CN204940248U - 一种低净空作业的钢管桩沉桩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低净空作业的钢管桩沉桩装置，属于建筑工程技术领域，用于解决施工场地上方净空受限情况下的沉桩施工工期长、成本高的问题。该低净空作业的钢管桩沉桩装置包括设置于首桩节上的环形锤击板，固定设置于钢管桩待沉桩位置处的地面上的限位板，限位板的中部设有一与钢管标准节相配合的通孔；安装于限位板上方的可转动桩架，可转动桩架上设有马达转子及动力装置；吊挂于可转动桩架上且通过钢索与马达转子连接的落锤，落锤能够沿着钢管桩的桩心做往复运动并锤击环形锤击板。

Description

一种低净空作业的钢管桩沉桩装置

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种低净空作业的钢管桩沉桩装置。

背景技术

桩基具有变形小、承载力高、适合机械化施工，且可以充分发挥深层土的承载能力等优点，因此被广泛运用于工业及民用建筑工程的地基基础施工中。与其它桩型相比，钢管桩的贯入能力、抗弯曲的刚度、单桩承载力和接长焊接等方面都有明显的优越性。

然而钢管桩下沉施工一般需要开阔的施工场地，尤其是大口径钢管桩的沉桩设备，例如桩架或吊运设备通常高达几十米。当钢管桩施工作业场地上方存在高压线缆、既有建筑物(或构筑物)等有净空限高要求时，无法采用常规的沉桩方式进行钢管桩下沉施工。通常采用暂时移除障碍物的场平方法来保障钢管桩的下沉施工，待施工完毕后再予以恢复，这会导致工期的延长并且产生巨额的附加场平施工费用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低净空作业的钢管桩沉桩装置，用于解决施工场地上方净空受到限制的情况下，采用移除障碍物的场平方法来保障钢管桩的下沉施工，从而导致工期长、成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种低净空作业的钢管桩沉桩装置，所述钢管桩由若干首尾相接并相通的钢管标准节构成，所述钢管桩沉桩装置包括：环形锤击板，所述环形锤击板设置于首桩节上；限位板，所述限位板固定设置于所述钢管桩待沉桩位置处的地面上，所述限位板的中部设有一与所述钢管标准节相配合的通孔；安装于所述限位板上方的可转动桩架，所述可转动桩架上设有马达转子及动力装置；吊挂于所述可转动桩架上且通过钢索与所述马达转子连接的落锤，所述落锤能够沿着所述钢管桩的桩心做往复运动并锤击所述环形锤击板。

进一步地，所述环形锤击板沿着其半径设有钢支撑，所述钢支撑与首桩节内壁固定连接。

进一步地，所述钢支撑为4个，4个所述钢支撑沿所述环形锤击板圆周对称设置。

进一步地，所述钢支撑与首桩节内壁之间还设有补强钢板，所述补强钢板的高度大于所述钢支撑的高度。

进一步地，位于所述钢支撑上方的所述补强钢板的外侧设有减震层。

进一步地，所述环形锤击板上表面敷设有减震橡胶垫。

进一步地，所述限位板上设有安装孔。

与现有技术相比，本实用新型有益的技术效果在于：本实用新型提供的低净空作业的钢管桩沉桩装置，包括设置于首桩节上的环形锤击板，固定设置于钢管桩待沉桩位置处的地面上的限位板，限位板的中部设有一与钢管标准节相配合的通孔；安装于限位板上方的可转动桩架，可转动桩架上设有马达转子及动力装置；吊挂于可转动桩架上且通过钢索与马达转子连接的落锤，落锤能够沿着钢管桩的桩心做往复运动并锤击环形锤击板。沉桩施工过程中，落锤直接锤击设置在钢管桩首桩节内部的环形锤击板，与传统的沉桩方法相比，落锤的下落范围由钢管桩桩身上部变为钢管桩桩身内部，从而降低钢管桩下沉施工对上部施工净空的要求，进而实现适应场地低净空条件下正常的钢管桩沉桩施工。而且，钢管桩待沉桩位置处的地面上固定设置的限位板方便首桩节依靠自身重力下沉的定位，并保证首桩节的沉桩施工精度。通过在限位板上方安装可转动桩架，在进行钢管标准节的吊装以及在限位板上方进行钢管标准节的焊接作业时，调节可转动桩架至水平位置，使得可转动桩架与地面平行，从而腾出作业空间。待焊接作业完成后，重新立起可转动桩架，使得可转动桩架作为落锤的吊装支架。该沉桩装置结构简单牢固，有效降低了施工成本、提高了施工质量及施工效率。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的低净空作业的钢管桩沉桩装置的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的低净空作业的钢管桩沉桩装置中环形锤击板的安装示意图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是本实用新型一实施例的低净空作业的钢管桩沉桩装置的限位板的结构示意图；

