CN115450205A - 一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构及施工工艺，其包括固定架、支撑板和环板，固定架设置在沟槽顶部且沿沟槽长度方向滑动，环板水平悬空于沟槽正上方，环板为弧形板，弧形凹面正对管桩设置，支撑板一端与固定架滑动连接，滑动方向沿靠近或远离管桩方向，另一端与环板连接，环板上设置有第一气缸和第二气缸，第一气缸与环板固定连接，第二气缸与环板滑动连接，滑动方向沿环板长度方向，第一气缸和第二气缸活塞端均朝向环板圆心设置；固定架、支撑板、环板、第一气缸和第二气缸均设置有两组且以管桩中心线呈中心对称设置，两个环板端部相互抵接呈封闭环形，本申请具有保证管桩插入搅拌桩内时的垂直率，提升施工效率的效果。

Description

一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构及施工工艺

技术领域

本申请涉及深基坑支护的技术领域，尤其是涉及一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构及施工工艺。

背景技术

三轴搅拌桩内插预应力管桩的复合挡土与止水支护方式也称PCMW工法，PCMW工法是一种深基坑支护方法，是通过三轴深层搅拌机钻头将土体切散至设计深度，同时自钻头前端将水泥浆灌入土体，并与土体反复搅拌混合，为了使水泥土拌合更加均匀液化，还在钻头处加以高压气流扫射土层，在制成的水泥土尚未硬化前，插入预应力管桩，如此就形成了联排桩式地下桩墙，充分发挥了水泥土搅拌墙的止水优点以及管桩挡土的作用，这种方法具备安全、经济、环保、快速与节能的优点。

在场地上开设沟槽，搅拌机就位，三轴深层搅拌机施工完毕后，将管桩吊起，利用管桩自重将管桩插入三轴搅拌桩内。

在施工中，发明人发现吊起的管桩在竖直方向垂直度的控制难以操作，对于垂直率一旦控制不好，则需要将管桩拔出重新进行插入，存在管桩垂直度控制难，导致施工效率低的缺陷。

发明内容

为了保证管桩插入三轴搅拌桩内时的垂直率，提升施工效率，本申请提供一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构及施工工艺。

第一方面，本申请提供一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，采用如下技术方案：

一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，包括固定架、支撑板和环板，固定架设置在沟槽顶部且沿沟槽长度方向滑动，环板水平悬空于沟槽正上方，环板为弧形板，弧形凹面正对管桩设置，支撑板一端与固定架滑动连接，滑动方向沿靠近或远离管桩方向，另一端与环板连接，环板上设置有第一气缸和第二气缸，第一气缸与环板固定连接，第二气缸与环板滑动连接，滑动方向沿环板长度方向，第一气缸和第二气缸活塞端均朝向环板圆心设置；固定架、支撑板、环板、第一气缸和第二气缸均设置有两组且以管桩中心线呈中心对称设置，两个环板端部相互抵接呈封闭环形。

通过采用上述技术方案，固定架能在沟槽上移动，从而在一个管桩施工完毕后，便于移动到下一个管桩施工地点；移动第二气缸将第二气缸与第一气缸间隔开来，配合各自均设置有两组，从而对管桩形成包围状对管桩的四个方向进行限位，当管桩产生倾斜时，第一气缸和第二气缸相互配合对管桩进行位置纠正，从而达到保证管桩插入三轴搅拌桩内时的垂直率，提升施工效率的效果。

可选的，所述固定架与支撑板之间设置有加强板，加强板位于支撑板正下方，加强板一端一固定架固定连接，另一端与支撑板抵接。

通过采用上述技术方案，由于支撑板远离固定架的一端为悬挑设置的方式，加强板的设置对支撑板起到加强支撑的作用。

可选的，所述第二气缸与固定架之间设置有限位组件，限位组件包括链条和定位杆，链条一端与第二气缸外壁可拆卸连接，另一端与固定架固定连接，链条中部与定位杆外壁限位固定，定位杆贯穿支撑板后与加强板螺纹连接；支撑板上开设有多个定位孔，相邻定位孔沿支撑板长度方向间隔开设，支撑板长度方向沿靠近管桩方向设置，支撑板远离环板一端贯穿固定架；第二气缸沿自身所在环板滑动至相邻环板抵接处，且第二气缸覆盖相邻环板抵接处为第二气缸滑动的极限范围，第二气缸上可拆卸连接的链条为呈中心对称设置的固定架上的链条。

