CN112227368B - 一种预应力管柱接桩装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种预应力管柱接桩装置及其施工方法，其包括安装板和对称铰接在安装板上的两个与管柱尺寸适配的活动瓣，两个活动瓣的活动端设置有用于连接两个活动瓣的连接组件，活动瓣的一端连接有导向瓣，导向瓣远离活动瓣的开口扩大，活动瓣的内壁上沿安装板长度方向滑动设置有挤压杆，安装板上设置有用于驱使两个活动瓣上挤压杆沿安装板长度方向同步逆向滑动的驱动装置。在对管柱进行接桩时，将安装板上两个活动瓣转动至将下段桩包围，再将两个活动瓣的活动端连接固定，然后驱使两个活动瓣上的挤压杆同步朝向管桩移动并抵紧管桩，再将上段管从导向瓣上方插入，即可快速将上端桩与下端桩对齐，本申请具有操作方便，提高接桩质量的效果。

Description

一种预应力管柱接桩装置及其施工方法

技术领域

本申请涉及建筑施工的领域，尤其是涉及一种预应力管柱接桩装置及其施工方法。

背景技术

预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩，先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。

授权公告号为CN100580191C的专利公开了一种高清预应力混凝土管桩施工方法，包括测量放线后将桩机就位，在预制桩检验后，用桩机起吊预制桩，稳桩后，对预制桩进行压桩，压桩后再接桩、送桩，直至试桩查验合格后，即可转移桩机进行下循环作业。

针对上述中的相关技术，存在有以下缺陷：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。

发明内容

为了提高接桩质量，进而保证管桩整体承载能力，本申请提供一种预应力管柱接桩装置及其施工方法。

第一方面，本申请提供一种预应力管柱接桩装置，采用如下的技术方案：

一种预应力管柱接桩装置，包括安装板和对称铰接在安装板上的两个与管柱尺寸适配的活动瓣，所述活动瓣的铰接轴平行于安装板的宽度方向，两个活动瓣的活动端设置有用于连接两个活动瓣的连接组件，所述活动瓣的一端连接有导向瓣，所述导向瓣远离活动瓣的开口扩大，所述活动瓣的内壁上沿安装板长度方向滑动设置有挤压杆，所述安装板上设置有用于驱使两个活动瓣上挤压杆沿安装板长度方向同步逆向滑动的驱动装置。

通过采用上述技术方案，在对管柱进行接桩时，先将安装板上两个活动瓣转动至将下段桩包围，使两个导向瓣围成的导向筒扩口朝上，接着，使用连接组件将两个活动瓣的活动端连接固定，然后，启动驱动装置，驱使两个活动瓣上的挤压杆同步朝向管桩移动并抵紧管桩，使两个活动瓣围成的套筒与下端桩同心对齐，再将上段管从导向瓣上方插入，即可快速将上端桩与下端桩对齐，操作方便，并且上、下段对接准确，提高接桩质量，进而保证管桩整体承载能力。

可选的，所述连接组件包括第一耳板、第二耳板、螺杆和螺帽，所述第一耳板和第二耳板分别固接在两个活动瓣的活动端外壁上，所述螺杆转动设置在第一耳板远离活动瓣的边缘，所述第二耳板远离活动瓣的边缘开设有与螺杆适配的凹槽，所述螺帽螺纹连接在螺杆上，所述螺帽抵接在第二耳板远离第一耳板的板面上。

通过采用上述技术方案，在连接两个活动瓣时，将两个活动瓣的活动端转动至对接，使第一耳板与第二耳板平行，再转动螺杆，将螺杆转动卡入凹槽中，使用螺帽螺纹连接在螺杆上，使螺帽抵紧第二耳板，即可将两个活动瓣连接固定，操作方便。

可选的，所述驱动装置包括电机、双向丝杆、两块推板和两个螺纹套筒，两块所述推板分别位于两个活动瓣的外侧，两块所述推板沿安装板长度方向滑动设置在安装板带有活动瓣的板面上，所述双向丝杆沿安装板长度方向设置，所述双向丝杆的两端均转动设置在安装板上，所述电机固接在安装板上，所述电机的输出轴与双向丝杆的一端同轴固定连接，两个所述螺纹套筒分别螺纹套设在双向丝杆旋向相反的两段螺纹上，两个所述螺纹套筒分别与两块推板固定连接，两个所述活动瓣的活动端连接时挤压杆在推板上的投影位于推板内。

