CN113774898B - 一种静压预应力管桩及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种静压预应力管桩及其施工工艺，其包括批量预制的若干组钢管及连接件，各组钢管呈圆管状，各组钢管上下端部管壁的外周面上均凹设有环槽，使钢管呈阶梯轴结构，环槽靠近阶梯面的圆周上凹设有若干组等角度圆周分布的沉槽；连接件包括主管及与主管两端的圆周边沿一体连接的若干组板子，各组板子远离主管圆周边沿的一端绕主管的轴线呈放射状分布，各组板子朝向主管轴线的一侧端面上凸设有与沉槽形状配合的卡块；在自然状态下，各组卡块与主管轴线之间的距离不小于环槽外径的尺寸的一半，各组板子背离主管轴线的一侧端面上套设有抱箍。本申请提升了静压预应力管桩施工作业过程中接桩过程的效率，提升了成桩过程的施工速度。

Description

一种静压预应力管桩及其施工工艺

技术领域

本申请涉及预应力管桩的领域，尤其是涉及一种静压预应力管桩及其施工工艺。

背景技术

随着建筑工业的发展，为了适应大型桩基工程的需要，桩基础施工技术既要增加锤重和改进起重、吊装操作工艺，又要减少震动噪声和对环境的污染。有的预制桩的施工以钻孔取土后成桩的钻打(或钻压)结合工艺，取代原来单纯锤击挤土或压入挤土等方法。

在桩基础施工过程中，管桩成桩方法有多种，在我国国内施工过的方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等，而以静压法用得最多。由于柴油锤打桩时震动剧烈、噪音大，为适应市区施工需要，近几年来我国各地开发了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺，静力压静压桩机又可分为顶压式和抱压式，抱压式是静压桩机的夹板夹紧桩身，依靠持板的摩擦力大于入土阻力的原理工作，静力压静压桩机最大压桩力可达5000-6000kN，可将预应力管桩压到设计要求的持力层，从而大大推动了预应力管桩的应用和发展，该种借助静力压静压桩机进行施工的管桩称为静压预应力管桩。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有如下的缺陷：在进行静压预应力管桩的成桩过程中，各组管桩提前在工厂进行预制；在进行成桩的过程中，受限于各组管桩的长度，对于施工现场较深的成桩深度，需要进行接桩作业；现有的接桩过程中，多通过焊接作业方式进行接桩，在接桩的过程中，需要对上下两组管桩的圆周边沿正对且进行围焊，由于焊接过程的时间较长及焊接后的冷却及表面修整过程，进而使接桩过程的整体作业时间较长，在进行故存在改进的空间。

发明内容

为了提升静压预应力管桩施工作业过程中接桩过程的效率，提升成桩过程的施工速度，本申请提供一种静压预应力管桩及其施工工艺。

本申请提供的一种静压预应力管桩及其施工工艺采用如下的技术方案：

一种静压预应力管桩，包括若干组批量预制的钢管，还包括若干组批量预制的连接件，各组所述钢管呈圆管状，各组所述钢管上下端部管壁的外周面上均凹设有环槽，使所述钢管呈阶梯轴结构，所述环槽靠近阶梯面的圆周上凹设有若干组等角度圆周分布的沉槽；所述连接件包括主管及与所述主管两端的圆周边沿一体连接的若干组板子，各组所述板子远离所述主管圆周边沿的一端绕所述主管的轴线呈放射状分布，各组所述板子朝向所述主管轴线的一侧端面上凸设有与所述沉槽形状配合的卡块；在自然状态下，各组所述卡块与所述主管轴线之间的距离不小于所述环槽外径的尺寸的一半，各组所述板子背离所述主管轴线的一侧端面上套设有抱箍。

