CN216839609U - 一种phc斜桩纠偏桩尖及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，由预制纠偏桩头及纠偏控制系统组成，预制纠偏桩头由圆形侧板、环形翼板、锥形底板及限位板等组成，限位板两块为一组，对称设置两组，圆形侧板上对称开有两道条形翼板孔；纠偏控制系统由中心螺杆、丝杆电机、转动电机、双轴动态倾角传感器、承载板、纠偏翼板、液压伸缩杆等组成，通过控制丝杆电机使支撑板向外扩展，将纠偏控制系统临时固定在PHC管桩内壁，通过液压伸缩杆控制纠偏翼板的伸缩对PHC管桩进行纠偏作业，纠偏翼板从条形翼板孔穿出，通过转动电机控制纠偏翼板的伸出角度，实现不同方向的纠偏作业，承载板插入两块限位板之间，实现预制纠偏桩头与纠偏翼板同步转动。

Description

一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统

技术领域

本实用新型涉及PHC管桩斜桩纠偏施工，尤其涉及一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统。

背景技术

PHC管桩作为一种性能优异的预制桩基，广泛应用于工程建设中。传统的桩基主要为竖直结构，施工时，通过送桩装置将PHC预制管桩打入土体内。但是，随着工程建设的需要，出现了斜向桩基，这对传统的送桩装置及施工技术提出了新的要求。随着施工技术的发展，出现了斜向送桩装置。但是，由于斜向送桩施工作业难度大，相比于竖向送桩，更容易出现倾斜偏位等情况；因此，需要对出现倾斜的桩基进行纠偏。

常规的纠偏措施主要措施为：①挖除复位侧土体进行卸荷；②向桩基施加复位侧的水平推力。但是上述措施的适用范围有限，仅适用于桩基打入不深、偏位不大的情况。另外，采用上述方法进行纠偏时，需要停止送桩作业，待纠偏完成后再进行送桩作业，严重影响施工效率。因此，在进行超长、大直径斜桩施工时，无论是送桩难度及桩基的纠偏难度都非常大，迫切地需要开发出新的施工技术，保证超长、大直径PHC斜桩的施工质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对超长、大直径PHC斜桩送桩过程中存在的桩基纠偏难题，提出了一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统。为了达到目的，本实用新型的技术方案为：

本实用新型涉及一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，由预制纠偏桩头及纠偏控制系统组成，所述预制纠偏桩头由圆形侧板、环形翼板、锥形底板及限位板等组成，所述锥形底板固定在圆形侧板的底部，所述环形翼板固定在圆形翼板的外侧，所述限位板固定在圆形侧板的内侧，所述限位板为长条形，所述限位板两块为一组，对称设置两组，所述圆形侧板上对称开有两道条形翼板孔；所述纠偏控制系统由中心螺杆、丝杆电机、转动电机、双轴动态倾角传感器、承载板、纠偏翼板、液压伸缩杆等组成，所述丝杆电机安装在中心螺杆上，中心螺杆与转动电机之间设有底座，所述丝杆电机及底座上分别设有活动支撑杆，所述活动支撑杆的一端分别与丝杆电机和底座铰接，所述活动支撑杆的另一端分别与支撑板铰接；所述转动电机安装固定在底座下方，所述双轴动态倾角传感器安装固定在底座侧壁；所述纠偏翼板依托承载板安装，所述承载板与转动电机的转轴连接固定，所述纠偏翼板与承载板之间设置液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的两端分别与纠偏翼板以及承载板铰接。

优选地，所述预制纠偏桩头的圆形侧板插入PHC管桩内，所述PHC管桩底端支撑在环形翼板上，所述环形翼板与圆形侧板之间均匀设有多个三角加劲板，三角加劲板可提高环形翼板与圆形侧板之间的连接强度。

优选地，所述承载板上设有限位槽钢，所述纠偏翼板的上、下端插入限位槽钢内，所述限位槽钢与承载板之间设置加劲板，加劲板能够提高限位槽钢与承载板之间的连接强度，限位槽钢能够为纠偏翼板的伸出、回缩提供稳定可靠的限位及导向作用。

