CN113216179B - 无需地基基础的静压桩封桩装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑加固设备领域，特别是涉及无需地基基础的静压桩封桩装置。无需地基基础的静压桩封桩装置，包括底座，底座的中央开设安装静压桩的桩孔，底座上螺接安装有多个预固定杆，多个预固定杆环绕桩孔设置；底座上可拆卸安装有升降装置，升降装置上设置驱动电机与预固定杆连接带动预固定杆转动；底座的边缘安装升降支腿，升降支腿支撑在地面上调整底座的倾角；预固定杆中空，内部安装活动的拉杆，拉杆的上铰接连接有多个加固棒，加固棒的一端从预固定杆中穿出到预固定杆外。这样通过预固定杆对抗静压桩施工时的反作用力，无需地基基础便可对静压桩进行施工。

Description

无需地基基础的静压桩封桩装置及使用方法

技术领域

本发明涉及建筑加固设备领域，特别是涉及无需地基基础的静压桩封桩装置及使用方法。

背景技术

锚杆静压桩技术是常用的一种给既有建筑物或构筑物加固的施工技术。通过以建筑物或构筑物自重作为压桩反力，利用压桩反力装置分节将锚杆桩压入地基土中，现有的锚杆静压桩装置、压桩反力来自建筑物自身重量，一方面要求建筑物重量足够大，另一方面，压桩过程中的集中反力对建筑物整体刚度要求较高。因此，锚杆静压桩受限于建筑物性质：在建筑物重量小或刚度差条件下，不具备现有锚杆静压桩施工条件；压桩施工将引起比较大的拖带沉降，建筑物对沉降及差异沉降敏感时，现有锚杆静压桩装置会对建筑物产生一定的损伤，同时在进行锚杆静压桩进行安装时不能确保竖直向下的，很容易破坏原有的地基基础。

发明内容

本发明无需地基基础的静压桩封桩装置。

解决的技术问题是：在施工场地建筑基础刚度较差的情况下，对锚杆静压桩进行施工容易造成沉降同时造成静压桩偏移。

为解决上述技术问题，本发明无需地基基础的静压桩封桩装置，采用如下方案。

无需地基基础的静压桩封桩装置，包括底座，底座的中央开设安装静压桩的桩孔，底座的中部可拆卸固定挤压静压桩的反力架；底座环绕桩孔上螺接安装有多个插入地面的预固定杆；

底座上可拆卸安装有升降装置，升降装置上设置驱动电机，驱动电机与预固定杆连接带动预固定杆转动；底座的边缘安装升降支腿，升降支腿支撑在地面上调整底座的倾角；

预固定杆中空，内部安装活动的拉杆，拉杆的上铰接连接有多个加固棒，加固棒的一端从预固定杆中穿出到预固定杆外。

优选的，所述升降装置包括垂直且可拆卸安装在底座的滑杆，滑杆上通过滑块滑动安装有驱动电机，驱动电机的输出轴与预固定杆连接。

优选的，所述升降装置还包括水平设置的横杆，所述滑杆包括平行设置的两根，横杆的两端分别通过滑块安装在滑杆上，横杆中部固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上安装有固定架；预固定杆的顶部四周固定有凸块，凸块卡接在固定架上。

优选的，预固定杆的周面上开设与加固棒对应的通孔，拉杆上具有耳座，加固棒的一端铰接安装在耳座上，加固棒的自由端向上倾斜并从预固定杆的通孔中穿出；加固棒的长度为40cm-50cm。

