CN218437011U - 气压式刺桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种气压式刺桩，它包括预制桩体，预制桩体内设有一个中心孔和多层横向孔；中心孔内预埋有一根芯管，每个横向孔内设有一个基础套管；每个基础套管外端密封螺接有一根外套管，该外套管内滑动套合有一内套管，该内套管内滑动套合有一刺根；内套管内端设有径向外凸的第一端头而第一端头上设有与外套管内壁抵靠的第一密封圈，外套管外端设有用于卡住第一端头的第一内卷边；刺根内端设有径向外凸的第二端头而第二端头上设有与内套管内壁抵靠的第二密封圈，内套管外端设有用于卡住第二端头的第二内卷边；芯管上端经一根气管与一个空压机连通。该刺桩外扩幅度大、外扩力度迅猛，能有效增强桩侧摩阻力。

Description

气压式刺桩

技术领域

本实用新型涉及桩基施工技术领域，具体讲是一种气压式刺桩。

背景技术

近年来，随着国家经济建设的迅猛发展，桩基施工技术获得了更为广阔的推广和应用。而伴着建筑施工水平的提升，对桩基的承载力及抗沉降水平自然提出了更高的要求。目前行业内主要是采用在桩侧成齿或成刺的方式来增大桩侧摩阻力，以提升桩基承载力和抗沉降水平。

如现有技术的推挤式齿桩的施工工艺，就是向钻孔悬吊放入左右对称的两块弧形的推板，每块推板外弧面设多个外凸的钢尖而两块推板内侧设有液压油缸，启动液压油缸外推两块推板，从而在孔壁土体形成与各个钢尖一一吻合的小凹坑，回缩油缸使钢尖从对应的小凹坑脱离，再下放钢筋笼并浇捣混凝土，从而在桩侧各个小凹坑中形成外凸并嵌入孔壁土体的各个凸齿，以此来增大桩侧摩阻力。但上述推挤式的工艺存在一系列弊端，首先需要将油缸及液压管路等吊运至钻孔的各个高度并不断外扩回缩，其操作繁琐费力；更重要的是，孔壁土体并不稳固，即便有泥浆护壁，但钢尖回缩脱离小凹坑或在别的高度挤压孔壁的动作均会造成扰动，使得成型的小凹坑发生坍塌，最终导致后期浇捣桩体混凝土后形成的各个凸齿的形状不规则，尺寸不统一，对桩侧摩阻力的增益有限。

为克服上述操作繁琐、小凹坑坍塌、成齿不规则的弊端，也有人提出了利用液压成刺的方案，如申请号为031508766的申请，其步骤大致为，将一根预制桩送入土体，且该预制桩内预埋了多根护管，而每根护管内滑动配合一刺根，且该刺根后端设活塞，通过向护管灌入高压水，外推活塞，进而使得刺根推入桩侧土体，从而在桩侧形成外凸并嵌入孔壁土体的各个刺根，以此来增大桩侧摩阻力。

但上述桩侧成刺的方式仍然存在较大的缺陷。首先，高压水从预制桩中心管沿各个护管向外，难免会泄露到桩侧土体中，这样，会稀释桩侧土体，直接降低桩体的桩侧摩阻力，对桩基承载力和抗沉降水平造成明显不利；而且，桩体内部的中心孔及各个护管内，也会充满并残留大量的水，这会显著增加桩体内钢筋发生腐蚀的概率，也会对桩体混凝土结构的耐久性产生不利影响；况且，当桩体内水压卸去后，各个刺根失去向外推挤的压力，可能会在桩侧土体侧压力作用下回缩，造成桩体侧摩阻力变小；还有，该预制桩内的刺根结构单一，仅有一节，其外扩幅度有限，对桩体侧摩阻力的增幅也有限。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种外扩幅度大、外扩力度迅猛，能有效增强桩侧摩阻力，且制备和操作均方便，不会稀释土体，也不会破坏桩体混凝土结构的耐久性的气压式刺桩。