通过采用上述技术方案，本申请中对预应力管桩的结构进行重新设计，相对于现有的管桩施工中对各组管桩的端部进行焊接连接的作业方式，本申请中对各组钢管的端部进行环槽的加工，并借助连接件进行上下两组钢管之间的连接；在进行接管作业时，此时第一组钢管竖直插打在地面上，施工人员将连接件安装在钢管的上端部，此时连接件下端部的各组板子扣接在第一组钢管的上端部，连接件中的主管对上下两端的各组板子起到连接作用，此时施工人员将下端部各组板子上的抱箍进行抱紧，使各组板子不断与第一组钢管上的环槽抱紧固定，此时各组板子端部的卡块与环槽上的各组沉槽插接配合，实现了连接件与下端部钢管之间的固定连接；对于待进行接管的第二组钢管，此时借助吊装设备对钢管进行起吊，使钢管的下端部位于连接件的竖直上方，此时将钢管的下端部插接入上方的各组板子之间，施工人员再将上端部的抱箍进行抱紧，使各组板子不断收紧，使上端部各组板子上的凸块与上方钢管上的各组沉槽插接配合；通过上述配合，此时连接件上端及下端的各组板子均实现了与钢管的连接，相对于现有的焊接固定的连接方式，本申请中的技术方案在实现管桩的接管作业时，此时上下两组钢管之间借助连接件实现了快速连接，且连接过程相对于现有的焊接工程省时省力，提升了静压预应力管桩施工作业过程中接桩过程的效率，提升了成桩过程的施工速度。

优选的，所述主管的管壁厚度与所述钢管的管壁厚度相同，各组所述板子的厚度与所述环槽的深度相同，各组所述板子的长度与所述环槽的轴向长度尺寸相同。

通过采用上述技术方案，上述关于主管管壁厚度与主杆管壁厚度的限定，及关于各组板子厚度及与环槽深度的限定，当进行连接件与钢管的连接时，此时各组板子的外壁与钢管的外壁共面，上述设置使连接件与上下两组的外周面呈共面结构，板子的长度与环槽轴向长度尺寸相同，故上下两组钢管的端部与主管的端部接触，故在进行管桩静压成桩时，此时上下两组钢管进行接管后，该位置在地面以下的插打阻力降低，便于进行钢管的插打作业。

优选的，各组所述板子背离所述主管轴线的一侧端面上均凹设有壁槽，各组壁槽的位置距离所述主管圆周边沿的尺寸相同；所述抱箍与各组所述壁槽卡接配合。

通过采用上述技术方案，各组壁槽位于板子上，当借助抱箍进行各组板子的抱紧固定时，故壁槽的设置起到对抱箍的限位作用，故抱箍在进行抱紧作业时，抱箍不易沿着板子的外壁发生滑动，使各组板子能够稳定有效地对各组板子进行抱紧固定。

优选的，所述钢管端部的内周面上凹设有两组正对设置的凹槽，所述主管上下端部的内周面上凸设有两组正对设置的凸块，各组所述凸块与所述凹槽形状配合。

通过采用上述技术方案，两组凹槽位于钢管端部的内周面上，当进行连接件与钢管的连接时，此时将主管上下端部的两组凸块与凹槽插接固定，上述设置实现了将钢管与连接件的卡接固定，故在进行各组卡块向沉槽内部插接固定时，此时连接件不易绕轴线转动，使各组卡块能够顺利插接入各组沉槽内部。

优选的，所述主管的外径与所述钢管的外径相配合；所述抱箍将各组所述板子抱紧固定时，各组所述板子背离所述主管轴线的一侧弧形端面与所述钢管的外周面共面设置。

通过采用上述技术方案，当借助连接件完成对上下两组钢管的接管时，此时各组板子的背离主管轴线的一侧弧形端面与主管的外周面共面，故完成接管后，此时两组钢管的接管位置较为光滑，相对于焊接作业的接管方式，此时接管位置在插打时的阻力无显著提升。

一种静压预应力管桩及其施工工艺，其特征在于：

a.进行各组预应力管桩插打位置的划定，并在地面上进行划定位置的标定；

b.将各组预制的钢管及连接件向施工场地进行卸货，将静压桩机向施工现场进行进场；

c.进行各组预应力管桩的插打施工，对于某一位置的预应力管桩，静压桩机上安装有吊装设备，此时吊装设备将地面上的钢管进行起吊，此时第一组钢管在静压桩机的推动下，不断向地下插打；

d.进行接管作业，此时将一组连接件向钢管的上端部进行安装，此时各组凸块与钢管内壁上的凹槽插接固定；此时两组抱箍套设在各组板子上的壁槽中，主管下端部的各组板子对第一组钢管的上端部进行覆盖，此时施工人员对抱箍进行收紧，进而使各组板子逐渐向环槽的外周面靠近，随着抱箍的不断抱紧，此时各组板子端部的凸块与钢管上的沉槽插接固定；

