CN112323798B - 一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及预制管桩技术领域，公开了一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置及方法，装置包括上下相互匹配设置的配压本体和承压固定底座，配压本体包括环形配压块，承压固定底座包括上下固定连接的圆盘形承压平台和管道状放料仓，放料仓下底面固定连接若干定位插脚。本发明通过配压本体和承压固定底座的相互配合，不仅可以有效保证沉桩初期对准和校正，同时有效地减小封桩过程桩体上浮导致偏离桩位的影响，进一步的增强了桩基础的整体承载力，提高了桩基施工设备的周转率，具有较高的实用价值。

Description

一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置及方法

技术领域

本发明涉及预制管桩技术领域，具体涉及一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置及方法。

背景技术

目前，混凝土预制管桩主要作为建筑基桩使用，主要承受竖向荷载作用。比较常用的是锤击和静压桩法，其中静压桩法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中的沉桩工艺，这种压桩方法完全避免了锤击打桩所产生的振动、噪音和污染，因此施工时具有无噪音、无振动、无冲击力、无污染等优点，与之配套使用的预制管桩也因其生产便捷、质量可靠、造价较低、无泥浆污染 等优点在全国范围被广泛应用。

由于液压静压桩属于挤土桩。桩在压入过程中对周围土体进行排挤，使地基的侧向应力增加，从而导致土的密度的增加。它的挤土效应取决于桩截面的几何形状和压桩力。一般来说，采用静压桩工艺的地基土含水量较高，孔隙比较大，在桩受垂直静压过程中，桩尖直接使土产生冲剪破坏，伴随或先发生沿桩身土体的直接剪切破坏，从而也产生了超孔隙水压力，扰动了土体结构，特别的在初始的预制管桩打桩时，无法做到准确对准打桩点，经常出现跑偏以及无法确保竖直送入，此外在静压桩卸载情况下封桩，桩体的回弹效应会使得封桩混凝土出现凝固裂纹以及建筑物后期也会产生沉降，如果不卸载封桩又会影响静压桩机机械的的实用效率，同时大部分封桩还需要在封桩口进行加强筋设置，费时费力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置，主要用以解决静压打桩初期校准后后期封桩问题。

本发明提供的集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置包括上下相互匹配设置的配压本体和承压固定底座；

所述配压本体包括环形配压块，所述配压块中部设置有贯穿的管桩通孔，所述管桩通孔内侧对称设置有第一、第二弧形凹槽，所述第一弧形凹槽一端铰接有弧形下压横梁，所述弧形下压横梁水平一侧开设有加压装置槽，所述加压装置槽一端铰接受控伸缩推杆，所述弧形下压横梁自由端滑动设置有受力销栓，所述弧形下压横梁弧形侧开设有调节滑槽，所述受力销栓与穿设在调节滑槽的调节把手固定连接；所述第二弧形凹槽内侧开设有与所述受力销栓匹配的栓孔；

所述承压固定底座包括上下固定连接的圆盘形承压平台和管道状放料仓，所述承压平台中部开设有走料通孔，所述放料仓通过环形导料斜板固定连接定位管道，所述放料仓下底面固定连接若干定位插脚；

所述承压平台表面与所述配压块匹配设有若干固定螺孔，并通过穿设于螺孔中的螺栓进行连接，所述配压块上表面固定连接有若干安装螺柱。

优选地，还包括封桩支架，所述封桩支架包括自上而下依次固定连接的套筒、固定支柱和十字加压架，所述套筒与所述伸缩推杆伸缩段匹配设置，用于封桩支架和受控伸缩推杆的插接。

优选地，所述插脚四周设有四个矩形翼板，所述矩形翼板交叉十字型一体式设置，所述插脚顶部设置脚尖。

优选地，所述矩形翼板侧面开设置有翘板凹槽，所述翘板凹槽下端连接有翘板，所述翘板自由端与翘板凹槽地面连接有复位弹簧。

优选地，所述承压平台四周沿边缘固定连接有环形围板。

优选地，所述配压块上表面固定连接有拉手。

优选地，所述定位管道一端内接于放料仓中，另一端超过所述放料仓下底面向下延伸；

所述管道状放料仓、走料通孔和定位管道相互连通。

优选地，所述定位管道底端固定连接有防护头。

本发明还提供了一种利用如前述的预制管桩静压施工装置进行施工的方法，包含以下步骤：

步骤1：在预定打桩位置钻设预埋孔，将预制管桩静压施工装置安装在静压机上，在预埋孔进行加压，直至圆盘形承压平台与地面平行，并采用经纬仪确保预制管桩静压施工装置安装竖直；

