CN106759345A - 一种斜桩施工设备及斜桩基坑支护施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基坑围护工程领域中的一种斜桩施工设备与施工方法，该斜桩施工设备包括沉桩设备与拔桩设备两种，其中沉桩施工设备包括围护桩连接器(5)、机械底座(4)、套筒夹具(2)、动力装置(11)、斜桩角度调控装置(3)五部分，而拔桩设备包括套筒夹具(2)、动力装置(11)与反力支座(7)三部分，沉桩设备利用地面及在先施工的围护桩提供沉桩反力，拔桩设备利用基础底板提供拔桩反力，本发明还提供了斜桩(1)插拔施工步骤与方法，本发明提供的斜桩施工设备与施工方法，很好地解决了基坑围护工程中的斜桩(1)插拔施工难题，施工效率高，造价低，质量可靠，可在施工的同时完成预应力的施加。

Description

一种斜桩施工设备及斜桩基坑支护施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程领域中的基坑围护工程领域。

背景技术

斜桩作为基坑围护的支撑具备很多的优势，首先斜桩支撑相对于水平支撑，不需要大量的立柱桩，且支撑用量小，基坑挖土方便快速，其次，斜桩可将围护结构的土压力传递至坑底土，有利于坑底抗隆起，相对于基坑围护的斜撑支护，斜桩支护具有不需先施工中心岛基础底板，不需要二次挖土，因此，基坑工程施工速度快，造价低。但在基坑围护工程中，基坑开挖面一般距离用地红线很近，施工操作面小，加之，斜桩施工一般需要提供较大的水平反力，如采用钻孔施工，则容易塌孔。目前，斜桩施工可采用斜向施工搅拌桩内插入钢管的形式或斜向钻孔注浆的形式成桩，但成桩速度慢，造价高，且难以回收再利用，形成较大的材料浪费，施工成本仍然较高，施工速度较慢。

发明内容

本发明的第一个目的是提供第一种斜桩施工设备，该斜桩沉桩施工设备可快速地完成斜桩沉桩施工，施工过程安全，质量好，速度快，造价低，适宜于开挖面外近距离施工。

该斜桩施工设备包括围护桩连接器、机械底座、套筒夹具、动力装置、斜桩角度调控装置五部分，其中的套筒夹具为与机械底座连接的可牢固夹住斜桩的中空器具，动力装置与套筒夹具牢固连接，斜桩调控装置为与机械底座及套筒夹具连接可调节套筒夹具倾斜度或固定套筒夹具的器具，围护桩连接器为与机械底座直接或间接连接的且能够与围护桩快速牢固连接提供部分沉桩反力的装置。

本发明的第二个目的是提供第二种斜桩施工设备，该第二种斜桩施工设备可顺利完成斜桩拔出施工，设备轻便，施工速度快，造价低。

该第二种斜桩施工设备包括拔桩器与反力支座、基础底板三部分，其中拔桩器包括套筒夹具、动力装置两部分，套筒夹具为牢固夹住斜桩的中空器具，反力支座是与基础底板相互作用将拔桩反力传递至拔桩器的结构。

本发明的第三个目的是提供一种斜桩基坑支护施工方法，该施工方法可顺利实现斜桩的插拔，施工速度快，可实现斜桩的全回收再利用，造价低。

该斜桩基坑围护施工方法包括以下步骤：

a)定位所需施工的斜桩位置与倾斜角度；

b)将安装有套筒夹具的斜桩施工设备与基坑围护桩牢固连接；

c)用套筒夹具将斜桩牢固夹住，斜向推动套筒夹具，将斜桩沉入土体；

d)松开套筒夹具，将套筒夹具沿斜桩上移；

e)重复步骤c)至步骤d)，将斜桩逐段插入土体，完成斜桩插入施工，并将斜桩与围护桩连接；

f)将基坑开挖至坑底；

g)在斜桩与基础底板的交叉点位置，在基础底板浇筑时预留孔，使得斜桩与基础底板可分离；

h)用套筒夹具将斜桩夹住；

i)利用基础底板提供反力，推动套筒夹具斜向上移，上拔斜桩；

j)松开套筒夹具，将拔桩机械与套筒夹具沿斜桩下移；

k)重复步骤h)至步骤j)，将斜桩逐段拔出土体，完成斜桩拔出施工。

在上述的斜桩基坑围护施工方法中，在上述的步骤b)至步骤d)中，可将两根或多根斜桩通过套筒夹具同时沉入土体中。

在上述斜桩基坑围护施工方法中，在上述的步骤c)与步骤i)中，可采用静力法、振动法、锤击法中的一种或几种组合推动套筒夹具。

本发明的斜桩施工设备及斜桩基坑支护方法，可快速实现斜桩的插拔施工，可用于狭小空间下的斜桩插拔施工，可用于基坑支护，安全可靠，施工速度快，成本低，可实现斜桩基坑围护的全回收再利用。