本实用新型的一种技术解决方案是，提供一种气压式刺桩，它包括预制桩体，预制桩体内设有一个中心孔和多层横向孔，每层横向孔为多个且各个横向孔均与中心孔连通；中心孔内预埋有一根芯管，每个横向孔内设有一个基础套管，每个基础套管与芯管固定且两者的管腔密封连通；每个基础套管外端密封螺接有一根外套管，该外套管内滑动套合有一内套管，该内套管内滑动套合有一刺根；内套管内端设有径向外凸的第一端头而第一端头上设有与外套管内壁抵靠的第一密封圈，外套管外端设有用于卡住第一端头的第一内卷边；刺根内端设有径向外凸的第二端头而第二端头上设有与内套管内壁抵靠的第二密封圈，内套管外端设有用于卡住第二端头的第二内卷边；芯管上端经一根气管与一个空压机连通。

该刺桩的施工过程如下。

在工地或工厂预制该气压式刺桩的预制桩体。将各个基础套管焊接在芯管上，然后将每组外扩组件即相互套合的外套管、内套管和刺根三者收缩重叠，并将其中的外套管与对应的基础套管密封螺接，然后，搭设钢筋笼，并浇捣预制桩体混凝土，同时将芯管、各个基础套管及重叠收缩的各组外扩组件埋入预制桩体的混凝土内，干硬后，芯管所在空间构成桩体的中心孔而各个基础套管及外套管所在空间构成各个对应的横向孔。

将该刺桩的预制桩体吊运至工地预定桩位，并将其静压或锤击入土，直至该桩体到达桩底设定标高。压桩入土的过程中，以及在工厂浇注预制桩体的混凝土时，为避免外扩组件的刺根和内套管提前外扩，将第一密封圈和第二密封圈外径做得稍大，这样能更加张紧第一端头和外套管内壁、以及第二端头和内套管内壁，当然，这样会使得后期空气外推刺根和内套管时阻力偏大，但选用功率较大的空压机就能解决阻力问题。

在地面放置好空压机，并将空压机气管的接头与预制桩体的芯管顶端密封连接。

启动空压机，经气管向芯管输送空气，这样，芯管及各个横向孔的气压不断上升，会向外推移第一端头和第二端头，带动刺根和内套管外扩穿刺入桩侧土体，外凸成刺以提升桩侧摩阻力。

由以上分析可知，本申请的气压式刺桩与现有技术相比，具有以下优点。

首先，将各个基础套管与芯管密封连接为一体，然后将每组外扩组件即外套管、内套管和刺根收缩重叠，并将其中的外套管与对应基础套管密封螺接，再浇注预制桩体混凝土并同步将上述各个管路预埋进桩体混凝土；这样，将各组外扩组件、芯管和基础套管等有序的安装入预制桩体内，且确保各个组件有序连通并达到较高的密封等级，实现高压下的气体密封，为后续高压推挤外扩提供结构基础；且整个装配制备的过程方便快捷，尤其是将每组外扩组件与对应基础套管螺接的过程，螺接比焊接明显操作更方便，也不会焊伤或粘结内部的内套管和刺根，确保其后续在高气压下灵活稳定外扩。

而且，本申请利用高压空气为动力向外推移外扩组件，替代了现有技术液压驱动的模式，自然杜绝了液压推挤导致的漏水、稀释桩体侧部土体、增大钢筋腐蚀概率、破坏桩体混凝土结构的耐久性等一系列弊端。

况且，本申请气压外扩的过程，先外推刺根穿刺入土体，先行释放应力，随后拉拽内套管跟进外扩入土，实现了穿刺的梯度破坏，其外扩力度迅猛，增强了钻进能效；且内套管和刺根两段式外扩，其外扩幅度明显增大，对桩侧摩阻力的增幅效应显著；而且上述操作方便，启动气压即可。

基础套管与外套管密封螺接的结构优选为，基础套管的管内壁外端设有内螺纹，外套管的内端设有第一外螺纹段，第一外螺纹段上套合有第三密封圈，外套管管外壁设有径向凸环，外套管的第一外螺纹段与基础套管的内螺纹旋合且径向凸环将第三密封圈压紧在基础套管的环形外端面上；该优选的螺接结构连接效果牢固，密封效果理想；而且螺接装配的过程便捷平缓，对外套管内部的振动小，能进一步避免内部的内套管和刺根意外外扩。

