CN102409675B - 一种沉管灌注桩多料斗桩模及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沉管灌注桩多料斗桩模，在桩模上设置2个或2个以上活动进料斗，各活动进料斗为活动式，每个进料斗由3块钢板组成，1块钢板位于正面，2块钢板位于侧面，各块钢板之间焊接固定；桩模在进料斗的位置开有进料口；正面1块钢板尺寸比进料口稍大；各进料斗在桩模上均匀布置，相邻两个进料斗之间的距离为2~5m。本发明还公开了该多料斗桩模的施工方法，包括桩模就位、进料斗闭合、桩模下沉、打开第一个进料斗、灌注混凝土、上拔桩模、打开下一个进料斗、灌注混凝土、重复上述过程直到桩模完全拔出等技术步骤。本发明操作简捷、提高了施工效率、节省了能量、保证了成桩质量。
Description
技术领域
本发明属于土木建筑工程技术领域，特别涉及一种沉管灌注桩多料斗桩模及施工方法。
背景技术
我国地域辽阔，软土分布很广，沿海地区、特别是长江三角洲地区存在着许多复杂的软土地基。在软土地区修建公路、铁路、桥梁等需要对软土地基进行加固处理，而桩基及其复合地基技术是应用最为广泛的地基处理技术。沉管灌注桩是土木建筑工程中常用的一种桩基技术，它利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中，形成桩孔，然后放入钢筋骨架并通过进料斗浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。与一般钻孔灌注桩比，沉管灌注桩避免了一般钻孔灌注桩桩尖浮土造成的桩身下沉，持力不足的问题，同时也有效改善了桩身表面浮浆现象，另外，该工艺也更节省材料、施工速度快，造价低，因此在软土地基处理领域被广泛采用。
在本发明之前，圆形沉管灌注桩、现浇混凝土大直径管桩(专利号ZL02112538.4)、现浇X形混凝土桩（专利号200710020306）、Y形桩（专利号ZL01221710.7）等沉管灌注桩都只采用单个进料斗（进料口）灌注混凝土，进料斗一般设置在桩模顶部，随着施工过程中桩模拔出，进料斗的位置不断升高。目前这种传统的单一固定进料斗灌注混凝土的方法存在以下不足：进料斗位置随着桩模拔出逐渐升高，使得混凝土灌注时必须将混凝土运送到进料斗的高度，当桩模接近完全拔出时，进料斗距离地面的高度往往在20~30m，这时必须将混凝土运送到20~30m的高度，因此浪费了运输混凝土的能量、耗费了时间、操作不便、施工效率低，且混凝土容易在运送过程中流失。此外，混凝土从很高的位置下落，增加了离析的可能性，使混凝土质量降低；从高处下落的混凝土带有一定冲击的能量，使得桩孔内的混凝土侧向挤压的力增大，增加了充盈系数，浪费了材料。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种经济、快速、简便的沉管灌注桩多料斗桩模及施工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种沉管灌注桩多料斗桩模，在桩模上设置2个或2个以上进料斗，其特征在于：各进料斗为活动式，在桩模沉入地基时各进料斗收缩到桩模内部，在桩模拔出需灌注混凝土时各进料斗打开；每个进料斗由3块钢板组成，1块钢板位于正面，2块钢板位于侧面，各块钢板之间焊接固定；桩模在进料斗的位置开有进料口；正面1块钢板尺寸比进料口稍大；各进料斗在桩模上均匀布置，相邻两个进料斗之间的距离为2~5m。
所述活动式进料斗，正面的一块钢板底部通过活动铰链与桩模连接，使钢板可绕活动铰链的轴转动。
所述活动式进料斗，收缩到桩模内部时，在进料斗边缘与桩模之间设置密封圈，密封圈可为橡胶垫。
所述活动式进料斗，收缩到桩模内部后，在进料斗边缘采用螺栓与桩模固定，可沿进料斗边缘设置1个或多个螺栓。
所述活动式进料斗，正面的一块钢板为弧形，圆弧半径略大于桩模半径，进料斗闭合时该钢板边缘正好贴紧桩模外壁。
所述活动式进料斗，侧面的两块钢板为三角形，三角形靠近桩模的一边设置成弯折段，弯折段位于桩模内部，在进料斗完全打开时弯折段正好被进料口边缘卡住，使进料斗不再往外旋转，起到了卡位的作用。
本发明一种沉管灌注桩多料斗桩模的施工方法采用以下技术步骤实现：
（1）将沉管灌注桩桩模对准桩位，并使活动式进料斗闭合，用螺栓将进料斗在桩模上固定密封。
（2）桩模在上部振动头或锤头的作用下逐渐下沉，到达设计标高停止，这时设置在桩模外壁的活动式进料斗跟着桩模一起下沉并埋入地基土体。
（3）打开最上面一个进料斗，通过进料口向桩模内灌注一定量的混凝土。
（4）振动拔管，待下一个进料斗拔出地面时停止上拔，进料斗口尽量接近地面。
（5）打开该进料斗，向桩模内灌入混凝土。
（6）重复步骤（4）和（5），直到桩模完全拔出。
（7）在地基中形成现浇混凝土桩。
本发明的优点和效果在于：
（1）在桩模上设置多个进料斗，进料斗拔出打开后，由于进料斗与地面接近，可通过小推车或混凝土泵直接往进料斗中灌注混凝土，不需要将混凝土输送到离地面较高的高度，大大节省了混凝土灌注的时间，提高了施工速度，且节省了能量，操作方便。
