锤击与静压结合的预制桩沉桩装置及施工方法与流程

本发明涉及一种建筑施工方法，具体的说，是涉及一种锤击与静压结合的预制桩沉桩装置及施工方法。

背景技术：

我国传统预制桩的沉桩方法主要有锤击沉桩和静压沉桩，其中锤击沉桩是利用桩锤下落时的瞬时冲击机械能，克服土体对桩的阻力，使其静力平衡状态遭到破坏，导致桩体下沉，达到新的静压平衡状态，如此反复地锤击桩头，桩身也就不断地下沉。

锤击沉桩是预制桩最常用的沉桩方法。该法施工速度快，机械化程度高，适应范围广，但施工时有挤土、噪音和振动等公害，在城市中心和夜间施工受限制；静压桩沉桩施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将预制桩压入土中的沉桩工艺，可完全避免了锤击打桩所产生的振动、噪音和污染，因此施工时具有对桩无破坏、施工无噪音、无振动、无冲击力、无污染等优点，但设备造价高，施工成本相对较高。

在我国南方沿海地区很多工程都是修建在淤泥质地基上，甚至是填海造田形成的地基上，土质软，有的程流塑状态，在使用锤击法沉桩时，在管桩穿透淤泥前，管桩在其自重和桩锤自重的压力下能够快速下沉，如强行控制下沉将对桩机提升系统造成损伤，不控制将造成桩身垂直度无法保证，最终管桩承载力受影响；甚至由于钢丝绳突然受力，导致钢丝绳断裂，击伤附近施工人员，造成安全事故；在下沉过程中由于下沉速度很快，也给施工人员造成很大的安全隐患。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种保证施工质量，减少设备的不正常损伤，节约工程成本，保证施工安全，减少挤土效应、噪音和废气污染的锤击与静压结合的预制桩沉桩装置。

本发明所采取的技术方案是：

一种锤击与静压结合的预制桩沉桩装置，

包括：大型全液压步履式打桩机和附加静压装置；

附加静压装置包括：导杆柴油锤；导杆柴油锤的上端通过钢丝绳与卷扬机相连接；

导杆柴油锤的下端与送桩器的上端相连接；

送桩器上部设置有转换装置；

送桩器的下端设置有预制桩体；

转换装置的两侧对称设置有上滑轮组支架；

上滑轮组支架上设置有上滑轮组；

上滑轮组支架的下方设置有下滑轮支架；

下滑轮组支架上设置有下滑轮组；

下滑轮组支架与打桩平台相连接；

主卷扬机钢丝绳通过定滑轮与下滑轮组和上滑轮组相连接；

下滑轮组和上滑轮组构成动滑轮组。

所述转换装置为梯形台，梯形台中部设置有通孔；转换装置固定在送桩器上。

所述送桩器设置有脱离装置；

脱离装置包括为l型挂钩和导向板，l型挂钩固定于送桩器的中下部；导向板设置在主杆的滑道上，导向板一端通过滑套与滑道相连接；导向板沿滑道上下滑动；导向板另一端设置有导向孔；导向孔上端直径小于下端直径；l型挂钩的水平段与送桩器相连接；l型挂钩的竖直段的上端横截面积小于下端横截面积；l型挂钩的竖直段插入导向板的导向孔内；滑道下部设置有脱离装置的限位装置。所述下滑轮组由4-6个滑轮构成。

所述送装器为直径450mm，长4-8米的厚壁钢管。

一种锤击与静压结合的预制桩沉桩装置的施工方法，

首先进行桩机定位、桩位放样、预制桩定位、预制桩连接与传统锤击沉桩一致；

在软土地层沉桩时，开启主卷扬机，通过收紧钢丝绳和各滑轮组给预制桩提供一个向下的力，将预制桩沉入土中，及完成第一节桩的沉桩施工；

第一节桩沉桩完毕，通过桩机原有主勾，将导杆柴油锤连同转换装置、送桩器提起，同时主卷扬放松钢丝绳，将送装器提高至下一根桩喂桩位置，进行下节桩施工；同理完成后续软土地层内的预制桩沉桩。

当预制桩进入承载力高的地层，卷扬机和滑轮组提供的向下的力小于沉桩阻力时，转换为锤击沉桩；

在锤击沉桩过程中，需根据预制桩的下沉速度，要及时收紧钢丝绳防止钢丝绳跳槽和混乱；

沉桩完毕，通过桩机原有主勾，将导杆柴油锤连同转换装置、送桩器提起，同时主卷扬放松钢丝绳，将送装器提高至下一根桩喂桩位置，进行下节桩施工，直至达到设计标高或停锤标准，即完成一根预制桩沉桩施工。

本发明相对现有技术的有益效果：

本发明锤击与静压结合的预制桩沉桩装置及施工方法，避免了管桩的快速下沉对设备的损伤；避免了钢丝绳突然受力发生断裂，降低安全事故；避免了对管桩附近施工人员造成物体打击伤害；减少了柴油使用量，从而减少了废气污染；减少了噪音污染；减少了挤土效应造成已完桩的桩位偏移和上浮；同时也降低了施工成本，具有很好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明锤击与静压结合的预制桩沉桩装置的结构示意图；

