CN112502134A - 一种加固型钢管桩系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加固型钢管桩系统及方法，采用钢管桩、钢板伸缩机构以及驱动机构，所述钢板伸缩机构包括钢板与导槽，所述导槽设置于所述钢管桩上，所述钢板的一端与驱动机构连接，所述钢板的另一端伸入所述导槽内部，在驱动机构的作用下所述钢板的另一端能够沿着导槽回缩至钢管桩内或者沿着导槽向外伸展并插至钢管桩外侧的地基内，通过在现有的钢管桩的基础上，设置钢板伸缩机构以及驱动机构，使得在钢管桩施力沉桩完成后，增大钢管桩与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小加固型钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。另外，对于一些软弱地基，采用该形式可减小钢管桩压入深度，减少桩头因频繁受到冲击荷载所导致的塑性变形。

Description

一种加固型钢管桩系统及方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，涉及到建筑物地基、桥地基等土木建筑领域使用的钢管桩加固技术。

背景技术

钢管桩用于支承例如建筑物、道路、桥梁等土木建筑物或构筑物而在地基上进行施工。此时。有如利用压力机连续向钢管桩施加作用力使钢管桩压入地下符合要求的深度、使用全旋转式机械旋转压入装置使钢管桩旋转向地基压入。

现有技术中钢管桩在沉桩过程中一般采用间歇性施力的方法将钢管桩压入地下,所谓的间歇性施力是指向钢管桩施加一次作用力，钢管桩下沉段距离，然后再隔一段时间向钢管桩施加第二次作用力，以此循环直到钢管桩下沉深度符合要求，该方案中的间歇性施力方式在实际操作过程中，钢管桩的上端容易损坏，即钢管桩的上端由于频繁受到冲击载荷而产生塑性变形，为减小钢管桩的上端因冲击引起的塑性变形，所以一般在钢管桩施力沉桩完成后进一步进行的预堆载，直到满足后续施工要求。

发明内容

本发明旨在发明一种加固型钢管桩系统及方法，通过在现有的钢管桩的基础上，设置钢板伸缩机构以及驱动机构，使得在钢管桩施力沉桩完成后，增大钢管桩与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小加固型钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种加固型钢管桩系统，包括：钢管桩、钢板伸缩机构以及驱动机构，所述钢板伸缩机构包括钢板与导槽，所述导槽设置于所述钢管桩上，所述钢板的一端与驱动机构连接，所述钢板的另一端伸入所述导槽内部，在驱动机构的作用下所述钢板的另一端能够沿着导槽回缩至钢管桩内或者沿着导槽向外伸展并插至钢管桩外侧的地基内。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，所述驱动机构包括上拨手轮、下压手轮、滑轮、钢绞线以及连接件、所述钢绞线的两端分别设置于上拨手轮与下压手轮上，所述滑轮位于所述上拨手轮以及下压手轮的下方，位于上拨手轮与下压手轮之间的钢绞线经由所述滑轮转向，所述连接件固定设置于位于滑轮与上拨手轮之间的钢绞线上，所述钢板的一端与连接件通过柱铰连接，转动上拨手轮、下压手轮能够带动连接件以及所述钢板的一端上下移动。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，当钢板的一端向上移动时，钢板的另一端向钢管桩内部回缩，当钢板的一端向下移动时，钢板的另一端向离开钢管桩的方向伸展。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，所述位于滑轮与上拨手轮之间的钢绞线上位于钢管桩的中部。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，所述钢板的数量至少有一对，并且对称设置于所述位于滑轮与上拨手轮之间的钢绞线的两侧，对应的导槽对称设置于所述位于滑轮与上拨手轮之间的钢绞线的两侧。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，所述钢板的数量至少有两对以上，相邻对的钢板上下间隔设置。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，所述钢板的长度是钢管桩的半径的1.5-2倍。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，所述钢板的厚度是导槽深度的1/5-1/8。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，钢管桩的上端设有钢管桩头、钢管桩的下端设有桩靴。

本发明还公开了一种加固型钢管桩系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤1，准备如上所述的加固型钢管桩系统；

步骤2，钢管桩沉桩；

步骤3，通过曲柄转动上拔手轮和下压手轮，使得钢绞线带动连接件以及所述钢板的一端向下移动，使得钢板沿着导槽向外伸展并插至钢管桩外侧的地基内；

步骤4，施工完成后，通过曲柄反向转动上拔手轮和下压手轮，使得钢绞线带动连接件以及所述钢板的一端向上移动，使得所述钢板的另一端能够沿着导槽回缩至钢管桩内；

步骤5，回收加固型钢管桩系统。

由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

综上所述，本发明提供的一种加固型钢管桩系统及方法，采用钢管桩、钢板伸缩机构以及驱动机构，所述钢板伸缩机构包括钢板与导槽，所述导槽设置于所述钢管桩上，所述钢板的一端与驱动机构连接，所述钢板的另一端伸入所述导槽内部，在驱动机构的作用下所述钢板的另一端能够沿着导槽回缩至钢管桩内或者沿着导槽向外伸展并插至钢管桩外侧的地基内，通过在现有的钢管桩的基础上，设置钢板伸缩机构以及驱动机构，使得在钢管桩施力沉桩完成后，增大钢管桩与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小加固型钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。另外，对于一些软弱地基，采用该形式可减小钢管桩压入深度，减少桩头因频繁受到冲击荷载所导致的塑性变形。

