CN103643673A - 自进式可回收钢管桩及施工方法 - Google Patents

自进式可回收钢管桩及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种建筑行业用钢管桩，特别是一种自进式可回收钢管桩及施工方法。它包括自进连接器、外螺纹接头、钢管、内螺纹接头。所述外螺纹接头、内螺纹接头与所述钢管两端焊接牢固，成为一节钢管桩；所述自进连接器与所述一节钢管桩联接，带有自进连接器的钢管桩为起始端，通过内、外螺纹接头，把每节钢管桩两两相接；偏心钻头与冲击器通过压缩空气的压力，带动钢管桩自行前进。钢管桩支护体系采用钢管桩与锚索纵横交错布置，由冠梁、腰梁锁定，桩间挂网的支护结构；本发明成孔、打桩一次完成，解决了鹅卵石、杂填土地质结构的塌孔现象，结构刚度大，稳定性强，支护效果好，钢管桩容易回收重复利用，施工效率高，节约成本。

Description

自进式可回收钢管桩及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑行业用钢管桩，特别是一种自进式可回收钢管桩及施工方法。
背景技术：
我国城市化进程速度加快，高层建筑工程，地铁车站建设，空防工程，隧道工程、矿山地下工程等都出现了大量临时支护工程，这些工程使用了大量钢材、水泥商砼等各种建材，由于无法回收，不但浪费了大量建材，而且形成了极大的地下污染，尤其对于城市的再建设包括周边楼层深基坑、地下防空设施、地下管道布设等带来施工障碍。特别是在地质结构为鹅卵石、杂填土地质结构深基坑临时支护施工时，由于塌孔严重，不能采用水泥钢筋笼组成的灌注桩，目前国内没有一种适合该地质结构，并且可以回收的支护结构和施工方法。
发明内容：
本发明的发明目的在于克服背景技术之不足而提供一种可以回收、重复利用的深基坑临时支护钢管桩。
本发明采用如下技术方案：一种自进式可回收钢管桩，包括自进连接器、外螺纹接头、钢管利内螺纹接头，其特征在于：所述外螺纹接头、内螺纹接头的螺纹均为左旋矩形螺纹；所述外螺纹接头、内螺纹接头通过止口与所述钢管两端固定，然后采用坡口焊接牢固，成为一节钢管桩；所述自进连接器与所述一节钢管桩的外螺纹接头端连接，带有自进连接器的钢管桩为起始端，通过内、外螺纹接头，把每节钢管桩两两相接，从而达到基坑支护所需深度的钢管桩。
上述自进式可回收钢管桩的施工方法包括以下步骤：
平整和清理场地，测量定位放线，标出桩心位置；
偏心钻头、冲击器装入带有自进连接器的钢管桩内，桩机就位；
起吊钢管桩，调整钢管桩成孔的垂直度，钻机工作，顶部注入压缩空气，偏心钻头打击周围砂石，压缩空气带动下部沙土沿钢管桩内壁从上部吹出，沉第一节桩至桩顶高出地面60-80mm时，停止压气，进行接桩，接桩完毕，继续打第二节桩，直至达到所需支护深度；
按照同样的步骤，根据标出的桩心位置，完成打桩；
设置可回收冠梁；
垂直开挖，每向下2米设置一道锚索，锚索采用锁具与腰梁槽钢锁定，并用拉拔计涨拉，达到设计锁定值；
桩间挂网护面；
主体工程施工高出地平面，基坑回填后，由下向上，撤出每道腰梁锁具、钢绞线、腰梁；再松开冠梁与冠梁连接件的连接螺栓，拆出冠梁与冠梁连接件；再用专用拔管器将钢管桩回收，分类整理入库，完成自进式可回收钢管桩支护体系。
上述施工方法的优选方案是：钢管桩节与节采用矩形左旋螺纹连接，带有自进连接器的钢管桩为钢管桩的初始端，偏心钻头与自进连接器通过卡槽相连，偏心钻头尾端与冲击器通过花键连接，当顶部注入压缩空气时，冲击器通过活塞的往复运动冲击偏心钻头，偏心钻头打击周围砂石，由于偏心作用，成孔直径大于钢管桩的直径，钢管桩自动随着偏心钻头与自进连接器前进，压缩的空气不断带动下部沙土沿钢管桩内壁从上部吹出，从而成孔、打桩一次完成。
所述自进连接器是自进式可回收钢管桩的关键件，连接偏心钻头、冲击器与钢管桩，从而达到钢管桩的自行前进。
所述冠梁为可回收冠梁，与每根可回收钢管桩桩顶所焊接的法兰盘通过高强度螺栓连接，从冠梁开始每向下2米，横向设置一道锚索，每根锚索设置在钢管桩间距中心，锚索入射角为15°或25°，锚索锁定在腰梁上。