优选的，加固棒的自由端套设有防护帽，防护帽的外端位于预固定杆外且为锥形，防护帽内端位于预固定杆内，且内端具有直径大于通孔直径的卡环。

优选的，拉杆的底部固定有限位活塞，限位活塞的滑动安装在预固定杆内；拉杆的顶部安装有拉环。

优选的，底座上环绕桩孔等间距开设多个圆孔，圆孔内固定设置有螺筒，预固定杆螺接安装在螺筒内。

优选的，在底座上表面以螺筒和桩孔为中心位置的正方形四角处固定有螺丝杆。

优选的，底座的中部可拆卸安装有反力架，反力架上具有加压桩，加压桩位于静压桩的正上方，加压桩对静压桩施加压力。

优选的，升降支腿包括螺接安装在底座四角的支撑螺杆，支撑螺杆的底部安装有防滑垫，支撑螺杆顶部设置手轮用于转动支撑螺杆，手轮与支撑螺杆可拆卸连接。

同时本发明还提出了这种无需地基基础的静压桩封桩装置的使用方法，使用方法包括以下步骤：

A.将底座放置在需要设置静压桩位置的地面上，利用升降支腿调整底座的倾角使得桩孔的轴线保持垂直状态；

B.将预固定杆和升降装置安装到底座上，并将升降装置的驱动电机与预固定杆连接；驱动电机带动预固定杆转动将预固定杆插入到地面中；

C.从底座上拆除升降装置；

D.拉动拉杆令加固棒从预固定杆内插入到地面中，将预固定杆与地面固定；

E.将静压桩竖直安装在桩孔内，并将反力架安装在底座上，反力架将静压桩压入地面；

F.反向移动拉杆，加固棒收缩回预固定杆内，并将预固定杆向上取出，底座与地面脱离。

原有的锚杆静压桩多是以稳定的地基基础作为受力点，承受向下挤压静压桩时的反作用力，但是有些老旧建筑并不存在这种稳定的地基基础很容易在挤压静压桩时拉坏基础。同时基础不稳定还会造成静压桩插入发生偏移影响施工。

本发明无需地基基础的静压桩封桩装置与现有技术相比，具有如下有益效果：

改变了原有将静压桩的加载装置固定在地基基础上的方式，而是通过多个设置在底座上的预固定杆，将预固定杆插入到地面，然后通过预固定杆内设置的拉杆控制加固棒让加固棒伸出到预固定杆外，从而横向插入到地面中，利用预固定杆来对抗对静压桩加载时的反作用力。

在底座稳定不动的前提下，在底座的中部开设桩孔用于设置静压桩并且约束静压桩保证静压桩垂直于底座。这样只需要底座保持水平便可让静压桩垂直插入到地面中。所以在底座的边缘设置多个升降支腿，通过升降支腿便可调整底座的倾角保持底座水平。

附图说明

图1是本发明无需地基基础的静压桩封桩装置的示意图；

图2是本发明无需地基基础的静压桩封桩装置去掉升降装置加装反力架后的示意图；

图3是预固定杆内部的放大图；

图4是底座的俯视图；

图5是手轮的仰视图。

附图标记说明：滑杆1、滑块2、横杆3、驱动电机4、升降装置5、输出轴6、拉环7、固定架8、凸块9、预固定杆10、螺丝杆11、螺筒12、拉杆13、加固棒14、限位活塞15、桩孔16、锚杆静压桩17、限位凹圆台18、底座19、手轮20、螺孔21、支撑螺杆22、防滑垫23、四脚凹孔24、四脚凸齿25、连杆26、圆台27、防护帽28、转动安装轴29、静压桩反力架30、加压柱31。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图1所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

为了解决在施工场地建筑基础刚度较差的情况下，对锚杆静压桩17进行施工容易造成沉降同时造成静压桩17偏移的问题，如图1到图5中所示的。

无需地基基础的静压桩封桩装置，包括底座19，底座19的中央开设安装静压桩17的桩孔16，底座19上螺接安装有多个预固定杆10，多个预固定杆10环绕桩孔16设置；

底座19上可拆卸安装有升降装置5，升降装置5上设置驱动电机4与预固定杆10连接带动预固定杆10转动；底座19的边缘安装升降支腿，升降支腿支撑在地面上调整底座19的倾角；

