CN111287175A - 一种双管环钻钢管桩及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土木工程领域的一种双管环钻钢管桩及其施工方法，该种钢管桩包括钢管桩(1)、环形钻头(3)、钻头连接器(4)、钻头定位器(5)及钻杆卡槽(6)五部分，其中钻头定位器(4)与钢管桩(1)牢固连接，环形钻头(3)与钻头连接器(4)牢固连接，钻头连接器(4)卡套于钻头定位器(5)上，且钻头连接器(4)可与钻头定位器(5)相对回旋转动，在施工时，将筒状钻杆(7)置于钢管桩(1)的内侧且与环形钻头(3)连接，通过筒状钻杆(7)带动环形钻头(3)旋转，钻成环形孔沉桩。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程领域中的一种钢管桩及其施工方法。
背景技术
钢管桩为薄壁结构，目前钢管桩常用的施工方法包括振动法、静压法及引孔法三种，振动法因近些年来高频液压振动锤及免共振高频液压振动锤设备的使用而较广泛使用，但无论是什么样的振动锤进行振动打桩，振动均难以避免。静压法往往因钢管桩壁薄、直径大，压桩阻力大，压桩拖带沉降大。不论是振动法还是静压法沉桩，均对地层条件有很大的依赖性，对于可塑、硬塑及坚塑的黏性土及中密～密实的砂性土与粉性土，上述两种沉桩方法均较困难。引孔法施工是先在桩位处钻孔，然后放入钢管桩，该种方法地层适应性强，但施工速度慢、造价高，施工伴随产生泥浆，环境影响较大。对于要回收重复使用的钢管桩，引孔位置拔桩后的再处理成本也较高。对于应用于风电等工程领域的大直径钢管桩，施工成本倍增。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种双管环钻钢管桩，该种钢管桩能够微扰动沉桩，针对钢管桩壁薄的特征，实现在钢管桩底部完成环形钻孔，从而易于沉桩施工，适用于各类土层及岩层。
该种双管环钻钢管桩包括钢管桩、环形钻头、钻头连接器、钻头定位器及钻杆卡槽五部分，其中钻头定位器与钢管桩牢固连接，环形钻头与钻头连接器牢固连接，钻头连接器卡套于钻头定位器上，且钻头连接器与钻头定位器具备相对回旋转动的功能，钻杆卡槽与钻头连接器连接，钻杆卡槽是用于带动钻头连接器旋转的器具或结构。
本发明的第二个目的是提供一种双管环钻钢管桩施工方法，该施工方法可以顺利实现双管环钻钢管桩的微扰动沉桩施工，施工工艺简单，造价低，可以解决沉桩拖带沉降、沉桩振动、噪音等环境影响问题，可实现多桩同时施工。
该双管环钻钢管桩施工方法包括以下步骤：
a)将双管环钻钢管桩与旋转动力装置、筒状钻杆连接；
b)在桩位处，启动旋转动力装置，带动筒状钻杆及双管环钻钢管桩的环形钻头转动；
c)在双管环钻钢管桩端部环形钻孔成孔同时，在下沉力作用下，使双管环钻钢管桩下沉至预定标高；
d)解除旋转动力装置、筒状钻杆与钢管桩之间的连接，实现旋转动力装置与筒状钻杆的回收再利用，完成双管环钻钢管桩施工。
本发明的双管环钻钢管桩及其施工方法，可结合静压或振动法提高沉桩速度，沉桩完成后，动力装置与筒状钻杆可拔出重复使用，可实现多根桩同时依次钻进。拔桩时可结合土塞补偿法、振动法、静力法拔桩，本发明充分利用了钢管桩直径大壁薄的特点，对土体钻扰体积小，施工微扰动，环境效益突出，造价低。本发明不仅适用于钢管桩，也适用于在钢管桩上焊接各种构件后组成的各种形式的组合钢管桩结构。
附图说明
图1为本发明的一个实施例所用的一种双管环钻钢管桩结构构造示意图。
具体实施方式
