一种PC工法组合桩中钢管桩的施工方法与流程

本发明涉及一种建筑施工领域，特别是涉及一种pc工法组合桩中钢管桩的施工方法。

背景技术：

pc工法组合桩以其高强、材料轻质、质量可靠、止水效果好以及施工便利，可重复施工、经济性好的诸多优点，受到基坑行业的重视和青睐。pc工法组合桩通常由钢管桩和拉森钢板桩组合形成，包括钢管桩和拉森钢板桩配合结构、钢管桩和钢管桩配合结构。

参阅图1，一种钢管桩，包括主钢管26和左右对称设于主钢管26外侧壁的两根锁扣条24。两根锁扣条24周向间隔180°且均平行于钢管桩的轴线。锁扣条24具有第一锁扣部241，且锁扣条24的长度和主钢管26的长度一致。

参阅图2，一种拉森钢板桩1，拉森钢板桩1的截面呈c形，包括一块腹板11和两块侧板12。两块侧板12在远离腹板11的一侧均设有第二锁扣部121。

结合图3和图4，在整个pc工法组合桩的施工中，将钢管桩和前桩拼装存在两种施工状况。第一种状况为前桩是已经固定在地面的拉森钢板桩1，当钢管桩完成安装后，钢管桩的第一锁扣部241和拉森钢板桩1的第二锁扣部121扣合；第二种状况为前桩是已经固定在地面的钢管桩，当后面的钢管桩完成安装后，两根钢管桩的第一锁扣部241相互扣合。

由于不同的基坑对于钢管桩的设计长度的需求是不同的，为了满足钢管桩的施工要求，施工人员会对钢管桩进行切割或者焊接。但是在进行焊接过程中，上下两根待焊接的钢管桩的锁扣条很难对齐，两根待焊接的钢管桩的第一锁扣部241也很难正对，导致焊接后获得的钢管桩很难顺利地沿着已经固定在地面的拉森钢板桩1的第二锁扣部241/钢管桩的第一锁扣部241下滑插入。

面对上述难题，现阶段通常采用的是对大长度的钢管桩进行切割，而对于小长度的钢管桩进行废弃处理，使得钢管桩的材料浪费。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种pc工法组合桩中钢管桩的施工方法，解决了钢管桩浪费的问题。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种pc工法组合桩中钢管桩的施工方法，包括如下步骤：s1、在前桩上安装限位装置；所述限位装置具有限制前桩水平位移的第一限位孔和限制待安装的活动钢管桩水平位移的第二限位孔；所述前桩具有固定锁扣部；所述活动钢管桩从上至下依次包括锁定段和延长段，所述活动钢管桩在锁定段的外侧壁设有两根关于活动钢管桩左右对称的锁扣条，两根所述锁扣条周向间隔180°且均平行于所述活动钢管桩的轴线，所述锁扣条具有与所述前桩的固定锁扣部配合的活动锁扣部；s2、使用打桩机将所述活动钢管桩吊起后，调整所述活动钢管桩的周向角度，使得所述活动钢管桩的活动锁扣部和所述前桩的固定锁扣部正对，并逐步下放所述活动钢管桩，使得所述活动钢管桩的底端插入所述第二限位孔内；s3、当所述活动钢管桩的底部和地面抵接时，使用打桩机将活动钢管桩下压，使得所述活动钢管桩的活动锁扣部和所述前桩的所述固定锁扣部扣合；s4、使用打桩机将所述活动钢管桩打至设计标高。

通过采用上述技术方案，上述活动钢管桩的结构限定，使得在对活动钢管桩焊接的过程中不需要考虑待焊接的两根钢管桩的锁扣条是否对齐的问题，使得施工人员能够根据基坑的需求在活动钢管桩的底端焊接钢圈增长活动钢管桩的长度，也可以切割活动钢管桩的延长段从而减小活动钢管桩的长度，使得活动钢管桩能够进行重复使用，有助于减少活动钢管桩的浪费。

同时，上述pc工法组合桩中钢管桩的施工方法在s1时安装有限位装置，通过前桩和第一限位孔的配合避免了限位装置在水平上的位移，同时通过第二限位孔和活动钢管桩的配合对活动钢管桩的水平方向进行限位，从而有助于保证活动钢管桩在下压的过程中保持竖直状态，从而有助于活动钢管桩上的活动锁扣部和前桩的固定锁扣部的扣合。

本发明进一步设置为，所述活动钢管桩在所述第二限位孔处设有至少三处用于和所述活动钢管桩的外侧壁配合的活动限位平面。

通过采用上述技术方案，由于活动钢管桩在第二限位孔内会发生水平方向的小幅度的蹿动，由于第二限位孔是通过至少三个活动限位平面去限定活动钢管桩在水平方向的蹿动，使得活动钢管桩和第二限位孔内壁的抵接为线接触，使得活动钢管桩和限位装置的第二限位孔的内壁的磨损量较小。