通过采用上述技术方案，在启动电机后，电机带动双向丝杆转动，双向丝杆转动同时，带动两个螺纹套筒以及推板在安装板上同步逆向滑动，从而使两块推板将两个活动瓣上的挤压杆向内挤压，从而使挤压杆压紧管桩，并带动安装板和活动瓣移动至活动瓣与下段桩同轴，使用方便。

可选的，所述挤压杆靠近活动瓣内侧的一端转动设置有滚轮，所述滚轮的转动轴线平行于安装板的宽度方向。

通过采用上述技术方案，在挤压杆挤压管桩，带动活动瓣和安装板移动过程中，滚轮在管桩的外壁上滑动，从而有效降低挤压杆与管桩之间摩擦力，保持管桩表面完整，提高管桩质量。

可选的，所述活动瓣靠近导向瓣的一端沿自身径向开设有穿孔，所述穿孔内滑动设置有挡板。

通过采用上述技术方案，在安装活动瓣时，将挡板滑动插入活动瓣中，并在将活动瓣放置在管桩上时，使挡板放在管桩的顶端，从而有效防止活动瓣在管桩上向下滑落，省去施工人员在推动挤压杆夹紧管桩过程中始终托持安装板，节省人力。

可选的，所述活动瓣的外壁上沿竖直方向开设有滑槽，所述穿孔位于滑槽靠近导向瓣的一端，所述滑槽内滑动设置有滑块，所述挡板滑动安装在滑块上。

通过采用上述技术方案，在操作人员将上段桩和下段桩移动对齐后，将挡板抽出并将滑块在滑槽中向下滑动，从而使操作人员在穿孔处观察上段管与下段管之间间隔距离。

可选的，所述活动瓣的外壁上沿自身周向设有第一滑轨，所述导向瓣的外壁上沿自身周向设有第二滑轨，所述活动瓣与导向瓣之间设置有连接杆，所述连接杆的两端分别滑动连接在第一滑轨和第二滑轨上，所述滑块和挡板设置在连接杆上。

通过采用上述技术方案，在将上段桩和下段桩对接整齐后，施工人员能直接在活动瓣与导向瓣之间两段桩的缝隙处焊接，并在焊接时，通过滑动连接杆，从而对上、下段桩之间缝隙周向完整焊接，确保焊接过程中，上、下段桩保持同轴提高接桩质量。

可选的，所述挡板的顶面和底面均设置有刷毛。

通过采用上述技术方案，在焊接管桩之前，先滑动连接杆，带动挡板在管桩之间移动，并通过挡板对上段桩和下段管之间的端面进行清理，保持管桩端面洁净，提高接桩质量。

第二方面，本申请提供一种预应力管柱施工方法，采用如下的技术方案：

一种预应力管柱施工方法，包括以下步骤：

（1）平整场地，压桩机就位：平整施工场地，横向应做坡比不小于1%的排水坡，铺设厚工作垫，压桩机就位，测量放线，测放桩样桩；

（2）吊桩喂桩，对中、调直：管桩吊至桩位，桩尖对准桩位，从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度；

（3）压桩：检查有关动力设备及电源等，通过主机的压桩油缸伸程之力将桩压入土中，通过多次压桩将管桩压入地下，每一次下压桩的入土深度为1~3m，然后松夹-上升-再夹-再压，如此反复，直至将一节桩压入土中；

（4）接桩：吊送上段桩至下段桩上方，使用接桩装置将上、下段桩夹直，清理上、下段桩的对接端面，对上、下段桩对接处焊接固定，待焊条冷却后再沉桩；

（5）截桩：对桩顶高出设计桩顶标高的距离接桩接桩处理。

通过采用上述技术方案，在接桩时，将上段桩与下段桩对此焊接，再将两者分多次下沉喂桩，能有效防止管桩偏离轴线，以及在持续集中载荷作用下，当桩身城市的抗弯强度超过砼抗弯强度后出现断裂，提高管桩的质量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在对管柱进行接桩时，将安装板上两个活动瓣转动至将下段桩包围，再将两个活动瓣的活动端连接固定，然后驱使两个活动瓣上的挤压杆同步朝向管桩移动并抵紧管桩，再将上段管从导向瓣上方插入，即可快速将上端桩与下端桩对齐，操作方便，提高接桩质量；

