CN110565632A - 一种人工挖孔灌注桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工挖孔灌注桩及其施工方法，包括护壁和桩体，每节所述护壁上均安装有固定组件，所述固定组件包括外管、设置在外管内部的驱动杆以及设置在驱动杆和外管之间的紧固钉；所述驱动杆和外管同轴设置，所述驱动杆的杆壁上沿轴向间隔设置有多个凸棱，相邻所述凸棱之间形成有凹槽；所述紧固钉包括沿外管径向设置的钉杆、分别固定在钉杆两端部的钉帽和钉头，所述外管的管壁上开设有与紧固钉相对应的第一阶梯孔，所述钉帽抵接在凹槽内，所述钉头卡放在第一阶梯孔内，所述钉杆上套设有弹簧，所述弹簧的一端抵接在外管的内壁上、另一端抵接在钉帽上。本发明具有增强护壁与周围土体连接力、提高桩基础稳定性的效果。

Description

一种人工挖孔灌注桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及桩基础的技术领域，特别涉及一种人工挖孔灌注桩及其施工方法。

背景技术

人工挖孔灌注桩，是指采用人工挖掘方法进行成孔，然后在桩孔内安放钢筋笼，灌注混凝土并振捣成型的一种桩基础，人孔挖孔桩一般直径较粗，最细的也在800毫米以上，能够承载楼层较少且压力较大的结构主体，在公路、民用建筑中得到广泛应用。

人工挖孔桩在施工时，每挖一米需要在桩孔内建筑一圈混凝土护壁，如此不断下挖，但是每层护壁在浇筑完成后都需要停工12小时以上，等待混凝土硬化成型，为缩短施工周期，现在多采用预制护壁模板的方式进行施工，但是这种方式施工完成后，护壁容易在竖直方向上出现沉降现象，即护壁与周围土体之间形成相对移动，影响灌注桩整体的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种人工挖孔灌注桩及其施工方法，具有增强护壁与周围土体连接力、提高桩基础稳定性的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种人工挖孔灌注桩，包括设置在桩孔内的护壁和浇筑在护壁内的桩体，每节所述护壁上均安装有穿进土体内的固定组件，所述固定组件包括外管、设置在外管内部的驱动杆以及设置在驱动杆和外管之间的紧固钉；

所述驱动杆和外管同轴设置，所述驱动杆的杆壁上沿轴向间隔设置有多个凸棱，相邻所述凸棱之间形成有凹槽，所述凸棱和凹槽之间平滑过渡；

所述紧固钉包括沿外管径向设置的钉杆、分别固定在钉杆两端部的钉帽和钉头，所述外管的管壁上开设有与紧固钉相对应的第一阶梯孔，所述钉帽抵接在凹槽内，所述钉头卡放在第一阶梯孔内，所述钉杆上套设有弹簧，所述弹簧的一端抵接在外管的内壁上、另一端抵接在钉帽上。

通过采用上述技术方案，安装护壁后，将固定组件由护壁的内壁斜向下插进土体内，然后控制驱动杆沿外管轴向向内移动，驱动杆移动时，钉帽沿着凹槽和凸棱的外轮廓线移动，钉帽压缩弹簧，钉头由第一阶梯孔向外顶出，插进周围的土体内，增加外管与周围土体的连接力。

本发明进一步设置为：每个所述凹槽内均设置有多个紧固钉，所述紧固钉沿驱动杆的周向均匀分布。

通过采用上述技术方案，每个凹槽对应的驱动杆的横截面上都设有一圈紧固钉，增大了连接点的个数，进一步增大了外管与周围土体之间的连接力。

本发明进一步设置为：所述外管的内壁上设置有内螺纹，所述驱动杆靠近外管开口侧的一端设置有外螺纹。

通过采用上述技术方案，驱动杆与外管之间通过螺纹连接，旋动驱动杆时，驱动杆即可在外管内移动，实现较为容易，且螺纹连接具有自锁功能，旋动驱动杆至一定位置后，紧固钉不会由第一阶梯孔向内缩回。

本发明进一步设置为：所述钉帽为半球状。

通过采用上述技术方案，钉帽为半球状，其沿驱动杆杆壁移动时，更为平滑。

本发明进一步设置为：所述驱动杆内沿其中心轴线方向开设有注浆孔，所述外管远离护壁的一端固定有锥形罩，所述锥形罩上均布有排浆孔。

通过采用上述技术方案，将固定组件插入土体内，并将紧固钉插设在周围的土体内之后，可通过高压灌浆机向注浆孔内压入混凝土浆液，混凝土浆液由排浆孔向外排出，并填充在外管和周围土体之间，混凝土浆液凝固后，会将外管和周围土体仅仅粘固在一起。

