CN217419605U - 一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，包括桩帽、楔形桩模和桩头管塞，所述楔形桩模为圆台状，直径大的一端为顶端，直径小的一端为底端，且所述楔形桩模内设有贯穿的通气孔；所述桩帽与楔形桩模的顶端连接，桩头管塞与楔形桩模的底端可拆卸连接。本实用新型通过预制楔形桩模可以较为精确的控制楔形桩成桩楔角，并且通过桩模中心设置通气孔以及结合底部的桩头管塞的锥型外形，辅助切削土体，可以控制静压成孔质量，使得静压成孔具有高效性，解决了现有楔形劲芯水泥土桩发生缩孔、塌孔导致楔形成桩质量不可控的问题。

Description

一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置

技术领域

本实用新型涉及桩基施工装置的技术领域，更具体地，涉及一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置。

背景技术

水泥土搅拌桩在地基加固领域，适用于软土地质条件，其作用原理是通过桩土共同作用，充分调动浅层土体承载能力，以增强竖向承载力满足建设项目对地基承载力及沉降变形的要求。其特点是在5～10m处理深度时，同等桩径、桩长的条件下，较混凝土桩和其他桩型，经济效益明显。

劲芯水泥土桩是中间为混凝土芯，外部是水泥搅拌桩的桩型，一定程度上客服了水泥土单桩承载力较低的问题。等截面劲芯水泥土桩常用的三种工法：1、水泥搅拌成桩，劲芯静压或振动方式插入；2、套管内灌桩，初凝前劲芯插入；3、钻机旋挖成孔，劲芯现浇灌入。在CN200410102711.6混凝土桩的施工方法公开利用管桩沉降至预定地基处，并在管桩的中孔内直接进行填料挤密、灌注混凝土等操作，在有效形成复合载体的同时可确实地保证桩端结合部质量，提高桩的合格率，减小桩的沉降量。该方法为传统的等截面桩，而楔形劲芯水泥土桩是基于普通劲芯水泥土桩在外形上进行了改良，充分通过桩身楔角更加有利于调动浅层土体承载能力，目前指出可行工法为先通过搅拌桩工艺及设备喷搅形成等截面水泥搅拌桩，在水泥初凝前插入混凝土楔形芯桩，通过挤压使得外部桩型自然扩挤，形成楔形桩。但是上述方法存在以下的问题：1、水泥搅拌桩成桩完整性尚需钻芯取样验证；2、自然扩挤成型后的楔角存在随机性，不能保证与设计楔角相一致。以上两点问题会导致从楔形成桩质量的可控性不足。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有楔形劲芯水泥土桩采用等截面自然扩挤工艺导致楔形成桩质量不可控的不足，提供一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，包括桩帽、楔形桩模和桩头管塞，所述楔形桩模为圆台状，直径大的一端为顶端，直径小的一端为底端。且所述楔形桩模内设有贯穿的通气孔，可以在楔形桩模上拔过程中，使楔形桩模底部与外部空气之间形成连通，避免因负压造成桩孔变形或拔管困难的问题。所述桩帽与楔形桩模的顶端连接，保护楔形桩模的桩头，避免静压成桩过程中楔形桩模的桩头被压碎或变形。所述桩头管塞与楔形桩模的底端可拆卸连接，封闭和保护楔形桩模底端头，辅助楔形桩模切削土体下沉，避免在静压沉桩过程中土体进入楔形桩模通气孔内部造成堵管。并且，在向上拔管过程中，楔形桩模与桩头管塞形成分离，使外部大气与桩底内部大气通过楔形桩模通气孔连通避免形成负压。

进一步地，所述楔形桩模具有相当强度、刚度和稳定性，能够承受楔形桩模静压过程中所承担的荷载，并保证楔形桩模在静压下沉过程中不发生变形或变形小于设计容许值，其楔形角范围为1.5-3.5°。优选地，所述楔形桩模的楔形角范围为2°。

进一步地，所述楔形桩模的桩长不大于12m。

进一步地，所述桩帽与楔形桩模为可拆卸连接，且连接方式可以采用卡接、销轴固定或者螺纹连接。

进一步地，所述桩帽的直径不小于楔形桩模顶端的直径。优选地，所述桩帽的直径等于楔形桩模顶端的直径。

进一步地，所述桩帽具有足够的强度、刚度，其高度为楔形桩模端部直径的1-2倍。

进一步地，所述桩头管塞的直径不小于楔形桩模底端的直径。优选地，所述桩头管塞的直径等于楔形桩模底端的直径。

进一步地，所述桩头管塞的厚度不小于2cm。

进一步地，所述桩头管塞为圆锥型，便于楔形桩模在下沉的过程中更好的切削土体。

进一步地，所述桩头管塞上设有与通气孔直径匹配的凸起。

进一步地，所述凸起与通气孔为卡接或者螺纹连接。

进一步地，所述通气孔的直径为楔形桩模底端直径的0.1-0.4倍。

与现有技术相比，有益效果是：

本实用新型通过预制楔形桩模可以较为精确的控制楔形桩成桩楔角，并且通过桩模中心设置通气孔，可以避免楔形桩模因负压拔桩造成缩孔、塌孔，可以较好的控制静压成孔质量。本实用新型的楔形桩模结合底部的桩头管塞的锥型外形，可以辅助切削土体，使得静压成孔具有高效性。