通过采用上述技术方案，当两个环板呈环状围绕在管状四周，第二气缸从自身所在的环板上滑动，且滑动至相邻环板交界处，第二气缸能够有一部分滑动至相邻的环板上从而保证了相邻环板位于同一平面内，先安装的环板保持了水平，则对另一个环板是否为水平且是否位于同一水平面进行了验证；而定位杆的存在不仅对链条起到了收紧作用，还对支撑板起到了定位作用；由于相邻环板交界处为悬空状态，链条的存在加强第二气缸工作时所在位置的抗冲击强度，分摊了受力。

可选的，所述定位杆与加强板螺纹连接的旋向，与链条缠绕在定位杆上的旋向相反，定位杆端部不贯穿加强板。

通过采用上述技术方案，当管桩倾斜对第二气缸施加压力，第二气缸产生位移趋势，第二气缸通过链条分摊受力，链条拉动定位杆产生旋转趋势，只会让定位杆与加强板进一步旋紧，同时增强对支撑板的限位效果。

可选的，所述环板周向外壁上开设有凹槽，凹槽长度方向沿环板外壁弧度方向开设，支撑板端部插嵌在凹槽内，环板上设置有定位销，定位销贯穿环板与支撑板插嵌固定；环板相对于支撑板旋转固定后，链条呈紧绷状态。

通过采用上述技术方案，由于定位杆与加强板螺纹连接时，旋转的方向与链条缠绕在定位杆上的方向是相反的，当定位杆与加强板螺纹旋紧后，此时链条产生了一定的松度，而通过旋转环板，将链条再次绷紧，保证链条能第一时间对环板进行分担受力。

可选的，所述固定架上设置有螺栓，沟槽顶部铺设有滑轨，滑轨沿沟槽长度方向铺设，固定架与滑轨滑动连接，螺栓贯穿固定架后与滑轨抵接。

通过采用上述技术方案，滑轨的铺设使固定架沿沟槽的滑动更加便利，而螺栓操作便利，随时能将固定架固定在滑轨上。

可选的，所述支撑板竖直侧壁上开设有卡槽，卡槽沿支撑板长度方向间隔开设有多个，卡槽将支撑板顶壁和底壁完全开透，固定架与螺栓之间设置有钢丝线，钢丝线一端与固定架固定连接，另一端与螺栓转动连接，钢丝线绷紧状态下位于卡槽内。

通过采用上述技术方案，钢丝线卡嵌在卡槽内，一方面对支撑板的滑动起到了限位作用，另一方面当支撑板使用时间长了之后，支撑板与固定架贯穿处会产生磨损，此时支撑板会在同一水平面内产生旋转趋势，而钢丝线的存在对支撑板沿靠近钢丝线方向的旋转会产生限位作用。

