CN104005411B - 一种筒桩的施工方法及其桩筒结构 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种筒桩的施工方法及其桩筒结构，其特征在于，所述施工方法为：第一步，将内筒、外筒和桩靴放置在需要打桩的位置；第二步，用夹持器将内外筒的上端固定，传动架穿过或者越过夹持器，与内外筒固定，振动锤作用在夹持器上，冲击落锤作用在传动架上；第三步，启动振动锤和冲击落锤，传动架和夹持器推动内筒、外筒和桩靴一起深入土层，直至打桩到要求的深度；第四步，冲击落锤停止工作，在内外筒之间进行浇注混凝土的工作，在振动锤的辅助下，拔出内筒和外筒。本发明通过夹持器、振动锤和冲击落锤的结构及其施工方法的结合创新，提供一种施工效率和打桩效率高，内外筒使用寿命长，筒桩承载能力强的筒桩施工方法及其桩筒结构。

Description

一种筒桩的施工方法及其桩筒结构

技术领域

本发明涉及筒桩领域，更具体的说涉及一种筒桩的施工方法及其桩筒结构。

背景技术

筒桩，就是在工程中使用的，用以加固地基或者在建筑物中受力起作用的一种桩。筒桩是通过混凝土灌注成型的。在现有技术中，打桩一般只是通过内外筒上端的振动锤或者振动锤等单一的打桩工具来实现的。单一打桩工具锁进行的打桩过程，存在打桩工作效率低的问题。同时，在遇到局部坚硬土层时，存在无法打桩的问题。例如中国专利申请号89213988.9，公告日1990年01月17日，发明创造的名称为打桩机低响度落锤，该专利公开了一种打桩机低响度落锤，通过落锤、落锤套筒、桩帽、缓冲层、消声箱和吸声层的结合创新，降低了打桩机的响度，减少了环境污染，但是该专利只是通过落锤来实现打桩的，存在打桩效率低的问题。又如中国专利申请号200910022603.0，公开日2009年10月28日，发明创造的名称为一种现浇筒桩旋挖钻机及其成桩方法，该专利案公开了一种筒桩的旋挖钻机和成桩方法，通过钻斗和第一钻杆及其连接结构与成桩方法的结合创新，具有施工筒体直径较大，施工深度深和承载力强的特点，但是该专利案是通过旋转挖钻的方法成桩的，与垂直打桩的方法相比，依然存在工作效率低的问题。再如中国专利申请公布号CN 102747724 A，申请公布日2012年10月24日，发明创造的名称为填砂复合桩、成桩装置及其成桩方法，该专利案公开了一种成桩装置及其成桩方法，通过桩体、填砂固化层、双层钢护筒、桩尖、排土块和丝绳及其连接结构与成桩方法的结合创新，提高了单桩的承载能力，节约了成本，但是该专利案只是通过单一的振动锤来成桩的，依然存在打桩工作效率低的问题。本发明通过夹持器、振动锤和冲击落锤的结构及其施工方法的结合创新，提供一种结构简单，成本低，施工效率和打桩效率高，内外筒使用寿命长，筒桩承载能力强的筒桩施工方法及其桩筒结构。

发明内容

本发明解决现有技术中一般筒桩没有有效解决打桩效率低的问题，提供一种筒桩的施工方法及其桩筒结构，通过夹持器、振动锤和冲击落锤的结构及其施工方法的结合创新，实现该筒桩的施工方法具有施工效率和打桩效率高，在存在局部坚硬土层时，也能够进行有效打桩作业的特点；该桩筒结构具有结构简单，成本低，施工效率和打桩效率高，内外筒使用寿命长，筒桩承载能力强的特点。

