CN114032900B

CN114032900B - 一种高回填地区沉桩方法

Info

Publication number: CN114032900B
Application number: CN202111532723.2A
Authority: CN
Inventors: 何蕃民; 徐建骁; 邓安; 谭斌
Original assignee: China MCC5 Group Corp Ltd
Current assignee: China MCC5 Group Corp Ltd
Priority date: 2021-12-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2022-10-21
Anticipated expiration: 2041-12-15
Also published as: CN114032900A

Abstract

本发明属于混凝土管桩沉桩技术领域，公开了一种高回填地区沉桩方法，为了解决高回填地区采用植入沉桩法存在着效率低、施工成本高以及采用锤击、静压方式存在着管桩遇到孤石容易损坏的问题。本发明包括（1）预先制备混凝土管桩，所述混凝土管桩的外围设置大螺距螺纹；（2）测量放线，并确定混凝土管桩植入的位置；（3）在旋挖机的旋转头上安装夹持机构，并利用夹持机构将混凝土管桩夹持住混凝土管桩并使得混凝土管桩的中轴线与植入的位置对齐；（4）旋挖机开始旋转带动混凝土管桩旋转植入高回填地区。

Description

一种高回填地区沉桩方法

技术领域

本发明属于混凝土管桩沉桩技术领域，具体涉及一种高回填地区沉桩方法。

背景技术

在高回填地区由于土体松软、土体密室度不够，因此，在高回填地区一般都需要通过植桩的方式来提高土体的承载力。

目前对于预制混凝土管桩很多沉桩办法：主要分为锤击法、静压法、引孔沉桩法、钻孔植桩法、中掘法等施工方法。锤击法特点为：与支撑层的深度和地下水无关，可在多种土质上施工；可按打入时记录进行施工管理，并可掌握所有桩的承载力；但其施工时会产生振动与噪声，柴油打桩机会冒油烟。预钻孔施工法振动与噪声较小，施工中桩身的破损较少，用钻杆挖掘时，挖掘孔内泥土化，即使砂层，孔壁很少崩溃，采用桩尖开放形时，排土量较少，旋转埋桩时，垂直性较高，桩头残余量较少，施工精度高，放宽地基时不必调查对周围环境的影响，但要注意防止桩周围固定液及护基液流，需要事先充分调查支承层的分布状况。挖层施工法振动、噪声较少，沿桩的空腔挖掘，桩起到套管的作用，在挖掘的同时沉放，对周围建筑物的影响较少，即使连续比较密实的砂层，也容易施工，沉放是可经受较大的压力和轻轻锤击，故桩头可以比较平齐。

植入沉桩法是近年来迅速发展起来一种新型工法，相比常规的锤击法或静压法沉桩具有明显的优点，在一些建筑密集区域或地质复杂区域，管桩采取直接锤击法或静压法一方面沉桩较困难，阻力大，强行穿越易造成桩身损伤; 另一方面挤压土体后易对周边建筑或管网线造成一定的影响。而采用植入法沉桩可通过预成孔至所定持力层再植桩，能较好保障管桩施打质量。该桩型特点在于通过预成孔方式减少其管桩桩尖沉桩阻力，此外通过后注浆填充管桩与成孔孔壁的缝隙以及侧壁土层的缝隙，可有效提高高强度预应力管桩桩侧阻力，从而达到提高单桩承载力要求。

目前，对于高回填地区植桩一般都是采用植入沉桩法的方式植入预制混凝土管桩，但是这种施工方式存在着效率低的问题，虽然在高回填地区桩孔钻进速度较快，但是由于土体密实度差经常出现跨孔的情况，还得利用锤击或者静压等方式才能将管桩植入到土体中，导致施工周期长、施工成本高。

发明内容

本发明为了解决高回填地区采用植入沉桩法存在着效率低、施工成本高以及采用锤击、静压方式存在着管桩遇到孤石容易损坏的问题，而提供一种高回填地区沉桩方法，能够大大提高在高回填地区管桩植入的效率，降低管桩植入的成本。

