CN107882024A - 预应力预制构件螺丝桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预应力预制构件螺丝桩，所述预应力预制构件螺丝桩包括桩体，所述桩体外壁上轴向设有连续的螺旋状凸体；所述螺旋状凸体与桩体上下连接面均为坡面，所述桩体上端部设有凸台，所述的凸台上端面设有连接两桩体的机械快插件；所述的螺旋丝桩有多种组合方式；所述凸台上端面安装有下旋用凸盘，所述凸盘用均布的三根螺栓紧固在凸台上端面上。与现有技术相比，本发明具有承载能力强，稳定性高，施工效率高，挤土效应小，成本造价低等优点。

Description

预应力预制构件螺丝桩

技术领域

本发明涉及一种预应力预制构件螺丝桩，主要应用于市政基础、工业及民用工程建设中的地基加固、改良及防止土方位移等领域。

背景技术

管桩于20世纪60年代起源于日本，80年代，首先在我国沿海一带得到应用，后逐步传入内陆省份。一般混泥土管桩的承载能力取决于两个参数，一个是管桩端面的大小，另一个是管桩桩身面积的大小。在我国沿海软弱的地基工程中，管桩端面的承载力占整个管桩承载力的10％～20％左右，管桩桩身与周围基础土之间的摩擦力所形成的承载力占整个管桩的80％以上。而目前普通的混泥土管桩形状上基本是等直径的圆柱体，此种机构的混泥土管桩的端面面积较小，从而使得管桩的端面承载力较小；另外，此种管桩为等直径圆柱体，使得桩身表面积较小，使得桩身与周围的基础土之间的摩擦力较小，从而使得管桩的承载力较小。

发明内容

本发明的目的就是提供一种承载能力强，稳定性高，施工效率高，挤土小，成本造价低的桩基工程用桩。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

所述预应力预制构件螺丝桩包括桩体，所述桩体外壁上轴向设有连续的螺旋状凸体；所述螺旋状凸体与桩体上下连接面均为坡面，所述桩体上端部设有凸台，所述的凸台上端面设有连接两桩体的机械快插件；所述的螺旋丝桩有多种组合方式；所述凸台上端面安装有下旋用凸盘，所述凸盘用均布的三根螺栓紧固在凸台上端面上。。

所述的螺旋状凸体与桩身上下连接面均为坡面，所述坡面轴向高度为50～250mm。

所述的相邻两个螺旋状凸体螺距为800～1500mm。

所述的螺旋状凸体的外圆周面的轴向宽度为50～200mm。

所述的凸台直径为450～2000mm。

所述预应力预制构件螺丝桩有以下几种连接方式：预应力预制构件螺丝桩与其他形式竹节桩连接,预应力预制构件螺丝桩与管桩之间的连接,预应力预制构件螺丝桩与其他形式竹节桩、管桩综合连接。

所述的凸台上端面设有连接两桩体的机械快插件。

所述的凸台上端面安装有下旋用凸盘，所述凸盘用均布的三根螺栓紧固在凸台上端面上，所述凸盘可拆卸循环利用。

与现有技术相比，本发明提供的预应力预制构件螺丝桩设有螺旋式凸体，所述螺旋式凸体有较大的承压能力，又有较强的抗拔能力。由于连续螺旋式凸体的存在，可增加桩的稳定性和桩的端阻力；采用凸台设计可以用小直径的预应力预制构件螺丝桩代替大直径的复合配筋桩、高强管桩等各种预制桩，节约材料，降低生产成本，所述桩采用螺旋式设计，沉桩施工时，螺旋钻进式下沉，可以减小下沉阻力，提高沉桩速度，缩短施工周期。