为了解决上述普遍存在的技术问题，本发明采取下述技术方案：一种筒桩的施工方法，其特征在于，所述施工方法为：第一步，将内筒、外筒和桩靴放置在需要打桩的位置；第二步，用夹持器将内外筒的上端固定，传动架穿过或者越过夹持器，与内外筒固定，振动锤作用在夹持器上，冲击落锤作用在传动架上；第三步，启动振动锤和冲击落锤，传动架和夹持器推动内筒、外筒和桩靴一起深入土层，直至打桩到要求的深度；第四步，冲击落锤停止工作，在内外筒之间进行浇注混凝土的工作，在振动锤的辅助下，拔出内筒和外筒。

通过振动锤和冲击落锤的共同作用，形成复合作用力打桩，与只有振动锤或者冲击落锤的单一打桩工具相比，打桩效率得到了大幅度的提高，降低成本；同时在打桩过程中，在存在局部坚硬土层时，也能够继续打桩，使得筒桩伸入土层中的长度更长，进而提高筒桩的承载能力。本发明筒桩的施工方法解决了打桩效率低的问题，在存在局部坚硬土层时，也能够进行有效打桩作业，同时在同等条件下打桩，增加冲击落锤的作用，可以有效降低振动锤的功率，选择较小功率的振动锤，降低成本。

作为优选，在所述的第三步中，先启动振动锤或者冲击落锤，进行单个作用力的打桩工作，一段时间后，振动锤和冲击落锤共同工作，进行复合作用力的打桩工作。在打桩位置的表层土壤中，由于土质比较疏松，不需要振动锤和冲击落锤的复合作用力，振动锤或者冲击落锤的单一作用力足以满足打桩的要求，减少能耗，降低成本。

应用上述筒桩施工方法的一种桩筒结构，包括内筒、外筒、桩靴、振动锤、传动架、夹持器和冲击落锤，其特征在于，所述桩靴设置在内外筒的下端，所述夹持器分别与内外筒的上端相固定，所述所述传动架的下端穿过或者越过夹持器，与内外筒相固定，传动架的上端与冲击落锤相适配，所述振动锤设置在夹持器上。

在装配时，先将桩靴套在内外筒的下端，封板和连接管均与内筒焊接固定，夹持器、传动架分别与内外筒的上端相固定，然后将振动锤设置在夹持器上，冲击落锤安装在传动架的正上方，最后完成振动锤的驱动装置和冲击落锤的驱动装置的接线。夹持器，用于夹紧内外筒的上端，使内外筒受力均匀，防止内外筒断裂，延长内外筒的使用寿命；振动锤为打桩过程的一个动力源，冲击落锤为打桩过程的另一个动力源，振动锤和冲击落锤相结合，提高对内外筒的作用力，提高打桩效率，在遇到局部坚硬土层时，也能够有效打桩，提高筒桩伸入土层的深度，进而提高筒桩的承载力。在进一步的设计方案中，冲击落锤的驱动装置可以是重力电机、柴油机或者蒸汽机中的一种。

作为优选，所述振动锤为双电机振动锤，所述传动架为穿过夹持器的连接管，连接管上端设有与冲击落锤相适配的上垫板，连接管的下端与内筒相固定。上垫板，焊接在连接管的上端，用于直接承受冲击落锤的作用力，防止连接管断裂，延长连接管的使用寿命。在进一步的技术方案中，在振动锤上设置横梁，横梁用于振动锤的吊装，并保持振动锤的平衡。

作为优选，所述振动锤为液压振动锤，所述传动架为越过夹持器的门形架，门形架的顶部与冲击落锤相适配，门形架的两侧分别与内外筒相固定。液压振动锤，工作平稳；门形架，焊接在内外筒的上端，既加强内外筒的连接强度，又用于冲击落锤的动力传递。

作为优选，所述内筒的上部设有封板，封板的下方设有与内筒相连通的排泥管，所述排泥管的另一端与外界相连通。封板，防止泥土从内筒的中心向上排出；排泥管，用于排出内筒涌出来的泥土，实现泥土从内外筒的侧面排出，避免了涌出来的泥土对振动锤和夹持器的影响。