附图说明

图1为本发明的第一个实施例所用的第一种斜桩施工设备结构构造示意图；

图2为本发明的第二个实施例所用的第二种斜桩施工设备结构构造示意图；

图3为本发明的第一、第二个实施例所用的斜桩支护斜桩平面布置示意图；

图4为本发明的第一、第二个实施例所用的斜桩支护剖面示意图。

具体实施方式

作为如图1与图3、图4所示的本发明的第一个实施例，主要是介绍本发明的第一种斜桩施工设备的结构构造、工作原理与使用方法。本发明的第一种斜桩施工设备结构构造示意图如图1所示，包括围护桩连接器(5)、机械底座(4)、套筒夹具(2)、动力装置(11)、斜桩角度调控装置(3)五部分，其中的机械底座(4)为可行走的履带式或步履式装置或其他的结构形式，机械底座(4)的主要作用是与其他部件连接，最好能具备自行行走功能；套筒夹具(2)为与机械底座(4)连接的可牢固夹住斜桩(1)的中空器具，套筒夹具(2)的主要功能是在插拔斜桩(1)时能牢固夹住斜桩(1)，并能使斜桩(1)穿越套筒夹具(2)，松弛套筒夹具(2)后，套筒夹具(2)可方便地沿斜桩(1)移动；动力装置(11)与套筒夹具(2)牢固连接，动力装置(11)可以是如图1所示的液压油缸装置，也可以是振动锤、打桩锤等其他能提供插拔桩动力的装置。斜桩调控装置(3)为与机械底座(4)及套筒夹具(2)连接可调控套筒夹具(2)的倾斜度或固定套筒夹具(2)的器具，围护桩连接器(5)为与机械底座(4)直接或间接连接的且能够与围护桩(6)快速牢固连接并提供部分沉桩反力的装置，围护桩连接器(5)主要目的是利用围护桩(6)提供部分斜桩(1)施工反力，当围护桩(6)为钢管桩时，围护桩连接器(5)可以是钢管桩夹具，也可以是机械底座(4)与围护桩(6)之间的连接件。本实施例中介绍的第一种斜桩施工设备在使用时，只需将斜桩(1)置入套筒夹具(2)内，用套筒夹具(2)夹紧斜桩(1)后，通过动力装置(11)推动套筒夹具(2)，即可完成斜桩(1)的逐段插拔施工。还可以，在插入施工前或拔出施工后，通过调节斜桩调控装置(3)控制斜桩(1)倾斜角度，也可以通过调节斜桩调控装置(3)将斜桩(1)垂直状态下取出或置入套筒夹具(2)。如在施工过程中，无需调节斜桩(1)的角度，则斜桩调控装置(3)可退化为套筒夹具(2)或动力装置(11)与机械底座(4)之间的连接，主要功能是传递来自套筒夹具(2)或动力装置(3)的斜桩施工反力。在斜桩(1)施工完成后，斜桩(1)可与围护桩(6)通过加劲板(9)连接形成如图3与图4所示的斜桩基坑围护结构。当斜桩(1)与围护桩(6)均为钢桩时，加劲板(9)与斜桩(1)及围护桩(6)之间可直接焊接连接，也可以在给斜桩(1)施加预应力后，再将斜桩(1)与围护桩(6)连接。

作为如图2所示的本发明的第二个实施例，主要是介绍本发明的第二种斜桩施工设备结构构造与工作原理。本发明的第二种斜桩施工设备包括拔桩器与反力支座、基础底板三部分，其中拔桩器包括套筒夹具(2)、动力装置(11)两部分，套筒夹具(2)为牢固夹住斜桩(1)的中空器具，反力支座(7)是与基础底板(8)相互作用将拔桩反力传递至拔桩器的结构。本实施例中的套筒夹具(2)与动力装置(11)的结构构造与工作原理同上述的第一个实施例，与第一个实施例的区别是通过反力支座(7)，利用基础底板(8)提供施工反力，因此设备轻便，主要用于基坑围护中的斜桩(1)拔出施工。

