CN108330974A - 一种接桩对中定位装置 - Google Patents

Abstract

针对预应力混凝土管桩在实际使用中存在的接桩问题，本发明提出了适用于预应力混凝土管桩的一种接桩对中定位装置，即先放置基准平台，并借助水准尺等仪器调节基准平台，保证其水平，然后用固定器固定下节管桩，固定于基准平台定位螺孔处，再安装丝杆升降机，结合升降平台及与上节管桩相连的固定器调节上节管桩水平，再通过斜撑连接对中定位器，最后通过对中定位器精确调节上节管桩位置，使上节管桩与下节管桩完全对中连接，并校准竖向垂直度，有效解决了预制管桩接桩中上下节管桩不易对齐，且沉桩后桩身整体偏斜问题。

Description

一种接桩对中定位装置

技术领域

本发明属于建筑桩基工程施工技术领域，具体涉及一种接桩对中定位装置。

背景技术

预应力混凝土管桩以其单桩承载力高，成桩质量高，节省工期等优点，在建筑工程中得到了广泛的应用。预应力混凝土管桩都是经过工厂化生产的，受设备模数及生产能力等条件限制，成品管桩单节长度一般为7～15m。对于特殊工程，如山区输电线路杆塔基础，若采用大直径单桩基础，则需进一步减小单节管桩桩长，以便于管桩在山区的运输及施工。在预应力混凝土管桩施工过程中，不可避免的存在接桩问题，接桩过程中必须保证两根桩同轴偏差在施工规范允许的范围内，现有接桩技术是在下节桩沉到距离地面1m左右的距离后，将上节管桩吊运至其底端与下节管桩顶端对齐，最后进行接桩连接工作，在整个接桩过程中为了避免上下桩节的轴线偏离，往往需要借助测量仪器监测并通过人工调整，施工效率较低且无法保证沉桩质量，针对实际工程需求，以及现有接桩方式的局限性，需开发出与预制管桩相匹配的接桩对中定位装置来完成桩节对接工作，提高接桩质量，进而保证管桩的整体承载性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种接桩对中定位装置，包括基准平台支墩和设置在基准平台支墩上的双层基准平台，其特征在于：所述基准平台上设有管桩固定器和丝杆升降机，基准平台通过若干斜撑与对中定位器连接固定，所述基准平台有两个，分别为上层基准平台和下层基准平台，下层基准平台上设有固定器A，用于抱紧下节管桩，上层基准平台中部对称设置有丝杆升降机，所述丝杆升降机上设有固定器B，用于抱紧上节管桩并控制上节管桩水平，所述对中定位器上设置有若干对中探头，用于调节上节管桩位置，使其与下节管桩对中定位。

所述下层基准平台由四根20a工字钢两两配对通长焊接后对称放置于基准平台支墩上开设的卡槽内，下层基准平台2上呈正方形开设有四组上下层基准平台连接定位螺孔，上层基准平台由四根20a工字钢两两配对通长焊接后通过螺栓固定在下层基准平台上，使得上下基准平台呈井字形拼接分布，提供对中定位工作平台。

所述上层基准平台中部开设有两组丝杆升降机与上层基准平台连接定位螺孔，用于与丝杆升降机连接固定，丝杆升降机量程根据实际需要选择，通过调整升降平台高度调节上节管桩位置及水平，固定器B安装在丝杆升降机上的升降平台上，固定器B安装后中心与桩孔中心保持一致。

所述基准平台支墩搭设时，需保证两支墩位于桩孔两侧对称位置同一水平高度处，实际操作中，可借助水准尺等量测仪器进行校核，保证基准平台水平安放。

所述下层基准平台中部开设有固定器A与下层基准平台连接定位螺孔，固定器A通过螺栓与下层基准平台连接固定，所述固定器A包括两块直径小于桩径20mm的半圆形钢板，半圆形钢板边缘对称设有突出的平板和底板，外伸平板和底板上设有若干加劲板，两块半圆形钢板通过固定器螺孔和连接螺栓连接，底板上开设有若干底板定位螺孔，用于与下层基准平台连接固定，所述固定器B与固定器A结构一致。