图5至图11是利用本实用新型一实施例的低净空作业的钢管桩沉桩装置进行沉桩的施工方法步骤一至步骤七的示意图。

图中：

1-首桩节；2-第一标准节；3-第二标准节；10-环形锤击板；11-钢支撑；12-补强钢板；13-减震层；14-减震橡胶垫；20-限位板；21-通孔；22-桩架安装孔；30-可转动桩架；31-落锤。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的低净空作业的钢管桩沉桩装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本实用新型技术方案的限制。

本实用新型提供了低净空作业的钢管桩沉桩装置，用于解决钢管桩沉桩施工中，由于受到场地净空高度限制时，采用移除障碍物的方法进行沉桩施工而导致工期延长且施工成本高的问题。

下面结合图1至图4详细说明本实用新型的低净空作业的钢管桩沉桩装置的结构组成。

实施例一

一种低净空作业的钢管桩沉桩装置，钢管桩由若干首尾相接并相通的钢管标准节构成，钢管桩沉桩装置包括环形锤击板10，环形锤击板10设置于首桩节1上；限位板20，限位板20固定设置于钢管桩待沉桩位置处的地面上，限位板20的中部设有一与钢管标准节相配合的通孔21；安装于限位板20上方的可转动桩架30，可转动桩架30上设有马达转子及动力装置；吊挂于可转动桩架30上且通过钢索与马达转子连接的落锤31，落锤31能够沿着钢管桩的桩心做往复运动并锤击环形锤击板10。

具体来说，钢管桩由若干首尾相接并相通的钢管标准节逐节焊接而成。一般钢管标准节的长度为3-4米，整个钢管桩的长度约30-40米。本实用新型的低净空作业的钢管桩沉桩装置的作用原理是改变常规的锤击钢管桩桩身顶端来强制钢管桩下沉的方法，而选择锤击设置在钢管桩首桩节1内部的环形锤击板10，落锤31的下落范围由钢管桩桩身上部变为钢管桩桩身内部，从而降低钢管桩下沉施工对上部施工净空的要求，进而实现适应场地低净空条件下正常的钢管桩沉桩施工。而且，钢管桩待沉桩位置处的地面上固定设置的限位板20开设有孔径略大于首桩节1外径的通孔21，以方便首桩节1依靠自身重力下沉的定位，并保证首桩节1的沉桩施工精度。通过在限位板20上开设桩架安装孔22来固定安装可转动桩架，在进行钢管标准节的吊装以及在限位板20上方进行钢管标准节的焊接作业时，调节可转动桩架30至水平位置，使得可转动桩架30与地面平行，从而腾出作业空间。待焊接作业完成后，重新立起可转动桩架30，使得可转动桩架30作为落锤31的吊装支架。

特别地，为了加强首桩节1的桩身强度，首桩节1内壁固定连接钢支撑11，且钢支撑11沿着环形锤击板10的半径设置。钢支撑11为4个，4个钢支撑11沿环形锤击板10圆周对称设置。而且，由于钢管桩在下沉过程中的“土塞效应”(“土塞效应”是指开口钢管桩沉桩过程，桩端土一部分被挤向外围，一部分涌入管内形成“土塞”；土塞受到管壁摩阻力作用将产生一定压缩，土塞高度及其闭塞程度与土性、管径、壁厚及进入持力层的深度等诸多因素有关，闭塞程度直接影响端阻发挥与破坏性状及桩的承载力。)，为保证挤入钢管桩内部的土体不影响落锤31锤击环形锤击板10，环形锤击板10及钢支撑11设置在距首桩节1底端上方约2.0m处。同时，为了减少落锤31反复锤击环形锤击板10对首桩节1产生的影响，钢支撑11与首桩节1内壁之间还设有补强钢板12，补强钢板12的高度大于钢支撑11的高度。此外，位于钢支撑11上方的补强钢板12的外侧设有减震层13。因此，环形锤击板10承受落锤31的锤击力进而带动桩身下沉，设置钢支撑11及补强钢板12对首桩节1桩身强度进行了加强，且在位于环形锤击板10上端的补强钢板12表面设置了减震层13，减小了首桩节1因受锤击力而发生变形甚至破坏的可能，提高了施工效率及成桩质量。如此同时，为了减少环形锤击板10与落锤31之间的振动，减少锤击力的损耗，环形锤击板10上表面敷设有减震橡胶垫14。

相应的，本实施例还提供了利用低净空作业的钢管桩沉桩装置进行沉桩施工的方法。请结合参考图5至图11，一种低净空作业的钢管桩沉桩的施工方法，包括以下步骤：

如图5所示，S001：确定钢管桩沉桩位置并在地面做标记，在钢管桩待沉桩位置处的地面上固定限位板20；

如图6所示，S002：吊装首桩节1，使得首桩节1在通孔21的限制下下沉，且当首桩节1的顶端高出地面一定距离时停止首桩节1的下沉，同时清除首桩节1桩顶端的泥沙、水或油污，首桩节1桩顶端平面和斜面的铁锈用角向磨光机磨光，以准备焊接连接第一标准节2；

