一种近海滩涂水文观测站用桩杆的制作方法

本发明涉及一种近海滩涂水文观测站用桩杆。

背景技术：

随着我们国家工业技术的飞速发展，工业用水和生活用水的用水量不断增加。伴随而来的水环境污染问题也日益突出。特别是南方城市里面之前随处可见的清澈的小河沟，如今很多都由于对污水的处理不当，变成了人人避之唯恐不及的臭水沟。水是一种不可再生的资源，也是社会持续发展中必不可少的重要资源。因此，一个摆在我们面前的问题就是如何对已经被污染的水进行处理。

关于城市河水污染处理的研究报道很多，但能实际应用的处理技术却十分有限。市场上存在的一些处理污水的装置，虽然处理效果很明显，但是使用代价过高，操作不方便，一些造价低廉的装置，处理效果不甚明显。

技术实现要素：

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种近海滩涂水文观测站用桩杆，用于固定水文观测站，能够和土体牢固接触，且施工方便，可有效防止水文观测站在风力、潮汐等外力荷载作用下发生位置偏移。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种近海滩涂水文观测站用桩杆，其特征在于：所述桩杆包括外筒和可拆卸的内筒，内筒套设在外筒中；所述外筒的下端设有膨胀段，膨胀段均匀开有若干条纵向裂缝，纵向裂缝的存在将膨胀段分割成若干弹性块，膨胀段外壁均匀布设倒刺；桩杆的底端设置有用于挤压膨胀段的端头，在桩杆内部设置螺杆，端头通过轴承与螺杆底端连接，通过转动螺杆带动端头向上运动挤压膨胀段，膨胀段发生径向扩展，倒刺插入土体中，增大桩杆在土体中的稳固性。

作为优选方案，所述的近海滩涂水文观测站用桩杆，其特征在于：所述端头为三角锥形端头，三角锥形端头最大截面圆直径大于外筒内径。所述外筒采用不锈钢材料制作而成，筒长4m左右，内径15-20cm，壁厚0.3-0.5cm，外筒外壁通长均匀遍布倒刺，外筒下部0.6m范围设置有膨胀板，膨胀板通过铰接与外筒连接为一体，膨胀板外侧均匀布置倒刺，膨胀板可在径向挤压应力的作用下径向伸展。向土体打入桩体施工前，将膨胀办采用绑筋绑住下端部，防止在打入的过程中膨胀板松开。内筒下端设有三角锥端头，三角锥端头最大截面圆直径大于桩杆内径，在内筒上方采用震动锤锤击，三角锥端头构造有利于桩杆在滩涂地的竖向下沉。

作为优选方案，所述的近海滩涂水文观测站用桩杆，其特征在于：所述内筒与外筒之间留有间隙。

作为优选方案，所述的近海滩涂水文观测站用桩杆，其特征在于：所述内筒底端设置有与端头顶端相配合的凹槽，端头顶部卡接在内筒底端的凹槽中。

作为优选方案，所述的近海滩涂水文观测站用桩杆，其特征在于：所述外筒的膨胀段设置有若干膨胀板，膨胀板通过铰接与外筒连接为一体。

进一步的，所述的近海滩涂水文观测站用桩杆，其特征在于：所述外筒的膨胀段采用绑筋捆绑，防止在打入的时候膨胀板松开。

作为优选方案，所述的近海滩涂水文观测站用桩杆，其特征在于：还包括与外筒顶端相配合的外筒桩帽，所述外筒桩帽中设置有用于螺杆穿过的通孔。

进一步的，所述的近海滩涂水文观测站用桩杆，其特征在于：当内筒拔出后，外筒桩帽设置在外筒顶端，螺杆顶部从外筒桩帽上的通孔穿过，螺杆上端连接螺帽，通过转动螺帽使螺杆发生轴向运动，进而带动端头向上运动，膨胀板开始扩张，膨胀板扩张到最大范围与滩涂地层充分接触，倒刺进入土体，增加桩杆的锚固力。

作为优选方案，所述的近海滩涂水文观测站用桩杆，其特征在于：所述内筒和外筒的材质均为不锈钢。

作为优选方案，所述的近海滩涂水文观测站用桩杆，其特征在于：所述外筒膨胀段为：沿外筒环向每隔一段距离开设纵向裂缝，裂缝数量在4~7条，均匀布设，每条裂缝长度为40~70cm。

所述内筒比外筒深度略深，内筒也是采用不锈钢材料制作，内筒内径10-15cm，壁厚0.3-0.5cm，内外筒之间存在一定的间隙。桩杆下沉到预定深度后，拔出内筒，使三角锥端头上升。