半圆形钢板略小于桩径，以便于通过八个M27高强螺栓可以对弧形板施加法向应力，进而抱紧下节管桩，螺栓拧紧力矩可通过拧紧扳手施加，预紧力与拧紧力矩的关系为T＝KF₀d，K为拧紧力矩系数，对普通粗牙螺纹及一般加工表面可取0.18～0.21，d为螺纹公称直径，根据所固定桩节重量计算单个螺栓所需分担的荷载，现场操作时，通过扭力扳手施加不同的力矩来拧紧螺栓，以达到固定下节管桩的目的。固定器A局部设置加劲板以增大固定器整体刚度，底板可增大与基准平台的接触面积，减小应力集中。通过螺栓连接抱紧下节管桩后放置于固定器A与下层基准平台连接定位螺孔处，固定并使下节管桩保持对中垂直，整节桩接桩完毕后，可进一步通过固定器A调节桩顶标高及水平。

所述斜撑有八根，均由Φ80钢管制成，两两一组分布于对中定位器四周，斜撑两端分别连接基准平台和对中定位器，以保证对中定位器整体刚度。

所述对中定位器包括对中平台板，和设置在对中平台板上的定位挡板，所述对中平台板为40mm厚方形钢板，钢板中部预留圆孔，圆孔直径大于桩径400mm，提供上节管桩对位通道及对中定位平台，挡板为40mm厚矩形钢板，长200mm，高120mm，其上预留4个M16螺孔，与千斤顶底座相连，定位挡板与挡板加劲板焊接连接，以保证定位挡板的水平向刚度；对中探头由千斤顶底座，千斤顶和顶帽构成，千斤顶行程为150mm，通过调节对中探头，使其与桩节外壁接触，当4个对中探头行程相同且均与管桩外壁接触时，桩节对中定位完成，且垂直度有较高保证。

本发明具有如下优点：

(1)基准平台通过定位螺栓拼接连接，可根据桩径调整定位螺孔位置，以适应不同桩径管桩的接桩工作，且其上设置的固定器定位螺孔保证了固定器及下节管桩的对中定位，斜撑安装于基准平台对称位置处，保证了上部对中定位器与下部固定器中心对齐，是上下节管桩对中定位的基础；

(2)固定器与固定器限位螺孔的设计，将固定器与基准平台连成一个整体，且保证了固定器及下节管桩的对中定位，此外，通过固定器可灵活调节下节管桩的埋入深度，将下节管桩桩顶固定于接桩工作有利的范围内，当整根桩接桩工作完成后，可利用固定器调节桩的标高及桩顶水平；

(3)提出了固定器上螺栓预紧力与拧紧力矩之间的关系，即T＝KF₀d，K为拧紧力矩系数，对普通粗牙螺纹及一般加工表面可取0.18～0.21，d为螺纹公称直径，根据所固定桩节重量计算单个螺栓所需分担的荷载，现场操作时，通过扭力扳手施加不同的力矩来拧紧螺栓，以达到固定下节管桩的目的，对拧紧力矩的定量计算避免了因螺栓预紧力不足导致固定器无法抱紧下节管桩的问题，又不至于发生螺栓预紧力过大导致螺纹发生脱扣现象；

(4)丝杆升降机升降平台配合固定器，可在桩节对接过程中调整上节桩水平，保证上节桩竖向垂直度，且上下节桩对中定位完成后，可通过控制丝杆升降机升降平台高度完成上下节桩对接工作；

(5)对中定位器的设计，在上节管桩初步对中的基础上，可通过对中探头进一步精确调节上节管桩位置，保证其与下节管桩精确对中，配合丝杆升降机升降平台，确保下节桩水平及其竖向垂直度，接桩质量高，有效保证了管桩的整体性能；

(6)有效解决了预制管桩接桩中上下节管桩不易对齐，且沉桩后桩身整体偏斜问题，通过本套接桩对中定位装置，首先保证了接桩时上下节桩精确对中对齐，其次通过固定器可以有效保证整桩相对于桩孔的居中定位及桩顶水平，同时可根据需要调整桩顶标高；

