CN111519620A - 一种碎石桩机桩头专用装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碎石桩机桩头专用装置,包括桩头管、入土导入部、插销、叶板；在桩头管内侧设有挡板；入土导入部由多块活动板构成；其使用方法为：碎石桩机桩管下沉过程中，活动板合拢，叶板张开，桩管下沉到设计标高后，从桩顶倒入碎石，提升桩管，活动板张开，桩管振动，碎石通过桩头管进入地层，桩管提升到一定高度后，桩管再次下沉，进行反插，将碎石压入软基，此时活动板仍然张开，叶板合拢，叶板在挡板作用下，将碎石下压，将碎石密实并将碎石压人软土地基。本发明通过在桩头上安装尖头状的入土导入部以及叶板，不仅可轻易穿透较厚片石层，下沉到设计标高，而且还能够进行有效反插，保证了在顶面有片石层路段应用碎石桩进行软基处理的效果。

Description

一种碎石桩机桩头专用装置及其使用方法

技术领域

本发明属于土木工程碎石桩技术领域，具体涉及一种碎石桩机桩头专用装置及其使用方法, 该装置用于穿过片石层进行碎石桩施工。

背景技术

碎石桩是以碎石(卵石)为主要材料制成的复合地基加固桩。碎石桩和砂桩等在国外统称为散体桩或粗颗粒土桩。所谓散体桩是指无粘结强度的桩，由碎石柱或砂桩等散体桩和桩间土组成的复合地基亦可称为散体桩复合地基。目前在国内外广泛应用的碎石桩、砂桩、渣土桩等复合地基都是散体桩复合地基。

碎石桩是散体桩的一种，按其制桩工艺可分为振冲(湿法)碎石桩和干法碎石桩两大类。采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。采用各种无水冲工艺(如干振、振挤、锤击等)制成的碎石桩统称为干法碎石桩。当以砾砂、粗砂、中砂、圆砾、角砾、卵石、碎石等为填充料制成的桩称为砂石桩。

碎石桩承载力较大，同时可根据软基不同情况、地基承载力的不同要求，调整碎石桩桩径与桩长，达到设计地基承载力要求，在公路与施工施工项目软基处理中，运用较为广泛。由于碎石桩施工过程中反插施工工序对碎石桩的成桩质量非常重要，所以碎石桩桩机的桩头一般都是平头，提高施工过程中桩管反插效果。但如果软基顶层由于作为施工便道等原因填有较厚片石层时，由于片石层阻力大，对碎石桩基的桩管和振动电机损耗很大，维修费用高，成桩速度慢，有的情况下碎石桩机桩管甚至无法振动下沉到设计标高。如应用尖头桩头，又很难保证反插效果。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种碎石桩机桩头专用装置及其使用方法，该装置通过应用一种尖头同时能够保证反插效果的碎石桩基桩头，保证了在顶面有片石层路段应用碎石桩进行软基处理的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种碎石桩机桩头专用装置,包括桩头管、入土导入部、插销、叶板；所述桩头管为顶部固定在碎石桩机桩管底部并与碎石桩机桩管连通的圆筒形钢管；在桩头管内侧均匀设有多块凸出桩头管内壁的挡板；所述入土导入部由多块铰接在桩头管底部外侧并可自由张合的三角形活动板构成；所述活动板能在向上的外力作用下以铰接处为圆心向上转动合拢并与其它活动板互相拼合将桩头管底部管口封住，活动板也能在自身重力或向下的外力作用下以铰接处为圆心向外转动张开露出桩头管底部管口；所述插销为横向固定在桩头管内侧中部的轴杆；所述叶板为两块设置桩头管内部插销两边并位于挡板下方的半圆形板，叶板的直边铰接在插销上，叶板的弧形边能在向上外力作用下以插销为圆心向上转动贴靠在挡板底部，叶板的弧形边也能在向下外力或自身重力作用下以插销为圆心向下转动使桩头管内部贯通。