预固定杆10中空，内部安装活动的拉杆13，拉杆13的上铰接连接有多个加固棒14，加固棒14的一端从预固定杆10中穿出到预固定杆10外。

具体地底座19用于连接其他设备的安装基础，优选的为平板状采用结构钢焊接成稳定的整体。其外形可根据实际使用的情况选择优选的为矩形或者圆形等对称结构，如图4中所示的为矩形，升降支腿安装在四角处。在底座19的中间设置桩孔16，桩孔16内滑动设置有静压桩17，桩孔16的与静压桩17为间隙配合，桩孔16能够约束静压桩17使得静压桩17只有一个沿静压桩17轴线方向的平移自由度，也就是静压桩17垂直于底座19在底座19的桩孔16内滑动。在桩孔16的周围环绕桩孔16设置多个预固定杆10，预固定杆10插入到地面中用于固定整个底座19。其中桩孔16内固定有竖直方向的套管，静压桩17滑动设置在套管内。

预固定杆10为中空的螺纹杆，预固定杆10的底部为锥形，从顶部向下开设安装孔，安装孔内安装有拉杆13，同时安装孔的直径大于拉杆13的直径。同时预固定杆10上安装多个可伸缩的加固棒14，加固棒14可以从预固定杆10内伸出插入到地面中从而将预固定杆10卡在土壤中。在需要拆卸时可以向内收回到预固定杆10中。具体地就是如图3中所示的，加固棒14一端铰接安装在拉杆13上，加固棒14的另一端向上倾斜并从预固定杆10的侧面穿出，当拉杆13向上运动时，就会将加固棒14推出到预固定杆10外。当拉杆13向下运动时，可将加固棒14抽回到预固定杆10中。多个预固定杆10呈放射状等间距设置环绕桩孔16设置。如图3为在桩孔16的左右两侧设置两个预固定杆10。

同时预固定杆10与底座19螺接配合，转动预固定杆10在底座19的自重和预固定杆10自身螺纹的配合下便可将预固定杆10钻入到地面内。所以在底座19上表面，预固定杆10的上方还设置有升降装置5，升降装置5上安装有驱动电机4，驱动电机4带动预固定杆10转动。

具体地，所述升降装置5包括垂直且可拆卸安装在底座19的滑杆1，滑杆1上通过滑块2滑动安装有驱动电机4，驱动电机4的输出轴6与预固定杆10连接。所述升降装置5还包括水平设置的横杆3，所述滑杆1包括平行设置的两根，横杆3的两端分别通过滑块2安装在滑杆1上，横杆3中部固定安装有驱动电机4，驱动电机4的输出轴6上安装有固定架8；预固定杆10的顶部四周固定有凸块9，凸块9卡接在固定架8上。如图1中所示的。横杆3和电机的自重压在预固定杆10上，当预固定杆10上下运动时会推动电机，进而带动横杆3上下运动。横杆3的两端分别通过滑块2与滑杆1滑动连接，用来对抗转动预固定杆10时的转矩。其中滑块指代的是一种能够滑动安装在滑杆上的零件，其可以是卡接在滑杆上的滑槽内的滑块，其也可以是一个套管滑动桃色在滑杆上。

如图1和图3中所示的，预固定杆10的周面上开设与加固棒14对应的通孔，拉杆13上具有耳座，加固棒的一端固定有转动安装轴29，转动安装轴可转动的设置在耳座上，从而将加固棒14的一端与拉杆13铰接连接。加固棒14的自由端向上倾斜并从预固定杆10的通孔中穿出；加固棒14的长度为40cm-50cm。加固棒14的自由端套设有防护帽28，防护帽28的外端位于预固定杆10外且为锥形，防护帽28内端位于预固定杆10内，且内端具有直径大于通孔直径的卡环。其中通孔为长轴方向为竖向的腰孔，防护帽28的卡环只需要大于腰孔的短轴即可。

拉杆13的底部固定有限位活塞15，限位活塞15的滑动安装在预固定杆10内；拉杆13的顶部安装有拉环7。限位活塞15可以保证拉杆13始终位于预固定杆10的中央，让所有的加固棒14伸出的长度相同。具体地限位活塞15的上表面固定有限位凹圆台18，在限位凹圆台18的上表面的中央具有凹槽，拉杆13插入到凹槽中并固定。

