桩顶夹钳支撑式钢管桩沉桩导向定位装置及其施工方法与流程

本发明涉及桩基施工领域。更具体地说，本发明涉及一种桩顶夹钳支撑式钢管桩沉桩导向定位装置及其施工方法。

背景技术

深中通道是连接广东省深圳市和中山市的大桥，是世界级超大的“桥、岛、隧、地下互通”集群工程。伶仃航道桥是该该工程关键控制性工程之一。根据大桥总体设计方案，伶仃航道桥东锚碇采用锁扣钢管桩围堰的形式施工。为了保证钢管桩的成桩精度，需要设置辅助定位装置。由于该项目桩基施工工期紧，任务重，需要研发出结构科学合理、操作方便及工序简单的导向定位装置，以满足使用要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供桩顶夹钳支撑式钢管桩沉桩导向定位装置，它能够以已施工的钢管桩为定位基准，能够实现自身快速定位，对于提高钢管桩施工工效，缩短施工周期，降低施工成本发挥重要作用。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了桩顶夹钳支撑式钢管桩沉桩导向定位装置，其固定于已施工钢管桩上，包括：导向架体、导向定位器和夹钳；所述导向架体通过夹钳固定于已施工钢管桩上，所述导向架体的一侧由已施工钢管桩延伸至待成桩施工场地形成延伸架体，所述延伸架体内的同一水平面均匀固定有数个可伸缩的导向定位器。

优选的是，所述导向架体由桁架拼装呈框架结构；

所述延伸架体由桁架拼装呈框架结构，且上下具有贯通的龙口，延伸架体的上下表面分别设置有四组斜撑，四组斜撑与所述延伸架体的上表面或下表面的外边形成八边形结构；

延伸架体的上下表面分别设置有四组导向定位器，四组导向定位器分别与四组斜撑固定。

优选的是，两组第一横杆固定件，分别对称设置于延伸架体上部；

两组第二横杆固定件，分别对称设置于延伸架体下部；

所述第一横杆固定件和第二横杆固定件上分别固定有周向定位板。

优选的是，所述周向定位板包括：

l形底板；

一对第一加强板，其焊接于l形底板上表面；

一对圆弧板，其凸面相对的间隔垂直设置于l形底板的竖板上，且远离l形底板的水平板，所述圆弧板的凹面上设置有两组第二加强板，所述第二加强板分别与圆弧板、l形底板的竖板固定。

优选的是，所述延伸架体的高度为6～10米。

优选的是，还包括配重块，其固定于导向架体内。

优选的是，导向定位器包括：

后座，其固定于斜撑上；

丝杆，其可转动的设置于后座上；

螺母，其设置于丝杆上，所述螺母上固定有前座，所述前座的前端面设置有滚轮，所述滚轮的轴线与水平面平行。

本发明还提供了利用桩顶夹钳支撑式钢管桩沉桩导向定位装置进行钢管桩定位的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、施打三根钢管桩，通过导向架体通过夹钳固与第一根和第三根钢管桩固定，且延伸架体位于待施打的第四根钢管桩的地基上方；

步骤二、通过计算，调整导向定位器的伸出长度，从而对待施工钢管进行了平面位置的精确定位，继续下放待施工钢管桩，并将其索扣卡扣于周向定位板范围内；

步骤三、添加配重块于导向架体中，采用振动锤施打第四根钢管桩至就位，如此重复至完成所有的钢管桩施工。

本发明至少包括以下有益效果：。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是桩顶夹钳支撑式钢管桩沉桩导向定位装置施工时的主视图；

