CN102444129B - 一种沉管灌注桩的活动进料斗及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沉管灌注桩的活动进料斗及施工方法，在桩模外表面上设置竖直方向的导轨，进料斗通过左、右两侧伸出连接边与导轨连接；进料斗上部与牵引绳连接，可沿轨道上下滑动；桩模上每间隔一定的距离开有进料口，进料口沿桩模有2个或2个以上；进料口外设置可开合的盖板，在桩模沉入地基时盖板闭合紧贴桩模外壁，在桩模拔出需灌注混凝土时盖板打开；盖板内边缘与桩模之间设置密封条。其施工方法，包括桩模就位、桩模下沉、下移进料斗，打开进料口盖板、灌注混凝土、上拔桩模、再次下移进料斗，打开下一个进料口盖板、灌注混凝土、重复上述过程直到桩模完全拔出成桩。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的活动进料斗及施工方法。
背景技术
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，将带有预制钢筋混凝土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设置在桩模上的固定进料斗浇筑混凝土，边振动边拔管边灌注混凝土，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。
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，料斗一般固定在桩模顶部，随着施工过程中桩模拔出，进料斗的位置不断升高。然而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：
（1）进料斗与桩模固定，其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，且混凝土容易在运送过程中流失。
（2）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。
（3）从高处下落的混凝土带有一定冲击的能量，使得已经灌入地基中的混凝土侧向挤压的力增大，使混凝土向桩孔周围土体挤压变形，增加了充盈系数，浪费了材料。
（4）将混凝土吊到很高的高度，增加了施工的不安全因素。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种沉管灌注桩的活动进料斗及施工方法，可直接在接近地表的位置灌注混凝土，不需要将混凝土运送到一定的高度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种沉管灌注桩的活动进料斗，其特征在于：在桩模外表面上设置竖直方向的导轨，进料斗通过左、右两侧伸出连接边与导轨连接；进料斗上部与牵引绳连接，可沿轨道上下滑动；桩模上每间隔一定的距离开有一个进料口，总共设置2个或2个以上进料口；进料口外设置可开合的盖板，在桩模沉入地基时盖板闭合紧贴桩模外壁，在桩模拔出需灌注混凝土时盖板打开；盖板内边缘与桩模之间设置密封条。
所述的进料斗为活动式，可沿导轨滑动到桩模任意位置。
所述进料斗由3块钢板组成，左、右两侧钢板为三角形，正面钢板为圆弧形。
所述牵引绳通过定滑轮跨过桩机与卷扬机连接，通过卷扬机控制进料斗上下的位置。
所述的导轨在桩模外表面左、右两侧各设置一个，两导轨互相平行，分别连接进料斗左、右连接边。
所述两导轨的间距大于进料口宽度。
所述盖板为圆弧形，圆弧半径略大于桩模半径，闭合后正好贴合在桩模外壁。
所述盖板的宽度和高度大于进料口的宽度和高度，盖板闭合后能覆盖进料口。
所述盖板的下边缘设置活动铰链，活动铰链固定在进料口正下方桩模外壁的位置，盖板可绕活动铰链自由转动，可打开和关闭。
所述盖板上边缘中部设置螺栓孔，盖板闭合时螺栓孔在桩模对应的位置也设置相同的螺栓孔，盖板闭合时通过固定螺栓与桩模固定。
所述的密封条设置在进料口外边缘，盖板闭合时正好与密封条接触，起到密封效果。
所述的进料口在桩模上均匀布置，相邻两个进料口之间的距离为2～5m。
