一种快速打桩装置的制作方法

本发明涉及桥梁建设领域，特别涉及一种快速打桩装置。

背景技术：

钢管桩是我国土木建筑迅速发展的产物，其主要用于码头港口等工程建设中的基础结构。目前钢管桩在沉桩施工的过程中，一般采用静压法，虽然这种方法耐打性高、对周围环境影响小且施工工期短，具有压入的优越性，但是对于混有卵石的沙粒层或岩盘等坚硬地质，或是遇到地下存在的钢筋混凝土结构障碍物时，因增大了桩端阻力，会导致比较大的振动和打桩速度，且在压桩时会产生一定的挤土量，对周围的环境造成影响。

有鉴于上述现有的钢管桩在沉桩施工时静压法所存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种快速打桩装置，使其更具有实用性。

技术实现要素：

通过本发明中的技术方案，使得钢管桩在施工的过程中，既能减少桩侧摩阻力和桩端阻力，又能快速穿透硬夹层,有效增进了打桩的速度，更具使用价值。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种快速打桩装置，包括固定连接的桩体和桩头，

桩头包括固定连接的混凝土本体和至少两钢板，混凝土本体为空腔旋转体结构，至少两钢板沿混凝土本体周向均匀分布，钢板的长度方向平行于混凝土本体的轴线方向，钢板底部为聚拢型结构。

进一步地，钢板垂直于混凝土本体轴线方向的截面形状为等腰梯形的变形结构，即相对于等腰梯形的变形之处在于上下边为相互平行的圆弧形结构，其中半径较小的圆弧边靠近混凝土本体轴线。

进一步地，钢板底部的聚拢型结构具体为：钢板底面向靠近混凝土本体轴线的方向上向下倾斜。

进一步地，底面相对于混凝土本体轴线的倾斜角度为30~45°。

进一步地，钢板内部在平行于混凝土本体周向的方向上设置有至少一贯穿通孔，各钢板上位于同一平面内的贯穿通孔通过贯穿钢筋连接，用于增加钢板的强度。

进一步地，钢板上设置有三个贯穿通孔，且在竖直方向上等间距排列。

进一步地，混凝土本体位于钢板的内侧相对于位于钢板的外侧设置有凸沿，且凸沿底部设置有在靠近钢板内壁方向上向下倾斜的斜面。

进一步地，混凝土本体位于钢板内侧的厚度小于位于钢板外侧的厚度。

进一步地，混凝土本体内设置有钢筋网，用于增加桩头的强度。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：

1、通过在混凝土本体上固定连接多个钢板，在钢管桩的端部形成锯齿状的结构，使得桩头在遇到混有卵石的沙粒层或岩盘等坚硬地质，或是遇到地下存在的钢筋混凝土结构障碍物时，可采用半往复旋转的方式打桩，利用桩端锯齿之间往复运动来打碎泥土或硬夹层，钢板底部的聚拢结构减少了钢板与障碍物的接触面积，增加了局部压强，有效的减少了桩端阻力，使得钢板桩能快速穿透硬夹层,有效增进了打桩的速度，更具使用价值；

2、钢板截面设置为上下边均为圆弧形的等腰梯形变形结构，使得钢管桩无论朝哪个方向旋转，均能通过钢板侧面形成的尖角以及圆弧面有效的减少桩侧摩阻力；

3、钢板底面向靠近混凝土本体轴线的方向上向下倾斜，使得钢管柱在向下打桩的过程中，对钢管桩的外围进行柔性的挤压，降低对周围环境的影响；

4、通过贯穿钢筋依次联通各钢板上的贯穿通孔，可以起到提高桩头抗剪和抗裂的能力，使得桩头整体结构更加稳定；

5、混凝土本体位于钢板的内侧相对于位于钢板的外侧设置有凸沿，且凸沿底部设置有在靠近钢板内壁方向上向下倾斜的斜面，在旋转时可以起到一定的排土作用；

6、混凝土本体位于钢板外侧的部分在打桩的过程中相对于内侧受力更大，将其厚度设置的较大，可有效的防止外侧混凝土在打桩时被挤碎；

7、本发明中的钢管桩结合以往钢管桩的优点，在软土区域可以采用压入式方法打桩。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为旋转振动施工钢管柱的整体结构示意图。

图2为桩头的结构示意图；

图3为桩头的仰视图；

图4为钢板的安装示意图；

图5为钢板的结构示意图；

附图标记：桩体1、凸沿11、斜面12、桩头2、混凝土本体21、钢板22、贯穿通孔22a、贯穿钢筋22b。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1~5所示，一种快速打桩装置，包括固定连接的桩体1和桩头2，

桩头2包括固定连接的混凝土本体21和六块钢板22，混凝土本体21为空腔旋转体结构，且其内设置有钢筋网，用于增加桩头2的强度，六块钢板22沿混凝土本体21周向均匀分布，钢板22的长度方向平行于混凝土本体21的轴线方向，钢板22底部为聚拢型结构，其具体为：钢板22底面向靠近混凝土本体21轴线的方向上向下倾斜，其中，倾斜角度为45°，在打桩的过程中，此倾斜面使得对周围土壤的挤压力逐渐增大，柔性的挤压方式有效的降低了对周围环境的影响。

为了降低桩侧摩阻力，钢板22垂直于混凝土本体21轴线方向的截面形状为等腰梯形的变形结构，即相对于等腰梯形的变形之处在于上下边为相互平行的圆弧形结构，其中半径较小的圆弧边靠近混凝土本体21轴线。

钢板22内部在平行于混凝土本体21周向的方向上设置有自上而下等间距排列的三个贯穿通孔22a，各钢板22上位于同一平面内的贯穿通孔22a通过贯穿钢筋22b连接，用于增加钢板22的强度，其中贯穿通孔22a的直径为10mm。

混凝土本体21位于钢板22的内侧相对于位于钢板22的外侧设置有凸沿11，且凸沿11底部设置有在靠近钢板2内壁方向上向下倾斜的斜面12，计11和斜面12的设置，使得钢板内侧的混凝土比外侧混凝土厚度高，这样在旋转时可以起到一定的排土作用。

混凝土本体21位于钢板22内侧的厚度小于位于钢板22外侧的厚度，这样设置的原因在于混凝土本体21位于钢板外侧的部分在打桩的过程中相对于内侧受力更大，将其厚度设置的较大，可有效的防止外侧混凝土在打桩时被挤碎。

本发明中的一种快速打桩装置的工作原理如下：

在混凝土本体21上固定连接多个钢板22，通过多个钢板22在钢管桩的端部形成锯齿状的结构，可在遇到混有卵石的沙粒层或岩盘等坚硬地质，或是遇到地下存在的钢筋混凝土结构障碍物时，采用半往复旋转的方式突破上述障碍物，同时通过以下两种结构有效的降低上述锯齿结构在打桩过程中的桩端阻力和桩侧摩阻力：

1、在钢板22底部设计聚拢结构，通过减少钢板与障碍物接触面积的方法，增加了局部压强，有效的减少了桩端阻力；

2、将钢板22截面设置为上下边均为圆弧形的等腰梯形变形结构，使得钢板22的侧面在于障碍物接触时，能通过钢板侧面形成的尖角增加对障碍物局部的破碎力，同时通过圆弧面结构特性，又可使被分开的障碍物两面分别沿两圆弧面无阻力的转动，因此有效的降低桩侧摩阻力。

通过上述的结构，使得钢管桩在向下打桩和往复旋转的过程中均可快速的工作，有效的提高了打桩的速度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。