专利名称：用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置。
背景技术：
在公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工过程中，基桩施工方法从传统的人工挖掘到机械的旋挖桩施工，经历了不断技术创新的过程。传统桩孔采用人工挖掘，在人工挖孔桩的底部扩大直径，称为人工挖孔扩底桩，这类桩由于其受力性能可靠，不需大型机具设备，施工操作工艺简单，可直接检查桩底岩土层情况，单桩承载力高，无环境污染，所以在各地应用较为普遍。但是，该类桩孔存在如下不足:挖孔中劳动强度较大，单桩施工速度较慢，尤其是安全性较差，容易出现塌方等险情，当土层中可能有腐殖质物产生的气体逸散到孔中时，桩孔底部还会沉积大量有毒气体，给施工安全带来安全隐患。进一步，为了克服上述不足，旋挖桩技术得到广泛运用，所谓旋挖桩，即由旋挖钻机施工的桩型，全称旋挖钻孔灌注桩，工程上简称旋挖桩，由于使用机械作业，对工人人数要求不高，可节省很大的人工费用，故广泛应用于我国的公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工。采用旋挖钻机成孔，首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。但是，现有旋挖桩技术存在如下弊端(尤其是旋挖桩孔上部为松土层，下部为岩石层):其一，当桩孔上层具有回填土等松土层时，在旋挖桩孔中进行混凝土浇筑时，随着浇筑过程中的震动，松土层中的部分会掉入混凝土桩体中，给桩的质量带来隐患；其二，无法清除旋挖桩底部的软层，·使之达到工程标准(桩孔底部软层厚度小于5cm)。结合旋挖桩存在的弊端，本发明人提出了较佳的解决方案，即:在旋挖桩孔成型后，在底部设置钢筋笼，钢筋笼的长度小于岩石层的厚度，钢筋笼上部设置若干钢筋砼管，但是，该方案不能防止旋挖桩孔上部松土层的松土掉进桩孔底部。
实用新型内容针对现有技术存在的上述弊端，本实用新型解决旋挖桩孔中上部松土层松土掉入旋挖桩孔底部，对基桩质量造成隐患的问题，提供一种用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:一种用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置，其配合具有直管段的旋挖桩桩壳结构使用，其特征在于，包括:环状结构的托盘，所述托盘周向设于旋挖桩桩壳的直管段外壁，由骨架和托板组成；所述骨架由若干杆状件环形阵列设于环形托板的下方，对环形托板进行支撑；所述骨架的一端与旋挖桩桩壳的直管段外壁通过可转动连接件连接；另一端与托板下方固定连接。进一步，所述环形托板内边与旋挖桩桩壳的直管段外壁相连，并且较外边位置低形成倒伞状积土腔。进一步，所述环形托板为帆布、橡胶或塑料之一的柔性防护材料构成。进一步，所述可转动连接件由安装环、若干铰接件、若干弹簧和若干保险绳组成，所述安装环包括从上到下设于旋挖桩桩壳的直管段外壁的第一、第二和第三安装环，所述骨架各杆状件内侧通过所述铰接件与第二安装环铰接，各弹簧设于环状托盘下方，一端与所述骨架各杆状件中部/外侧连接，另一端与第三安装环连接，各保险绳穿设于第一安装环且一端与所述骨架各杆状件中部/外侧连接，另一端设于直管段入口处。相比现有技术，本实用新型具有如下优点:1、由于在旋挖桩桩壳的直管段外壁周向设有环状结构的托盘，所述环状结构的托盘外边在打开状态与旋挖桩孔的形状和大小一致。在需要的时候，将骨架和托板打开，形成隔离带将松土托住，避免旋挖桩孔中上部松土层松土掉入旋挖桩孔底部对基桩质量造成隐
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■/Q1、O2、所述环形托板内边与旋挖桩桩壳的直管段外壁相连，并且较外边位置低，形成倒伞状积土腔，一是强度更高，二是容积更大。3、本实用新型构思巧妙、结构简单，具有成本低、使用方便的特点。
图1是用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置示意图，该图中弹簧和保险绳内侧连接直管段的位置为圆箍。图2是用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置示意图，该图中弹簧和保险绳内侧连接直管段的位置为预埋件。图3是用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置示意图，该图是在图1的基础上添加了柔性防护材料。图4是旋挖桩桩壳结构，该结构安装了图1中的用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落