本发明一种沉管灌注桩的活动进料斗的施工方法采用以下技术步骤实现：
（1）将桩尖对准桩位，所有进料口盖板均闭合，用固定螺栓与桩模固定在一起，进料斗放置到较高的位置，用牵引绳吊住；
（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；
（3）将牵引绳慢慢放松，进料斗在自重作用下沿导轨逐渐下放，直到到达最接近地面的一个进料口位置时停止，使进料斗底部与进料口盖板下边缘的活动铰链齐平；
（4）松开该进料口盖板上的固定螺栓，打开盖板，使盖板绕活动铰链转动，直到盖板转到贴紧进料斗正面钢板；
（5）向进料斗灌注一定量的混凝土，混凝土通过进料口进入到桩模空腔内，混凝土灌注结束后合上盖板
（6）振动拔管，待下一个进料口拔出地面时停止上拔，进料口尽量接近地面。
（7）重复步骤（3）～（6），直到桩模完全拔出。
（8）在地基中形成沉管灌注桩。
本发明的优点和效果在于：
（1）在桩模上设置可上下滑动的活动进料斗，由于进料斗下放到与地面接近，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，节省能量，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）设置多进料口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，从而减小了混凝土向外侧的挤压，减小了充盈系数，因此节省了材料。
（5）盖板闭合后，紧贴桩模外壁，基本不增加桩模尺寸，也没有减小桩模内部空腔的体积，不影响钢筋笼的放置和混凝土的下落。
（6）进料斗与桩模之间设置密封圈，密封性好，不漏水，保证了成桩质量。
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）为桩模下沉到设计标高；（c）为打开进料口灌注混凝土；（d）为振动上拔，直到下一个进料口露出地面；（e）为进料斗下移到该进料口位置，并打开进料口灌注混凝土；（f）为重复步骤（d）、（e），直到桩模完全拔出。
图2本发明A位置进料口关闭时局部放大图。
图3本发明B位置进料口打开时局部放大图。
图4本发明进料口关闭时的俯视图。
图5本发明进料口打开时的俯视图。
图6本发明图1中桩模的左侧视图。
图中：1为桩模，2为进料斗，3为导轨，4为牵引绳，5为盖板，6为活动铰链，7为固定螺栓，8为密封条，9为进料口。
具体实施方式
本发明一种沉管灌注桩的活动进料斗及施工方法，不仅适应于桩模为圆形的沉管灌注桩（如实心桩、管桩），也适应于异形截面的沉管灌注桩（如X形桩、Y形桩、十字形桩等）。本实施实例以圆形沉管灌注桩为例，但保护范围不局限于本实施实例的描述。
如图1～图7所示，一种沉管灌注桩的活动进料斗，在桩模（1）外壁设置竖直方向的两根导轨（3），导轨（3）为两根“L”形钢材焊接在桩模（1）上（如图4和图5），弯折段位于外侧。两根导轨（3）互相平行。进料斗（2）的两侧边缘伸出连接边，连接边正好卡在导轨（3）里面，进料斗（2）宽度与两根导轨（3）的间距相等。进料斗（2）顶部与牵引绳（4）连接，当牵引绳（4）松开时，进料斗（2）在自重作用下沿导轨（3）下滑，当牵引绳（4）用力往上拉时，进料斗（2）在上拽力的作用下沿导轨（3）向上滑动，从而可实现进料斗（2）在竖直方向的自由运动，且可停留在任意位置。在桩模（1）上每隔一定距离设置进料口（9），进料口（9）为矩形，其宽度小于两根导轨（3）间距。进料口（9）外侧设置盖板（5），盖板（5）为面积大于进料口（9）的圆弧形钢板，其内直径等于桩模（1）外直径，从而正好在闭合时与桩模（1）外壁贴合。盖板（5）下端与活动铰链（6）连接，活动铰链（6）固定在桩模（1）上，因此盖板（5）可绕下端转动，起到开合的作用。一般在盖板（5）上边缘开有螺栓孔，盖板（5）闭合时采用固定螺栓（7）与桩模（1）固定连接，固定螺栓（7）可设置1个或多个。盖板（5）沿边缘内侧与桩模（1）之间设置密封条（8），防止沉模时地下水和泥浆进入。