作为增益，内套管管外壁和刺根外壁均设有多个单向卡齿，每个单向卡齿外侧设有用于硬挤越过第一内卷边或第二内卷边的缓坡面，每个单向卡齿内侧设有用于卡死第一内卷边或第二内卷边的陡坡面；这样，高压空气向外推移刺根和内套管时，单向卡齿的缓坡面能轻松挤过对应的内卷边，而外凸成刺后，即便关掉空压机，单向卡齿的陡坡面也会卡住对应内卷边，防止芯管内气压下降后各外扩组件在土体侧压力作用下逆向回缩。

作为进一步优选，第一端头和第二端头上均设有环形卡槽，第一密封圈和第二密封圈分别卡接在对应端头的环形卡槽内；这样，能确保各个端头与对应的密封圈连接牢固，密封效果好。

作为再进一步优选，芯管上端经环形连接板焊接有缩口管，该缩口管的管内壁设有内螺纹，上述的芯管、环形连接板和缩口管均预埋在预制桩体的混凝土内；这样，明显缩小了芯管与气管对接处的通道截面积，使其更便于密封，获得更理想的气密性；而且，只需要将气管接头设置第二外螺纹段，并在第二外螺纹段设置对应的密封圈，就能快捷的将其旋入缩口管的内螺纹并实现对接处的密封。

附图说明

图1是本实用新型气压式刺桩的收缩重叠时的结构示意图。

图2是图1去掉预制桩体的混凝土后的结构示意图。

图3是图2的半剖视结构示意图。

图4是本实用新型气压式刺桩的外扩展开时的结构示意图。

图5是图4去掉预制桩体的混凝土后的结构示意图。

图6是图5的半剖视结构示意图。

图7是图3的局部放大结构示意图。

图8是图6的局部放大结构示意图。

图9是本实用新型气压式刺桩去掉桩体外部混凝土并局部爆炸后的结构示意图。

图10是图5中A部分的放大结构示意图。

图11是图9的局部放大结构示意图。

图中所示1、预制桩体，2、芯管，3、基础套管，4、外套管，5、内套管，6、刺根，7、第一端头，8、第一密封圈，9、第一内卷边，10、第二端头，11、第二密封圈，12、第二内卷边，13、气管，14、第一外螺纹段，15、第三密封圈，16、径向凸环，17、单向卡齿，18、环形连接板，19、缩口管，20、桩尖，21、接头，22、第二外螺纹段，23、第四密封圈，24、六角头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1～11所示，本实用新型气压式刺桩，它包括预制桩体1，预制桩体1内设有一个中心孔和多层不同高度的横向孔。每层横向孔为多个，如本实施例中每层为4个，四个横向孔沿预制桩体1的周向均匀分布且各个横向孔的内端均与中心孔连通。

该中心孔内预埋有一根芯管2，每个横向孔内设有一个基础套管3，每个基础套管3的内端与芯管2的管外壁固定，本实施例是将基础套管3与芯管2直接焊接，基础套管3与芯管2的管腔密封连通，即两者的焊缝焊接的严实不漏气；当然，还可以是利用模具将各个基础套管3直接与芯管2一体压铸成型。

每个基础套管3外端密封螺接有一根外套管4，具体的讲，基础套管3的管内壁外端设有内螺纹，外套管4的内端设有第一外螺纹段14，第一外螺纹段14上套合有第三密封圈15，外套管4管外壁设有径向凸环16，外套管4的第一外螺纹段14与基础套管3的内螺纹旋合且径向凸环16将第三密封圈15压紧在基础套管3的环形外端面上。