有益效果：本发明提供的一种近海滩涂水文观测站用桩杆，施工方法，在震动锤作用下，桩杆沉入预定深度处，桩杆采用内外双筒构造，桩杆下端设有膨胀段，膨胀段均匀开有若干条纵向裂缝，纵向裂缝的存在将膨胀段分割成若干弹性块，在桩杆内部设置螺杆，通过转动螺杆带动三角锥端头向上运动，挤压膨胀段，膨胀段发生径向扩展，同时在桩杆外壁均匀布设倒刺，进一步增大桩杆在土体中的稳固性。本发明通过在桩杆下端设置简易可行的膨胀段，使得桩杆与周围地层的相互作用力得到增强，提升了桩杆在滩涂地层的稳定性。打桩工艺简单可行，桩杆在轴向设有膨胀段，膨胀段开设的裂缝将膨胀段分割成若干径向可扩展的弹性块，当螺杆带动三角锥在轴向运动时，迫使弹性块自下而上径向伸展，与周围地层摩擦阻力增大，本发明高效方便，与周围地层摩阻力大，可保证桩杆在受到风力荷载、海浪等荷载作用下保持稳定。桩杆能够和土体牢固接触，且施工方便，可有效防止水文观测站在风力、潮汐等外力荷载作用下发生位置偏移。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中外筒桩帽局部示意图；

图中：内筒1、外筒2、铰接3、膨胀板4、端头5、轴承6、绑筋7、螺杆8、膨胀段9、螺帽10、外筒桩帽11。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种近海滩涂水文观测站用桩杆，包括内筒1、外筒2、铰接3、膨胀板4、端头5、轴承6、绑筋7、螺杆8、膨胀段9、螺帽10、外筒桩帽11，外筒2与膨胀板4通过铰接3相连形成桩体，端头5通过轴承6与螺杆8相连，内筒1通过下部设置的凹槽与端头5连接，膨胀板4外设绑筋7，外筒2顶端设置有相配合的外筒桩帽11，螺杆8穿过外筒桩帽11中心，螺帽10设置在螺杆8顶部。

在打桩时，如图1所示，内筒1套在桩体内，内筒1、端头5、轴承6、螺杆8形成内部受力整体，外筒2、铰接3、膨胀板4、绑筋7形成外部整体，在锚固时，如图2所示，外筒2上安装外筒桩帽11、螺杆8从外筒桩帽11中心穿过，螺帽10设置在螺杆8顶部进行螺纹连接。

使用该发明向近海滩涂安装桩杆的设计和施工方法如下：

如图1所示，桩杆包括内筒1和外筒2，（内筒高度比外筒高度略高）内筒1高度为4.1m，外筒2高度4m，筒壁厚度均为0.3cm，采用不锈钢材料制成。内外筒之间存在1.5cm左右的间隙，筒高4m左右，内径15-20cm，壁厚0.3-0.5cm，外筒外壁均匀布设倒刺，外筒下部1.5m范围内为膨胀段，可在挤压应力的作用下径向伸展，向土体打入桩体时，在外筒膨胀段采用绑筋捆绑，防止在打入的时候膨胀板松开。

如图1所示，在内筒1下部连接有三角锥形的端头5，桩杆的下沉通过在内筒1顶端扩展头上方架设震动锤，在震动荷载作用下，三角锥形的端头5不断沉入滩涂地层直到设计深度，达到预定深度后，移走震动锤，拔出内筒1加以回收循环使用。

如图1所示，在外筒2下部设有膨胀段9，膨胀段9由6块长度为60cm的膨胀板4构成，6块膨胀板4拼起来的外直径与外筒2一致，膨胀板4与外筒2采用铰接3相连，膨胀板4在收到内部作用下，向径向外扩张，进而形成端部扩大头，起到固定桩体的作用。在膨胀板4外壁布设有倒刺，倒刺的存在进一步保证了桩杆与地基的牢固连接。

如图1、图2所示，桩杆内部设置有轴向螺杆8，螺杆8的长度低于内筒1高度，高于外筒2加上外筒桩帽11和螺帽10的高度，防止在锤击时，破坏螺杆8，同时以便在进行锚固时，方便锚固。螺杆8下部通过轴承6与端头5连接，轴承6与螺杆8与三角锥形的端头5为整体加工而成。为防止桩杆锤击下沉过程中，为防止膨胀段9发生膨胀，在膨胀段设置有绑筋7。

拔出内筒后，在外筒上部放置外筒桩帽11，螺杆8从外筒桩帽11中心穿过，螺杆8上端固定有螺帽10，转动螺帽10，螺杆8发生轴向运动进而带动三角锥形的端头5向上运动，膨胀板9开始扩张，绑筋7先被拉断，然后继续扩张。当无法转动时，膨胀板9扩张到最大范围与滩涂地层充分接触，倒刺进入土体，增加了桩筒的锚固力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。