所述自进式可回收钢管桩支护体系采用钢管桩与锚索纵横交错布置，由冠梁、腰梁锁定，桩间挂网的支护结构。所述自进式就是偏心钻头与冲击器通过压缩空气的压力，带动钢管桩自行前进。
本发明与现有技术相比，本钢管桩代替水泥钢筋组成的灌注桩和微型钢管桩，管内不再注入水泥，便于回收，能够多次使用，节约了大量的钢材和水泥。本钢管桩适用于鹅卵石、杂填土地质结构的深基坑支护，解决了该地质条件下施工塌孔问题，支护刚度大、稳定性强、支护深度大。本钢管桩易于调整施工时成孔的垂直度，保证了支护面上钢管桩的垂直排列。本钢管桩成孔、下桩一次完成，施工速度提高两倍。
本施工方法的优点：成孔、打桩一次完成，解决了鹅卵石、杂填土地质结构的塌孔现象，结构刚度大，稳定性强，支护效果好，钢管桩容易回收重复利用，施工效率大大提高，节约施工成本，易于调整施工时成孔的垂直度，保证了支护面上钢管桩的垂直排列。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
图2是自进式可回收钢管桩的成孔、打桩原理图。
图3、图4分别是自进式可回收钢管桩布置的正面图和立面剖图。
具体实施方式：
参照附图1至附图4，图中：自进连接器1、外螺纹接头2、钢管3、内螺纹接头4、偏心钻头5、自近式可回收钢管桩6、冲击器7、腰梁8、可回收冠梁9、锚索10。
本实施例中，外螺纹接头2、内螺纹接头4通过止口与钢管3两端固定，然后分别采用坡口焊接牢固，成为一节钢管桩；自进连接器1与一节钢管桩的外螺纹接头端联接；带有自进连接器的钢管桩为起始端，通过内、外螺纹接头，把每节钢管桩两两相接，参照附图1。
本实施例中，偏心钻头5与自进连接器1连接，冲击器7通过花键与偏心钻头5连接，偏心钻头5打击周围砂石，顶部注入压缩空气，带动下部沙土沿钢管桩内壁从上部吹出，沉第一节桩至桩顶高出地面60-80mm时，停止压气，进行接桩，直至达到所需支护深度，参照附图2。
本实施例的优选结构：外螺纹接头2、内螺纹接头4通过止口与钢管两端固定，采用坡口焊接牢固，成为一节钢管桩，通过内、外螺纹接头，每节钢管桩两两相接，达到支护深度；自进连接器1与一节钢管的外螺纹接头2联接；带有自进连接器1的钢管桩为钢管桩的起始端；外螺纹接头2、内螺纹接头4的螺纹均为左旋矩形螺纹。
偏心钻头5打击周围砂石，顶部注入压缩空气，带动下部沙土沿钢管桩内壁从上部吹出。
本实施例中的钢管3的规格是φ133×4钢管或φ140×4.5钢管，外螺纹接头2、内螺纹接头4的螺纹是左旋矩形螺纹，冠梁为20a槽钢，腰梁为16b槽钢，钢管桩打桩采用CTQ-Z120Y钻机及VF13/7空压机。
本发明具的优点是：成孔、打桩一次完成，解决了鹅卵石、杂填土地质结构的塌孔现象，结构刚度大，稳定性强，支护效果好，钢管桩容易回收重复利用，施工效率大大提高，节约施工成本，易于调整施工时成孔的垂直度，保证了支护面上钢管桩的垂直排列。
自进式可回收钢管桩具体施工的方法步骤是：
平整和清理场地，测量定位放线，标出桩心位置；带有自进连接器1的钢管桩与偏心钻头5及冲击器7连接牢固；起吊装配好的钢管桩，调整其垂直度；运行钻机与空压机，沉第一节桩至桩顶高出地面60-80mm时，停止压气，进行接桩，接桩完毕，继续打第二节桩，直至支护所需深度；按照同样的步骤，根据标出的桩心位置，完成打桩；设置可回收冠梁9；垂直开挖每2米，横向设置一道锚索10，锚索10设置在自进式可回收钢管桩6间距中心，锚索10入射角为15°或25°，锚索10锁定在腰梁8上。参附图3、附图4。桩间挂网护面，完成钢管桩支护体系；主体工程施工高出地平面，基坑回填后先松开连接螺栓，拆出可回收冠梁9与冠梁连接件，再用专用拔管器将钢管桩回收，分类整理入库，完成自进式可回收钢管桩支护体系。
本施工方法的优点：成孔、打桩一次完成，解决了鹅卵石、杂填土地质结构的塌孔现象，结构刚度大，稳定性强，支护效果好，钢管桩容易回收重复利用，施工效率大大提高，节约施工成本，易于调整施工时成孔的垂直度，保证了支护面上钢管桩的垂直排列。
本实施例中的钢管桩支护体系采用钢管桩与锚索纵横交错布置，由冠梁、腰梁锁定，桩间挂网的支护结构；偏心钻头与冲击器通过压缩空气的压力，带动钢管桩自行前进；工程施工高出地平面，基坑回填后，用专用拔管器将钢管桩回收。

