CN117569320A - 一种预制板桩导向装置以及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种预制板桩导向装置以及施工工艺，涉及预制板桩施工技术的领域。其包括机台，机台上开设有供板桩穿过的通孔，机台在通孔的两侧均滑动连接有滑板，两个滑板上均垂直设有用于抱住板桩的第一槽板，且第一槽板的内轮廓与板桩的外轮廓相适配，机台上设有用于驱使滑板移动的油缸；机台沿长度方向的两端均连接有固定板，两个固定板均支撑在地面，且两个固定板上竖直固定有穿心千斤顶，穿心千斤顶内穿设有定位杆，穿心千斤顶的活塞端部设有中间套，中间套上设有用于拉住定位杆跟随穿心千斤顶活塞移动的联动组件。本申请通过对装置整体进行固定并对桩体沉桩时进行导向，提高了沉桩后桩体垂直度的精度。

Description

一种预制板桩导向装置以及施工工艺

技术领域

本申请涉及预制板桩施工技术的领域，尤其是涉及一种预制板桩导向装置以及施工工艺。

背景技术

随看建筑工程工业化步伐的推进，预制桩以其标准化生产、节能环保、施工工艺简单，功效高，易于质量控制和检查等特点，在我国深受推广使用，目前一般常用的预制桩施工方法为锤击沉桩法。

在沉桩时，为了控制桩身的垂直精度，通常会预先设置导向架作为沉桩方向的导向，但是由于锤击沉桩法会使地面产生震动，容易对导向架的位置带来影响，此外，当桩身发生倾斜时，桩身会直接推动导向架产生偏移，使得导向架失去对沉桩的导向作用，降低桩身的垂直精度。

发明内容

为了改善导向架失去对沉桩的导向作用，降低桩身的垂直精度的问题，本申请提供一种预制板桩导向装置以及施工工艺。

本申请提供的一种预制板桩导向装置以及施工工艺采用如下的技术方案：

一种预制板桩导向装置，包括机台，所述机台上开设有供板桩穿过的通孔，所述机台在所述通孔的两侧均滑动连接有滑板，两个所述滑板上均垂直设有用于抱住板桩的第一槽板，且第一槽板的内轮廓与板桩的外轮廓相适配，所述机台上设有用于驱使所述滑板移动的油缸，两个所述油缸分别驱动两个所述滑板沿第一方向移动，且两个所述滑板的移动方向相反；

所述机台沿长度方向的两端均连接有固定板，两个所述固定板均支撑在地面，且两个所述固定板上竖直固定有穿心千斤顶，所述穿心千斤顶内穿设有定位杆，所述定位杆下端设为锥形，所述穿心千斤顶的活塞端部设有中间套，所述中间套上设有用于拉住所述定位杆跟随穿心千斤顶活塞移动的联动组件。

可选的，所述联动组件包括若干铰接在中间套上并沿中间套轴线周向等距排列的第一拨杆，所述第一拨杆远离与所述中间套铰接点的一端通过螺钉垂直连接第二拨杆，所述中间套侧壁垂直设有与各个所述第一拨杆一一对应的支板，所述第一拨杆与所述支板之间设有弧形的弹片，所述定位杆上开设有若干沿自身轴向等距排列的环槽，各个所述环槽在所述定位杆上分隔形成若干环片，所述第二拨杆上设有倾斜的导向面，所述环片上设有与所述导向面相对的锥面。

可选的，所述支板上螺纹连接有导向螺钉，所述弹片上开设有供导向螺钉穿过的导槽，所述导槽沿所述弹片的弧线方向延伸。

可选的，所述中间套与所述穿心千斤顶的活塞之间设有缓冲套，所述缓冲套固定于所述穿心千斤顶的活塞端部，所述缓冲套和所述中间套相对的一端分别设有若干铁质的第一安装板和第二安装板，所述第一安装板底面固定有电磁铁，所述第一安装板顶面垂直固定有导柱，所述导柱穿过所述第二安装板。