附图说明

图1为桩体结构示意图

1凸台 2机械快插件 3上端部 4桩体 5螺旋式凸体 6坡面

7凸盘 8螺栓

图2为预应力预制构件螺丝桩与其他单一桩之间自由组合示意图

2-1其他形式竹节桩 2-2管桩 2-3预应力预制构件螺丝桩

图3为预应力预制构件螺丝桩与其他形式竹节桩、管桩之间自由组合图

图4搅拌工艺

9搅拌桩机 10搅拌桩截面

图5吊桩工艺1

11履带吊车 12钻孔桩机

图6接桩工艺1

13接桩卡槽

图7沉桩工艺1

图8两桩体连接工艺1

图9钻杆桩体安装工艺

14钻杆 15可伸缩式钻头

图10吊桩工艺2

图11接桩工艺2

16第一动力头 17第二动力头

图12-1沉桩工艺2

图12-2动力头复位工艺

图13两桩体连接工艺2

图14-1钻杆拔出工艺

图14-2钻头回缩示意图

18上搅拌叶片 19固定销 20回转叶片 21下搅拌叶片

图14-3钻头张开示意图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种预应力预制构件螺丝桩，所述的预应力预制构件螺丝桩包括桩体4，所述桩体外壁上轴向间隔设有连续螺旋状凸体5，形成螺旋式形状，所述螺旋状凸体直径比桩身直径大100-300mm，所述螺旋状凸体螺距为800～1500mm；所述螺旋状凸体与桩体上下连接面均为坡面6，所述坡面轴向高度为50～250mm；所述桩体上端部3设有凸台1，凸台直径为450-2000mm，所述的凸台，其上端面设有连接两桩体的机械快插件2，所述凸台上端面安装有下旋用凸盘7，所述凸盘用均布的三根螺栓8紧固在凸台上端面上由于本发明预应力预制构件螺丝桩大大提高了桩体的承载能力，抗压，抗拔能力，螺丝桩可以用在桩基础下部，在桩基础的上部可以根据桩基周边环境、形状、地层等情况，工程对抗压、抗拔、抗水平力的不同要求，适当选用其他形式竹节桩与复合配筋桩、高强管桩等各种预制桩与预应力预制构件螺丝桩组合。以下列举几种组合方式：

1.预应力预制构件螺丝桩2-3与其他形式竹节桩2-1组合，如图2所示，通过钻孔桩机12预钻孔后，用钻孔桩机将预应力预制构件螺丝桩2-3沉入桩基至预应力预制构件螺丝桩2-3上端面离地面1米左右，履带吊车11将另一根其他形式竹节桩2-1与预应力预制构件螺丝桩2-3上端面凸台1通过机械快插件3对接，对接牢固后，用钻孔桩机12将第二根桩沉入桩基。根据桩基标高设计，若要用到2根及以上其他形式竹节桩2-1，接桩和沉桩方式如前面所述。

2.预应力预制构件螺丝桩2-3与管桩2-2组合，如图2所示，通过钻孔桩机12预钻孔后，用钻孔桩机12将预应力预制构件螺丝桩2-3沉入桩基至预应力预制构件螺丝桩2-3上端面离地面1米左右，履带吊车11将另一根管桩2-2与预应力预制构件螺丝桩2-3上端面凸台1通过机械快插件3对接，对接牢固后，用钻孔桩机12将第二根管桩2-2沉入桩基。根据桩基标高设计，若要用到2根及以上管桩2-2时，接桩和沉桩方式如前面所述。

3.预应力预制构件螺丝桩2-3与其他形式竹节桩2-1、管桩2-2组合，如图3所示，通过钻孔桩机12预钻孔后，用钻孔桩机12将预应力预制构件螺丝桩2-3沉入桩基至预应力预制构件螺丝桩2-3上端面离地面1米左右，吊车将另一根其他形式竹节桩2-1与预应力预制构件螺丝桩2-3上端面凸台1通过机械快插件3对接，对接牢固后，用钻孔桩机12将第二根桩沉入桩基，接着用同样的方式将一根管桩2-2与其他形式竹节桩2-1连接后沉入桩基，根据桩基标高设计，若要用到4根及以上其他形式竹节桩2-1或管桩2-2时，接桩和沉桩方式如前面所述。

4.本发明所述的预应力预制构件螺丝桩施工法以组合方式1为例进行施工，其具体步骤为：

其一：

1)平整施工场地，根据施工图放出实样；

2)根据施工图要求开沟槽；

3)将搅拌桩机9移动到待施工位置，启动动力组件，水泥搅拌系统，监控组件，进入搅拌施工，做好一组搅拌桩10，然后移位至下一幅桩等待施工，如图4所示；

4)钻孔桩机12就位，履带吊车11将预应力预制构件螺丝桩2-3吊至钻孔桩机接桩位置，如图5所示；

5)预应力预制构件螺丝桩2-3通过桩体1上端面凸台1侧面上的与桩机凸盘7固定在桩机动力组件上的接桩卡槽13里，如图6所示；

6)启动钻孔桩机12的动力组件，动力组件驱动预应力预制构件螺丝桩2-3旋转，动力组件上的智能压力装置可根据桩体的旋转速度实时调节压桩的压力从而达到边加压旋转边下沉的沉桩效果，直至下沉到预设位置，动力组件下移适当距离后反转使动力组件与预应力预制构件螺丝桩2-3断开连接，提升动力组件，等待下一节桩的对接，如图7所示；

7)参照步骤4、步骤5中的方法将另一种竹节桩2-1与桩机连接，并通过机械快插件3与桩机里的第一根预应力预制构件螺丝桩2-3连接固定，启动动力组件，动力组件驱动第二节桩边加压旋转边下沉，直至预设位置，如图8所示