图2是夹钳的结构示意图；

图3是桩顶夹钳支撑式钢管桩沉桩导向定位装置施工时的俯视图；

图4是导向定位器的结构示意图；

图5是周向定位板的结构示意图；

图6是索扣的结构示意图。

附图标记：1-导向架体，2-导向定位器，3-夹钳，4-延伸架体，5-斜撑，6-第一横杆固定件，7-周向定位板，8-已施工钢管桩，71-l形底板，72-第一加强板，73-圆弧板，74-第二加强板，11-配重块，21-后座，22-丝杆，23-前座，24-滚轮，81-索扣。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～6所示，本发明提供桩顶夹钳3支撑式钢管桩沉桩导向定位装置，其固定于已施工钢管桩8上，包括：导向架体1、导向定位器2和夹钳3；所述导向架体1通过夹钳3固定于已施工钢管桩8上，所述导向架体1的一侧由已施工钢管桩8延伸至待成桩施工场地形成延伸架体4，所述延伸架体4内的同一水平面均匀固定有数个可伸缩的导向定位器2。

在上述技术方案中，仅需先插打三根钢管桩，即可对之后的钢管桩进行定位，导向架体1通过夹钳3固定，夹钳3分布于第一根和第三根钢管桩上，跨度大，能保证固定更稳定，在通过导向定位器2的伸缩，对待施工钢管的位置进行精确定位，钢管插入导向架体1后，通过振动锤插打。

在另一种技术方案中，所述导向架体1由桁架拼装呈框架结构；

所述延伸架体4由桁架拼装呈框架结构，且上下具有贯通的龙口，为了确保锁扣工字钢能顺利插入钢管桩，钢管桩的平面位置精度和垂直度要求相对较高，为了实现较高的精度，采用不可开合龙口的形式，且上下具有贯通的龙口，龙口尺寸设置为能使振动锤顺利通过，一边一次性施打就位，无需吊开导向架，重新施打锁扣钢管桩至设计高程，此种形式的龙口并非唯一形式，当钢管桩精度要求降低到一定程度后，也可以设置成可以开合的形式，以提高施工效率，延伸架体4的上下表面分别设置有四组斜撑5，四组斜撑5与所述延伸架体4的上表面或下表面的外边形成八边形结构；

延伸架体4的上下表面分别设置有四组导向定位器2，四组导向定位器2分别与四组斜撑5固定。

在另一种技术方案中，两组第一横杆固定件6，分别对称设置于延伸架体4上部；

两组第二横杆固定件，分别对称设置于延伸架体4下部；

所述第一横杆固定件6和第二横杆固定件上分别固定有周向定位板7。

在另一种技术方案中，所述周向定位板7包括：

l形底板71；

一对第一加强板72，其焊接于l形底板71上表面；

一对圆弧板73，其凸面相对的间隔垂直设置于l形底板71的竖板上，且远离l形底板71的水平板，所述圆弧板73的凹面上设置有两组第二加强板74，所述第二加强板74分别与圆弧板73、l形底板71的竖板固定。

在上述技术方案中，一对圆弧板73通过其弧面与锁扣贴合，进而限制钢管桩周向转动，周向定位板7设计标高相比导向定位装置低，方便操作索扣进入定位范围内。

在另一种技术方案中，所述延伸架体4的高度为6～10米。

在另一种技术方案中，还包括配重块11，其固定于导向架体1内。

在另一种技术方案中，导向定位器2包括：

后座21，其固定于斜撑5上；

丝杆22，其可转动的设置于后座21上；

螺母，其设置于丝杆22上，所述螺母上固定有前座23，所述前座23的前端面设置有滚轮24，所述滚轮24的轴线与水平面平行。

在上述技术方案中，通过转动丝杆22，带动螺母做直线运动，从而带动前座23运动，前座23上设置滚轮24，使钢管能够更顺滑的向下插打。

利用桩顶夹钳支撑式钢管桩沉桩导向定位装置进行钢管桩定位的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、施打三根钢管桩，通过导向架体通过夹钳固与第一根和第三根钢管桩固定，且延伸架体位于待施打的第四根钢管桩的地基上方；

步骤二、通过计算，调整导向定位器的伸出长度，从而对待施工钢管进行了平面位置的精确定位，继续下放待施工钢管桩，并将其索扣81卡扣于周向定位板范围内；从而保证施打过程中，施工对象不能发生转动。

步骤三、添加配重块于导向架体中，采用振动锤施打第四根钢管桩至就位，如此重复至完成所有的钢管桩施工。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。