可选的，所述第一安装板侧壁设有安装平面，所述安装平面上固定有压电陶瓷传感器。

可选的，所述机台上设有与所述滑板一一对应且相互平行的支撑板，每个所述滑板均侧壁固定有两个水平的检测杆，两个所述检测杆关于所述油缸对称分布，两个所述检测杆上均滑动套设有检测筒，所述检测筒与所述支撑板相对，且检测筒朝向所述支撑板的一端设有液压活塞，所述支撑板侧壁固定有供液压活塞插入的缸套，所述液压活塞与所述缸套内部设有液压油腔，所述液压活塞与所述缸套内壁密封，所述缸套外壁通过支管连接有压力表，所述缸套外壁设有两个与液压油腔连通的油管，两个所述油管上均设有电磁阀，所述缸套外壁开设有腰型槽，所述腰型槽内穿设有调节螺钉，所述调节螺钉与所述检测筒螺纹连接，所述机台上设有支座，所述支座上竖直安装有限位电缸，所述限位电缸的驱动杆端部固定有的限位销，所述检测杆和所述检测筒上均开设有供限位销插入的限位孔。

一种基于导向装置的预制板桩施工工艺，包括如下步骤：S1、测放控制网；S2、测放桩位；S3、引孔；S4、桩机就位；S5、打桩；S6、验收；S7、桩机移位；

步骤S3中，引孔结束后，机台入场，调整机台使通孔的轴线与引孔轴线正对，将各个定位杆插入土地固定，控制两个油缸驱动滑板移动，将两个第一槽板就位，形成对板桩导向结构。

可选的，步骤S3中，引孔前先对板桩轴线进行测量放点，每隔十米放一个点，在两个点之间洒上白色灰线形成一条轴线；下钻深度根据现场地面高程确定，第一个孔引完后，拔出钻杆，钻头沿轴线移动75cm引下一个孔，第二个引孔带出的泥土回填第一个孔，多余的土方运至临时堆土区；回填完成后进行场地整平重新测放板桩桩位。

可选的，步骤S5中，板桩的垂直度控制通过板桩插位后用两台经纬仪监测，监测时两台经纬仪与桩成约90°夹角，插桩时板桩的垂直度偏差不得超过0.5％。

可选的，步骤S5中，板桩下端位于软土时，以板桩下端达到设计标高为符合要求，桩顶允许偏差应控制在-50mm到+100mm之间；板桩施打至接近规定标高时，调节液压打拔桩机的振动参数来控制桩顶标高。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、通过两个第一槽板将板桩抱住，并利用油缸作为推力支撑，起到对沉桩的导向作用，同时采用定位杆将机台固定在地面，当桩身发生倾斜趋势时，机台整体可提供一定支撑，限制住机台的位移，从而使得两个槽板保持初始状态，维持对桩身的导向，从而提高了桩体垂直精度；

2、利用穿心式千斤顶和联动组件实现对定位杆自动插拔，节省了现场人工所需时间，利于提升施工效率；

3、当板桩发生倾斜趋势时，两侧液压油表的压力值会发生变化，操作者可根据压力值变化来对板桩进行纠偏，增加了对板桩垂直度监测的直观性和便利性。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是图1中A处放大图。

图3是本申请实施例用于体现液压活塞的示意图。

图4是图1中B处放大图。

图5是图1中C处放大图。

图6是本申请实施例用于体现锥面的示意图。

附图标记说明：1、机台；11、通孔；12、滑板；121、第一槽板；13、油缸；2、固定板；21、穿心千斤顶；22、定位杆；23、中间套；3、联动组件；31、第一拨杆；32、第二拨杆；321、导向面；33、支板；34、弹片；35、环槽；36、锥面；37、导向螺钉；38、导槽；4、缓冲套；41、第一安装板；411、导柱；412、安装平面；413、压电陶瓷传感器；42、第二安装板；43、电磁铁；5、支撑板；51、检测杆；52、检测筒；53、液压活塞；54、缸套；55、支管；551、压力表；56、油管；57、腰型槽；58、调节螺钉；6、支座；61、限位电缸；62、限位销；63、限位孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

本申请实施例公开一种预制板桩导向装置。如图1，导向装置包括机台1，机台1上开设有供板桩穿过的通孔11，机台1在通孔11的两侧均滑动连接有滑板12，两个滑板12关于通孔11对称分布，两个滑板12上均垂直设有用于抱住板桩的第一槽板121，且第一槽板121的内轮廓与板桩的外轮廓相适配，机台1上设有用于驱使滑板12移动的油缸13，两个油缸13分别驱动两个滑板12沿第一方向移动，且两个滑板12的移动方向相反，第一方向为水平方向且与通孔11的轴线垂直。

如图1、图2和图3，机台1上设有与滑板12一一对应且相互平行的支撑板5，每个滑板12均侧壁固定有两个水平的检测杆51，两个检测杆51关于油缸13对称分布，两个检测杆51上均滑动套设有检测筒52，检测筒52与支撑板5相对，且检测筒52朝向支撑板5的一端设有液压活塞53，支撑板5侧壁固定有供液压活塞53插入的缸套54，液压活塞53与缸套54内部设有液压油腔，液压活塞53与缸套54内壁密封。

