CN2654687Y - 桩端承载力加强装置 - Google Patents
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Abstract
一种桩端承载力加强装置，由桩靴及桩靴支撑装置组成，其桩靴支撑装置是伞状，它包括中轴伞杆、套在中轴伞杆中部的环形滑块、与中轴伞杆连接的斜撑、两端与斜撑中段和环形滑块铰接的支撑连杆；斜撑上端插入中轴伞杆上的环槽形顶帽中；中轴伞杆上端有一提手，提手与提绳连接，中轴伞杆下端穿过桩靴中心孔，中轴伞杆在桩靴中心孔下端有活动挡块，在桩靴中心孔上端有固定挡块。该装置能增强桩的穿透性，挤密桩端土体，提高桩端承载力，减少沉降量，提高成桩质量和施工效率，桩靴可以回收使用，降低了施工成本。可应用于各种预应力混凝土(PC)管桩、预应力高强混凝土(PHC)管桩、预应力混凝土薄壁(PTC)管桩、钢管桩及沉管灌注桩的施工。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种建筑基桩施工装置，特别是管桩施工装置。
背景技术
现有的管桩桩靴，均通过焊接等方式固定于桩端，依靠管桩桩壁端部承担桩靴的压力。按桩靴形式，分为四种：A.开口型钢桩靴；B.封口十字刃钢桩靴；C.锥形钢桩靴；D.混凝土锥形桩靴。A型桩靴是用内径稍大于管桩内径的钢管和若干个对称的加强肋钢板与桩端钢板焊接而成，由于桩靴开口，在沉桩过程中可以使桩端土挤入管桩内，在桩端形成一个土塞。B型桩靴由于封口，沉桩过程中可压密桩靴下面的土层，提高桩端的支承作用。C型和D型都是锥形，在沉桩过程中也能挤密桩端土层，而且由于刺入作用有利于沉桩，但是成桩后锥形桩靴会因刺入作用而削弱端部承载力。现有桩靴形式如下：
实用新型专利ZL94214365“瓣式活页桩靴”，主要由桩管和数个瓣式活页相互咬合成一个空心状圆锥体，每个瓣式桩靴活页设有一个挂钩，桩管下端边缘有内环，沿内环上端管周围有开口，每个开口处有一根小轴，从而实现瓣式活页同桩管的相互咬合。
实用新型专利ZL96250250“可拆卸式合瓣桩头”，合瓣桩头是由数块上部宽、下部窄的单块锥状瓣共同构成，在单块锥状瓣的上部有承台板，承台板上直接有一个连接板，连接板上开有数个孔洞；与合瓣桩头活动连接的沉管壁上尚有相应的定位槽或者数个定位孔洞；承台板可由连接铰链接的上承台板和下承台板构成。
现有桩靴由于桩靴形式及其与桩端连接方式的局限，在施工过程中存在以下问题：
1、开口型桩靴，在沉桩过程中，无法对桩端的土体有效地挤压。
2、封口平底桩靴，在沉桩过程中，导向性不好，桩位偏移较大对，破岩能力即穿透性较差，在某些地质条件下不适用。
3、封口锥形桩靴，在沉桩过程中，锥尖使破岩能力提高，穿透性增强，提高了施工效率，但成桩后，锥尖的刺入作用削弱了桩端承载力，易引起基桩下沉，导致承载力降低，沉降量增大。
4、使用开口型桩靴，对于内径较大的管桩，沉桩时涌入管桩内的土体未受挤压，不够密实，形成的土塞对内壁增加的侧摩阻力相对桩端受到增加的地基反力贡献较小。成桩后，在更大荷载作用下，管桩内部的土塞滑移，形成活动土塞，导致承载力降低，沉降增大。
5、对于管桩，无论是端承型还是摩擦型桩，桩端持力层土的强度总是高于浅层地基土的强度，如果增加桩端土的密实度，更多地利用强度较高的持力层土体，则基桩承载力可以进一步提高。
6、对于开口桩靴，沉桩过程中涌入管内的土体形成的土塞的土质、长度都是由地质条件和桩径决定的，施工过程中，人为不能控制。在土质条件差的区域，涌入的土体的侧摩阻力对基桩承载力贡献不大，对大直径管桩承载力的贡献更小。
7、无论是开口还是闭口桩靴，由于固定于桩端，成桩后桩靴都不可以重复使用。
实用新型内容
本实用新型提供一种桩端承载力加强装置，解决现有桩尖在挤密桩端土体后因刺入作用而削弱桩端承载力的技术问题。