e.借助吊装设备进行第二组钢管的吊装，此时第二组钢管的下端部不断向主管的上端部进行插接，使主管上端部的各组板子对钢管的下端部进行包围；施工人员对上端部板子上的抱箍进行抱紧固定，使各组板子与钢管下端部环槽的外周面贴合，此时各组板子端部的卡块与钢管上的沉槽插接固定；

f.完成连接件与上下两组钢管之间的连接，实现对上下钢管之间的接管作业，继续启动静压桩机进行钢管的静压成桩作业。

通过采用上述技术方案，当进行预应力管桩的成桩作业时，借助静压桩机进行成桩作业，本申请中对接管作业的施工环节进行改进，相对于现有的焊接作业的接管方式，本申请中借助连接件对上下两组钢管进行连接，主管上下端部的各组板子在抱箍的束缚下不断与上下端部的保持贴合，使各组板子端部的卡块与各组沉槽插接固定，且连接完毕后的连接件与上下两组钢管之间保持共面，故在进行钢管静压施工时，此时接管完毕后的钢管向地下插打时的阻力没有因安装连接件而提升，故上述施工过程中，各组钢管之间的接管方式得到改进，此时接管作业时的效率提升，故相对于现有的作业方式，上述施工作业方法的整体效率提升。

优选的，所述静压桩机的上端面安装有导向架，所述导向架高于所述静压桩机的上端面，所述导向架上竖直贯通开设有圆孔；所述圆孔的孔径与所述钢管的外径相配合；所述钢管插接入所述圆孔内部。

通过采用上述技术方案，导向架位于静压桩机的上端面，在进行各组钢管的接管作业时，此时上端部的钢管易发生晃动，故此时第二节钢管的下端部插接入导向架上的圆孔内部，此时导向架起到对钢管的限位作用，故在进行上下两组钢管的接管作业时，此时上端部的钢管在导向架的限位作用下不易发生晃动，进而使接管时的效率提升。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过借助连接件对上下两组钢管进行接管作业，连接件中的主管对上下两端的各组板子进行连接，在进行连接件与上下两组钢管之间的连接时，此时施工人员将壁槽中的抱箍进行抱紧，随着抱箍的收紧，此时各组板子不断与上下端部的钢管贴合，使各组板子端部的卡块与钢管上的沉槽卡接固定，上述设置实现了将连接件与各组钢管之间的连接，相对于现有的焊接接管的作业方式，上述接管作业的过程更加便捷高效，接管后的连接强度得到保障；

2.通过将连接件相关尺寸与钢管相关尺寸的配合，当进行连接件与钢管的连接时，此时连接件与上下两组钢管的外周面保持共面，故接管后的钢管在进行插打作业时，此时两组钢管的连接位置在进行静压成桩时的阻力无显著提升。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是上下两组钢管与连接件之间的爆炸图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是上下两组钢管通过连接件完成接管后的结构图。

附图标记说明：1、钢管；11、环槽；12、沉槽；13、凹槽；2、连接件；21、主管；211、凸块；22、板子；221、卡块；222、壁槽；3、抱箍；4、静压桩机；41、吊装设备；42、导向架；421、圆孔；43、钢缆。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

实施例1

本申请实施例公开一种静压预应力管桩。参照图1，待进行预应力管桩施工的地面水平设置，地面上堆放有若干组待进行静压成桩的钢管1，各组钢管1呈圆管状，各组钢管1均为规格相同的预制构件，其中第一组钢管1的下端部进行封堵并呈圆锥状，单独进行预制，其余钢管1的规格相同。地面上停放有静压桩机4，静压桩机4上安装有吊装设备41，吊装设备41能够绕静压桩机4的上端面转动，吊装设备41上收卷有钢缆43，借助钢缆43对施工现场待进行成桩作业的各组钢管1进行吊装作业。

静压桩机4的上端面安装有导向架42，导向架42呈方形，导向架42水平设置；导向架42高于静压桩机4的上端面，导向架42上竖直贯通开设有圆孔421；圆孔421的孔径与钢管1的外径相配合，导向架42的高度不小于40cm；钢管1插接入圆孔421内部。

参照图2及图3，该种静压预应力管桩包括各组均为批量预制的钢管1及连接件2，各组钢管1上下端部管壁的外周面上均凹设有环槽11，各组环槽11与钢管1的端部连通，钢管1呈阶梯轴结构，本申请中优选环槽11沿钢管1轴向的深度为钢管1管壁厚度的一半。