可选的，所述钢丝线上固定有卡片，卡片环套固定在钢丝线上，螺栓旋紧状态下，钢丝线绷紧，卡片底面与支撑板顶面抵接，卡片位于固定架背离管桩一侧。

通过采用上述技术方案，当管桩倾斜时，会对环板产生下压力，而此时支撑板贯穿固定架的端部会产生上翘的趋势，而卡片的存在对支撑板的上翘趋势起到了限位作用。

可选的，所述第一气缸和第二气缸活塞杆的端部均可拆卸连接有推板，推板与第一气缸或第二气缸螺纹连接。

通过采用上述技术方案，推板的存在保护了第一气缸和第二气缸的活塞杆端部，且可拆卸的连接方式，便于推板磨损后的替换。

第二方面，本申请提供一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构的施工工艺，采用如下技术方案：

一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构的施工工艺，包括以下步骤：

S1、场地平整，并在搅拌桩预施工处开挖沟槽，搅拌机就位，并在沟槽顶部两侧固定滑轨，将固定架安装在滑轨上；

S2、搅拌机就位并进行搅拌桩施工，施工完毕后调整支撑杆位置，使相邻环板呈封闭环形，且圆心被管桩的中心线垂直贯穿；

S3、管桩起吊，底端正对环板形成的封闭环形，开始下沉；

S4、实时监控，如发现管桩产生倾斜，即刻启动第一气缸和第二气缸进行管桩位置纠正。

通过采用上述技术方案，场地的平整保证了轨道安装后的平整性，从而为环板呈水平状态提供了保障，管桩吊装的时候有环板以及环板上第一气缸和第二气缸的限位和调位，从而保证了管桩向搅拌桩内插嵌时的垂直度，保证了施工效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.两组固定架上设置的第一气缸和第二气缸，相互配合，分布在管桩四周对管桩的垂直度起到限位和调控的作用；

2.限位组件不仅对支撑板起到了限位固定的作用，同时也对第二气缸起到了限位和固定的作用，同时第二气缸能覆盖相邻环板交界处，也使相邻环板保证在同一水平面内，达到更好对管桩处置度限位调位的效果；

3.限位组件同时还对第二气缸所处的位置起到了牵引作用和分摊受力的作用。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图；

图2是隐藏沟槽后本申请的结构示意图；

附图标记说明：1、固定架；11、滑轨；2、支撑板；21、定位孔；22、卡槽；3、环板；31、第一气缸；32、第二气缸；33、凹槽；34、C型板；35、滑槽；4、加强板；5、限位组件；51、链条；52、定位杆；6、定位销；7、螺栓；71、钢丝线；72、卡片；8、推板。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构。

参考图1，一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构包括滑轨11，滑轨11固定在沟槽顶部，且沿沟槽长度方向设置，滑轨11上滑动设置有固定架1，固定架1上设置有第一气缸31和第二气缸32，第一气缸31和第二气缸32对管桩起到限位和调位的作用，从而保证管桩向搅拌桩内插嵌时的垂直度，减少返工现象的发生，提升施工效率。

参考图1和图2，本实施例中滑轨11采用工字钢，固定架1沿滑轨11长度方向滑动，且在竖直方向上固定架1无法脱离滑轨11，固定架1上设置有钢丝线71和螺栓7，钢丝线71一端与固定架1背离沟槽的侧壁固定连接，另一端与螺栓7转动连接，螺栓7贯穿固定架1后与滑轨11顶部抵接，螺栓7与固定架1螺纹连接。

参考图1，固定架1上设置有支撑板2、加强板4和环板3，加强板4位于固定架1靠近沟槽一侧，加强板4一端与固定架1侧壁固定连接，另一端倾斜设置，倾斜方向沿靠近沟槽方向倾斜向上设置；支撑板2与固定架1滑动连接，支撑板2水平设置且长度方向沿靠近或远离管桩方向设置，支撑板2一端贯穿固定架1，另一端悬挑于沟槽上方，支撑板2底面与加强板4悬挑的端部抵接。支撑板2竖直侧壁上开设有卡槽22，卡槽22竖直开设，卡槽22开透支撑板2的顶面和底面，卡槽22沿支撑板2长度方向间隔开设有多个，螺栓7旋紧状态下，钢丝线71为绷紧状态且钢丝线71卡嵌在卡槽22内。

参考图2，钢丝线71上环套固定有卡片72，卡片72水平设置，钢丝线71位于卡槽22内时，卡片72与支撑板2顶面抵接。

参考图2，环板3位于支撑板2靠近管桩的一端处，环板3为弧形板状，且弧形凹面朝向管桩所在处设置，环板3与支撑板2滑动连接，环板3外壁上开设有凹槽33，凹槽33长度方向沿环板3弧形外壁开设，支撑板2端部插嵌在凹槽33内；环板3上设置有定位销6，定位销6贯穿环板3后与支撑板2插嵌固定。