缸套54外壁通过支管55连接有压力表551，缸套54外壁设有两个与液压油腔连通的油管56，两个油管56上均设有电磁阀，缸套54外壁开设有腰型槽57，腰型槽57内穿设有调节螺钉58，调节螺钉58与检测筒52螺纹连接。调节螺钉58和腰型槽57限制了液压活塞53和缸套54的相对移动距离，避免液压活塞53与缸套54脱落。

如图1和图4，机台1上设有支座6，支座6上竖直安装有限位电缸61，限位电缸61的驱动杆端部固定有的限位销62，检测杆51和检测筒52上均开设有供限位销62插入的限位孔63。

两个油缸13同时驱动对应的滑板12移动，使两个滑板12相对靠近，当两个第一槽板121的间距与板桩宽度相适配时油缸13停止；滑板12移动时带动检测杆51移动，滑板12到位后检测杆51和检测筒52上的限位孔63重合，限位电缸61驱使限位销62插入两个限位孔63内，将检测杆51和检测筒52固定；操作者将两个油管56与液压泵站接通，向液压油腔内输入液压油，使得检测筒52与缸套54之间达到平衡。

沉桩时，插拔桩机将板桩吊入两个第一槽板121之间，使板桩沿两个第一槽板121下降，再穿过通孔11插入土体内，两个第一槽板121限制了板桩的移动方向，减小了板桩产生倾斜的可能，使得板桩垂直精度提升。当板桩发生倾斜的趋势或板桩受到的捶打力方向产生倾斜时，两侧第一槽板121受到侧向压力发生变化，第一槽板121受到的压力通过检测杆51和检测筒52传递至液压活塞53，液压活塞53与缸套54发生相对移动，液压油腔的压力通过压力表551显示出来，操作者可通过压力表551的压力值变化来判断桩体倾斜趋势，并及时做出调整。

如图1和图5，机台1沿长度方向的两端均连接有固定板2，固定板2呈L形，两个固定板2均支撑在地面并将机台1架离地面，在满足与地面充分支撑的基础上减少与地面的接触面积，一方面利于避开地面不完全平整对机台1放置的影响，另一方面也便于观察桩位。

两个固定板2上竖直固定有穿心千斤顶21，每个固定板2上的穿心千斤顶21的数量均为两个且分布在固定板2宽度的两端，每个穿心千斤顶21内穿设有定位杆22，定位杆22下端设为锥形，利于钻进土体内；穿心千斤顶21的活塞端部设有中间套23，中间套23上设有用于拉住定位杆22跟随穿心千斤顶21活塞移动的联动组件3。

如图5和图6，联动组件3包括若干铰接在中间套23上并沿中间套23轴线周向等距排列的第一拨杆31，第一拨杆31远离与中间套23铰接点的一端通过螺钉垂直连接第二拨杆32，中间套23侧壁垂直设有与各个第一拨杆31一一对应的支板33，第一拨杆31与支板33之间设有弧形的弹片34，定位杆22上开设有若干沿自身轴向等距排列的环槽35，各个环槽35在定位杆22上分隔形成若干环片，第二拨杆32上设有倾斜的导向面321，环片上设有与导向面321相对的锥面36。

支板33上螺纹连接有导向螺钉37，弹片34上开设有供导向螺钉37穿过的导槽38，导槽38沿弹片34的弧线方向延伸。导向螺钉37与导槽38插接配合，限制了弹片34的偏摆。

初始状态时，各个第一拨杆31卡接在环槽35内，导向面321与锥面36相对，弹片34处于自然状态；当穿心千斤顶21的活塞向上移动时，导向面321与锥面36相抵并在锥面36的导向作用下使得第二拨杆32带动第一拨杆31向外转动，同时第一拨杆31挤压弹片34发生弹性形变；在穿心千斤顶21活塞持续向上移动过程中，第二拨杆32的导向面321不停地与锥面36挤压并向外转动，当穿心千斤顶21活塞停止时，各个第二拨杆32卡在对应的卡槽内，此时穿心千斤顶21活塞向下移动，第二拨杆32拉动与其对应的环片向下移动，使得定位杆22插入土体内；穿心千斤顶21活塞回缩后，重复上述步骤，直至将定位杆22插入土体内指定深度。