环槽11靠近阶梯面的圆周上凹设有若干组等角度圆周分布的沉槽12，各组沉槽12的延伸方向的所在直线均通过钢管1的轴线，对于钢管1管壁较厚的情况下，此时各组沉槽12的深度小于环槽11位置的壁厚，对于钢管1管壁较薄的情况下，此时各组沉槽12可以按照贯穿环槽11位置的管壁进行开设。

连接件2包括主管21及与主管21两端的圆周边沿一体连接的若干组板子22，各组板子22朝向主管21轴线的一侧及背离主管21轴线的一侧均呈弧形结构。各组板子22的长度相同，各组板子22绕主管21的轴线等角度圆周分布。主管21的管壁厚度与钢管1的管壁厚度相同，各组板子22的厚度与环槽11的深度相同，各组板子22的长度与环槽11的轴向长度尺寸相同。各组板子22远离主管21圆周边沿的一端绕主管21的轴线呈放射状分布，各组板子22的长度朝向主管21轴线的一侧端面上凸设有与沉槽12形状配合的卡块221，卡块221可选长方体、圆柱体等结构。在自然状态下，各组卡块221与主管21轴线之间的距离不小于环槽11外径的尺寸的一半。

各组板子22背离主管21轴线的一侧端面上套设有抱箍3，各组板子22背离主管21轴线的一侧端面上均凹设有壁槽222，壁槽222的深度不大于各组板子22厚度的一半。各组壁槽222距离主管21圆周边沿的尺寸相同；抱箍3与各组壁槽222卡接配合，抱箍3的厚度不大于壁槽222的深度。

钢管1端部的内周面上凹设有两组正对设置的凹槽13，凹槽13呈方形结构，凹槽13的深度小于环槽11位置钢管1的厚度，两组沉槽12的所在直线经过主管21的轴线；主管21上下端部的内周面上凸设有两组正对设置的凸块211，各组凸块211与凹槽13形状配合。

参照图3及图4，主管21的外径与钢管1的外径相配合；抱箍3将各组板子22抱紧固定时，各组板子22背离主管21轴线的一侧弧形端面与主管21的外周面共面设置；各组抱紧后的板子22与钢管1上下端部的环槽11外周面保持贴合。

实施例2

一种静压预应力管桩及其施工工艺，包括如下的施工步骤：

a.对地面进行平整，并进行各组预应力管桩插打位置的划定，并在地面上进行划定位置的标定；

b.将各组预制的钢管1及连接件2向施工场地进行卸货，将静压桩机4向施工现场进行进场；

c.进行各组预应力管桩的插打施工，对于某一位置的预应力管桩，静压桩机4上安装有吊装设备41，吊装设备41的上端部收卷有钢缆43，施工人员将下放的钢缆43与地面上的钢管1一端进行栓结固定，此时吊装设备41将地面上的钢管1进行起吊，此时第一组钢管1在静压桩机4的推动下，不断向地面插打；

d.进行接管作业，此时将一组连接件2向钢管1的上端部进行安装，此时各组凸块211与钢管1内壁上的凹槽13插接固定；此时两组抱箍3套设在各组板子22上的壁槽222中，主管21下端部的各组板子22对第一组钢管1的上端部进行覆盖，此时施工人员对抱箍3进行收紧，进而使各组板子22逐渐向环槽11的外周面靠近，随着抱箍3的不断抱紧，此时各组板子22端部的凸块211与钢管1上的沉槽12插接固定；

e.借助吊装设备41进行第二组钢管1的吊装，此时第二组钢管1的下端部贯穿导向架42上的圆孔421，并不断向第一组钢管1中主管21的上端部进行插接，使主管21上端部的各组板子22对钢管1的下端部进行包围；施工人员对上端部板子22上的抱箍3进行抱紧固定，使各组板子22与钢管1下端部环槽11的外周面贴合，此时各组板子22端部的卡块221与钢管1上的沉槽12插接固定；

f.完成连接件2与上下两组钢管1之间的连接，实现对上下钢管1之间的接管作业，继续启动静压桩机4进行钢管1的插打作业；不断对各组钢管1借助连接件2进行接管，并启动静压桩机4进行静压成桩，完成对标定位置桩基础的施工过程。

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 (6)