为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高回填地区沉桩方法，包括：

（1）预先制备混凝土管桩，所述混凝土管桩的外围设置大螺距螺纹；

（2）测量放线，并确定混凝土管桩植入的位置；

（3）在旋挖机的旋转头上安装夹持机构，并利用夹持机构将混凝土管桩夹持住混凝土管桩并使得混凝土管桩的中轴线与植入的位置对齐；

（4）旋挖机开始旋转带动混凝土管桩旋转植入高回填地区。

在一些实施例中，所述混凝土管桩的下端具有圆台状或者圆锥状的尖端。

在一些实施例中，所述夹持机构包括用于与旋转机的旋转头相互连接的固定端板，所述固定端板的下方固定连接有第一夹持板，所述第一夹持板铰接有第二夹持板，第一夹持板和第二夹持板形成的空腔能够包覆混凝土管桩并与混凝土管桩的外径相互适配。

在一些实施例中，所述第一夹持板和第二夹持板的一侧通过销轴相互铰接，所述第一夹持板和第二夹持板的另一侧通过锁紧螺杆和锁紧螺母实现可拆卸连接。

在一些实施例中，所述固定端板的中部设置有导向杆，所述导向杆的外围配设有挤压筒，所述挤压筒的长度与混凝土管桩的内部深度相互适配，所述挤压筒上开设有至少两个沿竖直方向设置的滑槽，所述挤压筒的外圆周壁和内圆周壁上开设有与滑槽相互连通的条形槽，所述滑槽内配设有挤压块，所述挤压块的内侧面能够伸到挤压筒的内腔内并与插入到挤压筒内腔中的导向杆相互贴合。

在一些实施例中，所述导向杆的横向截面矩形，并且导向杆上的至少两个面为倾斜面，所述挤压块伸入到挤压筒的内腔中的内侧面为与倾斜面相互配合的楔形面。

在一些实施例中，所述滑槽中具有用于对挤压块进行复位的复位弹簧。

在一些实施例中，旋挖机在旋转植入时将第一夹持板和第二夹持板一起旋入高回填地区的土体中，然后开挖裸露出第一夹持板和第二夹持板的底部并松开第一夹持板和第二夹持板的锁紧螺杆和锁紧螺母，旋挖机升高带动夹持机构与混凝土管桩相互分离。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的高回填地区沉桩方法直接利用夹持机构将混凝土管桩夹持住，然后利用旋挖机的下压力和旋转作用将混凝土管桩植入到高回填地区的土体中，完成高回填地区的地基加固。相比于现有技术采用锤击的方式，能够避免混凝土管桩锤击损坏（特别是当高回填地区中混凝土管桩遇到孤石的时候，管桩特别容易损坏）；相比于静压植入的方式，能够提高混凝土管桩植入的速度；相比于植入沉桩法，不需要开设桩孔，同时对桩孔的回填量也减少很多（仅仅需要开挖出第一夹持板和第二夹持板并进行回填），能够大大降低施工周期和成本。

本发明的夹持机构利用第一夹持板和第二夹持板能够从外部将混凝土管桩进行夹持，利用导向杆的倾斜面与挤压块上的楔形面之间的相互配合挤压挤压块在滑槽中滑动，从而使得挤压块延伸出条形槽并与混凝土管桩的内壁进行接触和抵持，从而将旋挖机旋转时的作用力逐步传递给混凝土管桩的全部，从而避免了混凝土管桩在旋转植入时损坏的情况。本发明的沉桩方法也仅仅适用于高回填地区的地基加固。对于其他地区由于岩土体密室度较高，容易损坏混凝土管桩。而由于高回填地区土体松软、密实度低而不会损坏混凝土管桩。

