CN102966091A - 旋转埋设钢桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的旋转埋设钢管桩，其包括由钢管构成的桩主体，钢管前端部开口，外侧面上焊接有一片兼作挖掘刀的螺旋状叶片，钢管的前端部与叶片连接的部分前端面跟随叶片的底面成螺旋状上升，叶片在垂直于钢管轴线平面上投影形状为一不封闭的圆环；叶片的前端部构成一刀口；由叶片前端部至叶片后端部在钢管前端部周向连线在平行于钢管轴线平面的投影形状为一斜线。本发明的埋设钢管桩在地基强度急增时挖掘力、推进力增大、表观上的前端阻力减小，使贯入变得容易。并且贯入时会促进闭塞效果增大贯入阻力，但此时推进力也增大，足以进行贯入，这样，可提高施工效率，也可充分确保桩前端的支持力。本发明还公开了该旋转埋设钢管桩的施工方法。

Description

旋转埋设钢桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及用于建筑物等的基础的钢管桩及其施工方法，尤其涉及带叶片的旋转压入钢桩及其施工方法。

背景技术

作为建筑物等的基础桩的现有施工方法，有打击施工法和压入施工法，这两种方法施工时均存在噪声及震动问题。为解决这一问题，已有人提出了旋转压入桩的提案。例如，在特公平2-62649号公报中公告了如下的旋转压入桩，该旋转压入桩以用底板将桩主体的前端开口部封闭的闭端桩为基本形状，为缓和贯入阻力，在底板上设置挖掘刀，在桩主体下端部的外侧面设置螺旋状叶片。该旋转压入桩利用前端的挖掘刀使钢管桩主体前端的砂土松软，使叶片以切入的方式钻入其周围砂土中。

但是，由于叶片设在底板上方的桩主体的侧面，挖掘刀和叶片呈非连续配置，故施工时底板部下方的砂土难于向上方移动，往往不能发挥推进力。特别是，在底板部的地基紧固而叶片附近的地基松软的情况下，为了使砂土向叶片上方移动必须进行大量的挖掘。

虽然为了提高挖掘效果，只要在底板上设置焦点的刀即可，但在这种情况下，虽然可以提高施工效率，但在停止打桩后的时刻前端的地基仍然松软，不能得到有效的支持力。

作为为了解决这一问题提出的方法，例如在特开平8-226124号公报中提出的钢管桩，该钢管桩是在前端具有螺旋叶片的钢管桩，在钢管桩的钢管前端的上方内侧设置在埋设钢管桩式促进砂土闭塞的开孔凸缘，这样，由于不在以往的钢管桩下端设置底板，所以贯入阻力小，可以以很小的力矩埋设钢管桩，但依然没有提高施工精度。另外在特开平8-291518公报中提出了下述钢管桩，该钢管桩在钢管桩的外周部前端设置了多个螺旋叶片，规定了其间距、长度、高度等，并在下端设置了不完全叶片，但由于该不完全叶片安装在钢管侧面，如叶片形成360°以上的投影面积，降低了施工性能。

另外，在特开平8-326053号公报中公告了如下的钢管桩，该钢管桩将管桩的桩主体的前端部分沿外周切成螺旋状，将具有桩主体的2倍左右的直径的兼作挖掘刀的螺旋状底板固定、安装在桩主体的切开的前端面上。在该钢管桩中，利用兼作挖掘刀的螺旋状底板可促进主体的前端的砂土的挖掘软化，即使桩主体直径变大，向地内的旋转推进也容易，但从基本上而言，其仍然是前端开口部由底板比赛的闭端桩，因此，施工时底盘部受到地基的反作用力很大。

作为具体的施工法，现有技术有下述的方法，即向开端桩施加旋转和荷重使该桩贯入地基的桩的旋转压入施工法和在压入地基的管桩张使螺旋钻杆旋转而挖掘砂土同时使该管桩贯入的内挖施工法。上述现有技术中叙述的桩的旋转压入施工法是仅将旋转和荷重施加于桩的施工，所以虽然可以进行松软层的施工，但由于会上升到管桩内，土在达到该管桩内的某种程度时就会接受闭塞效果，从而使阻力变大施工速度变慢。另外，在钻硬的中间层时或埋入硬的支持层时或在桩的直径大的情况下，会形成电机的额定力矩不能输出用于钻通地基的力的状态施工效率就会降低，这是众所周知的，为了解决这一技术问题以往就必须增大施工机械。

内挖施工法是使旋转钻杆旋转而管桩靠压入进行施工，但这种情况下，存在下述问题，即因螺旋钻杆而上升的废砂土会排出且管桩周围松软的地基几乎得不到加固，故难于得到桩的支持力等问题。另外由于必须挖掘管桩内，故存在如果不实用周面固定液周面摩擦就会变小的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种旋转埋设管桩，其以桩主体前端开放的旋转埋设钢桩为对象，地基强度急增时容易贯入推进，同时最终得到的支持力也大。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种旋转压入用钢管桩的施工方法。

作为本发明第一发明的旋转埋设钢管桩，包括一根由钢管构成的桩主体，所述钢管前端部开口，在所述钢管前端部外侧面上焊接有一片兼作挖掘刀的螺旋状叶片，所述钢管的前端部与所述叶片连接的部分前端面跟随叶片的底面成螺旋状上升，所述叶片在垂直于钢管轴线平面上投影形状为一不封闭的圆环；所述叶片的前端部构成一刀口；所述由叶片前端部至叶片后端部在钢管前端部周向连线在平行于钢管轴线平面的投影形状为一斜线。