步骤2：将预制管桩进行起吊，对准设置的管桩通孔，并依次通过走料通孔和定位管道，同时移动静压桩机至加压桩头正对桩顶；

步骤3：静压打桩，待预制管桩入土至一定的深度后，向放料仓内灌入水泥浆，再继续加压打桩，在使预制管桩下沉的同时完成一次压浆过程；

步骤4：接桩，按照设计要求，两节预制管桩之间采用电焊或者螺栓接桩，前一节预制管桩在打至地面设定高度时应停止打桩，起吊后一节预制管桩进行接桩；两节桩接头处的空隙应填实焊牢；

步骤5；最后一根预制管桩加压打桩至低于圆盘形承压平台时，将预制管桩与静压打桩机分离，将封桩支架安装在预制管桩顶部，旋转弧形横梁，将受力销栓插入栓孔，旋转受控伸缩推杆并将其自由端插入封桩支架中的套筒中，加压，并进行灌浆封桩，待混凝土凝固完成后，吊离配压本体即可。

优选地，在加压后，灌浆封桩前，将十字加压架与所述承压固定底座进行焊接。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明配压本体和承压固定底座的相互配合设计可以使得预制管桩静压施工装置稳定牢固的安装在预打桩位置，其设置的管桩通孔、定位管道可以保证预制管桩下压路径垂直不变，外部匹配的放料仓，能够确保水泥浆均匀灌注到预制管桩周围，有效提高了预制管桩施工的实效性和稳定性；

本发明设置在配压块中独特的设计，能够使得预制管桩在封桩过程中不会受到静压桩机卸载的影响，保证了封桩的牢固性，避免了回弹现象的产生，匹配封桩支架的设计使得一方面避免了植筋的操作，另一方面增强了混凝土硬化后与承压固定底座共同发挥受力作用，提高了桩基础的整体承载力。

关于本发明相对于现有技术，其他突出的实质性特点和显著的进步在实施例部分进一步详细介绍。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置的立体结构简示图；

图2为本发明的一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置的立体结构详细示意图；

图3为本发明的一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置的侧视结构示意图；

图4为本发明的承压固定底座局部放大结构示意图；

图5为本发明的插脚结构示意图；

图6为本发明的插脚结构局部放大示意图；

图7为本发明的封桩支架的结构示意图；

图8为本发明的定位管道局部放大示意图；

图9为本发明的弧形下压横梁结构示意图；

图10为本发明的配压块剖面结构示意图；

图11为本发明的配压块剖面局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在说明书及权利要求书当中使用了某些名称来指称特定组件。应当理解，本领域普通技术人员可能会用不同名称来指称同一个组件。本申请说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的实质性差异作为区分组件的准则。如在本申请说明书和权利要求书中所使用的“包含”或“包括”为一开放式用语，其应解释为“包含但不限定于”或“包括但不限定于”。具体实施方式部分所描述的实施例为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围。

实施例1

请参考图1-11，本实施例的一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置，如图1所示，包括上下相互匹配设置的配压本体1和承压固定底座2；

如图2、图10和图11所示，所述配压本体1包括环形配压块3，所述配压块3中部设置有贯穿的管桩通孔31，所述管桩通孔31内侧对称设置有第一弧形凹槽32、第二弧形凹槽33，所述第一弧形凹槽33一端铰接有弧形下压横梁34，所述弧形下压横梁34水平一侧开设有加压装置槽35，所述加压装置槽35一端铰接受控伸缩推杆36，该受控伸缩推杆36可以是电动或者液压的，其与外部控制机构连通，电连接或者液压连接外部动力源，受外部控制机构能够实现定长定压推动，在市面均可以购买得到，本领域人员可以根据需要自行选配，在这里不做一一赘述，请参照图9，所述弧形下压横梁34自由端滑动设置有受力销栓371，所述弧形下压横梁34弧形侧开设有调节滑槽38，所述受力销栓371与穿设在调节滑槽38的调节把手382固定连接；所述第二弧形凹槽33内侧开设有与所述受力销栓371栓匹配的栓孔372；