一种沉管灌注桩的活动进料斗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，桩模（1）下端可采用预制桩尖或活瓣桩尖。所有进料口（9）外侧的盖板（5）关闭，开启卷扬机，将进料斗（2）通过牵引绳（4）上拉到较高的位置，一般进料斗（2）以下桩模（1）的长度超过设计桩长1～2m。
第二步，桩模（1）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；桩模（1）下沉时，从桩模（1）下端往上端的进料口（9）及盖板（5）逐一埋入到地基中。
第三步，将牵引绳（4）慢慢放松，进料斗（2）在自重作用下沿导轨（3）逐渐下滑，直到到达最接近地面的一个进料口（9）位置时停止，使进料斗（2）底部与进料口（9）盖板（5）下边缘的活动铰链（6）齐平。当进料斗（2）在自重作用下下滑阻力较大时，桩模（1）加振动，进料斗（2）将很快顺利下落。
第四步，松开该进料口（9）盖板（5）上的固定螺栓（7），打开盖板（5），使盖板（5）绕活动铰链（6）转动，直到盖板（5）转到贴紧进料斗（2）正面钢板；由于进料斗（2）正面钢板也为圆弧形，两者正好紧贴在一起。
第五步，向进料斗（2）灌注一定量的混凝土，混凝土通过进料口（9）进入到桩模（1）的空腔内，混凝土灌注结束后合上盖板（5）。由于盖板（5）转到贴紧进料斗（2）正面钢板后具有一定的倾角，因此将混凝土倒入进料斗（2）后，混凝土可沿盖板（5）逐渐滑落到桩模（1）的空腔内。
第六步，振动拔管，待下一个进料口（9）拔出地面时停止上拔，进料口（9）尽量接近地面。一般活动铰链（6）拔出地面即停止上拔，这时可保证盖板（5）顺利开启。
第七步，重复步骤（3）～（6），直到桩模（1）完全拔出成桩。
Claims (2)
1.一种沉管灌注桩的活动进料斗，其特征在于：在桩模外表面上设置竖直方向的导轨，进料斗通过左、右两侧伸出连接边与导轨连接；进料斗为活动式，上部与牵引绳连接，可沿轨道上下滑动到桩模任意位置；桩模上每间隔一定的距离设置一个进料口，总共设置2个或2个以上进料口；进料口外设置可开合的盖板，在桩模沉入地基时盖板闭合紧贴桩模外壁，在桩模拔出需灌注混凝土时盖板打开；盖板内边缘与桩模之间设置密封条；
所述的导轨在桩模外表面左、右两侧各设置一个，两导轨互相平行，分别连接进料斗左、右连接边；
所述的盖板的下边缘设置活动铰链，活动铰链固定在进料口正下方桩模外壁的位置，盖板可绕活动铰链自由转动，可打开和关闭；
所述的盖板边缘设置螺栓孔，盖板闭合时螺栓孔在桩模对应的位置也设置相同的螺栓孔，盖板闭合时通过固定螺栓与桩模固定。
2.根据权利要求1所述的一种沉管灌注桩的活动进料斗，其特征在于：两导轨的间距大于进料口宽度。
3.根据权利要求1所述的一种沉管灌注桩的活动进料斗，其特征在于：盖板为圆弧形，圆弧半径略大于桩模半径，闭合后正好贴合在桩模外壁。
4.根据权利要求1所述的一种沉管灌注桩的活动进料斗，其特征在于：盖板的宽度和高度大于进料口的宽度和高度，盖板闭合后能覆盖进料口。
5.根据权利要求1所述的一种沉管灌注桩的活动进料斗，其特征在于：密封条设置在进料口外边缘，盖板闭合时正好与密封条接触，起到密封效果。
6.一种基于权利要求1所述的沉管灌注桩的活动进料斗的施工方法，采用以下技术步骤：
（1）将桩尖对准桩位，所有进料口盖板均闭合，用固定螺栓与桩模固定在一起，进料斗放置到较高的位置，用牵引绳吊住；
（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；
（3）将牵引绳慢慢放松，进料斗在自重作用下沿导轨逐渐下放，直到到达最接近地面的一个进料口位置时停止，使进料斗底部与进料口盖板下边缘的活动铰链齐平；
（4）松开该进料口盖板上的固定螺栓，打开盖板，使盖板绕活动铰链转动，直到盖板转到贴紧进料斗正面钢板；
（5）向进料斗灌注一定量的混凝土，混凝土通过进料口进入到桩模空腔内，混凝土灌注结束后合上盖板；
（6）振动拔管，待下一个进料口拔出地面时停止上拔，进料口尽量接近地面；
（7）重复步骤（3）~（6），直到桩模完全拔出；
（8）在地基中形成沉管灌注桩。
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