CN112726586A - 一种加强片外旋式钉刺锚固桩及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加强片外旋式钉刺锚固桩及施工方法。本发明锚固桩包含若干个锚固桩单元，所述锚固桩单元包括外管、一端固定于所述外管内壁的若干个加强片、设置于所述加强片上的若干钉刺、以及设置于所述外管上的若干根纵向延伸的与所述加强片对应的孔槽，所述加强片包括与所述外管内壁固定的固定端以及自由端，若干根所述钉刺垂直于所述加强片间隔分布，所述加强片的自由端可绕固定端沿径向张开将所述钉刺穿出外管。本发明可解决现有锚固技术施工工艺复杂，承载力生效耗时长等的技术问题，可以满足应急抢险的锚固要求。

Description

一种加强片外旋式钉刺锚固桩及施工方法
技术领域
本发明属于岩土工程领域，特别涉及一种加强片外旋式钉刺锚固桩及施工方法。
背景技术
我国幅员辽阔，地形地貌错综复杂，地震、泥石流和滑坡等自然灾害频发，在抢险救灾过程中快速抢修抢建至关重要。以桥梁和渡船为例，其架设和停靠离不开快速锚定技术。传统锚固技术多依赖混凝土等材料，施工周期长、环境适应性差，与应急救灾所要求的运输方便、施工快速、立即生效、环境依赖性弱等相差较远。因此，发展一种快速锚固技术对快速抢修抢建至关重要。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种加强片外旋式钉刺锚固桩及施工方法，解决现有锚固技术施工工艺复杂，承载力生效耗时长等的技术问题，可以满足应急抢险的锚固要求。
技术方案：本发明所述一种加强片外旋式钉刺锚固桩，包含若干个锚固桩单元，所述锚固桩单元包括外管、一端固定于所述外管内壁的若干个加强片、设置于所述加强片上的若干钉刺、以及设置于所述外管上的若干根纵向延伸的与所述加强片对应的孔槽，所述加强片包括与所述外管内壁固定的固定端以及自由端，若干根所述钉刺垂直于所述加强片间隔分布，所述加强片的自由端可绕固定端沿径向张开将所述钉刺穿出外管。
所述加强片为可与外管内壁贴合的截面呈圆弧形的壳体。
所述锚固桩单元在所述外管内壁均匀设置有四片加强片。
若干根所述钉刺由下至上的长度逐渐增加。
所述孔槽处设置有用于钉刺限位和覆盖孔槽的覆盖壳。
相邻所述锚固桩单元之间通过扩展楔连接。
相邻所述锚固桩单元之间通过限位螺栓固定。
所述扩展楔为相邻所述锚固桩单元的外管连接处设置的相互配合的连接台。
若干个锚固桩单元底端设置有桩靴。
本发明所述的一种加强片外旋式钉刺锚固桩的施工方法，包括以下步骤：
(a)将桩靴安装在锚固桩下端；
(b)拼接多个锚固桩单元；
(c)锚固桩在静压下随着钻头到达预定位置，完成打桩；
(d)将施力设备水平置入加强片顶端，启动施力设备，加强片底端绕连接螺栓转动，顶端沿径向张开，直至加强片上钉刺刺入土体，在每对加强片到达预定位置后固定；
(e)施力设备在将每一锚固桩单元上的加强片挤入预定位置后，施力设备继续向下进入下一锚固桩单元施工，如此重复，直至所有单元加强片嵌入土体；
(f)去除施力设备，安装限位部件，使得加强片与桩身固定为一体；
(g)安装桩帽，完成施工。
有益效果：(1)本发明通过在加强片以及在加强片上设置的钉刺，直接通过钉刺刺入周围土体，可解决现有锚固技术施工工艺复杂，承载力生效耗时长等的技术问题，可以满足应急抢险的锚固要求；(2)本发明通过设置单个锚固桩单元拼接形成锚固桩，可根据实际承载力需要，拼接多个单元桩体；(3)本发明通过施力设备，将对称设置的加强片向外旋转，并将设置在加强片上的钉刺刺入土体，实现了锚固桩的快速安装；(4)本发明通过在每个锚固桩单元上设置的钉刺长度逐渐增加，增加了整个锚固桩的抗拉拔能力。
附图说明
图1为本发明锚固桩单个单元加强片未展开剖面图；
图2为本发明锚固桩单个单元加强片展开剖面图；
图3为本发明锚固桩单个单元加强片未展开俯视图；
图4为本发明锚固桩单元之间扩展楔细节图；