请参照图2、图3、图4，所述承压固定底座2包括上下固定连接的圆盘形承压平台21和管道状放料仓22，所述承压平台21中部开设有走料通孔23，所述放料仓22通过环形导料斜板24固定连接定位管道25，所述放料仓22下底面固定连接若干定位插脚26；

所述承压平台21表面与所述配压块3匹配设有若干固定螺孔211，并通过穿设于螺孔211中的螺栓212进行连接，所述配压块3上表面固定连接有若干安装螺柱39。螺柱的设置用于本装置与静压机的连接，螺栓的设计一方面提高了承压平台21与所述配压块3间连接牢固性，另一方面也有效实现了后期封桩结束后的二者分离。

请参照图7，本实施例中还包括封桩支架4，所述封桩支架4包括自上而下依次固定连接的套筒41、固定支柱42和十字加压架43，所述套筒41与伸缩推杆36伸缩段匹配设置，用于封桩支架4和受控伸缩推杆36的插接，在本实施例中封桩支架4有两个作用，一个是有效将伸缩推杆36的压力传递至预制管桩，另一方面在封桩灌浆前将封桩支架4与承压固定底座2焊接，起到植筋的效果，有效减少了重复劳动，简单快捷。

请参照图5和图6，本实施例中插脚26四周设有四个矩形翼板261，所述矩形翼板261交叉十字型一体式设置，所述插脚26顶部设置脚尖262，在此矩形翼板261的设计一方面可以有效提高插脚26的稳定性，减少了偏斜的可能，另一方面也减少了下压过程中的阻力。

请参照图6，本实施例中矩形翼板261侧面开设置有翘板凹槽263，所述翘板凹槽263下端连接有翘板264，所述翘板264自由端与翘板凹槽263底面连接有复位弹簧265。本实施例中矩形翼板261上设置的翘板264匹配翘板凹槽263在复位弹簧的作用下起到反向阻止的效果，减小承压固定底座2的上浮的可能，大大增加了承压固定底座2与地面连接的可靠性和牢固性。

本实施例中承压平台21四周沿边缘固定连接有环形围板213。环形围板213的设计减少了外部泥土的干扰。

本实施例中配压块3上表面固定连接有拉手5。拉手5的设置方面后期封桩结束后的吊离。

本实施例中定位管道25一端内接于放料仓22中，另一端超过所述放料仓22下底面向下延伸；

所述管道状放料仓22、走料通孔23和定位管道25相互连通。本实施例中定位管道25可以根据需要自行选择延伸的长度，如果预制管桩单桩较长，我们可以选择延伸长一些，若预制管桩单桩较短，我们可以选择延伸短一些，定位管道25的直径匹配预埋孔设计.

请参照图8，本实施例中的定位管道25底端固定连接有防护头27。防护头可以防止在下压过程中对定位管道的损坏，防护头特殊的圆角设置既保证了其刚性又减小了其下压时的阻力。

实施例2

本实施例提供一种利用如实施例1所述的预制管桩静压施工装置进行施工的方法，包含以下步骤：

步骤1：在预定打桩位置钻设预埋孔，将预制管桩静压施工装置安装在静压机上，垂直对准预埋孔进行加压，直至圆盘形承压平台21与地面平行，并采用全站仪确保预制管桩静压施工装置安装竖直；

步骤2：将预制管桩进行起吊，对准设置的管桩通孔31，并依次通过走料通孔23和定位管道25，同时移动静压桩机至加压桩头正对预制管桩桩顶，连接预制管桩和加压桩头；

步骤3：静压打桩，待预制管桩入土至一定的深度后，向放料仓22内灌入水泥浆，再继续加压打桩，在使预制管桩下沉的同时完成一次压浆过程；

步骤4：接桩，按照设计要求，两节预制管桩之间采用电焊或者螺栓接桩，前一节预制管桩在打至地面设定高度时应停止打桩，起吊后一节预制管桩进行接桩；两节桩接头处的空隙应填实焊牢；

步骤5；最后一根预制管桩加压打桩至低于圆盘形承压平台21时，将预制管桩与静压打桩机分离，将封桩支架4安装在预制管桩顶部，旋转弧形下压横梁34，将受力销栓371插入栓孔372，旋转受控伸缩推杆36并将其自由端插入封桩支架中的套筒41中，加压，并进行灌浆封桩，待混凝土凝固完成后，吊离配压本体即可。