附图说明

图1为本发明的夹持机构的结构示意图；

图2为本发明的第一夹持板和第二夹持板的连接示意图；

图3为本发明的挤压块与挤压筒的连接示意图；

图中标记：1、固定端板，2、第一夹持板，3、第二夹持板，4、导向杆，5、挤压筒，6、拉绳，7、滑槽，8、条形槽，9、挤压块，10、复位弹簧。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；可以是机械连接；可以是直接相连，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，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

结合附图，本发明的高回填地区沉桩方法，包括：

（1）预先制备混凝土管桩，所述混凝土管桩的外围设置大螺距螺纹；其中，优选的，混凝土管桩外围的螺纹的截面呈弧形，即是说在混凝土管桩的外围设置有截面呈弧形的螺旋线，从而既便于吃入高回填地区的土体中，同时也不容易损伤混凝土管桩的外表面；当混凝土管桩植入高回填地区的土体中时，还能够利用螺旋线来提高与土体之间的静摩擦力，提高与土体融合的整体性；

（2）测量放线，并确定混凝土管桩植入的位置；

（4）旋挖机开始旋转带动混凝土管桩旋转植入高回填地区。

在一些实施例中，所述混凝土管桩的下端具有圆台状或者圆锥状的尖端。从而利用尖端便于混凝土管桩吃入高回填地区的土体中。

在一些实施例中，所述夹持机构包括用于与旋转机的旋转头相互连接的固定端板1，所述固定端板1的下方固定连接有第一夹持板2，所述第一夹持板2铰接有第二夹持板3，第一夹持板2和第二夹持板3形成的空腔能够包覆混凝土管桩并与混凝土管桩的外径相互适配。第一夹持板和第二夹持板形成筒状结构，从而将混凝土管桩夹持在第一夹持板和第二夹持板内。

在一些实施例中，所述第一夹持板2和第二夹持板3的一侧通过销轴相互铰接，所述第一夹持板和第二夹持板的另一侧通过锁紧螺杆和锁紧螺母实现可拆卸连接。

在一些实施例中，所述固定端板1的中部设置有导向杆4，所述导向杆4的外围配设有挤压筒5，所述挤压筒5的长度与混凝土管桩的内部深度相互适配，所述挤压筒5上开设有至少两个沿竖直方向设置的滑槽7，所述挤压筒5的外圆周壁和内圆周壁上开设有与滑槽7相互连通的条形槽8，所述滑槽7内配设有挤压块9，所述挤压块9的内侧面能够伸到挤压筒的内腔内并与插入到挤压筒内腔中的导向杆相互贴合，所述挤压块9的外侧面能够延伸出条形槽并与混凝土管桩的内壁进行接触。即是说，挤压块在滑槽中滑动的时候，挤压块的内侧面能够延伸入挤压筒的内腔用于与导向杆接触，在导向杆的挤压作用下，挤压块能够的外侧面能够延伸出挤压筒的外壁从而与混凝土管桩的内壁进行接触抵持。

在一些实施例中，所述导向杆4的横向截面矩形，并且导向杆4上的至少两个面为倾斜面，所述挤压块9伸入到挤压筒4的内腔中的内侧面为与倾斜面相互配合的楔形面。即是说，利用导向杆的倾斜面和挤压块的楔形面的相互配合来带动挤压块在滑槽中滑动。

在一些实施例中，所述滑槽7中具有用于对挤压块9进行复位的复位弹簧10。当导向杆分离不与挤压块接触的，在复位弹簧10的作用下，挤压块的外侧面能够缩回挤压筒内（即挤压块不再与混凝土管桩相互接触，从而实现挤压筒与混凝土管桩的自动分离）。

