8字形旋挖桩定位器的制作方法

本实用新型属于桩基结构技术领域，特别是8字形旋挖桩定位器。

背景技术：

抵抗水平推力的桩基结构截面形式现行使用的有圆形和矩形。同体积的圆形桩比矩形桩的抗弯刚度小得多，且矩形桩采用非对称布置钢筋，圆形桩采用对称布置钢筋，所以圆形桩的钢筋用量比矩形桩的大得多，总成本也高很多。然而，矩形桩仅能依靠人工挖孔成型，存在安全隐患，特别是遇到流沙淤泥等不良土质，很多地区已经严格限制使用人工挖孔灌注桩。因此，研究一种受力情况和矩形桩相似、能实现机械施工成孔、提高安全和降低工程造价的旋挖桩非常必要，而其须配套使用定位器以保证施工质量。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种定位准确、能减少误差、保证旋挖桩的垂直度和平整度、提高旋挖桩质量和施工效率、结构简单的8字形旋挖桩定位器。

本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：

8字形旋挖桩定位器，所述定位器是由第一定位器和第二定位器通过第一螺栓3连接而成；

第一定位器包括第一外壳和第一钢板，第一外壳为中空柱状，其横截面为8字形的下半环；第一外壳的顶边分别设有两个第一螺栓孔；

第二定位器包括第二外壳，第二外壳为中空柱状，其横截面为8字形的上半环，第二外壳的底边分别设有两个第二螺栓孔；第二外壳内设有圆环结构，该圆环结构的外环的外壁和第二外壳的内壁之间焊接第二钢板；该圆环结构的外环与内环之间连接有轴承；该圆环结构的内环内壁分别连接一个正方体结构的四条棱边，所述正方体结构为中空；正方体结构套接旋挖机的钻杆头部。

所述第一外壳内设有第一钢板，第一钢板两侧边分别焊接第一外壳的内壁。

所述第一钢板有两块，两块第一钢板成十字交叉，每块第一钢板的两侧边分别焊接第一外壳的内壁。

所述第二外壳、圆环结构和正方体结构均由钢板焊接而成。

所述钢板厚度为8mm。

所述第二钢板有四块，对称分布于圆环结构的外环的外壁和第二外壳的内壁之间。

所述第一定位器和第二定位器等高，高度均为300-500mm高。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的定位器定位准确、能减少误差、保证旋挖桩的垂直度和平整度、提高旋挖桩质量和施工效率、结构简单。定位器中的正方体结构能保护价格昂贵的旋挖机钻杆头部，延长钻杆头部的寿命。使用该定位器施工的8字形旋挖桩，等面积的钢筋混凝土桩,8字形旋挖桩的刚度是圆形桩的1.8倍；等刚度的钢筋混凝土桩,8字形旋挖桩的抗弯强度比圆形桩高,可节省混凝土26％、钢筋34％-40％，总共可节省总造价18％-22％，水平推力越大效果越明显。

附图说明

图1本实用新型定位器的结构示意图。

图2是图1的A-A向剖面图。

图3是图1中第一定位器的结构示意图。

图4是图1中第二定位器的结构示意图。

图中，3_1:第一定位器，3_2：第二定位器，1：第一外壳，2：第二外壳，3：第一螺栓，4：第一钢板，5：圆环结构，6：正方体结构，7：轴承，8：第二钢板，9：旋挖机的钻杆头部，10：第二螺栓，11：第一螺栓孔，12：第二螺栓孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，但不构成对本实用新型权利要求保护范围的限制。

如图1-4所示，本实用新型8字形旋挖桩定位器，所述定位器是由第一定位器3_1和第二定位器3_2通过第一螺栓3连接而成。

第一定位器3_1包括第一外壳1和第一钢板4，第一外壳1为中空柱状，其横截面为8字形的下半环；第一外壳1的顶边分别设有两个第一螺栓孔11；第一外壳1内设有两块第一钢板4，两块第一钢板4成十字交叉，每块第一钢板4的两侧边分别焊接第一外壳1的内壁。