进一步地，所述桩头管一体设置在碎石桩机桩管底部。

进一步地，所述挡板数目为四款，每块挡板上表面为斜面，以便于碎石滑下，下表面为平面，以便于挡住。

进一步地，所述入土导入部在活动板合拢后呈向下凸出的锥形尖头结构，该种结构下桩头可轻易穿透较厚片石层，下沉到设计标高。

进一步地，所述活动板外侧面与内侧面以及底边都为弧形面。

进一步地，所述活动板的数目为四片。

进一步地，所述活动板为高强度钢板制成。

一种碎石桩机桩头专用装置的使用方法,其步骤为：碎石桩机桩管下沉过程中，活动板合拢，叶板张开，桩管下沉到设计标高后，从桩顶倒入碎石，提升桩管，活动板张开，桩管振动，碎石通过桩头管进入地层，桩管提升到一定高度后，桩管再次下沉，进行反插，将碎石压入软基，此时活动板仍然张开，叶板合拢，叶板在挡板作用下，将碎石下压，将碎石密实并将碎石压人软土地基。

本发明的优点在于：

本发明结构简单，效果明显，主要应用在软土地基上方填有较厚片石层，平头桩管无法下沉或下沉困难，尖头桩管虽然可以下沉，但反插效果差的碎石桩软土地基处理；通过在桩头上安装尖头状的入土导入部以及叶板，不仅可轻易穿透较厚片石层，下沉到设计标高，而且还能够进行有效反插，保证了在顶面有片石层路段应用碎石桩进行软基处理的效果。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明一种碎石桩机桩头专用装置中入土导入部在向上外力作用下合拢时的结构示意图；

图2为图1的全剖图；

图3为本发明一种碎石桩机桩头专用装置中叶板与插销的组装示意图；

图中所示：1-桩头管、2-挡板、3-入土导入部、4-活动板、5-插销、6-叶板。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1-3所示，本发明的一种碎石桩机桩头专用装置,包括桩头管1、入土导入部3、插销5、叶板6；所述桩头管1为顶部固定在碎石桩机桩管底部并与碎石桩机桩管连通的圆筒形钢管；在桩头管1内侧均匀设有多块凸出桩头管1内壁的挡板2；所述入土导入部3由多块铰接在桩头管1底部外侧并可自由张合的三角形活动板4构成；所述活动板4能在向上的外力作用下以（与桩头管1）铰接处为圆心向上转动合拢并与其它活动板4互相拼合将桩头管1底部管口封住，活动板4也能在自身重力或向下的外力作用下以（与桩头管1）铰接处为圆心向外转动张开露出桩头管1底部管口；所述插销5为横向固定在桩头管1内侧中部的轴杆；所述叶板6为两块设置桩头管1内部插销5两边并位于挡板2下方的半圆形板，叶板6的直边铰接在插销5上，叶板6的弧形边能在向上外力作用下以插销5为圆心向上转动贴靠在挡板2底部（封住桩头管1），叶板6的弧形边也能在向下外力或自身重力作用下以插销5为圆心向下转动使桩头管1内部贯通。

进一步地，所述桩头管1一体设置在碎石桩机桩管底部（碎石桩机桩管与桩头管1为一体件）。

进一步地，所述入土导入部3在活动板4合拢后呈向下凸出的锥形尖头结构，该种结构下桩头可轻易穿透较厚片石层，下沉到设计标高。

进一步地，所述活动板4外侧面与内侧面以及底边都为弧形面。

进一步地，所述活动板4的数目为四片。

进一步地，所述活动板4为高强度钢板制成。

初始状态下，碎石桩机桩管底部的入土导入部3上四片高强度钢制活动板4在自身重力作用下是向下张开的，且两块叶板6也在自身重力作用下，是向下张开的。

随着碎石桩机桩管下移使入土导入部3接触土层或石层，然后进一步下沉进入土层或石层后，在土层或石层挤压下，入土导入部3的四片活动板4向上转动合拢（碎石桩机桩管下沉，四片高强度钢制活动板4受到土层或石层的反作用力的作用被向上顶起，直至合拢），形成尖头，碎石桩机桩管不断振动下压，在尖头状入土导入部3辅助下，碎石桩机桩管就可轻易就穿过土层或石层（特别是片石层），并逐渐下沉到设计标高。

碎石桩机桩管下沉过程中，四片高强度钢制活动板4在向上外力作用下（由于碎石桩机桩管施加给土层或石层压力始终存在，那么四片高强度钢制活动板4在此过程中就一直受到土层或石层向上的反作用力，被向上顶住并合拢，即便碎石桩机桩管停止下沉了，由于合拢状态的四片高强度钢制活动板4与土层或石层依然保持着接触状态，土层或石层依然受到活动板4及碎石桩机桩管的重力作用，土层或石层依然会给活动板4向上的反作用力，使活动板依然被顶住并合拢）始终处于合拢状态。