(7)基准平台、固定器、对中定位器均为可拆卸装置，可以重复投入使用，便于回收，经济性良好。

附图说明

图1是本发明接桩对中定位装置示意图；

图2是本发明基准平台安装示意图；

图3是本发明固定器正视图；

图4是本发明固定器侧视图；

图5是本发明固定器俯视图；

图6是本发明对中定位器正视图；

图7是本发明对中定位器侧视图；

图8是本发明对中定位器俯视图；

图9是本发明对中探头中挡板与千斤顶底座连接示意图；

图中，1－基准平台支墩；2－下层基准平台；2-1－上下层基准平台连接定位螺孔；2-2－固定器A与下层基准平台连接定位螺孔；3－上层基准平台；3-1－丝杆升降机与上层基准平台连接定位螺孔；4－固定器A；4-1－固定器螺孔；4-2－加劲板；4-3－底板；4-4－连接螺栓；4-5－底板定位螺孔；4-6－半圆形钢板；5－丝杆升降机；6－斜撑；7－固定器B；8－对中定位器；9－对中探头；9-1－挡板加劲板；9-2－挡板；9-3－千斤顶底座；9-4－千斤顶；10－下节管桩；11－上节管桩。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1-9所示，一种接桩对中定位装置，包括基准平台支墩1和设置在基准平台支墩上的双层基准平台，基准平台上设有管桩固定器和丝杆升降机，基准平台通过若干斜撑6与对中定位器8连接固定，基准平台有两个，分别为上层基准平台3和下层基准平台2，下层基准平台2上设有固定器A4，用于抱紧下节管桩10，上层基准平台3中部对称设置有丝杆升降机5，丝杆升降机5上设有固定器B7，用于抱紧上节管桩11并控制上节管桩11水平，对中定位器8上设置有若干对中探头9，用于调节上节管桩位置，使其与下节管桩对中定位。

下层基准平台2由四根20a工字钢两两配对通长焊接后对称放置于基准平台支墩1上开设的卡槽内，下层基准平台2上呈正方形开设有四组上下层基准平台连接定位螺孔2-1，上层基准平台3由四根20a工字钢两两配对通长焊接后通过螺栓固定在下层基准平台2上，使得上下基准平台呈井字形拼接分布，提供对中定位工作平台。

上层基准平台3中部开设有两组丝杆升降机与上层基准平台连接定位螺孔3-1，用于与丝杆升降机5连接固定，丝杆升降机量程根据实际需要选择，通过调整升降平台高度调节上节管桩11位置及水平，固定器B7安装在丝杆升降机5上的升降平台上，固定器B7安装后中心与桩孔中心保持一致。

基准平台支墩1搭设时，需保证两支墩位于桩孔两侧对称位置同一水平高度处，实际操作中，可借助水准尺等量测仪器进行校核，保证基准平台水平安放。

下层基准平台2中部开设有固定器A与下层基准平台连接定位螺孔2-2，固定器A4通过螺栓与下层基准平台连接固定，固定器A4包括两块直径小于桩径20mm的半圆形钢板4-6，半圆形钢板边缘对称设有突出的平板和底板4-3，外伸平板和底板上设有若干加劲板4-2，两块半圆形钢板通过固定器螺孔4-1和连接螺栓4-4连接，底板4-3上开设有若干底板定位螺孔4-5，用于与下层基准平台2连接固定，所述固定器B7与固定器A4结构一致。

半圆形钢板略小于桩径，以便于通过八个M27高强螺栓可以对弧形板施加法向应力，进而抱紧下节管桩10，螺栓拧紧力矩可通过拧紧扳手施加，预紧力与拧紧力矩的关系为T＝KF₀d，K为拧紧力矩系数，对普通粗牙螺纹及一般加工表面可取0.18～0.21，d为螺纹公称直径，根据所固定桩节重量计算单个螺栓所需分担的荷载，现场操作时，通过扭力扳手施加不同的力矩来拧紧螺栓，以达到固定下节管桩10的目的。固定器A4局部设置加劲板4-2以增大固定器整体刚度，底板4-3可增大与基准平台的接触面积，减小应力集中。通过螺栓连接抱紧下节管桩后放置于固定器A与下层基准平台连接定位螺孔2-2处，固定并使下节管桩10保持对中垂直，整节桩接桩完毕后，可进一步通过固定器A4调节桩顶标高及水平。

斜撑6有八根，均由Φ80钢管制成，两两一组分布于对中定位器8四周，斜撑6两端分别连接基准平台和对中定位器，以保证对中定位器8整体刚度。

对中定位器8包括对中平台板，和设置在对中平台板上的定位挡板9-2，对中平台板为40mm厚方形钢板，钢板中部预留圆孔，圆孔直径大于桩径400mm，提供上节管桩11对位通道及对中定位平台，挡板9-2为40mm厚矩形钢板，长200mm，高120mm，其上预留4个M16螺孔，与千斤顶底座相连，定位挡板9-2与挡板加劲板9-1焊接连接，以保证定位挡板的水平向刚度；对中探头9由千斤顶底座9-3，千斤顶9-4和顶帽构成，千斤顶行程为150mm，通过调节对中探头9，使其与桩节外壁接触，当4个对中探头行程相同且均与管桩外壁接触时，桩节对中定位完成，且垂直度有较高保证。