作为优选，所述封板倾斜设置。一般打桩时，都有打桩机主体，封板倾斜设置，封板的最低位置设置在靠近打桩机主体的内筒内壁，出泥管设置在封板高位点的下方，由于从内筒中涌出的泥土对封板有相互作用力，在内外筒发生倾斜时，这样的结构使得内外筒向着打桩机主体一侧倾斜，打桩机主体具有防止内外筒倾翻的作用，提高施工过程的安全性能。

作为优选，所述封板水平设置，所述出泥管沿内外筒对称设置。水平设置的封板，安装方便；对称结构的出泥管，使得从出泥管涌出的泥土对内外筒的作用力平衡，防止内外筒倾斜或者倾翻。在进一步的技术方案中，出泥管可以由2-6根组成，出泥管越多，出泥效率越快，对内外筒的作用力越小越均匀，内外筒越稳定，安全性越好。

作为优选，所述夹持器为由内锥形管、外锥形管、子法兰、母法兰和支撑板组成的法兰夹持器，所述母法兰与内外筒的上端相连，所述子法兰与母法兰相适配，所述内锥形管、外锥形管的两端分别与子法兰、支撑板对应焊接相连，所述振动锤设置在支撑板上。该法兰夹持器，结构简单，安装和拆卸方便。锥度管，在冲击落锤工作时，与直管相比，抗击打能力和强度更好，使用寿命更长。在进一步的设计方案中，连接管的下端与子母法兰相固定，提高连接管的固定强度。

作为优选，所述的筒桩结构还包括紧固螺栓，所述内筒与外筒之间设有夹持板I，外筒的外壁设有夹持板II，所述紧固螺栓依次穿过夹持板II、外筒和夹持板I，与内筒相连。两块夹持板和连接管相结合，用于夹持内外筒的上端，在长期打桩时，防止内外筒上端变形或者断裂，进一步延长内外筒的使用寿命。在进一步的技术方案中，夹持板可以与液压夹持器上的液压缸相连，夹紧内外筒，夹持稳定；夹持板也可以焊接在母法兰的下表面，减少装配的工序，提高现场的施工效率。在夹持板焊接在母法兰下表面的技术方案中，该结构将母法兰和所有夹持板与内外筒形成一体结构，机械性能更好，提高内外筒上端的强度，延长内外筒的使用寿命。

由于采取上述的技术方案，本发明提供的一种筒桩的施工方法及其桩筒结构，其有益效果非常明显：打桩效率高，在存在局部坚硬土层时，也能够进行有效打桩作业，通过夹持器、振动锤和冲击落锤的结构及其施工方法的结合创新，提供一种结构简单，成本低，施工效率和打桩效率高，内外筒使用寿命长，安全性能好，筒桩承载能力强的筒桩施工方法及其桩筒结构。

附图说明：

附图1为本发明的第一种结构示意图；

附图2为本发明的第二种结构示意图；

附图3为本发明法兰夹持器的一种结构示意图；

附图4为本发明的第三种结构示意图。

图中：内筒1 封板1.1 外筒2 桩靴3 上垫板4 双电机振动锤5.1 液压振动锤5.2连接管6.1 门形架6.2 夹持器7 冲击落锤8 排泥管9 内锥形管10 外锥形管11 子法兰12母法兰13 支撑板14 夹持板I15 夹持板II16 紧固螺栓17

横梁18

具体实施方式：

参阅附图，对本发明作进一步详细描述：

实施例一：结合附图1，一种筒桩的施工方法，施工方法为：第一步，将内筒1、外筒2和桩靴3放置在需要打桩的位置；第二步，用夹持器7将内外筒的上端固定，传动架穿过或者越过夹持器7，与内外筒固定，振动锤作用在夹持器7上，冲击落锤8作用在传动架上；第三步，启动振动锤和冲击落锤8，传动架和夹持器7推动内筒1、外筒2和桩靴3一起深入土层，直至打桩到要求的深度；第四步，冲击落锤8停止工作，在内外筒之间进行浇注混凝土的工作，在振动锤的辅助下，拔出内筒1和外筒2。