图5为本发明展开后整体示意图。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，本发明提供了一种主体由若干个锚固桩单元10拼接而成的锚固桩，锚固桩单元10包括外管101、一端固定于外管101内壁的若干个加强片102、设置于加强片102上的若干钉刺103、以及设置于外管101上的若干根纵向延伸的与加强片102对应的孔槽104。本发明中所述的纵向为锚固桩单元10的中心轴线O延伸方向。
加强片102包括与外管101内壁固定的固定端1021以及自由端1022；在本实施例中，锚固桩单元10在外管101内壁均匀设置有四片加强片102，四片加强片102均匀环绕在外管101内壁，两两对称设置，加强片102的形状为截面形状(水平截面)为短圆弧形的壳体，四片加强片102在未展开时可通过其顶端形状以及自身重力契合。为了让施力设备具有施力点，本实施例中，加强片102顶端设置有向着加强片边缘延伸的坡面1023，使得相对的加强片102之间的坡面1023呈相反方向延伸，方便施力设备着力，且该坡面的设置，使得加强片102在转动时不受外管101在对应位置设置的凹槽顶壁的限制。
本实施例中，加强片102的底端作为固定端1021，固定端1021与外管101内壁底端采用螺栓1024连接，加强片102的自由端1022可绕固定端1021螺栓沿径向张合，加强片102顶端为自由端，当加强片102张开后，自由端1022由螺栓和限位杆固定。
本实施例中所述的短圆弧是指为了满足快速施工需要，需要在外管101上设置有用于钉刺103穿出的孔槽104，孔槽104为长条状的开槽，此时为了加强片102的尺寸规格与孔槽104相匹配，加强片102略宽于孔槽104，在水平截面上，呈短圆弧状，整个加强片102类似于圆弧形瓦片状，展开后，加强片102堵住孔槽104，即加强片102为展开状态与外管101内壁贴合的截面呈圆弧形的薄壁(外管101内壁对应位置设置有容纳加强片102的凹槽)。孔槽104(条形的长槽)以及加强片102这种形状的设置同时满足的快速施工，同时也保证了锚固桩的强度。
本实施例中在加强片102上固结有按一定间距排列的若干钉刺103，钉刺103垂直于加强片102设置；为了增加锚固桩的抗拔性能，自加强片102的底端至顶端方向(固定端1021至自由端1022方向)，钉刺103的长度逐渐增加。进一步地，钉刺103的底面(加强片102展开时钉刺103的底面与地面平行)为平面结构，具体地，在本实施例中，钉刺103的形状为常用钢钉的一半，过钢钉轴线剖开，剖面垂直于桩身且平行于地面，剖面使得钉刺103的抗拔承载力增大。同样地，在本实施例中，钉刺103的材质为高强度金属材料，若干个钉刺103按一定间距固结于加强片102的外壁之上，若干根钉刺103的排列间距可以相同或者不同，本实施例中钉刺103排列采用了相同间隔。
如图2所示，本实施例中，在外管101管壁上设置的四条与加强片102位置对应的孔槽104，加强片102围绕固定端1021沿径向张开，使得设置在加强片102上的钉刺103随着加强片102张开穿过孔槽104刺入位于锚固桩四周的土中，实现锚固桩的固定。
如图3所示，为了实现加强片102在未展开时的限位，本实施例中，在每个孔槽104外壁处设置有一个脆性的覆盖壳105，实现加强片102的临时固定，该覆盖壳还可以防止土等杂质进入桩体单元内部。
本发明通过设置的锚固桩单元10拼接，可以根据实际承载力需要，拼接多个锚固桩单元10，完成打桩。为了实现锚固桩单元10之间的快速拼接以及满足拼接后的强度，在相邻的锚固桩单元10之间设置有扩展楔106，相邻所述锚固桩单元10之间通过扩展楔106连接。
扩展楔106包括与相邻锚固桩单元101的外管101相抵的两个连接台，锚固桩单元10的外管101底端设置有一个向下延伸的第一凸台1061。扩展楔106还包括位于下方的锚固桩单元10外管的顶端向上延伸的第二凸台1062，第一凸台1061和第二凸台1062相互配合，实现相邻锚固桩单元10的卡接，第一凸台1061和第二凸台1062组合后的连接壁厚度与外外管101的壁厚相同。
实施例2：实施例1的加强片外旋式钉刺锚固桩的施工方法，包括以下步骤：
(a)将桩靴20安装在锚固桩下端；