8)可根据图纸要求设计的桩底标高，对接第三节其它形式竹节桩2-1、第四节其它形式竹节桩2-1，直至达到设计的桩底标高；

9)动力组件下移适当距离后反转使动力组件与预应力预制构件螺丝桩2-3断开连接，动力组件复位，等待下一组桩的施工；

10)移至第二组继续施工。

其之二：

1)平整施工场地，根据施工图放出实样；

2)将钻杆14连接可伸缩式钻头15后从预应力预制构件螺丝桩2-3中心孔下端穿入，如图9所示；

3)将钻孔桩机12移动到待施工位置，履带吊车11进场将步骤2所述的预应力预制构件螺丝桩2-3吊起移至钻孔桩机12接桩位置，如图10所示；

4)将步骤2所述的预应力预制构件螺丝桩里的钻杆14连接到钻孔桩机的第一动力头16内，预应力预制构件螺旋竹式节桩2-3通过与凸盘7固定在桩机第二动力头17的接桩卡槽13里，如图11所示；

5)开启主机进行监控，控制预先设置的数据：每米下降深度、每米喷浆量、设计桩底标高、设计桩顶标高、总喷浆量和总搅拌时间；

6)启动水泥浆搅拌系统，将水泥浆通过浆泵对钻杆14进行供浆，同时通过流量仪实时监测供浆量；

7)启动动力组件，第一动力头16驱动钻杆14旋转，钻杆14带动可伸缩式钻头15边下沉边喷浆边搅拌，第二动力头17带动预应力预制构件螺丝桩2-3边加压旋转边下沉，直至下沉到预设位置，且主机通过垂直度实时监测仪实时监测钻杆的垂直度，第二动力头里的智能压力装置可根据桩体的旋转速度实时调节压桩的压力；关闭动力组件，断开钻杆14与第一动力头16的连接、预应力预制构件螺丝桩2-3与第二动力头17的连接，两个动力头复位，等待下一根桩的对接，如图12-1，图12-2所示；

8)参照步骤2、步骤3中的方法将另一种竹节桩2-1与钻孔桩机12连接，并通过机械快插件3与埋在桩基里的第一根预应力预制构件螺丝桩2-3连接固定，启动动力组件，第一动力头驱动钻杆14旋转，钻杆14带动可伸缩式钻头15边下沉边喷浆边搅拌，第二个动力头17带动第二节桩边加压旋转边下沉，直至下沉到设计桩底标高位置，如图13所示；

9)桩机液压系统向两动力头之间的回程油缸施加压力，油缸活塞伸长，导致第一动力头上移，然后带动钻杆一起上移，可伸缩式钻头15叶片上的固定销19受剪力后拉断，上搅拌叶片18、回转叶片20、下搅拌叶片21收缩，启动卷扬机，将钻杆14连同可伸缩式钻头15一起拔出，如图14-1所示；

10)拆卸钻杆14，可伸缩式钻头15留待备用，移至第二组继续施工。

Claims (8)

1.一种预应力预制构件螺丝桩，其特征在于，所述预应力预制构件螺丝桩包括桩体，所述桩体外壁上轴向设有连续的螺旋状凸体；所述螺旋状凸体与桩体上下连接面均为坡面，所述桩体上端部设有凸台，所述的凸台上端面设有连接两桩体的机械快插件；所述的螺旋丝桩有多种组合方式；所述凸台上端面安装有下旋用凸盘，所述凸盘用均布的三根螺栓紧固在凸台上端面上。

2.根据权利要求1所述的预应力预制构件螺丝节桩，其特征在于，所述的螺旋状凸体与桩身上下连接面均为坡面，所述坡面轴向高度为50～250mm。

3.根据权利要求1所述的预应力预制构件螺丝桩，其特征在于，所述的相邻两个螺旋状凸体螺距为800～1500mm。

4.根据权利要求1所述的预应力预制构件螺丝桩，其特征在于，所述的螺旋状凸体的外圆周面的轴向宽度为50～200mm。

5.根据权利要求1所述的预应力预制构件螺丝桩，其特征在于，所述的凸台直径为450～2000mm。

6.根据权利要求1所述的预应力预制构件螺丝桩，其特征在于，所述预应力预制构件螺丝桩有以下几种连接方式：预应力预制构件螺丝桩与其他形式竹节桩连接,预应力预制构件螺丝桩与管桩之间的连接,预应力预制构件螺丝桩与其他形式竹节桩、管桩综合连接。

7.根据权利要求1所述的预应力预制构件螺丝桩，其特征在于，所述的凸台上端面设有连接两桩体的机械快插件。

8.根据权利要求1所述的预应力预制构件螺丝桩，其特征在于，所述的凸台上端面安装有下旋用凸盘，所述凸盘用均布的三根螺栓紧固在凸台上端面上，所述凸盘可拆卸循环利用。