2.在安装活动瓣时，将挡板滑动插入活动瓣中，并在将活动瓣放置在管桩上时，使挡板放在管桩的顶端，从而有效防止活动瓣在管桩上向下滑落，省去施工人员在推动挤压杆夹紧管桩过程中始终托持安装板，节省人力；

3.在将上段桩和下段桩对接整齐后，施工人员能直接在活动瓣与导向瓣之间两段桩的缝隙处焊接，并在焊接时，通过滑动连接杆，从而对上、下段桩之间缝隙周向完整焊接，提高接桩质量。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是图1中A部分的局部放大示意图。

图3是本申请实施例另一视角的整体结构示意图。

附图标记说明：1、安装板；2、活动瓣；21、导向瓣；3、连接组件；31、第一耳板；32、第二耳板；33、螺杆；34、螺帽；4、挤压杆；41、滚轮；5、驱动装置；51、电机；52、双向丝杆；53、推板；54、螺纹套筒；6、挡板；61、穿孔；62、滑块；63、滑槽；64、第一滑轨；65、第二滑轨；66、连接杆；67、刷毛。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种预应力管柱接桩装置。参照图1，包括安装板1和安装板1上对称铰接的两个活动瓣2。两个活动瓣2均呈半环状，其内径尺寸不小于管桩的尺寸。两个活动瓣2的铰接轴相互平行，且平行与安装板1的宽度方向。两个活动瓣2的活动端相互抵接时，其内径围合呈完整圆筒状。

参照图1、2，为了使两个活动瓣2的活动端接触后连接固定，活动瓣2的活动端上设有用于连接两个活动瓣2的连接组件3，本实施例中，连接组件3包括第一耳板31、第二耳板32、螺杆33和螺帽34。第一耳板31和第二耳板32分别焊接固定在两个活动瓣2的活动端外壁上，两块耳板均平行于活动瓣2的铰接轴轴线方向设置。在两个活动瓣2的活动端对接时，第一耳板31和第二耳板32平行。螺杆33的一端转动安装在第一耳板31远离活动瓣2的边缘，第二耳板32远离活动瓣2的边缘开设有与螺杆33适配的凹槽。连接两个活动瓣2时，转动螺杆33嵌入第二耳板32上的凹槽中，再将螺帽34螺纹拧紧在螺杆33上，使螺帽34抵紧在第二耳板32远离第一耳板31的板面上，即可将两个活动瓣2连接固定。

在其他实施例中，连接组件3可以为螺栓。在两个活动瓣2的活动端外壁上分别一体成型连接块，一个连接块上贯穿开设通孔，另一连接块上开设对应的螺纹孔，将螺栓穿过通孔后螺纹连接入另一螺纹孔内。

参照图1、2，为了使两个活动瓣2在夹持管桩后，使管桩在活动瓣2内居中，在呈围合状态的两个活动瓣2上，沿安装板1的长度方向开穿设置有通孔，通孔中滑动穿设有挤压杆4。挤压杆4在一个活动瓣2上沿活动瓣2周向平行间隔设有两根，挤压杆4的一端伸入两个活动瓣2之间。伸入活动瓣2之间的挤压杆4上转动安装有滚轮41，滚轮41的转动轴线与活动瓣2的铰接轴轴线平行。

参照图1、3，安装板1上设有同时驱使两个活动瓣2上的挤压杆4同步向内靠近或向外伸出的驱动装置5，本实施例中，驱动装置5包括电机51、双向丝杆52、两块推板53和两个螺纹套筒54。双向丝杆52位于安装板1上远离活动瓣2的另一侧，双向丝杆52平行于安装板1长度方向设置，其两端均转动安装在安装板1上。电机51螺栓固定安装在安装板1上，电机51的输出轴通过联轴器与双向丝杆52的一端同轴固定连接。两个螺纹套筒54分别螺纹套接在双向丝杆52旋向相反的螺纹上，安装板1上沿自身长度方向开设有条形口，推板53位于安装板1上与活动瓣2同侧板面上，两块推板53分别位于两个活动瓣2的两侧，两块推板53上分别一体连接有连接板，连接板滑动安装在安装板1上的条形口内，并穿过条形口后与双向丝杆52上的螺纹套筒54焊接固定。

两个活动瓣2的活动端连接时挤压杆4在推板53上的投影位于推板53内，双向丝杆52带动两块推板53相互靠近时，推板53与挤压杆4抵接，并推动两块活动瓣2上的挤压杆4向内移动，从而使两个活动瓣2被动移动至与管桩同轴。

