708A - 中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置及其沉桩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置，包括主机、安装在主机上的卷扬机、动力头、油压拉锚装置、压入油缸、取土箱、滑轮、钢丝绳，所述的动力头、回收箱、油压拉锚装置安装在主机上，所述的动力头下方与取土钻杆相连接，所述的取土钻杆穿过油压拉锚装置、取土箱、桩帽、离心管桩(方桩)到达装置底部；本发明还提供了一种中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩方法，其步骤为：通过动力头转动带动取土钻杆实现掘土，取土钻杆的抓地力实现压入油缸的伸缩实现压桩动作，通过取土钻杆掘土同步压桩从而实现沉桩的方法。本发明具有安全、可靠、低成本、高效益、无噪音、无污染、无挤土、无泥浆、环保等优点。

Description

中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置及其沉桩方法

技术领域

本发明涉及中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置及其沉桩方法，主要应用于民用及其工业基础设施建设中，管桩(方桩它支承建筑物及各种大型设备基础的荷重，使建筑物、构筑物造得更高，所以桩打入土中的深度和桩的直径直接影响到该桩的承载力。

背景技术

现预应力离心管桩(方桩)的沉桩装置及其沉桩方法多数是采用锤击法和静力压桩法，其次是钻孔取土压入法和钻孔灌注桩法。1、锤击法：当桩直径较大，周边无居民时可采用锤击法，但存在噪音大，锤击时黑烟又有振动，是一种高污染的沉桩方法。很多城市在中心区已严禁使用，同时目前国内最大的锤只有10T，冲击力最大为1100吨。当承载力大于1100吨时只能改为钻孔灌注桩，故目前高铁和大桥桩基础都是选用钻孔灌注桩；2、静压法：静压法是利用设备的自重把桩压入土中的一种方法，但由于设备自重较大，对场地要求较高，压入力有限，目前国内最大的液压压桩机为800吨，单桩承载力大于400吨以上就不能采用该方法，也只能选用钻孔灌注桩。以上两种沉桩方法存在着一种无法解决的问题，大量的桩打(压)入土中，使土体向外膨胀，大量挤土影响周边的建筑物、道路和地铁、隧道以及管线等都能产生开裂、位移等等。所以在市中心和地铁边、隧道边和建筑物密集区不能打(压)预应力离心管桩(方桩)只能采用钻孔灌注桩。3、钻孔取土压入法：即先用取土设备在原地坪上打个洞，再把桩压入孔中，这种方法在北方地区可以采用，因为土中含水量较少，洞可以成形，但在南方长三角地区，土中含水量较高，引孔就无法成形，桩就无法打(压)入，同时桩也容易偏位。桩较长时，钻孔取土就难以进行，目前最深取土也只能到30米左右；4、另一种桩基础为钻孔灌注桩法：该方法为桩机在地上先钻个洞，再在洞里灌钢筋砼成桩法，具有造价高、工期长、质量又难以保证并且钻孔桩又有大量的泥浆产生，泥浆处置很难，大量的泥浆都处置到河里、湖里、海里、下水道里，大小河浜、下水道被泥浆堵塞，政府每年清理下水道及河浜泥浆费用巨大，造成极大的污染，但目前在市中心地铁边、河堤边、隧道边、超高层建筑、高铁基础桩，即承载力较大时无挤土只能采用钻孔灌注桩法。

发明内容

本发明克服以上几种沉桩方法的不足，能完全取代目前的沉桩方法，使在市中心能压离心管桩(方桩)的中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置及其沉桩方法，此方法改变了以往的几种沉桩方法，不是直接把桩打(压)入土中，而是在桩压入土中的同时在桩的中心直接用取土钻杆把土取出，同时将取出的土通过回收箱进行回收，此方法为：用连接在油压拉锚装置上的压入油缸的伸缩，将取土箱和桩帽往下压，利用取土钻杆的抓土性，使得桩帽将离心管桩(方桩)压入土中的方法。

本发明是这样实现的，一种中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置，包括主机、安装在主机上的卷扬机、动力头、油压拉锚装置、压入油缸、取土箱、滑轮、钢丝绳，所述的动力头、回收箱、油压拉锚装置安装在主机上，所述的动力头上端安装有滑轮，所述的滑轮连接有钢丝绳，所述的钢丝绳通过主机顶部与卷扬机相连接，所述的动力头下方与取土钻杆相连接，所述的取土钻杆穿过油压拉锚装置、取土箱、桩帽、离心管桩(方桩)到达装置底部，所述的油压拉锚装置与动力头固接，所述的压入油缸上端安装在油压拉锚装置上，下端与取土箱相连接，所述的压入油缸通过油压实现伸缩动作，所述的取土箱下端与桩帽相连接，所述的桩帽下端安放离心管桩(方桩)。