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具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。如图1-3所示，一种用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置，其配合具有直管段的旋挖桩桩壳结构使用，积土止落装置2包括:环状结构的托盘，所述托盘周向设于旋挖桩桩壳的直管段I外壁，由骨架211和托板212组成；所述环状结构的托盘外边在打开状态与旋挖桩孔的形状和大小一致。所述骨架211由若干杆状件环形阵列设于环形托板212的下方，对环形托板212进行支撑；所述骨架211的一端与旋挖桩桩壳的直管段I外壁通过可转动连接件连接 ’另一端与托板212下方固定连接。[0024]通过可转动连接件实现托板212打开和收折。其中，所述可转动连接件由安装环、若干铰接件、若干弹簧213和若干保险绳214组成，所述安装环包括从上到下设于旋挖桩桩壳的直管段外壁的第一、第二和第三安装环，所述骨架各杆状件内侧通过所述铰接件与第二安装环铰接(活动连接均可，能保证骨架绕着该连接处在竖向上自由活动，即骨架可绕着连接处上下转动)，各弹簧设于环状托盘下方，一端与所述骨架各杆状件中部/外侧连接，另一端与第三安装环连接，各保险绳穿设于第一安装环且一端与所述骨架各杆状件中部/外侧连接，另一端设于直管段入口处(另一端设于直管段背离钢筋笼端，保险绳另一端用于调节环状托盘打开大小，第一安装环是套设在直管段外周，保险绳穿设在第一安装环的方式较多，例如在第一安装环上设置孔，保险绳通过孔实现穿设在第一安装环上，保险绳的一端与骨架各杆状件中部/外侧连接，另一端位于直管段入口处，设置第一安装环的目的就是，在使用时当操作人员牵拉保险绳调节积土止落装置时，位于第一安装环上方的保险绳是一直贴靠在直管段，保险绳长度要足够长，便于旋挖桩桩壳结构沉入桩孔中后，施工人员可操作保险绳上端对积土止落装置进行调节，环状托盘打开大小即环状托盘展开后，用于接住落土的容置空间的大小)。环形托板212为帆布、橡胶或塑料之一的柔性防护材料构成。具体而言，该积土止落装置呈“倒伞”形式。该装置附于预制直管段上，骨架可采用钢筋、型钢，骨架内 侧铰接在直管段上(通过铰接件铰接在第二安装环上，第二安装环固定在直管段外周)，骨架可绕着铰接处上下转动。各根骨架之间铺设柔性防护材料，柔性防护材料具有强度高、柔性好、易折叠、韧性好等特点，如帆布、塑料、橡胶或其他材料等。骨架下方设置若干倾斜布置的弹簧，各弹簧一端(上端)固定于骨架外侧或者中部，另一端(下端)与直管段固接(通过第三安装环与直管段实现固定连接)，弹簧收紧(自然状态)，骨架就连带柔性防护材料一同打开。骨架上方设置若干保险绳，保险绳优选布置方式为保险绳一端(下端)连接于骨架外侧或者中部，保险绳然后呈倾斜状与直管段连接(穿过设置在直管段外周的第二安装环)进一步垂直延伸至直管段入口处，骨架收拢时(此时弹簧处于伸展状态)，保险绳松弛不起作用，骨架打开时，保险绳拉伸张紧，通过调节保险绳的长度，控制骨架打开的范围，同时在侧壁塌孔或回填土时，防止骨架受冲击而弯折、断裂而失效。弹簧和保险绳内侧连接直管段的位置可以做一个圆箍(即第一、第二、第三安装环的一种实现方式)，弹簧和保险绳连接在圆箍上，圆箍再套在直管段上，方便积土止落装置单独制作再装配在直管段上；也可以在预制直管段时预留预埋件(即第一、第二、第三安装环的另一种实现方式)，直接将弹簧和保险绳连接在预埋件上。该积土止落装置使用方式如下:预先将骨架连带柔性防护材料打开一根据旋挖孔径和直管段直径，调整弹簧连接的位置使得弹簧长度、拉力和伸长量适当，调整保险绳长度，使得骨架打开和直管段之间的角度适当一将骨架收拢，用绳索或钢丝等绑扎一直管段连带积土止落装置吊装到孔口，积土止落装置已进入孔口时，解除绑扎绳索或钢丝，使得骨架连带柔性防护材料打开，继续将直管段连带积土止落装置下放到孔底；或者直管段连带积土止落装置吊装到达指定深度，再将骨架连带柔性防护材料打开，继续将直管段连带积土止落装置下放到孔底。