第二定位器3_2包括第二外壳2，第二外壳2为中空柱状，其横截面为8字形的上半环，第二外壳2的底边分别设有两个第二螺栓孔12，第一螺栓3通过第一螺栓孔11和第二螺栓孔12连接第一定位器3_1和第二定位器3_2；第二外壳2内设有圆环结构5，该圆环结构5的外环的外壁和第二外壳2的内壁之间对称分布有四块第二钢板8，每块第二钢板8的两侧边分别焊接圆环结构5的外环的外壁和第二外壳2的内壁。该圆环结构5的外环与内环之间连接有轴承7；正方体结构6的四条棱边分别焊接该圆环结构5的内环内壁，正方体结构6为中空；正方体结构6套在旋挖机的钻杆头部9外，两根第二螺栓10分别横穿过钻杆头部9，第二螺栓10的两端分别连接正方体结构6的两内侧壁。所述第二外壳2、圆环结构5和正方体结构6均由厚度为8mm的钢板焊接而成。

所述第一定位器3_1和第二定位器3_2等高，高度均为300-500mm高。

使用本实施例的定位器旋挖8字形桩孔的步骤：

第一、按施工平面图放线、定位，标明桩位、编号和施工顺序。8字形旋挖桩单孔的直径D,二个桩孔的重叠弦高C；

第二、施工第一桩孔：通过旋挖、泥浆护壁成孔后，对中心位置、孔径、孔深、垂直度进行验收，合格后再进行第二桩孔作业；

第三、施工第二桩孔：第一钻孔与第二钻孔交接处有一临空面，第一定位器3_1安装在第一桩孔中，通过第一螺栓3与第二定位器3_2连接；第二定位器3_2置于第二桩孔中，通过第二螺栓10连接旋挖机的钻杆头部9，旋挖机工作时，第一定位器3_1和第二定位器3_2组成的定位器随着钻杆一起往下运动。

第四、第二个桩孔的旋挖作业完成后，第一个桩孔和第二个桩孔组合为一个8字形的桩孔，然后卸除定位器并保养。8字形桩孔的中心位置、孔径、孔深、垂直度、孔底沉渣厚度合格后，吊装两个相交的桩基钢筋笼进入8字形桩孔。最后浇筑混凝土，混凝土强度达到100％后每一根桩都需要做水平荷载和完整性的检测。

使用本实施例的定位器定位准确、能减少误差、保证旋挖桩的垂直度和平整度、提高旋挖桩质量和施工效率。正方体结构6能保护价格昂贵的旋挖机钻杆头部9，延长钻杆头部9的寿命。

8字形旋挖桩使用的主要材料：

1、混凝土：因为地下部分桩采用旋挖桩施工和泥浆护壁，所以使用C25-C40水下混凝土；地上部分桩采用立模现捣，使用C25-C40混凝土。

2、钢筋：桩基钢筋笼采用普通钢筋HPB300，抗拉强度设计值fy＝270N/mm²；普通钢筋HRB400，抗拉强度设计值fy＝360N/mm²；普通钢筋HRB500，抗拉强度设计值fy＝435N/mm²。

结构计算比较：

第一、比较等截面积的8字形旋挖桩和圆形旋挖桩的刚度EI。

设已知8字形旋挖桩单孔的直径D,二个桩孔的重叠弦高C,截面积A，截面对X轴惯性矩Ix₈，利用截面积相等，A＝πd²/4,求出圆形旋挖桩截面的直径d，圆形截面对X轴的惯性矩Ix_o＝πd⁴/64，同种材料的弹性模量E相等。经过比较计算EIx₈/EIx_o，得出等面积的钢筋混凝土桩，8字形旋挖桩的刚度是圆形旋挖桩的1.8倍。

第二、比较等刚度(EI)值相等情况下，8字形旋挖桩和圆形旋挖桩的强度及工程造价。

设已知8字形旋挖桩单孔的直径D,二个桩孔的重叠弦高C,截面积A,截面对X轴的惯性矩I_x，刚度为EI_x，圆形旋挖桩的刚度EIx_o值和8字形旋挖桩的EIx₈值相等，求圆形旋挖桩的直径d，则EIx_o＝E*πd⁴/64求出d值。

分别计算8字形旋挖桩、圆形桩的内力、配筋、位移。假设刚度相等、外部条件和物理参数同等。结果发现，当桩的悬臂长度从7米到10米时，位移值大约相等，但是，8字形旋挖桩比圆形旋挖桩的受力好强度高，可节省混凝土26％，钢筋34％-40％，考虑施工费用，总共可以节省造价18％-22％。

结论：(1)等体积的钢筋混凝土桩,8字形旋挖桩的刚度(EI)是圆形旋挖桩的1.8倍；

(2)等刚度的钢筋混凝土桩,8字形旋挖桩的抗弯强度比圆形旋挖桩高,可节省混凝土26％,钢筋34％-40％，总造价18％-22％，水平推力越大效果越明显。