附图说明

图1为实施例3楔形劲芯水泥土桩静压成桩设备组装结构示意图；

图2为图1中构件桩帽的三视图；

图3为图1中楔形桩模三视图；

图4为图1中桩头管塞(桩模底部)三视图；

图5为实施例4中桩头管塞(桩模底部)三视图；

图6为实施例3和实施例4通用成桩工艺步骤。

其中，1、桩帽；2、楔形桩模；3、通气孔；4、桩头管塞。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例1

本实施例提供的一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，包括桩帽1、楔形桩模2和桩头管塞4。

所述楔形桩模2为圆台状，直径大的一端为顶端，直径小的一端为底端，所述楔形桩模2的楔形角θ在1.5°～3.5°之间，楔形桩模2的桩长≤12m，本实施例楔形角θ取2°，桩长为10m。楔形桩模2具有相当强度、刚度和稳定性，能够承受楔形桩模2静压过程中所承担的荷载，并保证楔形桩模2在静压下沉过程中不发生变形或变形小于设计容许值。所述楔形桩模2的中心设有贯穿的通气孔3，其直径为楔形桩模2底端直径的0.1-0.4倍，可以在楔形桩模2上拔过程中，使楔形桩模2底部与外部空气之间形成连通，避免因负压造成桩孔变形或拔管困难的问题。

所述桩帽1与楔形桩模2的顶端固定连接，其形状为圆柱形，直径与楔形桩模2顶部直径相同，高度为楔形桩模2顶部直径的1-2倍，可以保护楔形桩模2的桩头，避免静压成桩过程中楔形桩模2的桩头被压碎或变形。

所述桩头管塞4与楔形桩模2的底端采用螺纹方式的可拆卸连接，直径等于楔形桩底部端头直径，厚度取为2cm，可以封闭和保护楔形桩模2底端头，辅助楔形桩模2切削土体下沉，避免在静压沉桩过程中土体进入楔形桩模2通气孔3内部造成堵管。并且，在向上拔管过程中，楔形桩模2与桩头管塞4形成分离，使外部大气与桩底内部大气通过楔形桩模2通气孔3连通避免形成负压。

实施例2

本实施例提供的一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，包括桩帽1、楔形桩模2和桩头管塞4。

所述楔形桩模2为圆台状，直径大的一端为顶端，直径小的一端为底端，所述楔形桩模2的楔形角θ在1.5°～3.5°之间，楔形桩模2的桩长≤12m，本实施例楔形角θ取2°，桩长为10m。楔形桩模2具有相当强度、刚度和稳定性，能够承受楔形桩模2静压过程中所承担的荷载，并保证楔形桩模2在静压下沉过程中不发生变形或变形小于设计容许值。所述楔形桩模2的中心设有贯穿的通气孔3，其直径为楔形桩模2底端直径的0.1-0.4倍，可以在楔形桩模2上拔过程中，使楔形桩模2底部与外部空气之间形成连通，避免因负压造成桩孔变形或拔管困难的问题。

所述桩帽1与楔形桩模2的顶端采用螺纹的可拆卸方式连接，其形状为圆柱形，直径与楔形桩模2顶部直径相同，高度为楔形桩模2顶部直径的1-2倍，可以保护楔形桩模2的桩头，避免静压成桩过程中楔形桩模2的桩头被压碎或变形。

所述桩头管塞4与楔形桩模2的底端采用螺纹方式的可拆卸连接，直径等于楔形桩底部端头直径，厚度取为2cm，可以封闭和保护楔形桩模2底端头，辅助楔形桩模2切削土体下沉，避免在静压沉桩过程中土体进入楔形桩模2通气孔3内部造成堵管。并且，在向上拔管过程中，楔形桩模2与桩头管塞4形成分离，使外部大气与桩底内部大气通过楔形桩模2通气孔3连通避免形成负压。

实施例3

本实施例提供的一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，包括桩帽1、楔形桩模2和桩头管塞4。

如图，所述楔形桩模2为圆台状，直径大的一端为顶端，直径小的一端为底端，所述楔形桩模2的楔形角θ在1.5°～3.5°之间，楔形桩模2的桩长≤12m，本实施例楔形角θ取2°，桩长为10m。楔形桩模2具有相当强度、刚度和稳定性，能够承受楔形桩模2静压过程中所承担的荷载，并保证楔形桩模2在静压下沉过程中不发生变形或变形小于设计容许值。所述楔形桩模2的中心设有贯穿的通气孔3，其直径为楔形桩模2底端直径的0.1-0.4倍，可以在楔形桩模2上拔过程中，使楔形桩模2底部与外部空气之间形成连通，避免因负压造成桩孔变形或拔管困难的问题。