需要说明的是，骨架、柔性防护材料、弹簧、保险绳、圆箍等均可用其他材料或形式代替，不作详述。积土止落装置2可自动(倒伞状骨架一端与桩壳铰接，能绕连接处旋转。在桩壳未放入桩孔时，人为通过绳索将骨架收折，放入桩孔后，将绳索解除，骨架在自重的作用下就绕着桩壳上的连接点向下旋转，直到另一端搭在孔壁上，即实现了骨架和柔性防护材料的自动打开；如果带有弹簧，弹簧起到辅助自动打开的作用，骨架既受到自重作用，同时受到弹簧的拉力，绕桩壳连接点向下旋转，直到另一端搭在孔壁上，即实现了骨架和柔性防护材料的自动打开。)/人工打开，展开后封堵直管段外侧壁与桩孔内壁之间的空隙，承接从直管段外侧往下落入桩孔内的松散土体和杂质，并保持桩壳稳定，故该装置外周是搭接于岩石层之上，当旋挖桩孔上部松土层掉落的松土往下掉时直接掉入积土止落装置处积聚，不会进一步掉入旋挖桩孔底部，进一步，在往直管段中浇筑砼体时，由于直管段的保护，松土不会掉入成型桩中。本实用新型配合旋挖桩桩壳结构使用，以下介绍旋挖桩桩壳结构，旋挖桩桩壳结构是沉入旋挖桩孔中起到框架的作用，如图4所示，该旋挖桩桩壳结构包括钢筋笼3，钢筋笼3可采用现有技术中的钢筋笼。在钢筋笼3 —端(图中钢筋笼的上部)布置有由钢筋砼制成的直管段1，所述直管段I下端与钢筋笼3上端配合连接(可固定连接，也可以可拆卸式固定连接)，本实施例中，直管段I由若干钢筋砼管拼接而成。各钢筋砼管固接方式较多，例如:钢筋砼管中的主筋在管端具有延伸段，相邻管的主筋间通过螺栓连接或焊接。积土止落装置2布置在直管段下端，其中，岩石层4，松土层5，砂石层6为旋挖桩桩壳结构的使用环境。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖 在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置，其配合具有直管段的旋挖桩桩壳结构使用，其特征在于，包括:环状结构的托盘，所述托盘周向设于旋挖桩桩壳的直管段外壁，由骨架(211)和托板(212)组成； 所述骨架(211)由若干杆状件环形阵列设于环形托板(212)的下方，对环形托板(212)进行支撑；所述骨架(211)的一端与旋挖桩桩壳的直管段外壁通过可转动连接件连接；另一端与托板(212)下方固定连接。
2.根据权利要求1所述的用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置，其特征在于，所述环形托板内边与旋挖桩桩壳的直管段外壁相连，并且较外边位置低形成倒伞状积土腔。
3.根据权利要求1所述的用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置，其特征在于，所述环形托板(212 )为帆布、橡胶或塑料之一的柔性防护材料构成。
4.根据权利要求1所述的用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置，其特征在于，所述可转动连接件由安装环、若干铰接件、若干弹簧和若干保险绳组成，所述安装环包括从上到下设于旋挖桩桩壳的直管段外壁的第一、第二和第三安装环，所述骨架各杆状件内侧通过所述铰接件与第二安装环铰接，各弹簧设于环状托盘下方，一端与所述骨架各杆状件中部/外侧连接，另一端与第三安装环连接，各保险绳穿设于第一安装环且一端与所述骨架各杆状件中部/外侧连接 ，另一端设于直管段入口处。
专利摘要本实用新型公开一种用于旋挖桩孔的倒伞状积土止落装置，其配合具有直管段的旋挖桩桩壳结构使用，包括环状结构的托盘，所述托盘周向设于旋挖桩桩壳的直管段外壁，由骨架和托板组成；所述骨架由若干杆状件环形阵列设于环形托板的下方，对环形托板进行支撑；所述骨架的一端与旋挖桩桩壳的直管段外壁通过可转动连接件连接；另一端与托板下方固定连接。本实用新型由于在旋挖桩桩壳的直管段外壁周向设有环状结构的托盘，在需要的时候，将骨架和托板打开，形成隔离带将松土托住，避免旋挖桩孔中上部松土层松土掉入旋挖桩孔底部对基桩质量造成隐患。它具有构思巧妙、结构简单，成本低、使用方便的特点。
文档编号E21B27/02GK203097780SQ20132011361
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者李青枫, 李智能, 魏奇科, 王龙 申请人:中冶建工集团有限公司