在本实施例中，特别的在加压后，灌浆封桩前，将十字加压架43与所述承压固定底座2进行焊接。

本发明通过配压本体和承压固定底座的相互配合，不仅可以有效保证预制管桩加压初期对准和校正，同时有效地减小封桩过程桩体上浮导致偏离桩位的影响，进一步的增强了桩基础的整体承载力，提高了桩基施工设备的周转率，具有较高的实用价值。

在该文中的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在该文中的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、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。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置，其特征在于，包括上下相互匹配设置的配压本体和承压固定底座；

所述配压本体包括环形配压块，所述配压块中部设置有贯穿的管桩通孔，所述管桩通孔内侧对称设置有第一、第二弧形凹槽，所述第一弧形凹槽一端铰接有弧形下压横梁，所述弧形下压横梁水平一侧开设有加压装置槽，所述加压装置槽一端铰接受控伸缩推杆，所述弧形下压横梁自由端滑动设置有受力销栓，所述弧形下压横梁弧形侧开设有调节滑槽，所述受力销栓与穿设在调节滑槽的调节把手固定连接；所述第二弧形凹槽内侧开设有与所述受力销栓匹配的栓孔；

所述承压固定底座包括上下固定连接的圆盘形承压平台和管道状放料仓，所述承压平台中部开设有走料通孔，所述放料仓通过环形导料斜板固定连接定位管道，所述放料仓下底面固定连接若干定位插脚；

所述承压平台表面与所述配压块匹配设有若干固定螺孔，并通过穿设于螺孔中的螺栓进行连接，所述配压块上表面固定连接有若干安装螺柱；

所述预制管桩静压施工装置还包括封桩支架，所述封桩支架包括自上而下依次固定连接的套筒、固定支柱和十字加压架，所述套筒与所述伸缩推杆伸缩端匹配设置，用于封桩支架和受控伸缩推杆的插接。

2.根据权利要求1所述的一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置，其特征在于，所述插脚四周设有四个矩形翼板，所述矩形翼板交叉十字型一体式设置，所述插脚顶部设置脚尖。

3.根据权利要求2所述的一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置，其特征在于，所述矩形翼板侧面开设置有翘板凹槽，所述翘板凹槽下端连接有翘板，所述翘板自由端与翘板凹槽地面连接有复位弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置，其特征在于，所述承压平台四周沿边缘固定连接有环形围板。

5.根据权利要求1所述的一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置，其特征在于，所述配压块上表面固定连接有拉手。

6.根据权利要求1所述的一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置，其特征在于，所述定位管道一端内接于放料仓中，另一端超过所述放料仓下底面向下延伸；

所述管道状放料仓、走料通孔和定位管道相互连通。

7.根据权利要求6所述的一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置，其特征在于，所述定位管道底端固定连接有防护头。

8.利用如权利要求1-7任意一项所述的预制管桩静压施工装置进行施工的方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1：在预定打桩位置钻设预埋孔，将预制管桩静压施工装置安装在静压机上，垂直对准预埋孔进行加压，直至圆盘形承压平台与地面平行，并采用经纬仪确保预制管桩静压施工装置安装竖直；

步骤2：将预制管桩进行起吊，对准设置的管桩通孔，并依次通过走料通孔和定位管道，同时移动静压桩机至加压桩头正对桩顶；

步骤3：静压打桩，待预制管桩入土至一定的深度后，向放料仓内灌入水泥浆，再继续加压打桩，在使预制管桩下沉的同时完成一次压浆过程；

步骤4：接桩，按照设计要求，两节预制管桩之间采用电焊或者螺栓接桩，前一节预制管桩在打至地面设定高度时应停止打桩，起吊后一节预制管桩进行接桩；两节桩接头处的空隙应填实焊牢；

步骤5；最后一根预制管桩加压打桩至低于圆盘形承压平台时，将预制管桩与静压打桩机分离，将封桩支架安装在预制管桩顶部，旋转弧形下压横梁，将受力销栓插入栓孔，旋转受控伸缩推杆并将其自由端插入封桩支架中的套筒中，加压，并进行灌浆封桩，待混凝土凝固完成后，吊离配压本体即可。

9.根据权利要求8所述的施工的方法，其特征在于，在加压后，灌浆封桩前，将十字加压架与所述承压固定底座进行焊接。

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