所述桩帽1与楔形桩模2的顶端采用螺纹的可拆卸方式连接，其形状为圆柱形，直径与楔形桩模2顶部直径相同，高度为楔形桩模2顶部直径的1-2倍，可以保护楔形桩模2的桩头，避免静压成桩过程中楔形桩模2的桩头被压碎或变形。

所述桩头管塞4与楔形桩模2的底端采用螺纹方式的可拆卸连接，直径等于楔形桩底部端头直径，厚度取为2cm。所述桩头管塞4的中心设有圆柱形凸起，所述凸起与楔形桩模2的通气孔3大小相匹配，可以封闭和保护楔形桩模2底端头，辅助楔形桩模2切削土体下沉，避免在静压沉桩过程中土体进入楔形桩模2通气孔3内部造成堵管。并且，在向上拔管过程中，楔形桩模2与桩头管塞4形成分离，使外部大气与桩底内部大气通过楔形桩模2通气孔3连通避免形成负压。

实施例4

本实施例提供的一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，包括桩帽1、楔形桩模2和桩头管塞4。

如图，所述楔形桩模2为圆台状，直径大的一端为顶端，直径小的一端为底端，所述楔形桩模2的楔形角θ在1.5°～3.5°之间，楔形桩模2的桩长≤12m，本实施例楔形角θ取2°，桩长为10m。楔形桩模2具有相当强度、刚度和稳定性，能够承受楔形桩模2静压过程中所承担的荷载，并保证楔形桩模2在静压下沉过程中不发生变形或变形小于设计容许值。所述楔形桩模2的中心设有贯穿的通气孔3，其直径为楔形桩模2底端直径的0.1-0.4倍，可以在楔形桩模2上拔过程中，使楔形桩模2底部与外部空气之间形成连通，避免因负压造成桩孔变形或拔管困难的问题。

所述桩帽1与楔形桩模2的顶端采用螺纹的可拆卸方式连接，其形状为圆柱形，直径与楔形桩模2顶部直径相同，高度为楔形桩模2顶部直径的1-2倍，可以保护楔形桩模2的桩头，避免静压成桩过程中楔形桩模2的桩头被压碎或变形。

所述桩头管塞4为圆锥形，其底部的直径等于楔形桩底部端头直径，底部中心设有圆柱形凸起，所述凸起与楔形桩模2的通气孔3大小相匹配，且采用螺纹方式的可拆卸方式连接，所述桩头管塞4可以封闭和保护楔形桩模2底端头，辅助楔形桩模2切削土体下沉，避免在静压沉桩过程中土体进入楔形桩模2通气孔3内部造成堵管。并且，在向上拔管过程中，楔形桩模2与桩头管塞4形成分离，使外部大气与桩底内部大气通过楔形桩模2通气孔3连通避免形成负压。

实施例5

如图6，本实施例提供实施例3或实施例4所述楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置的施工方法，步骤包括：

S1.组装楔形劲芯水泥土静压成桩设备，确定桩头管塞4与楔形桩模2间安装牢固，放置桩帽1，桩基静压设备已就位，完成桩基定位及复测。

S2.通过静压设备直接作用于桩帽1，间接作用于楔形桩模2，将楔形桩模2压入土体。

S3.通过检查贯入度和静压桩长双控，直至桩模静压到位。

S4.静压到位后，移除桩帽1，开始拔出楔形桩模2。

S5.拔出楔形桩模2，直至完全拔出。

S6.拔出桩头管塞4，并检查成孔质量，确定是否存在缩孔或塌孔，如果存在以上现象或变形超过控制值，则通过重复S2至S6，直至变形满足要求。

S7.水泥土浆液灌注成桩，灌注距离地表一定高度H，H约等于劲芯体积等效高度。

S8.水泥浆液灌注后，立即插入混凝土劲芯，确保劲芯平面位置及垂直度满足要求.因插入劲芯导致浆液液面上伸的高度H约等于劲芯体积等效高度。

S9.养护成桩。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，其特征在于，包括桩帽、楔形桩模和桩头管塞，所述楔形桩模为圆台状，直径大的一端为顶端，直径小的一端为底端，且所述楔形桩模内设有贯穿的通气孔；所述桩帽与楔形桩模的顶端连接，桩头管塞与楔形桩模的底端可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，其特征在于，所述楔形桩模的楔形角范围为1.5-3.5°。

3.根据权利要求1所述楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，其特征在于，所述桩帽与楔形桩模为可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，其特征在于，所述桩帽的直径不小于楔形桩模顶端的直径。

5.根据权利要求1所述楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，其特征在于，所述桩帽的高度为楔形桩模端部直径的1-2倍。

6.根据权利要求1所述楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，其特征在于，所述桩头管塞的直径不小于楔形桩模底端的直径。

7.根据权利要求1所述楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，其特征在于，所述桩头管塞为圆锥型。

8.根据权利要求1所述楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，其特征在于，所述桩头管塞上设有与通气孔直径匹配的凸起。

9.根据权利要求8所述楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，其特征在于，所述凸起与通气孔为卡接或者螺纹连接。

10.根据权利要求1所述楔形劲芯水泥土桩静压成桩装置，其特征在于，所述通气孔的直径为楔形桩模底端直径的0.1-0.4倍。

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