图2是本发明锤击与静压结合的预制桩沉桩装置的导杆柴油锤与送桩器的连接结构示意图；

图3是本发明锤击与静压结合的预制桩沉桩装置的下滑轮支架与下滑轮组的连接结构示意图；

图4是本发明锤击与静压结合的预制桩沉桩装置的上滑轮支架与上滑轮组的连接结构示意图；

图5是本发明锤击与静压结合的预制桩沉桩装置的脱离装置与送桩器俯视连接结构示意图；

图6是本发明锤击与静压结合的预制桩沉桩装置的脱离装置与送桩器连接状态的结构示意图；

图7是本发明锤击与静压结合的预制桩沉桩装置的脱离装置与送桩器脱离状态的结构示意图。

附图中主要部件符号说明：

图中：

1、大型全液压步履式打桩机

2、主卷扬机

3、导杆柴油锤4、钢丝绳

5、送桩器6、转换装置

7、预制桩体8、上滑轮组支架

9、上滑轮组10、下滑轮支架

11、下滑轮组12、打桩平台

13、定滑轮14、主杆

15、钢丝绳16、配重。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：

附图1-7可知，一种锤击与静压结合的预制桩沉桩装置，

包括：大型全液压步履式打桩机1和主卷扬机2；

大型全液压步履式打桩机包括：导杆柴油锤3；导杆柴油锤3的上端通过钢丝绳4与卷扬机2相连接；

导杆柴油锤3的下端与送桩器5的上端相连接；

送桩器5上部设置有转换装置6；

送桩器5的下端设置有预制桩体7；

转换装置6的两侧对称设置有上滑轮组支架8；

上滑轮组支架8上设置有上滑轮组9；

上滑轮组支架8的下方设置有下滑轮支架10；

下滑轮组支架10上设置有下滑轮组11；

下滑轮组支架10与打桩平台12相连接；

主卷扬机钢丝绳4通过定滑轮13与下滑轮组11和上滑轮组9相连接；

大型全液压步履式打桩机的主杆14两侧分别设置有定滑轮13。

下滑轮组11和上滑轮组9构成动滑轮组。

所述转换装置为梯形台，梯形台中部设置有通孔；转换装置6套装在送桩器5上。

所述送桩器设置有脱离装置；脱离装置包括为l型挂钩21和导向板22，l型挂钩21固定于送桩器5的中下部；导向板22设置在主杆14的滑道23上，导向板22一端通过滑套24与滑道23相连接；导向板22沿滑道23上下滑动；导向板22另一端设置有导向孔25；导向孔25上端直径小于下端直径；l型挂钩的水平段212与送桩器5相连接；l型挂钩21的竖直段211的上端横截面积小于下端横截面积；l型挂钩的竖直段211插入导向板的导向孔25内；滑道23下部设置有脱离装置的限位装置，限位装置限制导向板向下移动。

送桩器5从下向上移动过程中，l型挂钩的竖直段211插入导向板的导向孔25内，导向板限制送桩器与滑道的距离；送桩器5从下向上移动过程中，l型挂钩的竖直段211插入导向板的导向孔25内，导向板限制送桩器与滑道的距离；当导向板遇到限位装置无法向下移动时，l型挂钩的竖直段与导向板的导向孔脱离；l型挂钩的竖直段呈楔形，导向板的导向孔为楔形孔。

所述下滑轮组由4-6个滑轮构成。

所述送装器为直径450mm，长4-8米的厚壁钢管。

一种锤击与静压结合的预制桩沉桩装置的施工方法，

首先进行桩机定位、桩位放样、预制桩定位、预制桩连接与传统锤击沉桩一致；

在软土地层沉桩时，开启主卷扬机，通过收紧钢丝绳和各滑轮组给预制桩提供一个向下的力，将预制桩沉入土中，及完成第一节桩的沉桩施工；

第一节桩沉桩完毕，通过桩机原有主勾，将导杆柴油锤连同转换装置、送桩器提起，同时主卷扬放松钢丝绳，将送装器提高至下一根桩喂桩位置，进行下节桩施工；同理完成后续软土地层内的预制桩沉桩。

当预制桩进入承载力高的地层，卷扬机和滑轮组提供的向下的力小于沉桩阻力时，转换为锤击沉桩；

在锤击沉桩过程中，需根据预制桩的下沉速度，要及时收紧钢丝绳防止钢丝绳跳槽和混乱；

沉桩完毕，通过桩机原有主勾，将导杆柴油锤连同转换装置、送桩器提起，同时主卷扬放松钢丝绳，将送装器提高至下一根桩喂桩位置，进行下节桩施工，直至达到设计标高或停锤标准，即完成一根预制桩沉桩施工。

本发明锤击与静压结合的预制桩沉桩装置，避免了管桩的快速下沉对设备的损伤；避免了钢丝绳突然受力发生断裂，降低安全事故；避免了对管桩附近施工人员造成物体打击伤害；减少了柴油使用量，从而减少了废气污染；减少了噪音污染；减少了挤土效应造成已完桩的桩位偏移和上浮；同时也降低了施工成本，具有很好的经济效益和社会效益。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。