优选地，所述中心螺杆顶端有限位块及吊环，所述限位块防止丝杆电机从中心螺杆的顶部滑脱，吊环上连接有牵引绳，方便后期将纠偏控制系统从PHC管桩内整体牵引出；所述丝杆电机及转动电机分别与一号电缆及二号电缆连接，通过一号电缆及二号电缆分别实现对丝杆电机及转动电机的控制；所述液压伸缩杆与液压油管相连，通过液压油管控制液压伸缩杆的伸缩；所述牵引绳、一号电缆、二号电缆以及液压油管从PHC管桩顶部的桩帽上的L型通孔内穿出，桩帽上的L型通孔可避免牵引绳、一号电缆、二号电缆以及液压油管被桩锤砸断。

优选地，所述丝杆电机可沿中心螺杆上下运动，所述活动支撑杆及支撑板沿中心螺杆周向设置多组，所述丝杆电机的使用方法为：通过一号电缆控制丝杆电机沿着中心螺杆向下运动，使支撑板向外扩展至紧贴PHC管桩的内壁，将纠偏控制系统临时固定在PHC管桩内，防止纠偏控制系统整体相对PHC管桩上下移动或者转动；控制丝杆电机沿中心螺杆向上运动，使支撑板向内收缩并与PHC管桩的内壁分离，解除纠偏控制系统与PHC管桩的临时固定，通过牵引绳将纠偏控制系统从PHC管桩内牵引出。

优选地，所述圆形侧板上的条形翼板孔倾斜设置，所述纠偏翼板的倾角与条形翼缘板孔的倾角一致，所述纠偏翼板可从条形翼板孔内伸出预制纠偏桩头外侧；当PHC管桩桩身轴线发生偏转时，将纠偏翼板从预制纠偏桩头内伸出并插入桩周土体内，向下锤击PHC管桩，在纠偏翼板的引导下迫使桩身轴线向设计轴线偏转，待桩身轴线与设计轴线重合后将纠偏翼板缩回预制纠偏桩头内。

优选地，所述承载板的两竖向侧边分别插入相邻两限位板之间的空隙，所述转动电机通过承载板带动预制纠偏桩头转动；由于桩身轴线相对于设计轴线可能向任一方向发生偏转，因此，通过转动电机带动承载板转动，进而带动预制纠偏桩头转动，实现不同方向的纠偏作业。

优选地，所述双轴动态倾角传感器实时监测桩身轴线的倾角，实现对桩身轴线的实时监控；当桩身轴线相对于设计轴线发生偏转时，首先通过转动电机调整纠偏翼板的方位，然后再通过液压伸缩杆将纠偏翼板从预制纠偏桩头内推出，继续向下锤击PHC管桩，待桩身轴线与设计轴线重合后，将纠偏翼板缩回预制纠偏桩头内。

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、纠偏控制系统内置在PHC管桩内，通过外接电缆、液压油管等即可在地面进行控制，植桩就位后，即可通过牵引绳将纠偏控制系统整体从管桩内撤出，并用于下一桩基的纠偏施工。

2、预制纠偏桩头结构简单可靠，相比于传统的钢结构预制桩头，仅是在桩头侧壁上开设了两道条形翼板孔以及在内侧焊接了两组限位板，制作成本低。

3、纠偏控制系统集成双轴动态倾角传感器，实时监测桩身轴线倾角，当桩身轴线相对设计轴线发生偏转时，即可立即对桩身就行纠偏，避免桩基偏位过大导致纠偏难度加大。

4、管桩顶部的桩帽上有L型通孔，牵引绳、电缆以及液压油管等从桩帽上的L型通孔内穿出，从而避免牵引绳、电缆以及液压油管被桩锤砸断的情况。

5、本实用新型提出的PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，可以显著提升PHC斜桩的打入精度，降低纠偏作业的难度，提高植桩效率。