由于采用了如上的技术方案，本发明的埋设钢管桩在地基强度急增时挖掘力、推进力增大、表观上的前端阻力减小，使贯入变得容易。并且贯入时会促进闭塞效果增大贯入阻力，但此时推进力也增大，足以进行贯入，这样，可提高施工效率，也可充分确保桩前端的支持力。

作为本发明第二方面的旋转埋入钢管桩的施工方法，是使前端部具有螺旋状叶片的旋转埋设钢桩推进、旋转，同时压入地基中，当所述旋转埋设钢桩的贯入显著变慢时，使所述旋转埋设钢桩倒转，同时拔出适当距离，然后再次使所述旋转埋设钢桩推进、旋转，同时压入地基中。

在本发明的一个优选实施例中，当所述旋转埋设钢桩的贯入显著变慢时，使所述旋转埋设钢桩倒转，同时至少向上方拔出叶片节距以上，然后，再向桩头施加了向下的荷重的状态下，再次使所述旋转埋设钢桩推进、旋转，同时压入地基中。

本发明的施工方法可以解决现有的基础桩的施工方法中存在的噪声及震动问题。

附图说明

图1为本发明的旋转埋设钢桩结构示意图。

图2为本发明旋转埋设钢桩推进、旋转并同时压入地基中的状态示意图。

图3为本发明旋转埋设钢桩倒转同时拔出适当距离的状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

参见图1，图中给出的旋转埋设钢管桩，包括一根由钢管100构成的桩主体，钢管100前端部110开口，在钢管100前端部110外侧面上焊接有一片兼作挖掘刀的螺旋状叶片200，钢管100的前端部110与叶片200连接的部分前端面111跟随叶片200的底面210成螺旋状上升。

叶片200在垂直于钢管100轴线平面上投影形状为一不封闭的圆环；叶片200的前端部220构成一刀口；由叶片200的前端部220至叶片200的后端部230在钢管100前端部110周向上的连线112在平行于钢管100轴线平面的投影形状为一斜线。

参见图2，显示了旋转埋设钢桩推进、旋转并同时压入地基中的状态示意图，履带车52的前部以垂直保持的方式设置有纵向导杆53，由测力传感器构成的吊荷重测定装置57的下部固定于钢管旋转驱动装置55的上端部，在该吊荷重测定装置57的上部连接有钢管旋转驱动装置钢丝绳54的一端部，该钢管旋转装置钢丝绳54卷绕于分别安装在固定于纵向导杆53上部的支持杆及纵向导杆中间部的滑轮64a、64b及安装在履带车主体上的滑轮65而卷绕于卷取滚筒56上。

钢管旋转装置沿纵向导杆53的导槽可上下自如升降，钢管选装装置55的下部安装有由测力传感器构成的压入荷重测定装置58，压入荷重测定装置58下部连接有压入侧钢丝绳59的一端部，该压入侧钢丝绳卷绕于安装纵向导杆53下部的滑轮66上而绕于卷取滚筒60上。卷取滚筒56、60前后位置错开分别独立，分别由驱动装置驱动正转或反转。通过利用由驱动装置驱动的卷取滚筒60卷取压入侧钢丝绳59，由压入侧钢丝绳50使钢管旋转装置向下承载荷重，经由钢管旋转装置55及安装于其上的夹头61使由钢管100构成的桩主体及桩前端部上的螺旋状叶片200承载压入荷重。另外，利用设于钢管旋转装置下部的夹头61，由钢管100构成的桩主体被吊下、把持。当钢管旋转装置55驱动由钢管100构成的桩主体推进、旋转，同时压入地基300中，当旋转埋设钢桩的贯入显著变慢时，使旋转埋设钢桩倒转，同时至少向上方拔出叶片200节距以上，然后，再向桩头施加了向下的荷重的状态下，再次使旋转埋设钢桩推进、旋转，同时压入地基300中（参见图3）。

Claims (3)

1.旋转埋设钢管桩，其特征在于，包括一根由钢管构成的桩主体，所述钢管前端部开口，在所述钢管前端部外侧面上焊接有一片兼作挖掘刀的螺旋状叶片，所述钢管的前端部与所述叶片连接的部分前端面跟随叶片的底面成螺旋状上升，所述叶片在垂直于钢管轴线平面上投影形状为一不封闭的圆环；所述叶片的前端部构成一刀口；所述由叶片前端部至叶片后端部在钢管前端部周向连线在平行于钢管轴线平面的投影形状为一斜线。

2.权利要求1所述的旋转埋设钢管桩的施工方法，其特征是：使前端部具有螺旋状叶片的旋转埋设钢桩推进、旋转，同时压入地基中，当所述旋转埋设钢桩的贯入显著变慢时，使所述旋转埋设钢桩倒转，同时拔出适当距离，然后再次使所述旋转埋设钢桩推进、旋转，同时压入地基中。

3.如权利要求2所述的施工方法，其特征是：当所述旋转埋设钢桩的贯入显著变慢时，使所述旋转埋设钢桩倒转，同时至少向上方拔出叶片节距以上，然后，再向桩头施加了向下的荷重的状态下，再次使所述旋转埋设钢桩推进、旋转，同时压入地基中。

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