在碎石桩机桩管下沉到设计标高后，从碎石桩机桩管顶部倒入碎石，然后不断提升碎石桩机桩管，桩头管底部的四片活动板4底部与土层或石层脱离接触，四片活动板4在自身重力以及碎石桩机桩管和桩头管1内碎石重力作用下，向外张开，碎石桩机桩管振动，碎石桩机桩管内碎石通过桩头管1进入地层（碎石桩机桩管下沉开出的孔内），碎石桩机桩管提升到一定高度后（此时碎石桩机桩管内碎石基本全部从碎石桩机桩管及桩头管1内落入地层内），碎石桩机桩管再次下沉，进行反插，将碎石压入软基。反插前，桩头管1底部的四片活动板在自身重力作用下处于张开状态，碎石桩机桩管再次下沉时，桩头管1底部的四片活动板4首先接触到碎石，由于碎石流动性好，四片活动板4下移时可轻易的插入碎石内，四片活动板受到的反作用力难以将四片活动板4向上顶起合拢，加之高处落下的碎石会自然形成锥形堆体，碎石反而会从四片活动板4中部进入桩头管1内部，填充在四片活动板4内侧，使四片活动板4更难以合拢，故使得反插过程中，四片活动板4依然处于张开状态。碎石从四片活动板4中部进入桩头管1内部后，便位于两块叶板6下方，随着反插的进一步深入，进入桩头管1内部的碎石增多，碎石就会顶住两块自由张合的叶板6逐渐向上转动，直至叶板6弧形边顶靠在挡板2底部（此时两块叶板6基本处于一条直线上，将桩头管1内部封住），挡板2受到叶板6向上的作用力后（叶板6施加给挡板2的向上作用力来自碎石），给予叶板6反向作用力，在这个反向作用力作用下，叶板6将碎石下压，进而将碎石密实并将碎石压人软土地基。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本发明的保护范围不限于具体实施方式所公开的技术方案，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种碎石桩机桩头专用装置,其特征在于:包括桩头管、入土导入部、插销、叶板；所述桩头管为顶部固定在碎石桩机桩管底部并与碎石桩机桩管连通的圆筒形钢管；在桩头管内侧均匀设有多块凸出桩头管内壁的挡板；所述入土导入部由多块铰接在桩头管底部外侧并可自由张合的三角形活动板构成；所述活动板能在向上的外力作用下以铰接处为圆心向上转动合拢并与其它活动板互相拼合将桩头管底部管口封住，活动板也能在自身重力或向下的外力作用下以铰接处为圆心向外转动张开露出桩头管底部管口；所述插销为横向固定在桩头管内侧中部的轴杆；所述叶板为两块设置桩头管内部插销两边并位于挡板下方的半圆形板，叶板的直边铰接在插销上，叶板的弧形边能在向上外力作用下以插销为圆心向上转动贴靠在挡板底部，叶板的弧形边也能在向下外力或自身重力作用下以插销为圆心向下转动使桩头管内部贯通。

2.根据权利要求1所述的一种碎石桩机桩头专用装置,其特征在于:所述桩头管一体设置在碎石桩机桩管底部。

3.根据权利要求1所述的一种碎石桩机桩头专用装置,其特征在于:所述挡板数目为四款，每块挡板上表面为斜面，下表面为平面。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种碎石桩机桩头专用装置,其特征在于:所述入土导入部在活动板合拢后呈向下凸出的锥形尖头结构。

5.根据权利要求4所述的一种碎石桩机桩头专用装置,其特征在于:所述活动板外侧面与内侧面以及底边都为弧形面。

6.根据权利要求5所述的一种碎石桩机桩头专用装置,其特征在于:所述活动板的数目为四片。

7. 根据权利要求6所述的一种碎石桩机桩头专用装置,其特征在于: 所述活动板为高强度钢板制成。

8.一种如权利要求1-7中任意一项所述碎石桩机桩头专用装置的使用方法,其特征在于，其步骤为：碎石桩机桩管下沉过程中，活动板合拢，叶板张开，桩管下沉到设计标高后，从桩顶倒入碎石，提升桩管，活动板张开，桩管振动，碎石通过桩头管进入地层，桩管提升到一定高度后，桩管再次下沉，进行反插，将碎石压入软基，此时活动板仍然张开，叶板合拢，叶板在挡板作用下，将碎石下压，将碎石密实并将碎石压人软土地基。

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