1.一种静压预应力管桩施工工艺，包括若干组批量预制的钢管(1)，其特征在于：还包括若干组批量预制的连接件(2)，各组所述钢管(1)呈圆管状，各组所述钢管(1)上下端部管壁的外周面上均凹设有环槽(11)，使所述钢管(1)呈阶梯轴结构，所述环槽(11)靠近阶梯面的圆周上凹设有若干组等角度圆周分布的沉槽(12)；所述连接件(2)包括主管(21)及与所述主管(21)两端的圆周边沿一体连接的若干组板子(22)，各组所述板子(22)远离所述主管(21)圆周边沿的一端绕所述主管(21)的轴线呈放射状分布，各组所述板子(22)朝向所述主管(21)轴线的一侧端面上凸设有与所述沉槽(12)形状配合的卡块(221)；在自然状态下，各组所述卡块(221)与所述主管(21)轴线之间的距离不小于所述环槽(11)外径的尺寸的一半，各组所述板子(22)背离所述主管(21)轴线的一侧端面上套设有抱箍(3)；

a.进行各组预应力管桩插打位置的划定，并在地面上进行划定位置的标定；

b.将各组预制的钢管(1)及连接件(2)向施工场地进行卸货，将静压桩机(4)向施工现场进行进场；

c.进行各组预应力管桩的插打施工，对于某一位置的预应力管桩，静压桩机(4)上安装有吊装设备(41)，此时吊装设备(41)将地面上的钢管(1)进行起吊，此时第一组钢管(1)在静压桩机(4)的推动下，不断向地下插打；

d.进行接管作业，此时将一组连接件(2)向钢管(1)的上端部进行安装，此时各组凸块(211)与钢管(1)内壁上的凹槽(13)插接固定；此时两组抱箍(3)套设在各组板子(22)上的壁槽(222)中，主管(21)下端部的各组板子(22)对第一组钢管(1)的上端部进行覆盖，此时施工人员对抱箍(3)进行收紧，进而使各组板子(22)逐渐向环槽的外周面靠近，随着抱箍(3)的不断抱紧，此时各组板子(22)端部的凸块(211)与钢管(1)上的沉槽(12)插接固定；

e.借助吊装设备(41)进行第二组钢管(1)的吊装，此时第二组钢管(1)的下端部不断向主管(21)的上端部进行插接，使主管(21)上端部的各组板子(22)对钢管(1)的下端部进行包围；施工人员对上端部板子(22)上的抱箍(3)进行抱紧固定，使各组板子(22)与钢管(1)下端部环槽(11)的外周面贴合，此时各组板子(22)端部的卡块(221)与钢管(1)上的沉槽(12)插接固定；

f.完成连接件(2)与上下两组钢管(1)之间的连接，实现对上下钢管(1)之间的接管作业，继续启动静压桩机(4)进行钢管(1)的静压成桩作业。

2.根据权利要求1所述的一种静压预应力管桩施工工艺，其特征在于：所述主管(21)的管壁厚度与所述钢管(1)的管壁厚度相同，各组所述板子(22)的厚度与所述环槽(11)的深度相同，各组所述板子(22)的长度与所述环槽(11)的轴向长度尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的一种静压预应力管桩施工工艺，其特征在于：各组所述板子(22)背离所述主管(21)轴线的一侧端面上均凹设有壁槽(222)，各组壁槽(222)的位置距离所述主管(21)圆周边沿的尺寸相同；所述抱箍(3)与各组所述壁槽(222)卡接配合。

4.根据权利要求3所述的一种静压预应力管桩施工工艺，其特征在于：所述钢管(1)端部的内周面上凹设有两组正对设置的凹槽(13)，所述主管(21)上下端部的内周面上凸设有两组正对设置的凸块(211)，各组所述凸块(211)与所述凹槽(13)形状配合。

5.根据权利要求4所述的一种静压预应力管桩施工工艺，其特征在于：所述主管(21)的外径与所述钢管(1)的外径相配合；所述抱箍(3)将各组所述板子(22)抱紧固定时，各组所述板子(22)背离所述主管(21)轴线的一侧弧形端面与所述钢管(1)的外周面共面设置。

6.根据权利要求5所述的一种静压预应力管桩施工工艺，其特征在于：所述静压桩机(4)的上端面安装有导向架(42)，所述导向架(42)高于所述静压桩机(4)的上端面，所述导向架(42)上竖直贯通开设有圆孔(421)；所述圆孔(421)的孔径与所述钢管(1)的外径相配合；所述钢管(1)插接入所述圆孔(421)内部。

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