参考图2，第一气缸31固定在环板3顶部，第二气缸32与环板3滑动连接，滑动方向沿环板3长度方向滑动，且在竖直方向上，第二气缸32无法脱离环板3；第二气缸32与环板3滑动连接的方式可以为：环板3上开设滑道，滑道沿环板3长度方向开设，第二气缸32上固定有与滑道适配的卡套，卡套卡嵌在滑道内且沿滑道长度方向滑动；第二气缸32与环板3滑动连接的方式也可以为：第二气缸32外壁固定套管，套管环套在环板3上，从而实现第二气缸32与环板3的滑动连接；本实施例中第二气缸32外壁固定有C型板34，C型板34凹面正对管桩设置，环板3顶面开设有滑槽35，滑槽35沿环板3长度方向开设，C型板34内壁上设置有凸起，凸起与滑槽35卡嵌适配，C型板34沿滑槽35长度方向滑动。第一气缸31和第二气缸32活塞端均朝向环板3圆心设置。

参考图1，滑轨11、固定架1、支撑板2、环板3、螺栓7、钢丝线71、卡片72、第一气缸31、第二气缸32均设置有两组且以管桩竖直中心线为圆心呈中心对称设置在沟槽两侧。即相邻环板3端部相互抵接从而形成完整的圆形，且相邻环板3位于同一水平面内。

参考图1和图2，环板3上均设置有限位组件5，限位组件5包括链条51和定位杆52，链条51一端与自身所在的固定架1固定连接，另一端与呈中心对称设置的第二气缸32外壁可拆卸连接，链条51中部与自身所在的定位杆52固定连接，链条51缠绕在定位杆52上，从而拉动第二气缸32移动，第二气缸32移动到相邻环板3交界处且将相邻环板3交界处覆盖，此处为第二气缸32能移动的极限位置，支撑板2上开设有多个定位孔21，相邻定位孔21沿支撑板2长度方向间隔开设，定位杆52一端贯穿定位孔21后与加强板4螺纹连接，且定位杆52与加强板4螺纹连接处不贯穿加强板4。其中，定位杆52与加强板4螺纹连接的旋向与链条51缠绕在定位杆52上的旋向相反。定位销6将环板3固定后，链条51呈绷紧状态。

参考图2，第一气缸31和第二气缸32活塞杆的端部均螺纹连接有推板8，本实施例中推板8背离管桩的侧壁上固定有螺纹柱，第一气缸31和第二气缸32活塞杆的端部与螺纹柱螺纹连接。

本申请实施例还公开一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构的施工工艺。

包括以下步骤：

S1、场地平整，并在搅拌桩预施工处开挖沟槽，相邻搅拌桩的连线即为沟槽开挖的长度方向，沟槽开挖之后，将沟槽两侧的场地平整，搅拌机就位，并在沟槽顶部两侧固定滑轨11，将固定架1安装在滑轨11上；

S2、搅拌机就位并进行搅拌桩施工，施工完毕后调整支撑板2位置，使相邻环板3呈封闭环形，且圆心被管桩的中心线垂直贯穿，支撑板2位置确定完毕后，将螺栓7旋紧，使钢丝线71绷紧且卡嵌在对应卡槽22内，卡片72抵接在支撑板2顶部，而后将链条51中部在定位杆52上缠绕不少于两圈，将定位杆52贯穿定位孔21并与加强板4螺纹连接，此时定位杆52靠近固定架1一侧的链条51会更加紧绷，定位杆52靠近环板3一侧的链条51会产生松度，之后转动环板3将限位销贯穿环板3并与支撑板2插嵌固定，从而使定位杆52靠近环板3一侧的链条51重新绷紧；

S3、管桩起吊，底端正对环板3形成的封闭环形，开始下沉；

S4、实时监控，如发现管桩产生倾斜，即刻启动第一气缸31和第二气缸32进行管桩位置纠正。

本具体实施方式的实施例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 (10)

1.一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，其特征在于：包括固定架(1)、支撑板(2)和环板(3)，固定架(1)设置在沟槽顶部且沿沟槽长度方向滑动，环板(3)水平悬空于沟槽正上方，环板(3)为弧形板，弧形凹面正对管桩设置，支撑板(2)一端与固定架(1)滑动连接，滑动方向沿靠近或远离管桩方向，另一端与环板(3)连接，环板(3)上设置有第一气缸(31)和第二气缸(32)，第一气缸(31)与环板(3)固定连接，第二气缸(32)与环板(3)滑动连接，滑动方向沿环板(3)长度方向，第一气缸(31)和第二气缸(32)活塞端均朝向环板(3)圆心设置；固定架(1)、支撑板(2)、环板(3)、第一气缸(31)和第二气缸(32)均设置有两组且以管桩中心线呈中心对称设置，两个环板(3)端部相互抵接呈封闭环形。