附图说明

图1是纠偏翼板三维结构示意图；

图2是预制纠偏桩头三维结构半剖视图；

图3是纠偏装置及桩头安装就位结构示意图；

图4是纠偏翼板与桩头结构示意图（图3中A-A剖面）；

图5是纠偏装置及桩头安装就位结构示意图；

图6是纠偏翼板与桩头结构示意图（图5中B-B剖面）；

图7是地面导向套筒施工结构示意图；

图8是PHC斜桩插打施工结构示意图；

图9是桩帽结构示意图；

图10是纠偏时纠偏翼板相对于桩身轴线和设计轴线之间的关系。

图中标注：1-PHC管桩，21-圆形侧板，22-环形翼板，23-三角加劲板，24-锥形底板，25-限位板，26-条形翼板孔，31-中心螺杆，32-丝杆电机，33-一号电缆，34-活动支撑杆，35-支撑板，36-底座，37-限位块，38-吊环，39-牵引绳，41-转动电机，42-二号电缆，43-转轴，44-双轴动态倾角传感器，51-承载板，52-纠偏翼板，53-限位槽钢，54-加劲板，55-液压伸缩杆，56-液压油管，6-导向套筒，61-砂垫层，62-钢筋，63-混凝土护圈，7-打桩机，71-桩锤，72-桩帽，73-L型通孔，81-设计轴线，82-桩身轴线。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将参考附图1至附图10，对本实用新型的实施例作详细说明，以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实用新型涉及一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，由预制纠偏桩头及纠偏控制系统组成，如附图2所示，所述预制纠偏桩头由圆形侧板21、环形翼板22、锥形底板24及限位板25等组成，所述锥形底板24固定在圆形侧板21的底部，所述环形翼板22固定在圆形翼板21的外侧，所述限位板25固定在圆形侧板21的内侧，所述限位板25为长条形，所述限位板25两块为一组，对称设置两组，所述圆形侧板21上对称开有两道条形翼板孔26；如附图1、附图3所示，所述纠偏控制系统由中心螺杆31、丝杆电机32、转动电机41、双轴动态倾角传感器44、承载板51、纠偏翼板52、液压伸缩杆55等组成，所述丝杆电机32安装在中心螺杆31上，中心螺杆31与转动电机41之间设有底座36，所述丝杆电机32及底座36上分别设有活动支撑杆34，所述活动支撑杆34的一端分别与丝杆电机32和底座36铰接，所述活动支撑杆34的另一端分别与支撑板35铰接；所述转动电机41安装固定在底座36下方，所述双轴动态倾角传感器44安装固定在底座36侧壁；所述纠偏翼板52依托承载板51安装，所述承载板51与转动电机41的转轴43连接固定，所述纠偏翼板52与承载板51之间设置液压伸缩杆55，所述液压伸缩杆55的两端分别与纠偏翼板52以及承载板51铰接。

如附图3、附图5所示，所述预制纠偏桩头的圆形侧板21插入PHC管桩1内，所述PHC管桩1底端支撑在环形翼板22上，所述环形翼板22与圆形侧板21之间均匀设有多个三角加劲板23，三角加劲板23可提高环形翼板22与圆形侧板21之间的连接强度。所述承载板51上设有限位槽钢53，所述纠偏翼板52的上、下端插入限位槽钢53内，所述限位槽钢53与承载板51之间设置加劲板54，加劲板54能够提高限位槽钢53与承载板51之间的连接强度，限位槽钢53能够为纠偏翼板52的伸出、回缩提供稳定可靠的限位及导向作用。如附图4、附图6所示，所述承载板51的两竖向侧边分别插入相邻两限位板25之间的空隙，所述转动电机41通过承载板51带动预制纠偏桩头转动；由于桩身轴线82相对于设计轴线81可能向任一方向发生偏转，因此，通过转动电机41带动承载板51转动，进而带动预制纠偏桩头转动，实现不同方向的纠偏作业。

如附图1、附图2所示，所述圆形侧板21上的条形翼板孔26倾斜设置，所述纠偏翼板52的倾角与条形翼缘板孔26的倾角一致，所述纠偏翼板52可从条形翼板孔26内伸出预制纠偏桩头外侧；当PHC管桩1桩身轴线发生偏转时，将纠偏翼板52从预制纠偏桩头内伸出并插入桩周土体内，向下锤击PHC管桩1，在纠偏翼板52的引导下迫使桩身轴线82向设计轴线81偏转，待桩身轴线82与设计轴线81重合后将纠偏翼板52缩回预制纠偏桩头内。