底座19上环绕桩孔16等间距开设多个圆孔，圆孔内固定设置有螺筒12，预固定杆10螺接安装在螺筒12内。

如图4中所示的，在底座1919上表面以螺筒12和桩孔16为中心位置的正方形四角处固定有螺丝杆11，螺丝杆11为在底座19上表面上向上延伸的螺丝杆11。

底座19的中部可拆卸安装有反力架30，反力架30上具有加压桩31，加压桩31位于静压桩17的正上方，加压桩31对静压桩17施加压力。反力架30就是怼桩孔16施加向下作用力的设备，与现有技术的锚杆静压桩17施工的反力架30并无特殊改进，本发明中是将反力架30用可拆卸的安装在了底座19上。

升降支腿包括螺接安装在底座19四角的支撑螺杆22，底座的四角处开设有螺孔21，支撑螺杆22螺接在螺孔21内。支撑螺杆22的底部安装有防滑垫23，支撑螺杆22顶部设置手轮20用于转动支撑螺杆22，手轮20与支撑螺杆22可拆卸连接。手轮20和支撑螺杆22的连接方式可以采用花键，或者如图5中所示的手轮20的内圈通过连杆26固定有圆台27，所述圆台27上固定有四脚凸齿25，所述四脚凸齿25与支撑螺杆22顶部的四脚凹孔24相匹配。

本发明的工作方式：

首先将底座19放置在建筑物的地坪上，并通过手轮20转动支撑螺杆22来调整底座19，使得底座19与水平面保持水平，底座19调平后取掉转动手环放置一边；将预固定杆10螺旋安装在螺筒12上，并旋转预固定杆10至其底部接触地面，将升降装置5固定在螺丝杆11上，利用固定架8卡住预固定杆10的顶部转动预固定杆10；启动驱动电机4带动预固定杆10转动，使得预固定杆10缓慢进入到地基中，在预固定杆10逐渐的下降过程中驱动电机4沿着滑杆1逐渐下滑下降，其他的预固定杆10同理进行安装或者依次安装，预固定杆10安装好后将升降装置5卸掉；预固定杆10进入到地基中后，通过拉环77带动拉杆13向上运动，并带动加固棒14从预固定杆10中向外伸出插进外围泥土，其中加固棒14的长度设置在40-50公分；将锚杆静压桩17插入到桩孔16内进行竖直固定，将静压桩17的反力架30安装固定在底座19上的螺丝杆11上，并利用底座19上的预固定杆10抓取地面的反作用力对静压桩17进行向地地面施加压力，到达预定深度停止加压；锚杆静压桩17埋设到预定深度后，将预固定杆10取出，将底座19收起回收待下次使用。

本发明的使用步骤：

A.将底座19放置在需要设置静压桩17位置的地面上，利用升降支腿调整底座19的倾角使得桩孔16的轴线保持垂直状态；

B.将预固定杆10和升降装置5安装到底座19上，并将升降装置5的驱动电机4与预固定杆10连接；驱动电机4带动预固定杆10转动将预固定杆10插入到地面中；

C.从底座19上拆除升降装置5；

D.拉动拉杆13令加固棒14从预固定杆10内插入到地面中，将预固定杆10与地面固定；

E.将静压桩17竖直安装在桩孔16内，并将反力架30安装在底座19上，反力架将静压桩17压入地面；

F.反向移动拉杆13，加固棒14收缩回预固定杆10内，并将预固定杆10向上取出，底座19与地面脱离。

其中步骤A中具体地是通过手轮20转动支撑螺杆22，并且待底座19调整到位之后，将手轮20拆除。

步骤B中预固定杆首先从上方螺接到螺筒20中，并且让预固定杆10的底部与地面平齐，然后安装升降装置5。

步骤B中向上拉动拉杆13，将加固棒14向外推，加固棒14的顶部套设有防护帽28，防护帽28被直接插入到地面内，限位活塞15保持拉杆13只能轴向运动。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.无需地基基础的静压桩封桩装置，其特征在于，包括底座（19），底座（19）的中央开设安装静压桩（17）的桩孔（16），底座（19）的中部可拆卸固定挤压静压桩（17）的反力架（30）；底座（19）环绕桩孔（16）上螺接安装有多个插入地面的预固定杆（10）；