2.根据权利要求1所述的一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，其特征在于：所述固定架(1)与支撑板(2)之间设置有加强板(4)，加强板(4)位于支撑板(2)正下方，加强板(4)一端一固定架(1)固定连接，另一端与支撑板(2)抵接。

3.根据权利要求2所述的一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，其特征在于：所述第二气缸(32)与固定架(1)之间设置有限位组件(5)，限位组件(5)包括链条(51)和定位杆(52)，链条(51)一端与第二气缸(32)外壁可拆卸连接，另一端与固定架(1)固定连接，链条(51)中部与定位杆(52)外壁限位固定，定位杆(52)贯穿支撑板(2)后与加强板(4)螺纹连接；支撑板(2)上开设有多个定位孔(21)，相邻定位孔(21)沿支撑板(2)长度方向间隔开设，支撑板(2)长度方向沿靠近管桩方向设置，支撑板(2)远离环板(3)一端贯穿固定架(1)；第二气缸(32)沿自身所在环板(3)滑动至相邻环板(3)抵接处，且第二气缸(32)覆盖相邻环板(3)抵接处为第二气缸(32)滑动的极限范围，第二气缸(32)上可拆卸连接的链条(51)为呈中心对称设置的固定架(1)上的链条(51)。

4.根据权利要求3所述的一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，其特征在于：所述定位杆(52)与加强板(4)螺纹连接的旋向，与链条(51)缠绕在定位杆(52)上的旋向相反，定位杆(52)端部不贯穿加强板(4)。

5.根据权利要求4所述的一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，其特征在于：所述环板(3)周向外壁上开设有凹槽(33)，凹槽(33)长度方向沿环板(3)外壁弧度方向开设，支撑板(2)端部插嵌在凹槽(33)内，环板(3)上设置有定位销(6)，定位销(6)贯穿环板(3)与支撑板(2)插嵌固定；环板(3)相对于支撑板(2)旋转固定后，链条(51)呈紧绷状态。

6.根据权利要求1所述的一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，其特征在于：所述固定架(1)上设置有螺栓(7)，沟槽顶部铺设有滑轨(11)，滑轨(11)沿沟槽长度方向铺设，固定架(1)与滑轨(11)滑动连接，螺栓(7)贯穿固定架(1)后与滑轨(11)抵接。

7.根据权利要求6所述的一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，其特征在于：所述支撑板(2)竖直侧壁上开设有卡槽(22)，卡槽(22)沿支撑板(2)长度方向间隔开设有多个，卡槽(22)将支撑板(2)顶壁和底壁完全开透，固定架(1)与螺栓(7)之间设置有钢丝线(71)，钢丝线(71)一端与固定架(1)固定连接，另一端与螺栓(7)转动连接，钢丝线(71)绷紧状态下位于卡槽(22)内。

8.根据权利要求7所述的一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，其特征在于：所述钢丝线(71)上固定有卡片(72)，卡片(72)环套固定在钢丝线(71)上，螺栓(7)旋紧状态下，钢丝线(71)绷紧，卡片(72)底面与支撑板(2)顶面抵接，卡片(72)位于固定架(1)背离管桩一侧。

9.根据权利要求1所述的一种三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构，其特征在于：所述第一气缸(31)和第二气缸(32)活塞杆的端部均可拆卸连接有推板(8)，推板(8)与第一气缸(31)或第二气缸(32)螺纹连接。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的三轴搅拌桩内插预应力管桩施工结构的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、场地平整，并在搅拌桩预施工处开挖沟槽，搅拌机就位，并在沟槽顶部两侧固定滑轨(11)，将固定架(1)安装在滑轨(11)上；

S2、搅拌机就位并进行搅拌桩施工，施工完毕后调整支撑杆位置，使相邻环板(3)呈封闭环形，且圆心被管桩的中心线垂直贯穿；

S3、管桩起吊，底端正对环板(3)形成的封闭环形，开始下沉；

S4、实时监控，如发现管桩产生倾斜，即刻启动第一气缸(31)和第二气缸(32)进行管桩位置纠正。

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