如附图3所示，所述中心螺杆31顶端有限位块37及吊环38，所述限位块37防止丝杆电机32从中心螺杆31的顶部滑脱，吊环38上连接有牵引绳39，方便后期将纠偏控制系统从PHC管桩1内整体牵引出；所述丝杆电机32及转动电机41分别与一号电缆33及二号电缆42连接，通过一号电缆33及二号电缆42分别实现对丝杆电机32及转动电机41的控制；所述液压伸缩杆55与液压油管56相连，通过液压油管56控制液压伸缩杆55的伸缩；如附图8所示，所述牵引绳39、一号电缆33、二号电缆42以及液压油管56从PHC管桩1顶部的桩帽72上的L型通孔73内穿出，桩帽72上的L型通孔73可避免牵引绳39、一号电缆33、二号电缆42以及液压油管56被桩锤71砸断。

如附图3所示，所述丝杆电机32可沿中心螺杆31上下运动，所述活动支撑杆34及支撑板35沿中心螺杆31周向设置多组，所述丝杆电机32的使用方法为：通过一号电缆33控制丝杆电机32沿着中心螺杆31向下运动，使支撑板35向外扩展至紧贴PHC管桩1的内壁，将纠偏控制系统临时固定在PHC管桩1内，防止纠偏控制系统整体相对PHC管桩1上下移动或者转动；控制丝杆电机32沿中心螺杆31向上运动，使支撑板35向内收缩并与PHC管桩1的内壁分离，解除纠偏控制系统与PHC管桩1的临时固定，通过牵引绳39将纠偏控制系统从PHC管桩1内牵引出。

如附图1所示，所述双轴动态倾角传感器44实时监测桩身轴线82的倾角，实现对桩身轴线82的实时监控；如附图6所示，当桩身轴线82相对于设计轴线81发生偏转时，首先通过转动电机41调整纠偏翼板52的方位，然后再通过液压伸缩杆55将纠偏翼板52从预制纠偏桩头内推出，继续向下锤击PHC管桩1，待桩身轴线82与设计轴线81重合后，将纠偏翼板52缩回预制纠偏桩头内。

本实用新型涉及的一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，其具体操作过程为：①按照附图2所示的结构加工制作预制纠偏桩头，使纠偏控制系统的纠偏翼板52、支撑板35保持收缩状态，然后按照附图3所示结构将纠偏控制系统及预制纠偏桩头安装在PHC管桩1的下端；②如附图7所示，通过打桩机7将PHC管桩1吊起，并使纠偏控制系统上的一号电缆33、二号电缆42、牵引绳39、液压油管56等从桩帽72上的L型通孔73内穿出，调整打桩机7的位置及倾角，将PHC管桩1置入导向套筒6内（如附图7所示，导向套筒6按设计位置、轴线提前预埋在土体内，并在导向套筒6的外侧浇筑混凝土护圈63，混凝土护圈63内加设钢筋62，为防止混凝土进入导向套筒6内，浇筑混凝土护圈6前，在导向套筒6底部填充砂垫层61，导向套筒6为PHC管桩1的插打提供限位及导向作用）；③通过桩锤71锤击PHC管桩1将其打入土体内，打入过程中，通过双轴动态倾角传感器44实时监测桩身轴线82；④当桩身轴线82相对设计轴线81发生偏转时，通过转动电机41调整纠偏翼板52的伸出方向，然后通过液压油管56控制纠偏翼板52伸出，如附图10所示；⑤继续通过桩锤71锤击PHC管桩1，待PHC管桩1桩身轴线82与设计轴线81重合后，将纠偏翼板52缩回预制纠偏桩头内；⑥继续锤击PHC管桩1至设计深度，若施工过程中桩身轴线82出现偏转，则按照步骤④、⑤的操作方法进行纠偏作业；⑦PHC管桩1沉入设计深度后，控制丝杆电机32沿中心螺杆31向上运动，使支撑板35向内收缩，解除纠偏控制系统与PHC管桩1的临时固定，通过牵引绳39将纠偏控制系统从PHC管桩1内整体牵引出，预制纠偏桩头留置在土体内。