其中，导向杆4的上端与挤压筒5的上端通过拉绳6进行相互连接。本发明的夹持机构在装夹的时候，首先将挤压筒放入到混凝土管桩的内壁中，然后通过吊运的方式将混凝土管桩和挤压筒一起竖直吊起，然后从混凝土管桩的上端逐步插入导向杆，伴随着导向杆伸入到挤压筒内，挤压块在导向杆的作用下逐步延伸出挤压筒，当导向杆刚好插入到混凝土管桩内底部时，挤压块与混凝土管桩刚好实现紧密贴合，从而从混凝土管桩的内部将混凝土管桩装夹在夹持机构上，然后将拉绳扣上，从而使得导向杆和挤压筒连接为一个整体；然后再将第一夹持板和第二夹持板通过锁紧螺杆和锁紧螺母连接在一起，从而从外部包覆住混凝土管桩。进而将混凝土管桩稳固的进行装夹在夹持机构上。

在一些实施例中，为了提高混凝土管桩的夹持紧固性，混凝土管桩的上端的外截面呈矩形状，此时第一夹持板和第二夹持板则形成矩形状的夹持空间。

其中，优选的，第一夹持板和第二夹持板的高度为0.5-1m，从而对混凝土管桩的上段进行夹持紧固，并将作用力逐步分散至混凝土管桩的上段。

本发明当植入一根混凝土管桩之后，首先开挖出第一夹持板和第二夹持板，并松开第一夹持板与第二夹持板的连接，然后利用旋挖机带动夹持机构向上运动，导向杆也跟随一起向上运动，挤压块失去了导向杆的挤压作用在复位弹簧的作用下自动回缩，从而使得挤压块与混凝土管桩的内壁相互分离，导向杆继续向上运动时，在拉绳的作用下带动挤压筒一起向上运动，从而使得混凝土管桩与整个夹持机构实现完全分离。

同时本发明相比于现有技术采用锤击、静压、植入沉桩法等等，能够减少对高回填地区土体的扰动。

Claims

1.一种高回填地区沉桩方法，其特征在于，

（2）测量放线，并确定混凝土管桩植入的位置；

（3）在旋挖机的旋转头上安装夹持机构，并利用夹持机构将混凝土管桩夹持住混凝土管桩并使得混凝土管桩的中轴线与植入的位置对齐；所述夹持机构包括用于与旋转机的旋转头相互连接的固定端板，所述固定端板的下方固定连接有第一夹持板，所述第一夹持板铰接有第二夹持板，第一夹持板和第二夹持板形成的空腔能够包覆混凝土管桩并与混凝土管桩的外径相互适配；所述第一夹持板和第二夹持板的一侧通过销轴相互铰接，所述第一夹持板和第二夹持板的另一侧通过锁紧螺杆和锁紧螺母实现可拆卸连接；所述固定端板的中部设置有导向杆，所述导向杆的外围配设有挤压筒，所述挤压筒的长度与混凝土管桩的内部深度相互适配，所述挤压筒上开设有至少两个沿竖直方向设置的滑槽，所述挤压筒的外圆周壁和内圆周壁上开设有与滑槽相互连通的条形槽，所述滑槽内配设有挤压块，所述挤压块的内侧面能够伸到挤压筒的内腔内并与插入到挤压筒内腔中的导向杆相互贴合；所述导向杆的横向截面矩形，并且导向杆上的至少两个面为倾斜面，所述挤压块伸入到挤压筒的内腔中的内侧面为与倾斜面相互配合的楔形面；

（4）旋挖机开始旋转带动混凝土管桩旋转植入高回填地区。

2.根据权利要求1所述的高回填地区沉桩方法，其特征在于，所述混凝土管桩的下端具有圆台状或者圆锥状的尖端。

3.根据权利要求1所述的高回填地区沉桩方法，其特征在于，所述滑槽中具有用于对挤压块进行复位的复位弹簧。

4.根据权利要求1所述的高回填地区沉桩方法，其特征在于，旋挖机在旋转植入时将第一夹持板和第二夹持板一起旋入高回填地区的土体中，然后开挖裸露出第一夹持板和第二夹持板的底部并松开第一夹持板和第二夹持板的锁紧螺杆和锁紧螺母，旋挖机升高带动夹持机构与混凝土管桩相互分离。