利用各个定位杆22将装置整体固定住，当装置受到板桩水平方向的侧压力时，装置能够在一定的载荷范围内维持当前的位置，从而保证对板桩导向的位置精度。当需要将定位杆22拔出时，操作者可将第二拨杆32拆卸并反向安装，使导向面321朝下，再通过插入时的步骤便可将定位杆22向上顶起，此外，操作者亦可将各个第二拨杆32与环片分离，人工将定位杆22拉出。

如图5和图6，中间套23与穿心千斤顶21的活塞之间设有缓冲套4，缓冲套4固定于穿心千斤顶21的活塞端部，缓冲套4和中间套23相对的一端分别设有若干铁质的第一安装板41和第二安装板42，第一安装板41底面固定有电磁铁43，第一安装板41顶面垂直固定有导柱411，导柱411穿过第二安装板42。第一安装板41侧壁设有安装平面412，安装平面412上固定有压电陶瓷传感器413，压电陶瓷传感器413粘贴在安装平面412上并与安装平面412耦合。

电磁铁43通电产生磁性，使得第一安装板41和第二安装板42吸附固定，当穿心千斤顶21的活塞移动时，缓冲套4带动中间套23同步移动，实现对定位杆22的压入。当定位杆22压入土体过程中遇到石头被卡住时，穿心千斤顶21施加载荷逐渐增大，第一安装板41受到作用力也随之逐渐增加，压电陶瓷传感器413检测到压力，当压力值达到设定值时，压电陶瓷传感器413控制电磁铁43断电消磁，使缓冲套4与中间套23分离，穿心千斤顶21得到泄压，起到保护穿心千斤顶21的作用。

本申请实施例还提供了一种基于上述导向装置的预制板桩施工工艺，包括如下步骤：

S1、测放控制网；S2、测放桩位；S3、引孔；S4、桩机就位；S5、打桩；S6、验收；S7、桩机移位。

步骤S3中，引孔结束后，机台入场，调整机台使通孔的轴线与引孔轴线正对，将各个定位杆插入土地固定，控制两个油缸驱动滑板移动，将两个第一槽板就位，形成对板桩导向结构。

步骤S3中，引孔前先对板桩轴线进行测量放点，每隔十米放一个点，在两个点之间洒上白色灰线形成一条轴线；下钻深度根据现场地面高程确定，第一个孔引完后，拔出钻杆，钻头沿轴线移动75cm引下一个孔，第二个引孔带出的泥土回填第一个孔，多余的土方运至临时堆土区；回填完成后进行场地整平重新测放板桩桩位。

步骤S5中，板桩的垂直度控制通过板桩插位后用两台经纬仪监测，监测时两台经纬仪与桩成约90°夹角，插桩时板桩的垂直度偏差不得超过0.5％。板桩下端位于软土时，以板桩下端达到设计标高为符合要求，桩顶允许偏差应控制在-50mm到+100mm之间；板桩施打至接近规定标高时，调节液压打拔桩机的振动参数来控制桩顶标高。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

Claims (10)

1.一种预制板桩导向装置，其特征在于：包括机台(1)，所述机台(1)上开设有供板桩穿过的通孔(11)，所述机台(1)在所述通孔(11)的两侧均滑动连接有滑板(12)，两个所述滑板(12)上均垂直设有用于抱住板桩的第一槽板(121)，且第一槽板(121)的内轮廓与板桩的外轮廓相适配，所述机台(1)上设有用于驱使所述滑板(12)移动的油缸(13)，两个所述油缸(13)分别驱动两个所述滑板(12)沿第一方向移动，且两个所述滑板(12)的移动方向相反；

所述机台(1)沿长度方向的两端均连接有固定板(2)，两个所述固定板(2)均支撑在地面，且两个所述固定板(2)上竖直固定有穿心千斤顶(21)，所述穿心千斤顶(21)内穿设有定位杆(22)，所述定位杆(22)下端设为锥形，所述穿心千斤顶(21)的活塞端部设有中间套(23)，所述中间套(23)上设有用于拉住所述定位杆(22)跟随穿心千斤顶(21)活塞移动的联动组件(3)。