本发明还提供了一种中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩方法，其步骤为：

步骤一、主机就位：将主机移动到沉桩位置；

步骤二、桩位复测：用两台经纬仪在不同的两个角度控制点上复测桩位是否正确；

步骤三、插下第一根离心管桩(方桩)；

步骤四、用两台经纬仪在不同的两个方向校正主机上的导杆是否垂直，也就是离心管桩(方桩)是否垂直；

步骤五、把与动力头连接的取土钻杆插入离心管桩(方桩)的桩孔中，将离心管桩(方桩)顶在桩帽上；

步骤六、通过动力头带动取土钻杆转动，通过取土钻杆取土，将取土钻杆往地下转动，同时压入油缸收缩，离心管桩(方桩)保持不动状态，动力头停止转动，由于取土钻杆钻入地下一部分，取土钻杆有一定的抓地力，通过伸长压入油缸，在压入油缸上端与动力头固接的油压拉锚装置由于取土钻杆的抓地力，使得油压拉锚装置无法上移，这样取土箱和桩帽由于压入油缸的伸长作用力而往下移动，形成了压桩动作，将第一节离心管桩(方桩)压入土中，取土箱中回收的土通过机械设备运输走；

步骤七、将动力头与取土钻杆脱离，通过卷扬机带动动力头上端的滑轮转动，带动动力头往上移动，用履带吊机吊起第二节离心管桩(方桩)，第二节离心管桩(方桩)内穿有第二节取土钻杆，将第二节取土钻杆连接在动力头上；

步骤八、再用两台经纬仪校正第二节离心管桩(方桩)与第一节离心管桩(方桩)是否重合；

步骤九、将第一节离心管桩(方桩)与第二节离心管桩(方桩)通过焊接相连接；

步骤十、焊接饱满，无孔隙，符合规范要求，检查合格，继续步骤六动作，同样可以用以上方法根据需要插入第三节离心管桩(方桩)、第四节离心管桩(方桩)；

步骤十一、边掘土，边沉桩，至标高位置；

步骤十二、注水反转取土钻杆，然后喷浆扩大桩底的承载力；

步骤十三、注水退出取土钻头，一根桩施工结束，把桩机移至第二根桩位继续施工。

本发明具有以下明显的优势和有益效果：

1)具有低成本、高效益、无噪音、无污染的特点；

2)通过取土箱将土收集，体现了施工的文明程度，确保施工的安全性、环保性；

3)通过掘土的同时将离心管桩(方桩)，实现了无挤土、无泥浆。

附图说明

图1是本发明中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置的侧面示意图；

图2是本发明中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置的正面部件的连接示意图。

其中：1-主机；2-动力头；3-油压拉锚装置；4-压入油缸；5-取土箱；6-离心管桩(方桩)；7-取土钻杆；8-钢丝绳；9-卷扬机；10-桩帽；11-滑轮。

具体实施方式

如图1-2所示一种中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置，包括主机1、安装在主机上的卷扬机9、动力头2、油压拉锚装置3、压入油缸4、取土箱5、滑轮11、钢丝绳8，所述的动力头2、回收箱5、油压拉锚装置3安装在主机1上，所述的动力头2上端安装有滑轮11，所述的滑轮11连接有钢丝绳8，所述的钢丝绳8通过主机1顶部与卷扬机9相连接，所述的动力头2下方与取土钻杆7相连接，所述的取土钻杆7穿过油压拉锚装置3、取土箱5、桩帽10、离心管桩(方桩)6到达装置底部，所述的油压拉锚装置3与动力头2固接，所述的压入油缸4上端安装在油压拉锚装置3上，下端与取土箱5相连接，所述的压入油缸4通过油压实现伸缩动作，所述的取土箱5下端与桩帽10相连接，所述的桩帽10下端安放离心管桩(方桩)6。

本发明还提供了一种中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩方法，其步骤为：

步骤一、主机1就位：将主机1移动到沉桩位置；

步骤二、桩位复测：用两台经纬仪在不同的两个角度控制点上复测桩位是否正确；

步骤三、插下第一根离心管桩(方桩)6；

步骤四、用两台经纬仪在不同的两个方向校正主机上的导杆是否垂直，也就是离心管桩(方桩)6是否垂直；

步骤五、把与动力头2连接的取土钻杆7插入离心管桩(方桩)6的桩孔中，将离心管桩(方桩)6顶在桩帽10上；

步骤六、通过动力头2带动取土钻杆7转动，通过取土钻杆7取土，将取土钻杆7往地下转动，同时压入油缸4收缩，离心管桩(方桩)6保持不动状态，动力头2停止转动，此时由于取土钻杆7钻入地下一部分，取土钻杆7有一定的抓地力，通过伸长压入油缸4，在压入油缸4上端与动力头2固接的油压拉锚装置3由于取土钻杆7的抓地力，使得油压拉锚装置3无法上移，这样取土箱5和桩帽10由于压入油缸4的伸长作用力而往下移动，形成了压桩动作，将第一节离心管桩(方桩)6压入土中，取土箱5中回收的土通过机械设备运输走；