在其他实施例中，驱动装置5可以为气缸，气缸螺栓固定安装在活动瓣2的外壁上，其活塞杆的轴线与挤压杆4的长度方向平行，并且活塞杆与挤压杆4连接固定。

参照图1，两个活动瓣2的上方还分别连接有导向瓣21，两个活动瓣2拼接时，两个导向瓣21同步拼接。两个导向瓣21拼接时，组成的套筒包括一段内径与管桩尺寸箱体的圆筒，以及一段呈斗形开口扩大的导向筒。导向筒的较小端与圆筒远离活动瓣2的一端连接，导向筒的开口较大端远离活动瓣2。

参照图1、2，导向瓣21与活动瓣2之间通过连接杆66连接。活动瓣2的外壁上沿自身周向焊接有第一滑轨64，导向瓣21的外壁上沿自身周向焊接有第二滑轨65，连接杆66的两端分别滑动连接在第一滑轨64和第二滑轨65上。连接杆66的外壁上沿自身长度方向开设有滑槽63，滑槽63中滑动安装有滑块62，滑槽63内底壁上位置较高一端以及滑块62上，均沿活动瓣2径向开设有穿孔61，滑块62上的穿孔61中滑动穿设有挡板6，挡板6能在滑块62滑动至滑槽63顶端时从滑槽63中穿孔61穿入活动瓣2中。

参照图1、2，挡板6的顶壁和底壁上，均固定设置有刷毛67，刷毛67材质为金属丝。在挡板6位于下段桩与上段桩之间时，通过移动连接杆66，能够使挡板6对上段桩的底壁以及下段桩的顶壁进行清理。

本申请实施例一种预应力管柱接桩装置的实施原理为：在对管柱进行接桩时，先将安装板1上两个活动瓣2转动至将下段桩包围，使两个导向瓣21围成的导向筒扩口朝上。接着，转动螺杆33，将螺杆33转动卡入凹槽中，使用螺帽34螺纹连接在螺杆33上，使螺帽34抵紧第二耳板32，将两个活动瓣2连接固定。然后，启动电机51后，电机51带动双向丝杆52转动，双向丝杆52转动同时，带动两个螺纹套筒54以及推板53在安装板1上同步逆向滑动，从而使两块推板53将两个活动瓣2上的挤压杆4向内挤压，从而使挤压杆4压紧管桩，并带动安装板1和活动瓣2移动至活动瓣2与下段桩同轴。再将上段管从导向瓣21上方插入，即可快速将上端桩与下端桩对齐，操作方便，并且上、下段对接准确，提高接桩质量，进而保证管桩整体承载能力。

本申请实施例还公开一种预应力管柱施工方法。参照图1、2，包括以下步骤：

（1）平整场地，压桩机就位：平整施工场地，横向应做坡比不小于1%的排水坡，铺设厚工作垫，压桩机就位，测量放线，测放桩样桩；

（2）吊桩喂桩，对中、调直：管桩吊至桩位，桩尖对准桩位，从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度；

（3）压桩：检查有关动力设备及电源等，通过主机的压桩油缸伸程之力将桩压入土中，通过多次压桩将管桩压入地下，每一次下压桩的入土深度为1~3m，然后松夹-上升-再夹-再压，如此反复，直至将一节桩压入土中；

（4）接桩：将两个活动瓣2的活动端连接在一起，将挡板6推入活动瓣2之间，接着将活动瓣2套上下段桩，使挡板6抵接在下段桩上方。再驱使两个活动瓣2上的挤压杆4向内靠近，使活动瓣2与下段桩居中对齐。吊送上段桩至下段桩上方，将上段管插入两个导向瓣21中，使上、下段桩夹直对齐。使上段管底端接触在挡板6上，移动连接杆66，对上、下段桩的对接端面清理。再抽出挡板6，吹去碎屑，对上、下段桩对接处焊接固定。待焊条冷却后，拆去活动瓣2和导向瓣21，再沉桩；