沉桩接桩过程中，首先搭设基准平台，基准平台支墩1需放置于桩孔轴线对称位置同一标高处，且务必保证支墩水平，将下层基准平台2放置于支墩卡槽内，通过定位螺孔连接上层基准平台3，使基准平台整体保持水平；待下节管桩10沉放至指定位置后，安装固定器A4，将下节管桩10固定于指定位置，固定器A4放置于基准平台定位螺孔处并通过螺栓连接，可保证下节管桩的对中垂直；然后通过斜撑6连接对中定位器8；之后安装固定器B7，与上节管桩11抱紧，接桩过程中上节管桩可临时放置于与基准平台固定的丝杆升降机5升降平台上，以保证上节管桩11水平，之后通过控制器同步调整丝杆升降机5升降平台高度，完成上下节桩对接定位；最后通过对中定位器8，精确调节上节管桩11的位置，调节对中定位器对中探头9，使上节管桩11位置居中，与下节管桩10对齐，再配合丝杆升降机5升降平台，调整上节管桩11水平及竖向垂直度，对中垂直调节完成后，通过控制器降低丝杆升降机5升降平台高度，缓缓下放上节管桩11至与下节管桩10接触，然后开始焊接连接或机械连接工作，接桩工作完成后，将焊接好的桩节一起下沉至指定位置，继续开始后续接桩工作；当整根桩接桩沉桩完毕，用固定器固定最上节管桩，并将固定器A4固定于基准平台限位螺孔处，保证整根桩对中垂直，之后开始后压浆工作。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (7)

1.一种接桩对中定位装置，包括基准平台支墩和设置在基准平台支墩上的双层基准平台，其特征在于：所述基准平台上设有管桩固定器和丝杆升降机，基准平台通过若干斜撑与对中定位器连接固定，所述基准平台有两个，分别为上层基准平台和下层基准平台，下层基准平台上设有固定器A，用于抱紧下节管桩，上层基准平台中部对称设置有丝杆升降机，所述丝杆升降机升降平台上设有固定器B，用于抱紧上节管桩并控制上节管桩水平，所述对中定位器上设置有若干对中探头，用于调节上节管桩位置，使其与下节管桩对中定位。

2.如权利要求1所述的一种接桩对中定位装置，其特征在于：所述下层基准平台由四根20a工字钢两两配对通长焊接后对称放置于基准平台支墩上开设的卡槽内，下层基准平台2上呈正方形开设有四组上下层基准平台连接定位螺孔，上层基准平台由四根20a工字钢两两配对通长焊接后通过螺栓螺孔连接固定在下层基准平台上，使得上下基准平台呈井字形拼接分布，提供对中定位工作平台。

3.如权利要求1所述的一种接桩对中定位装置，其特征在于：所述上层基准平台中部开设有两组丝杆升降机与上层基准平台连接定位螺孔，用于与丝杆升降机连接固定，丝杆升降机量程根据实际需要选择，通过调整升降平台高度调节上节管桩位置及水平，固定器B安装在丝杆升降机上的升降平台上，固定器B安装后中心与桩孔中心保持一致。

4.如权利要求1所述的一种接桩对中定位装置，其特征在于：所述基准平台支墩搭设时，需保证两支墩位于桩孔两侧对称位置同一水平高度处。

5.如权利要求1所述的一种接桩对中定位装置，其特征在于：所述下层基准平台中部开设有固定器A与下层基准平台连接定位螺孔，固定器A通过螺栓与下层基准平台连接固定，所述固定器A包括两块直径小于桩径20mm的半圆形钢板，半圆形钢板边缘对称设有突出的平板和底板，外伸平板和底板上设有若干加劲板，两块半圆形钢板通过固定器螺孔和连接螺栓连接，底板上开设有若干底板定位螺孔，用于与下层基准平台连接固定，所述固定器B与固定器A结构一致。

6.如权利要求1所述的一种接桩对中定位装置，其特征在于：所述斜撑有八根，均由Φ80钢管制成，两两一组分布于对中定位器四周，斜撑两端分别连接基准平台和对中定位器，以保证对中定位器整体刚度。

7.如权利要求1所述的一种接桩对中定位装置，其特征在于：所述对中定位器包括对中平台板，和设置在对中平台板上的定位挡板，所述对中平台板为40mm厚方形钢板，钢板中部预留圆孔，圆孔直径大于桩径400mm，提供上节管桩对位通道及对中定位平台，挡板为40mm厚矩形钢板，长200mm，高120mm，其上预留四个M16螺孔，与千斤顶底座相连，定位挡板与挡板加劲板焊接连接，以保证定位挡板的水平向刚度，所述对中探头由千斤顶底座，千斤顶和顶帽构成。