实施例二：结合附图1，一种筒桩的施工方法，施工方法为：第一步，将内筒1、外筒2和桩靴3放置在需要打桩的位置；第二步，用夹持器7将内外筒的上端固定，传动架穿过或者越过夹持器7，与内外筒固定，振动锤作用在夹持器7上，冲击落锤8作用在传动架上；第三步，先启动振动锤，进行振动锤的单个作用力打桩工作，一段时间后，再启动冲击落锤8，振动锤和冲击落锤8共同工作，传动架和夹持器7推动内筒1、外筒2和桩靴3一起深入土层，直至打桩到要求的深度；第四步，冲击落锤8停止工作，在内外筒之间进行浇注混凝土的工作，在振动锤的辅助下，拔出内筒1和外筒2。

实施例三，结合附图1，一种筒桩的施工方法，施工方法为：第一步，将内筒1、外筒2和桩靴3放置在需要打桩的位置；第二步，用夹持器7将内外筒的上端固定，传动架穿过或者越过夹持器7，与内外筒固定，振动锤作用在夹持器7上，冲击落锤8作用在传动架上；第三步，先启动冲击落锤8，进行冲击落锤8的单个作用力打桩工作，一段时间后，再启动振动锤，振动锤和冲击落锤8共同工作，传动架和夹持器7推动内筒1、外筒2和桩靴3一起深入土层，直至打桩到要求的深度；第四步，冲击落锤8停止工作，在内外筒之间进行浇注混凝土的工作，在振动锤的辅助下，拔出内筒1和外筒2。

实施例四，结合附图1，一种筒桩的桩筒结构，包括内筒1、外筒2、桩靴3、振动锤、传动架、夹持器7和冲击落锤8，桩靴3设置在内外筒的下端，夹持器7分别与内外筒的上端相固定，传动架的下端与内外筒相固定，传动架的上端与冲击落锤8相适配，振动锤设置在夹持器7上，内筒1的上部设有封板1.1，封板1.1的下方设有与内筒1相连通的排泥管9，排泥管9的另一端与外界相连通。

实施例五，结合附图2，一种筒桩的桩筒结构，包括内筒1、外筒2、桩靴3、双电机振动锤5.1、连接管6.1、夹持器7和冲击落锤8，桩靴3设置在内外筒的下端，夹持器7分别与内外筒的上端相固定，内筒1的上部设有水平的封板1.1，封板1.1的下方设有与内筒1相连通的排泥管9，排泥管9的另一端与外界相连通，出泥管9沿内外筒对称设置，连接管6.1的下端与内筒1相固定，连接管6.1上端穿过双电机振动锤5.1和夹持器7，连接管6.1的上端设有与冲击落锤8相适配的上垫板4，双电机振动锤5.1设置在夹持器7上。

实施例六，结合附图1和3，一种筒桩的桩筒结构，包括内筒1、外筒2、桩靴3、双电机振动锤5.1、连接管6.1、夹持器7和冲击落锤8，桩靴3设置在内外筒的下端，夹持器7分别与内外筒的上端相固定，内筒1的上部设有倾斜的封板1.1，封板1.1的下方设有与内筒1相连通的排泥管9，排泥管9的另一端与外界相连通，夹持器7为由内锥形管10、外锥形管11、子法兰12、母法兰13和支撑板14组成的法兰夹持器，母法兰13与内外筒的上端相连，子法兰12与母法兰13相适配，内锥形管10、外锥形管11的两端分别与子法兰12、支撑板14对应焊接相连，双电机振动锤5.1设置在支撑板14上，内筒1与外筒2之间设有夹持板I15，外筒2的外壁设有夹持板II16，紧固螺栓17依次穿过夹持板II16、外筒2和夹持板I15，与内筒1相连。在该实施例中，在振动锤5上设置用于吊装的横梁18。