（5）截桩：对桩顶高出设计桩顶标高的距离接桩接桩处理。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种预应力管柱接桩装置，其特征在于：包括安装板(1)和对称铰接在安装板(1)上的两个与管柱尺寸适配的活动瓣(2)，所述活动瓣(2)的铰接轴平行于安装板(1)的宽度方向，两个活动瓣(2)的活动端设置有用于连接两个活动瓣(2)的连接组件(3)，所述活动瓣(2)的一端连接有导向瓣(21)，所述导向瓣(21)远离活动瓣(2)的开口扩大，所述活动瓣(2)的内壁上沿安装板(1)长度方向滑动设置有挤压杆(4)，所述安装板(1)上设置有用于驱使两个活动瓣(2)上挤压杆(4)沿安装板(1)长度方向同步逆向滑动的驱动装置(5)，所述活动瓣(2)与导向瓣(21)之间设置有连接杆(66)，所述连接杆(66)上沿活动瓣(2)径向开设有穿孔(61)，所述穿孔(61)内滑动设置有挡板(6)；所述活动瓣(2)的外壁上沿自身周向设有第一滑轨(64)，所述导向瓣(21)的外壁上沿自身周向设有第二滑轨(65)，所述连接杆(66)的两端分别滑动连接在第一滑轨(64)和第二滑轨(65)上。

2.根据权利要求1所述的一种预应力管柱接桩装置，其特征在于：所述连接组件(3)包括第一耳板(31)、第二耳板(32)、螺杆(33)和螺帽(34)，所述第一耳板(31)和第二耳板(32)分别固接在两个活动瓣(2)的活动端外壁上，所述螺杆(33)转动设置在第一耳板(31)远离活动瓣(2)的边缘，所述第二耳板(32)远离活动瓣(2)的边缘开设有与螺杆(33)适配的凹槽，所述螺帽(34)螺纹连接在螺杆(33)上，所述螺帽(34)抵接在第二耳板(32)远离第一耳板(31)的板面上。

3.根据权利要求1所述的一种预应力管柱接桩装置，其特征在于：所述驱动装置(5)包括电机(51)、双向丝杆(52)、两块推板(53)和两个螺纹套筒(54)，两块所述推板(53)分别位于两个活动瓣(2)的外侧，两块所述推板(53)沿安装板(1)长度方向滑动设置在安装板(1)带有活动瓣(2)的板面上，所述双向丝杆(52)沿安装板(1)长度方向设置，所述双向丝杆(52)的两端均转动设置在安装板(1)上，所述电机(51)固接在安装板(1)上，所述电机(51)的输出轴与双向丝杆(52)的一端同轴固定连接，两个所述螺纹套筒(54)分别螺纹套设在双向丝杆(52)旋向相反的两段螺纹上，两个所述螺纹套筒(54)分别与两块推板(53)固定连接，两个所述活动瓣(2)的活动端连接时挤压杆(4)在推板(53)上的投影位于推板(53)内。

4.根据权利要求1所述的一种预应力管柱接桩装置，其特征在于：所述挤压杆(4)靠近活动瓣(2)内侧的一端转动设置有滚轮(41)，所述滚轮(41)的转动轴线平行于安装板(1)的宽度方向。

5.根据权利要求1所述的一种预应力管柱接桩装置，其特征在于：所述连接杆(66)的外壁上沿自身长度方向开设有滑槽(63)，所述穿孔(61)位于滑槽(63)靠近导向瓣(21)的一端，所述滑槽(63)内滑动设置有滑块(62)，所述挡板(6)滑动安装在滑块(62)上，所述滑块(62)和挡板(6)设置在连接杆(66)上。

6.根据权利要求1所述的一种预应力管柱接桩装置，其特征在于：所述挡板(6)的顶面和底面均设置有刷毛(67)。

7.一种预应力管柱施工方法，包括权利要求1~6任意一项所述的一种预应力管柱接桩装置，其特征在于，包括以下步骤：

（1）平整场地，压桩机就位：平整施工场地，横向应做坡比不小于1%的排水坡，铺设厚工作垫，压桩机就位，测量放线，测放压桩机；

（2）吊桩喂桩，对中、调直：管桩吊至桩位，桩尖对准桩位，从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度；

（3）压桩：检查有关动力设备及电源，通过主机的压桩油缸伸程之力将桩压入土中，通过多次压桩将管桩压入地下，每一次下压桩的入土深度为1~3m，然后松夹-上升-再夹-再压，如此反复，直至将一节桩压入土中；

（4）接桩：吊送上段桩至下段桩上方，使用接桩装置将上、下段桩夹直，清理上、下段桩的对接端面，对上、下段桩对接处焊接固定，待焊条冷却后再沉桩；

（5）截桩：对桩顶高出设计桩顶标高的距离截桩处理。

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