附图说明

图1为本发明一种加固型钢管桩系统的结构示意图。

图2为本发明一种加固型钢管桩系统的剖视示意图之一。

图3为本发明一种加固型钢管桩系统的剖视示意图之二。

图4为本发明中连接件与钢绞线以及钢板的连接示意图。

图5为图4的俯视图。

图中：1-钢管桩、2-钢板、3-导槽、4-上拨手轮、5-下压手轮、6-滑轮、7-钢绞线、8-连接件、9-柱铰、10-曲柄、11-钢管桩头、12-桩靴。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

请参阅图1至图5，本实施例公开了一种加固型钢管桩系统，包括：钢管桩1、钢板伸缩机构以及驱动机构，所述钢板伸缩机构包括钢板2与导槽3，所述导槽3设置于所述钢管桩1上，所述钢板2的一端与驱动机构连接，所述钢板2的另一端伸入所述导槽3内部，在驱动机构的作用下所述钢板2的另一端能够沿着导槽3回缩至钢管桩1内或者沿着导槽3向外伸展并插至钢管桩1外侧的地基内。

本发明提供的一种加固型钢管桩系统，采用钢管桩1、钢板伸缩机构以及驱动机构，所述钢板伸缩机构包括钢板2与导槽3，所述导槽3设置于所述钢管桩1上，所述钢板2的一端与驱动机构连接，所述钢板2的另一端伸入所述导槽3内部，在驱动机构的作用下所述钢板2的另一端能够沿着导槽3回缩至钢管桩1内或者沿着导槽3向外伸展并插至钢管桩1外侧的地基内，通过在现有的钢管桩1的基础上，设置钢板伸缩机构以及驱动机构，使得在钢管桩1施力沉桩完成后，增大钢管桩1与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小加固型钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。另外，对于一些软弱地基，采用该形式可减小钢管桩1压入深度，减少桩头因频繁受到冲击荷载所导致的塑性变形。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，所述驱动机构包括上拨手轮4、下压手轮5、滑轮6、钢绞线7以及连接件8、所述钢绞线7的两端分别设置于上拨手轮4与下压手轮5上，所述滑轮6位于所述上拨手轮4以及下压手轮5的下方，位于上拨手轮4与下压手轮5之间的钢绞线7经由所述滑轮6转向，所述连接件8固定设置于位于滑轮6与上拨手轮4之间的钢绞线7上，所述钢板2的一端与连接件8通过柱铰9连接，所述上拨手轮4与下压手轮上5分别设有一曲柄10，所述曲柄10的一端与上拨手轮4或者下压手轮5的中心轴固定连接，曲柄10的另一端伸至所述钢管桩1的外侧，通过曲柄10转动对应的上拨手轮4及下压手轮5能够带动连接件8以及所述钢板2的一端上下移动。通过曲柄10转动上拨手轮4和下压手轮5，使得钢绞线7带动连接件8以及所述钢板2的一端向下移动，使得钢板2沿着导槽3向外伸展并插至钢管桩1外侧的地基内；通过曲柄10反向转动上拨手轮4和下压手轮5，使得钢绞线7带动连接件8以及所述钢板2的一端向上移动，使得所述钢板2的另一端能够沿着导槽3回缩至钢管桩1内。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，当钢板2的一端向上移动时，钢板2的另一端向钢管桩1内部回缩，当钢板2的一端向下移动时，钢板2的另一端向离开钢管桩1的方向伸展。

为了使得钢管桩1的两侧的受力均匀，使得钢管桩1更加稳定的固定于地基中，优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，所述位于滑轮6与上拨手轮4之间的钢绞线7上位于钢管桩1的中部，所述钢板2的数量至少有一对，并且对称设置于所述位于滑轮6与上拨手轮4之间的钢绞线7的两侧，对应的导槽3对称设置于所述位于滑轮6与上拨手轮4之间的钢绞线7的两侧。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，所述钢板2的数量至少有两对以上，相邻对的钢板2上下间隔设置，从而可以进一步增大钢管桩1与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小加固型钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。

为了钢板2能够顺利回缩至钢管桩1内并且使得钢板2的伸出长度满足要求，优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，所述钢板2的长度是钢管桩1的半径的1.5-2倍，所述钢板2的厚度是导槽3深度的1/5-1/8。