作为本发明的第三个实施例，主要目的是结合图1～图4，介绍斜桩基坑支护施工方法的实施步骤。在本实施例的第一步，根据工程需要，定位所需施工的斜桩(1)位置与倾斜角度，斜桩(1)可与围护桩(6)共同作为支挡体，如图4所示。斜桩(1)数量可与围护桩(6)不一致，可根据水平承载能力的需求与斜桩(1)的承载能力，确定斜桩(1)的间距、长度与平面布置，如图3与图4所示。在图3与图4中，可设置围檩(10)将多根围护桩(6)连成整体与斜桩(1)共同作用。完成本实施例的第一步，进入第二步。在本步骤中，将安装有套筒夹具(2)的如本发明第一个实施例所述的第一种斜桩施工设备与基坑围护桩(6)牢固连接。完成本实施例的第二步，进入第三步。在本步骤中，并用斜向放置的套筒夹具(2)将斜桩(1)牢固夹住，如图1所示，第一种斜桩施工设备的工作原理与构造可参照本发明的第一个实施例，斜向推动套筒夹具(2)，将斜桩(1)沉入土体，可利用如上述第一个实施例的设备与方法完成，完成本实施例的第三步，进入第四步。在本步骤中，松开套筒夹具(2)，将套筒夹具(2)沿斜桩(1)上移，本步骤主要是在斜桩(1)在第三步中分段沉入土体后，再将下一段斜桩(1)沉入土体前的准备步骤，可通过动力装置(11)完成。完成第四步，进入第五步。本步骤主要是重复第三步至第四步，主要目的是将斜桩(1)逐段沉入土体，完成斜桩(1)插入施工，并将斜桩(1)与围护桩(6)连接，可参照图3与图4的连接方式完成。在本步骤完成后，即完成了斜桩基坑围护结构的安装施工。完成第五步，进入第六步。本步骤中，主要将基坑开挖至坑底，为基础底板(8)与其他地下结构的施工做准备。完成第六步，进入第七步。在本步骤中，是为了拔出斜桩(1)，在斜桩(1)与基础底板(8)的交叉点位置，在基础底板(8)浇筑时预留孔，使得斜桩(1)与基础底板(8)可分离，在本步骤中，可在开洞周边设置止水钢板，以便于基础底板(8)的止水，还可以通过设置加强筋弥补基础底板开洞的强度损失。在本步骤中，也可以通过设置基础底板后浇带预留空隙。完成第七步，进入第八步。在本步骤中，用套筒夹具(2)将斜桩(1)夹住，可参照上述的第一个与第二个实施例实施。完成第八步，进入第九步。在本步骤中，利用基础底板(8)提供反力，通过如图2所示的反力支座(7)将动力装置(11)与基础底板(8)牢固连接。反力支座(7)中，可通过设置抗剪键将水平分力传递至基础底板(8)，通过动力装置(11)推动套筒夹具(2)斜向上移，上拔斜桩(1)，完成第九步，进入第十步。在本步骤中，松开套筒夹具(2)，将拔桩机械与套筒夹具(2)沿斜桩(1)下移，本步骤是将斜桩(1)中某一段拔出后，为拔出下一段的准备步骤，主要目的是使斜桩(1)能逐段拔出。完成第十步，进入第十一步，本步骤是重复第八步至第十步，将斜桩(1)逐段拔出土体，完成斜桩(1)拔出施工。在本实施例中，在第二步至第四步中，可将两根或多根斜桩(1)通过不同的套筒夹具(2)同时沉入土体中。在本实施例中，可采用静力法、振动法、锤击法中的一种或几种组合推动套筒夹具(2)，完成斜桩(1)的插拔施工。

本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。

Claims (5)

1.一种斜桩施工设备，包括围护桩连接器(5)、机械底座(4)、套筒夹具(2)、动力装置(11)、斜桩角度调控装置(3)五部分，其中的套筒夹具(2)为与机械底座(4)连接的可牢固夹住斜桩(1)的中空器具，动力装置(11)与套筒夹具(2)牢固连接，斜桩调控装置(3)为与机械底座(4)及套筒夹具(2)连接的可调节套筒夹具(2)倾斜度或固定套筒夹具(2)的器具，围护桩连接器(5)为与机械底座(4)直接或间接连接的且能够与围护桩(6)快速牢固连接提供部分沉桩反力的装置。

2.一种斜桩施工设备，包括拔桩器与反力支座(7)、基础底板(8)三部分，其中拔桩器包括套筒夹具(2)、动力装置(11)两部分，套筒夹具(2)为能够牢固夹住斜桩(1)的中空器具，反力支座(7)是与基础底板(8)相互作用将拔桩反力传递至拔桩器的结构。

3.一种利用权利要求1与权利要求2所述的斜桩施工设备的斜桩基坑支护施工方法，包括以下步骤：

a)定位所需施工的斜桩(1)位置与倾斜角度；

b)将安装有套筒夹具(2)的斜桩施工设备与基坑围护桩(6)牢固连接；

c)用套筒夹具(2)将斜桩(1)牢固夹住，斜向推动套筒夹具(2)，将斜桩(1)沉入土体；

d)松开套筒夹具(2)，将套筒夹具(2)沿斜桩(1)上移；

e)重复步骤c)至步骤d)，将斜桩(1)逐段插入土体，完成斜桩(1)插入施工，并将斜桩(1)与围护桩(6)连接；

f)将基坑开挖至坑底；

g)在斜桩(1)与基础底板(8)的交叉点位置，在基础底板(8)浇筑时预留孔，使得斜桩(1)与基础底板(8)可分离；

h)用套筒夹具(2)将斜桩(1)夹住；

i)利用基础底板(8)提供反力，推动套筒夹具(2)斜向上移，上拔斜桩(1)；

j)松开套筒夹具(2)，将拔桩设备与套筒夹具(2)沿斜桩(1)下移；

k)重复步骤h)至步骤j)，将斜桩(1)逐段拔出土体，完成斜桩(1)拔出施工。

4.根据权利要求3所述的斜桩基坑围护施工方法，其特征是在上述的步骤c)至步骤d)中，将两根或多根斜桩(1)通过套筒夹具(2)同时沉入土体中。

5.根据权利要求3所述的斜桩基坑围护施工方法，其特征是在上述的步骤c)与步骤i)中，采用静力法、振动法、锤击法中的一种或几种组合推动套筒夹具(2)。