每根外套管4内滑动套合有一内套管5，该内套管5内滑动套合有一刺根6；上述内外套合的外套管4、内套管5和刺根6共同构成一组外扩组件。内套管5内端设有径向外凸的第一端头7，第一端头7上设有环形卡槽，该环形卡槽内设有与外套管4内壁抵靠的第一密封圈8，外套管4外端设有用于卡住第一端头7的第一内卷边9。刺根6内端设有径向外凸的第二端头10，第二端头10上设有环形卡槽，该环形卡槽内设有与内套管5内壁抵靠的第二密封圈11，内套管5外端设有用于卡住第二端头10的第二内卷边12。

内套管5管外壁设有多个单向卡齿17，刺根6外壁也设有多个单向卡齿17。每个单向卡齿17外侧设有用于硬挤越过第一内卷边9或第二内卷边12的缓坡面，每个单向卡齿17内侧设有用于卡死第一内卷边9或第二内卷边12的陡坡面。

芯管2上端经一根气管13与一个空压机连通，具体的说，芯管2上端经环形连接板18焊接有缩口管19，该缩口管的管内壁设有内螺纹，上述的芯管2、环形连接板18和缩口管19均预埋在预制桩体1的混凝土内，而缩口管19上口露出预制桩体1的顶面，气管13出口端设有一个接头21，该接头21的下端设有第二外螺纹段22，第二外螺纹段22套合有第四密封圈23，接头21还外凸有六角头24，人们旋转六角头24，将接头21第二外螺纹段22旋入缩口管19上口的内螺纹，并利用六角头24将第四密封圈23压紧在缩口管19的顶环面。

本实施例中，在预制桩体1底端直接一体浇注有一个桩尖20，而该实施例的芯管2下端是直接封闭的。

Claims (5)

1.一种气压式刺桩，它包括预制桩体(1)，预制桩体(1)内设有一个中心孔和多层横向孔，每层横向孔为多个且各个横向孔均与中心孔连通；其特征在于：中心孔内预埋有一根芯管(2)，每个横向孔内设有一个基础套管(3)，每个基础套管(3)与芯管(2)固定且两者的管腔密封连通；每个基础套管(3)外端密封螺接有一根外套管(4)，该外套管(4)内滑动套合有一内套管(5)，该内套管(5)内滑动套合有一刺根(6)；内套管(5)内端设有径向外凸的第一端头(7)而第一端头(7)上设有与外套管(4)内壁抵靠的第一密封圈(8)，外套管(4)外端设有用于卡住第一端头(7)的第一内卷边(9)；刺根(6)内端设有径向外凸的第二端头(10)而第二端头(10)上设有与内套管(5)内壁抵靠的第二密封圈(11)，内套管(5)外端设有用于卡住第二端头(10)的第二内卷边(12)；芯管(2)上端经一根气管(13)与一个空压机连通。

2.根据权利要求1所述的气压式刺桩，其特征在于：基础套管(3)的管内壁外端设有内螺纹，外套管(4)的内端设有第一外螺纹段(14)，第一外螺纹段(14)上套合有第三密封圈(15)，外套管(4)管外壁设有径向凸环(16)，外套管(4)的第一外螺纹段(14)与基础套管(3)的内螺纹旋合且径向凸环(16)将第三密封圈(15)压紧在基础套管(3)的环形外端面上。

3.根据权利要求1所述的气压式刺桩，其特征在于：内套管(5)管外壁和刺根(6)外壁均设有多个单向卡齿(17)，每个单向卡齿(17)外侧设有用于硬挤越过第一内卷边(9)或第二内卷边(12)的缓坡面，每个单向卡齿(17)内侧设有用于卡死第一内卷边(9)或第二内卷边(12)的陡坡面。

4.根据权利要求1所述的气压式刺桩，其特征在于：第一端头(7)和第二端头(10)上均设有环形卡槽，第一密封圈(8)和第二密封圈(11)分别卡接在对应端头的环形卡槽内。

5.根据权利要求1所述的气压式刺桩，其特征在于：芯管(2)上端经环形连接板(18)焊接有缩口管(19)，该缩口管的管内壁设有内螺纹，上述的芯管(2)、环形连接板(18)和缩口管(19)均预埋在预制桩体(1)的混凝土内。

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