(b)根据实际承载力需要，拼接多个锚固桩单元10，完成锚固桩的初步拼接；(c)锚固桩在静压下随着钻头到达预定位置，完成打桩；
(d)将施力设备千斤顶水平置入加强片顶端，启动千斤顶，千斤顶提供向外的张力，将相对的两片加强片向外展开，加强片102底端绕连接螺栓1024转动，顶端沿径向张开，直至加强片102上钉刺刺入土体，在每对加强片到达预定位置后固定；
(e)施力设备千斤顶在每一单元的施工重复两次，将相对的另一对加强片展开，千斤顶在将每一锚固桩单元10上的加强片102挤入预定位置后，施力设备千斤顶继续向下进入下一锚固桩单元10施工，如此重复，直至所有单元加强片102嵌入土体；
(f)去除施力设备千斤顶，安装限位部件，如螺钉，使得加强片与桩身固定为一体，如图5所示；
(g)安装桩帽，桩帽30可以为多种形式的桩帽如过盈配合式、锚索连接式等以达到连接上方建筑物的要求，完成施工。
本发明将桩靴装配在锚固桩底端，桩体在静压作用下打入土层预定位置。在千斤顶的作用下将锚固桩本体内部的钉刺臂依次展开刺入土体形成抗拔承载力，钉刺臂在展开后与桩体管固结，在顶端安装桩帽，施工结束，可解决现有锚固技术施工工艺复杂，承载力生效耗时长等的技术问题，可以满足应急抢险的锚固要求。

Claims (10)

1.一种加强片外旋式钉刺锚固桩，其特征在于，包含若干个锚固桩单元(10)，所述锚固桩单元(10)包括外管(101)、一端固定于所述外管(101)内壁的若干个加强片(102)、设置于所述加强片(102)上的若干钉刺(103)、以及设置于所述外管(101)上的若干根纵向延伸的与所述加强片(102)对应的孔槽(104)，所述加强片(102)包括与所述外管(101)内壁固定的固定端(1021)以及自由端(1022)，若干根所述钉刺(103)垂直于所述加强片(102)间隔分布，所述加强片(102)的自由端(1022)可绕固定端(1021)沿径向张开将所述钉刺(103)穿出外管(101)。
2.根据权利要求1所述的加强片外旋式钉刺锚固桩，其特征在于，所述加强片(102)为可与外管(101)内壁贴合的截面呈圆弧形的壳体。
3.根据权利要求2所述的加强片外旋式钉刺锚固桩，其特征在于，所述锚固桩单元(10)在所述外管(101)内壁均匀设置有四片加强片(102)。
4.根据权利要求1所述的加强片外旋式钉刺锚固桩，其特征在于，若干根所述钉刺(103)由下至上的长度逐渐增加。
5.根据权利要求1所述的加强片外旋式钉刺锚固桩，其特征在于，所述孔槽(104)处设置有用于钉刺限位和覆盖孔槽的覆盖壳(105)。
6.根据权利要求1所述的加强片外旋式钉刺锚固桩，其特征在于，相邻所述锚固桩单元(10)之间通过扩展楔(106)连接。
7.根据权利要求6所述的加强片外旋式钉刺锚固桩，其特征在于，相邻所述锚固桩单元(10)之间通过限位螺栓(107)固定。
8.根据权利要求6所述的加强片外旋式钉刺锚固桩，其特征在于，所述扩展楔(106)为相邻所述锚固桩单元(10)的外管(101)连接处设置的相互配合的连接台。
9.根据权利要求6所述的加强片外旋式钉刺锚固桩，其特征在于，若干个锚固桩单元(10)底端设置有桩靴(20)。
10.一种如权利要求1所述的加强片外旋式钉刺锚固桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将桩靴安装在锚固桩下端；
(b)拼接多个锚固桩单元；
(c)锚固桩在静压下随着钻头到达预定位置，完成打桩；
(d)将施力设备水平置入加强片顶端，启动施力设备，加强片底端绕连接螺栓转动，顶端沿径向张开，直至加强片上钉刺刺入土体，在每对加强片到达预定位置后固定；
(e)施力设备在将每一锚固桩单元上的加强片挤入预定位置后，施力设备继续向下进入下一锚固桩单元施工，如此重复，直至所有单元加强片嵌入土体；
(f)去除施力设备，安装限位部件，使得加强片与桩身固定为一体；
(g)安装桩帽，完成施工。
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