本发明进一步设置为：所述外管为一种波纹管。

通过采用上述技术方案，波纹管可增大外管与周围土体之间的握裹力。

本发明进一步设置为：所述驱动杆远离锥形罩的一侧端面上开设有方孔。

通过采用上述技术方案，可在方孔内插入扳手，方便拧动驱动件。

本发明进一步设置为：每节所述护壁均包括两个连接件，每个所述连接件包括两块相互铰接的弧形板，每个弧形板设置有至少一组固定组件；

所述连接件的其中一个弧形板上设置有限位块、另一个弧形板上设置有限位槽。

通过采用上述技术方案，两个弧形板铰接在一起，方便将其放进桩孔内，而且弧形板之间通过限位槽与限位块卡接配合，同一节护壁上的两个连接件不会在竖直方向上形成错位。

本发明进一步设置为：所述弧形板上开设有第二阶梯孔，所述外管的侧壁上固定有挡环，所述挡环卡在第二阶梯孔内。

通过采用上述技术方案，外管的开口端可卡在护壁内，防止外管与护壁和桩体脱离。

本发明进一步设置为：一种人工挖孔灌注桩的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，施工准备，完成施工场地清表工作并平整场地；

步骤二，确定桩孔中心，进行桩顶锁口浇筑，混凝土锁口顶面高出地面20-40cm，以防止杂物落入孔中伤人；

步骤三，开挖桩孔，第一节桩孔开挖过程中及完成后，检测孔径、垂直度和中心偏位，保证桩孔的成型精度；

步骤四，在桩孔上架设升降设备，通过升降设备将第一节护壁的两块连接件吊入桩孔内，将两块连接件拼接在一起，对应的限位槽与限位块相配合；

步骤五，由弧形板上的第二阶梯孔 孔口向周围土壤内挖掘出用于放置外管的插孔，并将固定组件插进插孔内，直到挡环卡在第二阶梯孔内；

步骤六，将扳手对接在方孔内，旋动扳手，驱动杆沿外管轴向移动，紧固钉的钉帽由凹槽底部移动至凸棱的顶部，紧固钉的钉头向外插入周围的土体内；

步骤七，在注浆孔的孔口插入灌浆管，并通过高压灌浆机向灌浆管中灌入混凝土浆，混凝土浆经排浆孔排出，混凝土浆填充在外管和周围的土体之间；

步骤八，待混凝土浆凝固后，按照次序继续向下开挖桩孔并按照上述步骤安装护壁和固定组件；

步骤九，清理桩孔底部虚土、排除孔内积水，扩大头处理；

步骤十，放入钢筋笼，浇筑桩体。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.通过在外管内设置驱动杆，在驱动杆和外管之间设置紧固钉，通过驱动杆直径的改变可控制紧固钉沿外管的径向移动，从而插设进周围土体内，增强紧固钉与周围土体之间的连接力；

2.通过在驱动杆内开设注浆孔，并在外管端部的锥形罩上开设排浆孔，混凝土浆液能够通过排浆孔排出至外管周围的土体内，将外管与周围土体紧密连接在一起；

3.通过将护壁分体设置为两个连接件，每个连接件包括两个铰接在一起的弧形板，方便将护壁安装在桩孔内。

附图说明

图1是本发明的一种整体结构示意图。

图2是每节护壁中两个连接件的配合关系示意图。

图3是固定组件与弧形板连接关系的剖面结构示意图。

图4是固定组件的结构示意图。

图5是图3中A部分的放大结构示意图。

图中，1、护壁；11、弧形板；12、限位块；13、限位槽；14、第二阶梯孔；2、桩体；3、固定组件；31、外管；311、第一阶梯孔；312、锥形罩；313、排浆孔；314、挡环；32、驱动杆；321、凸棱；322、凹槽；323、注浆孔；324、方孔；33、紧固钉；331、钉杆；332、钉帽；333、钉头；34、弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种人工挖孔灌注桩，包括护壁1、桩体2以及设置在护壁1上的固定组件3，护壁1沿竖直方向设置有多节。