步骤七、将动力头2与取土钻杆7脱离，通过卷扬机9带动动力头2上端的滑轮11转动，带动动力头2往上移动，用履带吊机吊起第二节离心管桩(方桩)6，第二节离心管桩(方桩)6内穿有第二节取土钻杆7，将第二节取土钻杆7连接在动力头2上；

步骤八、再用两台经纬仪校正第二节离心管桩(方桩)6与第一节离心管桩(方桩)6是否重合；

步骤九、将第一节离心管桩(方桩)6与第二节离心管桩(方桩)6通过焊接相连接；

步骤十、焊接饱满，无孔隙，符合规范要求，检查合格，继续步骤六动作，同样可以用以上方法根据需要插入第三节离心管桩(方桩)6、第四节离心管桩(方桩)6；

步骤十一、边掘土，边沉桩，至标高位置；

步骤十二、注水反转取土钻杆7，然后喷浆扩大桩底的承载力；

步骤十三、注水退出取土钻头7，一根桩施工结束，把桩机移至第二根桩位继续施工。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置，包括主机、安装在主机上的卷扬机、动力头、油压拉锚装置、压入油缸、取土箱、滑轮、钢丝绳，其特征在于：所述的动力头、回收箱、油压拉锚装置安装在主机上，所述的动力头上端安装有滑轮，所述的滑轮连接有钢丝绳，所述的钢丝绳通过主机顶部与卷扬机相连接。

2.根据权利要求1所述的中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置，其特征在于：所述的动力头下方与取土钻杆相连接，所述的取土钻杆穿过油压拉锚装置、取土箱、桩帽、离心管桩(方桩)到达装置底部。

3.根据权利要求1所述的中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩装置，其特征在于：所述的油压拉锚装置与动力头固接，所述的压入油缸上端安装在油压拉锚装置上，下端与取土箱相连接，所述的压入油缸通过油压实现伸缩动作，所述的取土箱下端与桩帽相连接。

4.中掘拉锚法预应力离心管桩(方桩)沉桩方法，其特征在于：分为下列步骤：

步骤一、主机就位：将主机移动到沉桩位置；

步骤二、桩位复测：用两台经纬仪在不同的两个角度控制点上复测桩位是否正确；

步骤三、插下第一根离心管桩(方桩)；

步骤四、用两台经纬仪在不同的两个方向校正主机上的导杆是否垂直，也就是离心管桩(方桩)是否垂直；

步骤五、把与动力头连接的取土钻杆插入离心管桩(方桩)的桩孔中，将离心管桩(方桩)顶在桩帽上；

步骤六、通过动力头带动取土钻杆转动，通过取土钻杆取土，将取土钻杆往地下转动，同时压入油缸收缩，离心管桩(方桩)保持不动状态，动力头停止转动，由于取土钻杆钻入地下一部分，取土钻杆有一定的抓地力，通过伸长压入油缸，在压入油缸上端与动力头固接的油压拉锚装置由于取土钻杆的抓地力，使得油压拉锚装置无法上移，这样取土箱和桩帽由于压入油缸的伸长作用力而往下移动，形成了压桩动作，将第一节离心管桩(方桩)压入土中，取土箱中回收的土通过机械设备运输走；

步骤七、将动力头与取土钻杆脱离，通过卷扬机带动动力头上端的滑轮转动，带动动力头往上移动，用履带吊机吊起第二节离心管桩(方桩)，第二节离心管桩(方桩)内穿有第二节取土钻杆，将第二节取土钻杆连接在动力头上；

步骤八、再用两台经纬仪校正第二节离心管桩(方桩)与第一节离心管桩(方桩)是否重合；

步骤九、将第一节离心管桩(方桩)与第二节离心管桩(方桩)通过焊接相连接；

步骤十、焊接饱满，无孔隙，符合规范要求，检查合格，继续步骤六动作，同样可以用以上方法根据需要插入第三节离心管桩(方桩)、第四节离心管桩(方桩)；

步骤十一、边掘土，边沉桩，至标高位置；

步骤十二、注水反转取土钻杆，然后喷浆扩大桩底的承载力；

步骤十三、注水退出取土钻头，一根桩施工结束，把桩机移至第二根桩位继续施工。

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