2.根据权利要求1所述的一种预制板桩导向装置，其特征在于：所述联动组件(3)包括若干铰接在中间套(23)上并沿中间套(23)轴线周向等距排列的第一拨杆(31)，所述第一拨杆(31)远离与所述中间套(23)铰接点的一端通过螺钉垂直连接第二拨杆(32)，所述中间套(23)侧壁垂直设有与各个所述第一拨杆(31)一一对应的支板(33)，所述第一拨杆(31)与所述支板(33)之间设有弧形的弹片(34)，所述定位杆(22)上开设有若干沿自身轴向等距排列的环槽(35)，各个所述环槽(35)在所述定位杆(22)上分隔形成若干环片，所述第二拨杆(32)上设有倾斜的导向面(321)，所述环片上设有与所述导向面(321)相对的锥面(36)。

3.根据权利要求2所述的一种预制板桩导向装置，其特征在于：所述支板(33)上螺纹连接有导向螺钉(37)，所述弹片(34)上开设有供导向螺钉(37)穿过的导槽(38)，所述导槽(38)沿所述弹片(34)的弧线方向延伸。

4.根据权利要求3所述的一种预制板桩导向装置，其特征在于：所述中间套(23)与所述穿心千斤顶(21)的活塞之间设有缓冲套(4)，所述缓冲套(4)固定于所述穿心千斤顶(21)的活塞端部，所述缓冲套(4)和所述中间套(23)相对的一端分别设有若干铁质的第一安装板(41)和第二安装板(42)，所述第一安装板(41)底面固定有电磁铁(43)，所述第一安装板(41)顶面垂直固定有导柱(411)，所述导柱(411)穿过所述第二安装板(42)。

5.根据权利要求4所述的一种预制板桩导向装置，其特征在于：所述第一安装板(41)侧壁设有安装平面(412)，所述安装平面(412)上固定有压电陶瓷传感器(413)。

6.根据权利要求5所述的一种预制板桩导向装置，其特征在于：所述机台(1)上设有与所述滑板(12)一一对应且相互平行的支撑板(5)，每个所述滑板(12)均侧壁固定有两个水平的检测杆(51)，两个所述检测杆(51)关于所述油缸(13)对称分布，两个所述检测杆(51)上均滑动套设有检测筒(52)，所述检测筒(52)与所述支撑板(5)相对，且检测筒(52)朝向所述支撑板(5)的一端设有液压活塞(53)，所述支撑板(5)侧壁固定有供液压活塞(53)插入的缸套(54)，所述液压活塞(53)与所述缸套(54)内部设有液压油腔，所述液压活塞(53)与所述缸套(54)内壁密封，所述缸套(54)外壁通过支管(55)连接有压力表(551)，所述缸套(54)外壁设有两个与液压油腔连通的油管(56)，两个所述油管(56)上均设有电磁阀，所述缸套(54)外壁开设有腰型槽(57)，所述腰型槽(57)内穿设有调节螺钉(58)，所述调节螺钉(58)与所述检测筒(52)螺纹连接，所述机台(1)上设有支座(6)，所述支座(6)上竖直安装有限位电缸(61)，所述限位电缸(61)的驱动杆端部固定有的限位销(62)，所述检测杆(51)和所述检测筒(52)上均开设有供限位销(62)插入的限位孔(63)。

7.一种基于权利要求1-6所述的导向装置的预制板桩施工工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1、测放控制网；S2、测放桩位；S3、引孔；S4、桩机就位；S5、打桩；S6、验收；S7、桩机移位；

步骤S3中，引孔结束后，机台入场，调整机台使通孔的轴线与引孔轴线正对，将各个定位杆插入土地固定，控制两个油缸驱动滑板移动，将两个第一槽板就位，形成对板桩导向结构。

8.根据权利要求7所述的一种预制板桩导向装置，其特征在于：步骤S3中，引孔前先对板桩轴线进行测量放点，每隔十米放一个点，在两个点之间洒上白色灰线形成一条轴线；下钻深度根据现场地面高程确定，第一个孔引完后，拔出钻杆，钻头沿轴线移动75cm引下一个孔，第二个引孔带出的泥土回填第一个孔，多余的土方运至临时堆土区；回填完成后进行场地整平重新测放板桩桩位。

9.根据权利要求7所述的一种预制板桩导向装置，其特征在于：步骤S5中，板桩的垂直度控制通过板桩插位后用两台经纬仪监测，监测时两台经纬仪与桩成约90°夹角，插桩时板桩的垂直度偏差不得超过0.5％。

10.根据权利要求7所述的一种预制板桩导向装置，其特征在于：步骤S5中，板桩下端位于软土时，以板桩下端达到设计标高为符合要求，桩顶允许偏差应控制在-50mm到+100mm之间；板桩施打至接近规定标高时，调节液压打拔桩机的振动参数来控制桩顶标高。