底座（19）上可拆卸安装有升降装置（5），升降装置（5）上设置驱动电机（4），驱动电机（4）与预固定杆（10）连接带动预固定杆（10）转动；底座（19）的边缘安装升降支腿，升降支腿支撑在地面上调整底座（19）的倾角；

预固定杆（10）中空，内部安装活动的拉杆（13），拉杆（13）的上铰接连接有多个加固棒（14），加固棒（14）的一端从预固定杆（10）中穿出到预固定杆（10）外；

所述升降装置（5）包括垂直且可拆卸安装在底座（19）上的滑杆（1），滑杆（1）上通过滑块（2）滑动安装有驱动电机（4），驱动电机（4）的输出轴（6）与预固定杆（10）连接。

2.根据权利要求1所述的无需地基基础的静压桩封桩装置，其特征在于，所述升降装置（5）的滑杆（1）包括平行设置的两根，升降装置（5）还包括水平设置的横杆（3）；横杆（3）的两端分别通过滑块（2）安装在滑杆（1）上，横杆（3）中部固定安装有驱动电机（4），驱动电机（4）的输出轴（6）上安装有固定架（8）；预固定杆（10）的顶部四周固定有凸块（9），凸块（9）卡接在固定架（8）上。

3.根据权利要求1所述的无需地基基础的静压桩封桩装置，其特征在于，预固定杆（10）的周面上开设与加固棒（14）对应的通孔，拉杆（13）上具有耳座，加固棒（14）的一端铰接安装在耳座上，加固棒（14）的自由端向上倾斜并从预固定杆（10）的通孔中穿出；加固棒（14）的长度为40cm-50cm。

4.根据权利要求3所述的无需地基基础的静压桩封桩装置，其特征在于，加固棒（14）的自由端套设有防护帽（28），防护帽（28）的外端位于预固定杆（10）外且为锥形，防护帽（28）内端位于预固定杆（10）内，且内端具有直径大于通孔直径的卡环。

5.根据权利要求3所述的无需地基基础的静压桩封桩装置，其特征在于，拉杆（13）的底部固定有限位活塞（15），限位活塞（15）的滑动安装在预固定杆（10）内；拉杆（13）的顶部安装有拉环（7）。

6.根据权利要求1所述的无需地基基础的静压桩封桩装置，其特征在于，底座（19）上环绕桩孔（16）等间距开设多个圆孔，圆孔内固定设置有螺筒（12），预固定杆（10）螺接安装在螺筒（12）内；

在底座（19）上表面以螺筒（12）和桩孔（16）为中心位置的正方形四角处固定有螺丝杆（11）。

7.根据权利要求6所述的无需地基基础的静压桩封桩装置，其特征在于，反力架（30）安装在螺丝杆（11）上；反力架（30）上具有加压桩（31），加压桩（31）位于静压桩（17）的正上方，加压桩（31）对静压桩（17）施加压力。

8.根据权利要求1所述的无需地基基础的静压桩封桩装置，其特征在于，升降支腿包括螺接安装在底座（19）四角的支撑螺杆（22），支撑螺杆（22）的底部安装有防滑垫（23），支撑螺杆（22）顶部设置手轮（20）用于转动支撑螺杆（22），手轮（20）与支撑螺杆（22）可拆卸连接。

9.一种如权利要求1所述的无需地基基础的静压桩封桩装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：

A.将底座（19）放置在需要设置静压桩（17）位置的地面上，利用升降支腿调整底座（19）的倾角使得桩孔（16）的轴线保持垂直状态；

B.将预固定杆（10）和升降装置（5）安装到底座（19）上，并将升降装置（5）的驱动电机（4）与预固定杆（10）连接；驱动电机（4）带动预固定杆（10）转动将预固定杆（10）插入到地面中；

C.从底座（19）上拆除升降装置（5）；

D.拉动拉杆（13）令加固棒（14）从预固定杆（10）内插入到地面中，将预固定杆（10）与地面固定；

E.将静压桩（17）竖直安装在桩孔（16）内，并将反力架（30）安装在底座（19）上，反力架将静压桩（17）压入地面；

F.反向移动拉杆（13），加固棒（14）收缩回预固定杆（10）内，并将预固定杆（10）向上取出，底座（19）与地面脱离。

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