优选的，在上述的加固型钢管桩系统中，钢管桩1的上端设有钢管桩头11、钢管桩1的下端设有桩靴12。

请继续参阅图1至图5，如上所述的加固型钢管桩系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤1，准备如上所述的加固型钢管桩系统；

步骤2，钢管桩1沉桩；

步骤3，通过曲柄10转动上拨手轮4和下压手轮5，使得钢绞线7带动连接件8以及所述钢板2的一端向下移动，使得钢板2沿着导槽3向外伸展并插至钢管桩1外侧的地基内；

步骤4，施工完成后，通过曲柄10反向转动上拨手轮4和下压手轮5，使得钢绞线7带动连接件8以及所述钢板2的一端向上移动，使得所述钢板2的另一端能够沿着导槽3回缩至钢管桩1内；

步骤5，回收加固型钢管桩系统。

综上所述，本发明提供的一种加固型钢管桩系统及使用方法，采用钢管桩1、钢板伸缩机构以及驱动机构，所述钢板伸缩机构包括钢板2与导槽3，所述导槽3设置于所述钢管桩1上，所述钢板2的一端与驱动机构连接，所述钢板2的另一端伸入所述导槽3内部，在驱动机构的作用下所述钢板2的另一端能够沿着导槽3回缩至钢管桩1内或者沿着导槽3向外伸展并插至钢管桩1外侧的地基内，通过在现有的钢管桩1的基础上，设置钢板伸缩机构以及驱动机构，使得在钢管桩1施力沉桩完成后，增大钢管桩1与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小加固型钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。另外，对于一些软弱地基，采用该形式可减小钢管桩1压入深度，减少桩头因频繁受到冲击荷载所导致的塑性变形。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种加固型钢管桩系统，其特征在于，包括：钢管桩、钢板伸缩机构以及驱动机构，所述钢板伸缩机构包括钢板与导槽，所述导槽设置于所述钢管桩上，所述钢板的一端与驱动机构连接，所述钢板的另一端伸入所述导槽内部，在驱动机构的作用下所述钢板的另一端能够沿着导槽回缩至钢管桩内或者沿着导槽向外伸展并插至钢管桩外侧的地基内。

2.如权利要求1所述的加固型钢管桩系统，其特征在于，所述驱动机构包括上拨手轮、下压手轮、滑轮、钢绞线以及连接件，所述钢绞线的两端分别设置于上拨手轮与下压手轮上，所述滑轮位于所述上拨手轮以及下压手轮的下方，位于上拨手轮与下压手轮之间的钢绞线经由所述滑轮转向，所述连接件固定设置于位于滑轮与上拨手轮之间的钢绞线上，所述钢板的一端与连接件通过柱铰连接，所述上拨手轮与下压手轮上分别设有一曲柄，所述曲柄的一端与上拨手轮或者下压手轮的中心轴固定连接，曲柄的另一端伸至所述钢管桩的外侧，通过曲柄转动对应的上拨手轮及下压手轮能够带动连接件以及所述钢板的一端上下移动。

3.如权利要求2所述的加固型钢管桩系统，其特征在于，当钢板的一端向上移动时，钢板的另一端向钢管桩内部回缩，当钢板的一端向下移动时，钢板的另一端向离开钢管桩的方向伸展。

4.如权利要求2所述的加固型钢管桩系统，其特征在于，所述位于滑轮与上拨手轮之间的钢绞线上位于钢管桩的中部。

5.如权利要求4所述的加固型钢管桩系统，其特征在于，所述钢板的数量至少有一对，并且对称设置于所述位于滑轮与上拨手轮之间的钢绞线的两侧，对应的导槽对称设置于所述位于滑轮与上拨手轮之间的钢绞线的两侧。

6.如权利要求5所述的加固型钢管桩系统，其特征在于，所述钢板的数量至少有两对以上，相邻对的钢板上下间隔设置。

7.如权利要求1所述的加固型钢管桩系统，其特征在于，所述钢板的长度是钢管桩的半径的1.5-2倍。

8.如权利要求7所述的加固型钢管桩系统，其特征在于，所述钢板的厚度是导槽深度的1/5-1/8。

9.如权利要求1所述的加固型钢管桩系统，其特征在于，钢管桩的上端设有钢管桩头、钢管桩的下端设有桩靴。

10.一种加固型钢管桩系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，准备如权利要求2至权利要求9中任意一项所述的加固型钢管桩系统；

步骤2，钢管桩沉桩；

步骤3，通过曲柄转动上拔手轮和下压手轮，使得钢绞线带动连接件以及所述钢板的一端向下移动，使得钢板沿着导槽向外伸展并插至钢管桩外侧的地基内；

步骤4，施工完成后，通过曲柄反向转动上拔手轮和下压手轮，使得钢绞线带动连接件以及所述钢板的一端向上移动，使得所述钢板的另一端能够沿着导槽回缩至钢管桩内；

步骤5，回收加固型钢管桩系统。

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