参照图1和图2，每节护壁1包括两个拼接形成圆柱形的连接件，每个连接件包括两个铰接在一起的弧形板11，每个连接件的其中一个弧形板11远离其铰接轴的一侧端面上固定有限位块12、另一个弧形板11的侧端面上开设有与限位块12相对应的限位槽13，两个连接件对接在一起时，相邻两个弧形板11上的限位块12卡接在限位槽13内，防止两个连接件在竖直方向上形成相对滑动。固定组件3在每块弧形板11的中心位置各设置有一组。

参照图3和图4，固定组件3包括外管31、驱动杆32和紧固钉33，外管31为一种波纹管，外管31远离护壁1的一端向下倾斜，外管31管壁上靠近其开口侧的一端固定有挡环314，弧形板11的内壁上开设有第二阶梯孔14，外管31穿过第二阶梯孔14，挡环314卡在第二阶梯孔14内，防止外管31从第二阶梯孔14内脱落从而与护壁1分离。驱动杆32位于外管31内且两者的中心轴线相重合，驱动杆32 内沿其中心轴线方向开设有注浆孔323，外管31远离护壁1的一端固定连接有锥形罩312，锥形罩312的侧表面上均匀开设有多个排浆孔313；驱动杆32靠近外管31开口一侧的杆壁上设置有外螺纹，外管31的内壁上开设有与驱动杆32相配合的内螺纹，驱动杆32螺纹连接在外管31内，驱动杆32远离锥形罩312的一侧端面中心开设有方孔324，方便通过扳手旋动驱动杆32；驱动杆32远离其螺纹端的杆壁上沿轴向均匀设置有多个凸棱321，相邻凸棱321之间形成有凹槽322，凸棱321和凹槽322之间平滑过渡，本实施例中驱动杆32沿轴向剖面的外轮廓线为正弦曲线；紧固钉33沿驱动杆32的轴向设置有多个，每个紧固钉33均与凹槽322相对应。

参照图4和图5，紧固钉33在每个凹槽322 内设置有四个，且紧固钉33沿驱动杆32的周向均匀设置。紧固钉33包括钉杆331、钉帽332和钉头333，钉帽332和钉头333分别固定连接在钉杆331的两端部，钉帽332为半球状，且钉帽332的直径大于钉杆331的直径，钉头333为锥形状，钉头333靠近钉杆331一端的直径大于钉杆331的直径，外管31的管壁上开设有与紧固钉33相对应的第一阶梯孔311，钉头333卡在第一阶梯孔311内，钉杆331沿外管31的径向设置并可向第一阶梯孔311外移动；钉杆331的杆壁上套设有弹簧34，弹簧34处于压缩状态，弹簧34的一端抵紧在外管31的内壁上、另一端抵紧在钉帽332上。具体的，在外管31的轴线方向上，驱动杆32远离护壁1一侧端面与锥形罩312开口端面之间的距离等于凸棱321顶端与凹槽322底端之间的距离，将驱动杆32旋动至外管31底部时，紧固钉33沿外管31的径向向外移动，插进周围的土体内。

人工挖孔灌注桩的施工步骤如下：

步骤一，施工准备，完成施工场地清表工作并平整场地；

步骤二，确定桩孔中心，进行桩顶锁口浇筑，混凝土锁口顶面高出地面30cm，以防止杂物落入孔中伤人；

步骤三，开挖桩孔，第一节桩孔开挖过程中及完成后，检测孔径、垂直度和中心偏位，保证桩孔的成型精度；

步骤四，在桩孔上架设升降设备，通过升降设备将第一节护壁1的两块连接件吊入桩孔内，将两块连接件拼接在一起，对应的限位槽13与限位块12相配合；

步骤五，由弧形板11上的第二阶梯孔14 孔口向周围土壤内挖掘出用于放置外管31的插孔，并将固定组件3插进插孔内，直到挡环314卡在第二阶梯孔14内；

步骤六，将扳手对接在方孔324内，旋动扳手，驱动杆32沿外管31轴向移动，紧固钉33的钉帽332由凹槽322底部移动至凸棱321的顶部，紧固钉33的钉头333向外插入周围的土体内；

步骤七，在注浆孔323的孔口插入灌浆管，并通过高压灌浆机向灌浆管中灌入混凝土浆；

步骤八，待混凝土浆凝固后，按照次序继续向下开挖桩孔并按照上述步骤安装护壁1和固定组件3；

步骤九，清理桩孔底部虚土、排除孔内积水，扩大头处理；

步骤十，放入钢筋笼，浇筑桩体2。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人工挖孔灌注桩，包括设置在桩孔内的护壁（1）和浇筑在护壁（1）内的桩体（2），其特征在于：每节所述护壁（1）上均安装有穿进土体内的固定组件（3），所述固定组件（3）包括外管（31）、设置在外管（31）内部的驱动杆（32）以及设置在驱动杆（32）和外管（31）之间的紧固钉（33）；