作为本发明的一个实施例，下面结合图1介绍本发明的一种双管环钻钢管桩及其施工方法。首先，结合图1介绍本发明的双管环钻钢管桩的结构构造与工作原理。如图1所示，该种双管环钻钢管桩包括钢管桩(1)、环形钻头(3)、钻头连接器(4)、钻头定位器(5)及钻杆卡槽(6)五部分，其中钻头定位器(5)与钢管桩(1)牢固连接，环形钻头(3)与钻头连接器(4)牢固连接，钻头连接器(4)卡套于钻头定位器(5)上，且钻头连接器(4)与钻头定位器(5)具备相对回旋转动的功能，钻杆卡槽(6)与钻头连接器(4)连接，钻杆卡槽(6)是用于带动钻头连接器(4)旋转的器具或结构。在上述的双管环钻钢管桩中，其中的钻头连接器(4)可以采用如图1所示的结构，即选用直径较小的钢管外侧相隔一段距离焊接两块钢板制作，钻头定位器(5)可以选用环形钢结构焊接于钢管桩(1)的底部制作而成。钻杆卡槽(6)可以采用钢板竖直向焊接在钻头连接器(4)上既可。在本实施例中所述的钢管桩(1)可以是带有各种形式焊接件(2)的结构，如钢管桩连续墙，各种形式的组合钢管桩等。本实施例以下部分，结合图1介绍本发明的双管环钻钢管桩施工方法。该施工方法包括以下四个步骤。第一步，将双管环钻钢管桩与旋转动力装置(8)、筒状钻杆(7)连接。筒状钻杆(7)可以是钢管，在筒状钻杆(7)底部开缝，即可直接卡在钻杆卡槽(6)上，使得环形钻头(3)与筒状钻杆(7)不可相对转动。筒状钻杆(7)顶部与旋转动力装置(8)连接，旋转动力装置(8)与钢管桩(1)通过动力装置固定器(9)与钢管桩(1)连接。完成第一步，进入第二步。本步骤中，在桩位处，启动旋转动力装置(8)，带动筒状钻杆(7)及双管环钻钢管桩的环形钻头(3)转动。在本步骤中，旋转动力装置(8)是固定在钢管桩(1)上的，在环形钻头(3)旋转时的反力可由钢管桩(1)提供，筒状钻杆(7)与钢管桩(1)之间摩擦力属于内力，因此，在钻进过程中，所需的外部平衡力很小。完成第二步，进入第三步。在本步骤中，通过转动环形钻头(3)在钢管桩(1)的底部钻环形孔，可在钻孔时注入适度的水加快钻孔速度或注入泥浆护壁。在双管环钻钢管桩端部环形钻孔成孔同时，在重力作用下，使双管环钻钢管桩(1)下沉至预定标高。在施工时，还可以在钢管桩(1)上施加向下的压力，提高沉桩效率与速度。完成第三步，进入第四步。在本步骤中，沉桩结束后，可解除旋转动力装置(8)、筒状钻杆(7)与钢管桩(1)之间的连接，回收再利用，从而完成本发明的双管环钻钢管桩施工。
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 (2)
1.一种双管环钻钢管桩，其特征是包括钢管桩(1)、环形钻头(3)、钻头连接器(4)、钻头定位器(5)及钻杆卡槽(6)五部分，其中钻头定位器(4)与钢管桩(1)牢固连接，环形钻头(3)与钻头连接器(4)牢固连接，钻头连接器(4)卡套于钻头定位器(5)上，且钻头连接器(4)与钻头定位器(5)具备相对回旋转动的功能，钻杆卡槽(6)与钻头连接器(4)连接，钻杆卡槽(6)是用于带动钻头连接器(4)旋转的器具或结构。
2.一种如权利要求1所述的双管环钻钢管桩施工方法，包括以下步骤：
a)将双管环钻钢管桩与旋转动力装置(8)、筒状钻杆(7)连接；
b)在桩位处，启动旋转动力装置(8)，带动筒状钻杆(7)及双管环钻钢管桩的环形钻头(3)转动；
c)在双管环钻钢管桩端部环形钻孔成孔同时，在下沉力作用下，使双管环钻钢管桩下沉至预定标高；
d)解除旋转动力装置(8)、筒状钻杆(7)与钢管桩(1)之间的连接，将旋转动力装置(8)、筒状钻杆(7)回收再利用，完成双管环钻钢管桩施工。
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