实施例七，结合附图4，一种筒桩的桩筒结构，包括内筒1、外筒2、桩靴3、液压振动锤5.2、门形架6.2、夹持器7和冲击落锤8，桩靴3设置在内外筒的下端，夹持器7分别与内外筒的上端相固定，门形架6.2的两侧分别与内外筒相固定，门形架6.2的顶部与冲击落锤8相适配，液压振动锤5.2设置在夹持器7上，内筒1的上部设有水平设置的封板1.1，封板1.1的下方设有与内筒1相连通的排泥管9，排泥管9的另一端与外界相连通，出泥管9沿内外筒对称设置。在该实施例中，夹持器为横梁结构的液压夹持器。

以上所述的七个具体实施例，对本发明进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心思想的前提下，还可以对本发明进行若干的修饰，例如振动锤、冲击落锤和内外锥形管的具体技术参数、子母法兰的厚度、夹持板的高度以及紧固螺栓的数量等进行若干的修改或者权利要求进行若干的可行性组合，都应该落在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种桩筒结构，包括内筒（1）、外筒（2）、桩靴（3）、振动锤、传动架、夹持器（7）和冲击落锤（8），其特征在于，所述桩靴（3）设置在内外筒的下端，所述夹持器（7）分别与内外筒的上端相固定，所述传动架的下端穿过或者越过夹持器（7），与内外筒相固定，传动架的上端与冲击落锤（8）相适配，所述振动锤设置在夹持器（7）上，所述内筒（1）的上部设有封板（1.1），封板（1.1）的下方设有与内筒（1）相连通的排泥管（9），所述排泥管（9）的另一端与外界相连通，所述封板（1.1）倾斜设置；或所述封板（1.1）水平设置，所述排泥管（9）沿内外筒对称设置，所述桩筒结构的施工方法为：第一步，将内筒（1）、外筒（2）和桩靴（3）放置在需要打桩的位置；第二步，用夹持器（7）将内外筒的上端固定，传动架穿过或者越过夹持器（7），与内外筒固定，振动锤作用在夹持器（7）上，冲击落锤（8）作用在传动架上；第三步，启动振动锤和冲击落锤（8），传动架和夹持器（7）推动内筒（1）、外筒（2）和桩靴（3）一起深入土层，直至打桩到要求的深度；第四步，冲击落锤（8）停止工作，在内外筒之间进行浇注混凝土的工作，在振动锤的辅助下，拔出内筒（1）和外筒（2）。

2.根据权利要求1所述的一种桩筒结构，其特征在于，所述振动锤为双电机振动锤（5.1），所述传动架为穿过夹持器（7）的连接管（6.1），连接管（6.1）的上端设有与冲击落锤（8）相适配的上垫板（4），连接管（6.1）的下端与内筒（1）相固定。

3.根据权利要求1所述的一种桩筒结构，其特征在于，所述振动锤为液压振动锤（5.2），所述传动架为越过夹持器（7）的门形架（6.2），门形架（6.2）的顶部与冲击落锤（8）相适配，门形架（6.2）的两侧分别与内外筒相固定。

4.根据权利要求1所述的一种桩筒结构，其特征在于，所述夹持器（7）为由内锥形管（10）、外锥形管（11）、子法兰（12）、母法兰（13）和支撑板（14）组成的法兰夹持器，所述母法兰（13）与内外筒的上端相连，所述子法兰（12）与母法兰（13）相适配，所述内锥形管（10）、外锥形管（11）的两端分别与子法兰（12）、支撑板（14）对应焊接相连，所述振动锤设置在支撑板（14）上。

5.根据权利要求1所述的一种桩筒结构，其特征在于，所述的桩筒结构还包括紧固螺栓（17），所述内筒（1）与外筒（2）之间设有夹持板I（15），外筒（2）的外壁设有夹持板II（16），所述紧固螺栓（17）依次穿过夹持板II（16）、外筒（2）和夹持板I（15），与内筒（1）相连。