Claims (6)

1.一种自进式可回收钢管桩，包括自进连接器、外螺纹接头、钢管和内螺纹接头，其特征在于：所述外螺纹接头、内螺纹接头的螺纹均为左旋矩形螺纹；所述外螺纹接头、内螺纹接头通过止口与所述钢管两端固定，然后采用坡口焊接牢固，成为一节钢管桩；所述自进连接器与所述一节钢管桩的外螺纹接头端连接，带有自进连接器的钢管桩为起始端，通过内、外螺纹接头，把每节钢管桩两两相接，从而达到基坑支护所需深度的钢管桩。
2.如权利要求1所述的一种自进式可回收钢管桩的施工方法，其步骤包括：
平整和清理场地，测量定位放线，标出桩心位置；
偏心钻头、冲击器装入带有自进连接器的钢管桩内，桩机就位；
起吊钢管桩，调整钢管桩成孔的垂直度，钻机工作，顶部注入压缩空气，偏心钻头打击周围砂石，压缩空气带动下部沙土沿钢管桩内壁从上部吹出，沉第一节桩至桩顶高出地面60-80mm时，停止压气，进行接桩，接桩完毕，继续打第二节桩，直至达到所需支护深度；
按照同样的步骤，根据标出的桩心位置，完成打桩；
设置可回收冠梁；
垂直开挖，每向下2米设置一道锚索，锚索采用锁具与腰梁槽钢锁定，并用拉拔计涨拉，达到设计锁定值；
桩间挂网护面；
主体工程施工高出地平面，基坑回填后，由下向上，撤出每道腰梁锁具、钢绞线、腰梁；再松开冠梁与冠梁连接件的连接螺栓，拆出冠梁与冠梁连接件；再用专用拔管器将钢管桩回收，分类整理入库，完成自进式可回收钢管桩支护体系。
3.如权利要求2所述的自进式可回收钢管桩的施工方法，其特征在于：带有自进连接器的钢管桩为钢管桩的初始端，偏心钻头与自进连接器相连，偏心钻头尾端与冲击器连接，顶部注入压缩空气时，冲击器往复运动冲击偏心钻头，偏心钻头打击周围砂石，钢管桩自动随着偏心钻头与自进连接器前进，压缩的空气不断带动下部沙土沿钢管桩内壁从上部吹出，成孔、打桩一次完成。
4.如权利要求2所述的自进式可回收钢管桩的施工方法，其特征在于；所述冠梁为可回收冠梁，与每根可回收钢管桩桩顶的法兰盘连接，从冠梁开始每向下2米，横向设置一道锚索，每根锚索设置在钢管桩间距中心，锚索入射角为15°或25°，锚索锁定在腰梁上。
5.如权利要求2所述的自进式可回收钢管桩的施工方洼，其特征在于：所述自进式可回收钢管桩支护体系采用钢管桩与锚索纵横交错布置，由冠梁、腰梁锁定，桩间挂网的支护结构。
6.如权利要求1所述的自进式可回收钢管桩在鹅卵石、杂填土地质结构深基坑临时支护施工中的应用。
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