本实用新型的技术方案：桩端承载力加强装置由桩靴及桩靴支撑装置组成，其特征在于：桩靴支撑装置是伞状，它包括中轴伞杆、套在中轴伞杆中部的环形滑块、与中轴伞杆连接的斜撑、两端与斜撑中段和环形滑块铰接的支撑连杆；斜撑上端部插入中轴伞杆上的环槽形顶帽中，下端伸至管桩桩端下面，中轴伞杆上端有一提手，提手与提绳连接，中轴伞杆下端穿过桩靴中心孔，中轴伞杆在桩靴中心孔下端有活动挡块，在桩靴中心孔上端有固定挡块。
上述桩靴是锥形钢桩靴或十字刃钢桩靴。
上述桩靴中心孔固定连接一管芯。
上述活动挡块是连接在中轴伞杆根部的螺母或销栓。
上述斜撑由至少两瓣钢板伞状排列组成。
上述斜撑下端有承台。
上述斜撑下端的两角是坡角。
上述环形滑块上有连接槽孔与支撑连杆下端铰接。
有益效果：利用该桩端承载力加强装置施工管桩可以提高桩端承载力，减少沉降量，提高施工效率和成桩质量。与现有的桩靴的根本区别为：现有的管桩、沉管灌注桩桩靴，均通过焊接等方式固定于桩端，依靠管桩桩壁端部承担桩靴的压力，根据桩靴形式，桩端开口或封口，施工工程中不可改变，桩靴不可回收重复利用。本实用新型桩端承载力加强装置包括桩靴和桩靴支撑装置，桩靴利用伞状支撑灵活安装于桩端，充分利用了闭口桩靴和开口桩靴的优点，而且加强装置可以重复使用。其优点有以下几点：
1、通过沉桩过程中桩靴对桩端土层的挤压，同时排开土层中的杂填土、淤泥等不良土质，可使桩端土层密实；
2、沉桩至某一深度取出桩靴后，成为开口桩，使挤密后的土体直接涌入管桩，桩内土体达到一定长度后形成致密土塞，又相当于封口桩端，继续沉桩，对桩端土体进一步挤压，最终使桩端置于密实的持力层上，有利于提高桩的端承力，减少沉降量。
3、沉桩过程中，利用封口桩靴进行排土并起导向作用；成桩后，依靠平底桩端土塞与基桩挤密的持力层土体形成承压支承面，提高了桩端的支承作用，而且不会因为桩靴的刺入作用而削弱桩端承载力。
4、根据地质条件，灵活选用桩靴形式，有利于顺利沉桩，从而提高施工效率。
5、本实用新型桩端承载力加强装置，结构简单，操作方便，安全可靠，桩靴及其桩靴支撑装置可从管桩或钢套管内取出重复使用，降低了施工成本。适用于各种预应力混凝土(PC)管桩、预应力高强混凝土(PHC)管桩、预应力混凝土薄壁(PTC)管桩、钢管桩及沉管灌注桩的施工。
附图说明
图1是实用新型的使用方法实施例；
图2是本实用新型桩端承载力加强装置的结构示意图；
图3是本实用新型桩端承载力加强装置中的斜撑为四瓣钢板时的俯视图；
图4是本实用新型桩端承载力加强装置中的斜撑为四瓣钢板时的主视图；
图5是桩端承载力加强装置中斜撑为六瓣钢板时的俯视图；
图6是桩端承载力加强装置中斜撑为六瓣钢板时的主视图；
图7是本实用新型桩端承载力加强装置中顶帽的主视图；
图8是图7的1-1剖面图；
图9是桩靴支撑装置中环形滑块的主视图；
图10是图9的1-1剖面图；
图11是环形滑块对应六瓣钢板斜撑的主视图；
图12是图11的1-1剖面图；
图13是桩端承载力加强装置中桩靴的俯视图；
图14是桩端承载力加强装置中桩靴的主视图；
图15是桩端承载力加强装置中桩靴为十字刃桩靴的俯视图；
图16是桩端承载力加强装置中桩靴为十字刃桩靴的主视图。
1-斜撑、2-桩靴、3-顶帽、4-环形滑块、5-支撑连杆、6-固定挡块、7-活动挡块、8-提手、9-中轴伞杆、10-管桩管壁、11-桩端钢板、12-承台、13-坡角、14-十字刃、15-管芯、16-连接槽孔。
具体实施方式
该实用新型的使用方法实施例如图1所示：
步骤1：在定位点安放桩端承载力加强装置；
步骤2：桩机就位，使管桩桩端对准桩端承载力加强装置；
步骤3：开始沉桩，至某一深度；
步骤4：暂停沉桩，从管桩内取出桩端承载力加强装置；
步骤5：继续沉桩至设计深度；
步骤6：在管桩内浇筑某一厚度混凝土，形成土塞帽，成桩。
该实用新型的实施例如图2所示：桩靴2通过伞状桩靴支撑装置与桩端连接，桩靴支撑装置由斜撑1、中轴伞杆9、支撑连杆5、顶帽3、环形滑块4、固定挡块6及活动挡块7组成。中轴伞杆上端有一提手8，绳子从中穿入，在管桩顶部拉绳子即可取出整个桩靴装置。中轴伞杆中间的固定挡块6，提升时可推动环形滑块4。上述活动挡块7可以采用螺母或销栓形式连接中轴伞杆9，便于安装拆卸，提升时带动桩靴。