如图7所示，S003：吊装第一标准节2，使得第一标准节2与首桩节1对

接并焊接固定；

如图8所示，S004：在限位板上安装可转动桩架30并调至竖向位置、吊装落锤31，使得落锤31对准钢管桩的桩心；

如图9所示，S005：启动动力装置，使得落锤31沿着桩心做往复运动锤击环形锤击板10，从而带动钢管桩下沉至设计位置，并调节可转动桩架30至水平位置即与地面平行；

如图10所示，S006：吊装第二标准节3，使得第二标准节3与第一标准节2对接并焊接固定；

如图11所示，S007：将可转动桩架30调节至竖向位置，使得落锤31对准钢管桩的桩心；启动动力装置，使得落锤31沿着桩心做往复运动锤击环形锤击板10，从而带动钢管桩下沉至设计位置，并调节可转动桩架30至水平位置；

S008：重复S006至S008，直至完成整个钢管桩的沉桩施工。

特别地，步骤S002中一定距离为60cm～80cm，以方便后续焊接连接第一标准节的施工。

综上所述，本实用新型的低净空作业的钢管桩沉桩装置，包括设置于首桩节上的环形锤击板，固定设置于钢管桩待沉桩位置处的地面上的限位板，限位板的中部设有一与钢管标准节相配合的通孔；安装于限位板上方的可转动桩架，可转动桩架上设有马达转子及动力装置；吊挂于可转动桩架上且通过钢索与马达转子连接的落锤，落锤能够沿着钢管桩的桩心做往复运动并锤击环形锤击板。沉桩施工过程中，通过逐节焊接钢管标准节，并启动落锤带动钢管桩下沉至设计位置，从而完成整个钢管桩的沉桩施工。落锤直接锤击设置在钢管桩首桩节内部的环形锤击板，与传统的沉桩方法相比，落锤的下落范围由钢管桩桩身上部变为钢管桩桩身内部，从而降低钢管桩下沉施工对上部施工净空的要求，进而实现适应场地低净空条件下正常的钢管桩沉桩施工。而且，钢管桩待沉桩位置处的地面上固定设置的限位板开设有孔径略大于首桩节外径的通孔，以方便首桩节依靠自身重力下沉的定位，并保证首桩节的沉桩施工精度。通过在限位板上开设桩架安装孔来固定安装可转动桩架，在进行钢管标准节的吊装以及在限位板上方进行钢管标准节的焊接作业时，调节放倒可转动桩架，使得可转动桩架与地面平行，从而腾出作业空间。待焊接作业完成后，重新立起可转动桩架，使得可转动桩架作为落锤的吊装支架。此外，设置钢支撑及补强钢板对首桩节桩身强度进行了加强，且在位于环形锤击板上端的补强钢板表面设置了减震层，减小了首桩节因受锤击力而发生变形甚至破坏的可能，提高了施工效率及成桩质量。该沉桩装置结构简单牢固，有效降低了施工成本、提高了施工质量及施工效率。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1.一种低净空作业的钢管桩沉桩装置，所述钢管桩由若干首尾相接并相通的钢管标准节构成，其特征在于，所述钢管桩沉桩装置包括：

环形锤击板，所述环形锤击板设置于首桩节上；

限位板，所述限位板固定设置于所述钢管桩待沉桩位置处的地面上，所述限位板的中部设有一与所述钢管标准节相配合的通孔；

安装于所述限位板上方的可转动桩架，所述可转动桩架上设有马达转子及动力装置；

吊挂于所述可转动桩架上且通过钢索与所述马达转子连接的落锤，所述落锤能够沿着所述钢管桩的桩心做往复运动并锤击所述环形锤击板。

2.如权利要求1所述的低净空作业的钢管桩沉桩装置，其特征在于，所述环形锤击板沿着其半径设有钢支撑，所述钢支撑与首桩节内壁固定连接。

3.如权利要求2所述的低净空作业的钢管桩沉桩装置，其特征在于，所述钢支撑为4个，4个所述钢支撑沿所述环形锤击板圆周对称设置。

4.如权利要求2所述的低净空作业的钢管桩沉桩装置，其特征在于，所述钢支撑与首桩节内壁之间还设有补强钢板，所述补强钢板的高度大于所述钢支撑的高度。

5.如权利要求4所述的低净空作业的钢管桩沉桩装置，其特征在于，位于所述钢支撑上方的所述补强钢板的外侧设有减震层。

6.如权利要求1所述的低净空作业的钢管桩沉桩装置，其特征在于，所述环形锤击板上表面敷设有减震橡胶垫。

7.如权利要求1所述的低净空作业的钢管桩沉桩装置，其特征在于，所述限位板上设有安装孔。