（2）混凝土从接近地面的位置灌注到桩模，减小了混凝土下落高度，减小了离析的可能性。
（3）设置多料斗减小了混凝土下落的路径长度，从而减小了卡管的可能性。
（4）由于混凝土下落高度的减小，混凝土灌注时下落的能量减小，从而减小了桩孔内混凝土向外侧的挤压，减小了充盈系数，因此节省了材料。
（5）进料斗为活动式，可收缩到桩模外壁，操作方便快捷。
（6）进料斗设置密封圈，密封性好，不漏水，保证了成桩质量。
总之，本发明结构简单、操作方便，通过对已有桩模的简单改造可大大提高混凝土灌注的施工效率，保证了成桩质量，应用效果好。本发明不仅适用于常规沉管桩，也适用于PCC桩，现浇X（Y）形桩等。
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。
附图说明
图1 本发明施工步骤示意图，图中（a）为桩机就位；（b）为桩模下沉；（c）为打开进料斗灌注混凝土；（d）为振动上拔，直到下一个进料斗露出地面；（e）为打开该进料斗，灌注混凝土；（f）为重复步骤（d）、（e），直到桩模完全拔出。
图2 本发明A位置进料斗打开时局部放大图。
图3 图2的俯视图。
图4 图2的左视图。
图5 本发明B位置进料斗闭合时局部放大图。
图6 图5的俯视图。
图7 图5的左视图。
图中：1为桩模，2为活动进料斗，3为侧面钢板，4为正面钢板，5为活动铰链，6为固定螺栓，7为密封圈，8为弯折段，9为进料口。
具体实施方式
如图1~图7所示，一种沉管灌注桩多料斗桩模，在桩模（1）外壁设置两个或两个以上活动进料斗（2），活动进料斗（2）由侧面钢板（3）、正面钢板（4）和活动铰链（5）等结构组成，闭合时通过固定螺栓（6）与桩模（1）固定，在正面钢板（4）和桩模（1）之间设置密封圈（7）。每个活动进料斗（2）由一块正面钢板（4）和两块侧面钢板（3）组成，正面钢板（4）位于活动进料斗（2）正面，为圆弧形，圆弧半径略大于桩模（1）半径，其面积大于进料口（9）的面积，侧面钢板（3）位于活动进料斗（2）两侧面，为三角形。活动进料斗（2）打开时，靠近桩模（1）一侧的边设置弯折段（8），弯折段（8）与侧面钢板（3）垂直，往活动进料斗（2）外侧延伸；相邻的各块钢板之间均焊接固定连接。正面钢板（4）下端通过活动铰链（5）与桩模（1）连接。
一种沉管灌注桩多料斗桩模的施工方法采用以下技术步骤实现：
第一步，将沉管灌注桩桩模（1）对准桩位，并使活动进料斗（2）闭合，用螺栓（6）将活动进料斗（2）的正面钢板（4）在桩模（1）上固定。活动进料斗（2）闭合时，正面钢板（4）绕活动铰链（5）转动，直到正面钢板（4）边缘与桩模（1）的外壁紧密贴合，同时侧面钢板（3）跟随着正面钢板（4）转动，直到收缩到桩模（1）内部。密封圈（7）设置在正面钢板（4）边缘与桩模（1）之间，正面钢板（4）顶端采用固定螺栓（6）与桩模（1）固定，当固定螺栓（6）拧紧后，正面钢板（4）与桩模（1）之间达到完全密封。
第二步，桩模（1）在上部振动头或锤头的作用下逐渐下沉，一开始借助施工机具的自重作用下沉，当沉桩遇到阻力时，施加一定的振动荷载，到达设计标高停止，这时设置在桩模（1）外壁的活动进料斗（2）跟着桩模（1）一起下沉并埋入地基土体中。
第三步，打开最上面一个活动进料斗（2），通过进料口（9）向桩模（1）内灌注一定量的混凝土。活动进料斗（2）打开时，先松开固定螺栓（6），使正面钢板（4）绕下端活动铰链（5）转动，同时侧面钢板（3）跟着正面钢板（4）一起转动，从而伸出桩模（1），直到转动被弯折段（8）卡住，这时活动进料斗（2）完全打开。
第四步，振动拔桩模（1），待下一个活动进料斗（2）拔出地面时停止上拔，活动进料斗（2）尽量接近地面。一般活动进料斗（2）的顶面高度低于混凝土推车的高度，方便采用混凝土推车直接往活动进料斗（2）内倒入混凝土。
第五步，打开该活动进料斗（2），向桩模（1）内灌入混凝土。
第六步，重复步骤四和五，直到桩模（1）完全拔出，从而在地基中形成现浇混凝土沉管灌注桩。
Claims (1)
1.一种沉管灌注桩多料斗桩模，在桩模上设置2个或2个以上进料斗，每个进料斗由3块钢板组成，1块钢板位于正面，2块钢板位于侧面，各块钢板之间焊接固定，其特征在于：各进料斗为活动式，在桩模沉入地基时各进料斗收缩到桩模内部，在桩模拔出需灌注混凝土时各进料斗打开；桩模在进料斗的位置开有进料口；正面1块钢板尺寸比进料口稍大；各进料斗在桩模上均匀布置，相邻两个进料斗之间的距离为2~5m；
所述的活动进料斗正面的一块钢板底部通过活动铰链与桩模连接；
所述的活动进料斗内边缘与桩模之间设置防水橡胶垫，使活动进料斗收缩到桩模内部时保持密封；
所述的活动进料斗在收缩到桩模内部后，在进料斗外边缘采用螺栓与桩模固定；
所述的活动进料斗正面的一块钢板为弧形，圆弧半径略大于桩模半径，进料斗闭合时该钢板边缘正好贴紧桩模外壁；
所述的活动进料斗侧面的两块钢板为三角形，三角形靠近桩模的一边设置成弯折段，弯折段位于桩模内部，在进料斗完全打开时弯折段正好被进料口边缘卡住，使进料斗不再往外旋转，起到了卡位的作用。
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