斜撑1如图3、4、5、6所示，根据管桩直径大小做成两瓣或多瓣的分瓣钢板，一般以4～6瓣为宜，并使之闭合后成伞状。各分瓣钢板斜撑的两端有一定的角度，使下端的承台12可以紧贴桩端钢板11，上端能够插入顶帽3。分瓣钢板下端的两角有一个坡角，以便分瓣钢板平行管壁时能从管桩管壁10内提出。
如图7、8所示，上述中轴伞杆9与顶帽3固定，该顶帽有一倒置的环槽，剖面成“巾”字状。
环形滑块4的实施例如图9、10、11、12所示，周围有连接槽孔16，便于与支撑连杆5铰接。
桩靴2可以是锥形钢桩靴或十字刃钢桩靴。如图13、14所示，锥形钢桩靴或混凝土锥形桩靴在沉桩过程中能挤密桩端土层，而且由于刺入作用有利于沉桩。如图15、16所示，十字刃钢桩靴在十字刃1 4切削土层沉桩过程中可压密桩靴底面的土层，提高桩端的支承作用。中轴伞杆穿入桩靴中心孔，为保持中轴伞杆垂直度，桩靴中心孔固定连接一管芯15。
安装时，伞状桩靴支撑装置安装于管桩管壁10端部，斜撑1下边缘紧贴管桩端钢板11，桩靴2通过中轴伞杆9、活动挡块7和桩靴支撑装置连在一起，斜撑1的数量根据管桩内径的大小可灵活调节。沉桩过程中，桩靴2挤压斜撑1，再传给管桩管壁10和桩端钢板11，斜撑1上端由顶帽3约束，下端由管桩管壁10和桩端钢板11约束，各分瓣钢板形斜撑闭合成一伞状桩靴支撑装置。待需要提出时，拉动绳子，带动提手8和中轴伞杆9，顶帽3上升，对斜撑1上端的约束解除，继续上提，固定挡块6带动环形滑块4，通过支撑连杆5使斜撑1由闭合状态从上端分开，最终斜撑1与管桩管壁10平行，活动挡块7带动桩靴2，继续提升，即可将桩靴和桩靴支撑装置提出。
Claims (8)
1、一种桩端承载力加强装置，由桩靴及桩靴支撑装置组成，其特征在于其桩靴支撑装置是伞状，它包括中轴伞杆、套在中轴伞杆中部的环形滑块、与中轴伞杆连接的斜撑、两端与斜撑中段和环形滑块铰接的支撑连杆；斜撑上端部插入中轴伞杆上的环槽形顶帽中，下端伸至管桩桩端下面，中轴伞杆上端有一提手，提手与提绳连接，中轴伞杆下端穿过桩靴中心孔，中轴伞杆在桩靴中心孔下端有活动挡块，在桩靴中心孔上端有固定挡块。
2、根据权利要求1所述的桩端承载力加强装置，其特征在于：上述桩靴是锥形钢桩靴或十字刃钢桩靴。
3、根据权利要求1或2所述的桩端承载力加强装置，其特征在于：上述桩靴中心孔固定连接一管芯。
4、根据权利要求1或2所述的桩端承载力加强装置，其特征在于：上述活动挡块是连接在中轴伞杆根部的螺母或销栓。
5、根据权利要求1或2所述的桩端承载力加强装置，其特征在于：上述斜撑由至少两瓣钢板伞状排列组成。
6、根据权利要求1或2所述的桩端承载力加强装置，其特征在于：上述斜撑下端有承台。
7、根据权利要求1或2所述的桩端承载力加强装置，其特征在于：上述斜撑下端的两角是坡角。
8、根据权利要求1或2所述的桩端承载力加强装置，其特征在于：上述环形滑块上有连接槽孔与支撑连杆下端铰接。
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Cited By (2)
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| CN113152442A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-23 | 安徽理工大学 | 一种灌注桩沉管合页式单刀刃型桩尖 |
| US11703161B2 (en) | 2018-11-26 | 2023-07-18 | China University Of Petroleum-Beijing | Internal spiral conduit bearing capacity reinforcing device and method for using the same |
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