以上结合实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，其特征在于，由预制纠偏桩头及纠偏控制系统组成，所述预制纠偏桩头由圆形侧板（21）、环形翼板（22）、锥形底板（24）及限位板（25）等组成，所述锥形底板（24）固定在圆形侧板（21）的底部，所述环形翼板（22）固定在圆形侧板（21）的外侧，所述限位板（25）固定在圆形侧板（21）的内侧，所述限位板（25）为长条形，所述限位板（25）两块为一组，对称设置两组，所述圆形侧板（21）上对称开有两道条形翼板孔（26）；所述纠偏控制系统由中心螺杆（31）、丝杆电机（32）、转动电机（41）、双轴动态倾角传感器（44）、承载板（51）、纠偏翼板（52）、液压伸缩杆（55）等组成，所述丝杆电机（32）安装在中心螺杆（31）上，中心螺杆（31）与转动电机（41）之间设有底座（36），所述丝杆电机（32）及底座（36）上分别设有活动支撑杆（34），所述活动支撑杆（34）的一端分别与丝杆电机（32）和底座（36）铰接，所述活动支撑杆（34）的另一端分别与支撑板（35）铰接；所述转动电机（41）安装固定在底座（36）下方，所述双轴动态倾角传感器（44）安装固定在底座（36）侧壁；所述纠偏翼板（52）依托承载板（51）安装，所述承载板（51）与转动电机（41）的转轴（43）连接固定，所述纠偏翼板（52）与承载板（51）之间设置液压伸缩杆（55），所述液压伸缩杆（55）的两端分别与纠偏翼板（52）以及承载板（51）铰接。

2.根据权利要求1所述一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，其特征在于，所述预制纠偏桩头的圆形侧板（21）插入PHC管桩（1）内，所述PHC管桩（1）底端支撑在环形翼板（22）上，所述环形翼板（22）与圆形侧板（21）之间均匀设有多个三角加劲板（23）。

3.根据权利要求1所述一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，其特征在于，所述承载板（51）上设有限位槽钢（53），所述纠偏翼板（52）的上、下端插入限位槽钢（53）内，所述限位槽钢（53）与承载板（51）之间设置加劲板（54）。

4.根据权利要求1所述一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，其特征在于，所述中心螺杆（31）顶端有限位块（37）及吊环（38），所述限位块（37）防止丝杆电机（32）从中心螺杆（31）的顶部滑脱，吊环（38）上连接有牵引绳（39）；所述丝杆电机（32）及转动电机（41）分别与一号电缆（33）及二号电缆（42）连接；所述液压伸缩杆（55）与液压油管（56）相连；所述牵引绳（39）、一号电缆（33）、二号电缆（42）以及液压油管（56）从PHC管桩（1）顶部的桩帽（72）上的L型通孔（73）内穿出。

5.根据权利要求1所述一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，其特征在于，所述丝杆电机（32）可沿中心螺杆（31）上下运动，所述活动支撑杆（34）及支撑板（35）沿中心螺杆（31）周向设置多组。

6.根据权利要求1所述一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，其特征在于，所述圆形侧板（21）上的条形翼板孔（26）倾斜设置，所述纠偏翼板（52）的倾角与条形翼板孔（26）的倾角一致，所述纠偏翼板（52）可从条形翼板孔（26）内伸出预制纠偏桩头外侧。

7.根据权利要求1所述一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，其特征在于，所述承载板（51）的两竖向侧边分别插入相邻两限位板（25）之间的空隙，所述转动电机（41）通过承载板（51）带动预制纠偏桩头转动。

8.根据权利要求1所述一种PHC斜桩纠偏桩尖及控制系统，其特征在于，所述双轴动态倾角传感器（44）实时监测桩身轴线（82）的倾角，实现对桩身轴线（82）的实时监控。

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