所述驱动杆（32）和外管（31）同轴设置，所述驱动杆（32）的杆壁上沿轴向间隔设置有多个凸棱（321），相邻所述凸棱（321）之间形成有凹槽（322），所述凸棱（321）和凹槽（322）之间平滑过渡；

所述紧固钉（33）包括沿外管（31）径向设置的钉杆（331）、分别固定在钉杆（331）两端部的钉帽（332）和钉头（333），所述外管（31）的管壁上开设有与紧固钉（33）相对应的第一阶梯孔（311），所述钉帽（332）抵接在凹槽（322）内，所述钉头（333）卡放在第一阶梯孔（311）内，所述钉杆（331）上套设有弹簧（34），所述弹簧（34）的一端抵接在外管（31）的内壁上、另一端抵接在钉帽（332）上。

2.根据权利要求1所述的一种人工挖孔灌注桩，其特征在于：每个所述凹槽（322）内均设置有多个紧固钉（33），所述紧固钉（33）沿驱动杆（32）的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种人工挖孔灌注桩，其特征在于：所述外管（31）的内壁上设置有内螺纹，所述驱动杆（32）靠近外管（31）开口侧的一端设置有外螺纹。

4.根据权利要求1所述的一种人工挖孔灌注桩，其特征在于：所述钉帽（332）为半球状。

5.根据权利要求1所述的一种人工挖孔灌注桩，其特征在于：所述驱动杆（32）内沿其中心轴线方向开设有注浆孔（323），所述外管（31）远离护壁（1）的一端固定有锥形罩（312），所述锥形罩（312）上均布有排浆孔（313）。

6.根据权利要求5所述的一种人工挖孔灌注桩，其特征在于：所述外管（31）为一种波纹管。

7.根据权利要求5所述的一种人工挖孔灌注桩，其特征在于：所述驱动杆（32）远离锥形罩（312）的一侧端面上开设有方孔（324）。

8.根据权利要求1所述的一种人工挖孔灌注桩，其特征在于：每节所述护壁（1）均包括两个连接件，每个所述连接件包括两块相互铰接的弧形板（11），每个弧形板（11）设置有至少一组固定组件（3）；

所述连接件的其中一个弧形板（11）上设置有限位块（12）、另一个弧形板（11）上设置有限位槽（13）。

9.根据权利要求8所述的一种人工挖孔灌注桩，其特征在于：所述弧形板（11）上开设有第二阶梯孔（14），所述外管（31）的侧壁上固定有挡环（314），所述挡环（314）卡在第二阶梯孔（14）内。

10.一种人工挖孔灌注桩的施工方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一，施工准备，完成施工场地清表工作并平整场地；

步骤二，确定桩孔中心，进行桩顶锁口浇筑，混凝土锁口顶面高出地面20-40cm，以防止杂物落入孔中伤人；

步骤三，开挖桩孔，第一节桩孔开挖过程中及完成后，检测孔径、垂直度和中心偏位，保证桩孔的成型精度；

步骤四，在桩孔上架设升降设备，通过升降设备将第一节护壁（1）的两块连接件吊入桩孔内，将两块连接件拼接在一起，对应的限位槽（13）与限位块（12）相配合；

步骤五，由弧形板（11）上的第二阶梯孔（14） 孔口向周围土壤内挖掘出用于放置外管（31）的插孔，并将固定组件（3）插进插孔内，直到挡环（314）卡在第二阶梯孔（14）内；

步骤六，将扳手对接在方孔（324）内，旋动扳手，驱动杆（32）沿外管（31）轴向移动，紧固钉（33）的钉帽（332）由凹槽（322）底部移动至凸棱（321）的顶部，紧固钉（33）的钉头（333）向外插入周围的土体内；

步骤七，在注浆孔（323）的孔口插入灌浆管，并通过高压灌浆机向灌浆管中灌入混凝土浆，混凝土浆经排浆孔（313）排出，混凝土浆填充在外管（31）和周围的土体之间；

步骤八，待混凝土浆凝固后，按照次序继续向下开挖桩孔并按照上述步骤安装护壁（1）和固定组件（3）；

步骤九，清理桩孔底部虚土、排除孔内积水，扩大头处理；

步骤十，放入钢筋笼，浇筑桩体（2）。