本发明进一步设置为，所述前桩为拉森钢板桩，所述限位装置在所述第一限位孔内设有与所述拉森钢板桩的腹板贴合的第一平面、与所述拉森钢板桩的两块侧板分别贴合的两个第二平面、供所述拉森钢板桩的两个固定锁扣部同时抵靠的第三平面。

通过采用上述技术方案，采用第一平面、两个第二平面和第三平面使得导向装置套设在拉森钢板桩后不易发生水平方向的蹿动，有助于限位装置在拉森钢板桩上的安装和定位。

本发明进一步设置为，所述前桩为固定钢管桩，所述第一限位孔为和所述固定钢管桩配合的圆孔。

通过采用上述技术方案，第一限位孔为与固定钢管桩配合的圆孔，使得限位装置通过固定钢管桩和第一限位孔配合后，限位装置不易发生水平方向上的蹿动。

本发明进一步设置为，所述s3还包括如下步骤：当所述活动锁扣部的底端距所述限位装置的顶面2米时，停止下压所述活动钢管桩，在所述限位装置上安装导向装置，所述导向装置具有供所述活动钢管桩穿过的第三限位孔，所述导向装置还设有供所述活动钢管桩的活动锁扣部通过的导向通槽，所述导向通槽的宽度逐渐减少且所述导向通槽的下端开口与所述前桩的固定锁扣部正对。

通过采用上述技术方案，由于在s2中，打桩机将活动钢管桩吊起后，在将活动钢管桩的活动锁扣部和前桩的固定锁扣部正对的过程中会出现小幅度的周向角度偏移。现通过设置导向装置，使得活动钢管桩在被打桩机下压的过程中，活动锁扣部的底端会抵接在导向通槽的侧壁上，并在导向通槽的侧壁的抵接导向下最终从导向通槽的下端开口驶出，并和导向通槽正下方的固定锁扣部配合。上述导向装置的设定，有助于活动锁扣部和固定锁扣部的对齐锁定，从而提高pc工法组合桩中钢管桩施工的施工效率。

本发明进一步设置为，所述活动钢管桩在延长段和所述锁定段之间还设置有定位段，所述活动钢管桩在所述延长段和所述锁定段的外径一致，所述活动钢管桩在所述定位段的外径大于所述延长段和所述锁定段的外径；所述第三限位孔从上至下依次包括导向孔和定位孔，所述定位孔的孔径大于所述活动钢管桩在所述延长段处的外径；所述定位孔的孔径大于所述活动钢管桩在所述锁定段处的外径；所述定位孔的孔径和所述活动钢管桩在所述定位段处的外径一致。

通过采用上述技术方案，活动钢管桩中定位段的设定有助于提高活动钢管桩下压过程中定位精度，原理如下所示：活动钢管桩的延长段首先进入到第三限位孔中，由于第三限位孔的孔径大于活动钢管桩在延长段的外径，使得活动钢管桩在水平面上的定位精度不太理想；随着活动钢管桩被下压，活动钢管桩的定位段进入到第三限位孔中，并在导向孔的导向作用下，定位段能够顺利进入到定位孔内，由于定位段的外径和定位孔的孔径相同，提升了活动钢管桩在水平面上的定位精度。

本发明进一步设置为，所述s3还包括如下步骤：当所述定位段的底端距所述导向装置顶端0.3米时，在所述活动钢管桩在定位段处的外表面涂抹一层润滑脂。

通过采用上述技术方案，在定位段进入到导向装置前，在定位段外表面涂抹一层润滑脂，有助于减少活动钢管桩的定位段和导向装置的定位孔之间的磨损，有助于延长活动钢管桩和导向装置的使用寿命。

本发明进一步设置为，所述导向装置包括左安装部和右安装部组成，所述第三限位孔由设于所述左安装部的限位左孔槽和设于所述右安装部的限位右孔槽组成，两个所述导向通槽分别设于所述限位左孔槽和所述限位右孔槽的中部。

通过采用上述技术方案，导向装置由左安装部和右安装部组成的，在活动钢管桩的活动锁扣部和前桩的固定锁扣部锁定后，能够将导向装置从活动钢管桩的外侧拆卸下来。

本发明进一步设置为，所述左安装部和所述右安装部均开设有至少两个贯穿其上下端面的安装通孔，所述导向装置设有穿过所述安装通孔且与安装通孔配合的安装柱，所述安装柱的顶端具有第二安装螺柱，所述第二安装螺柱上设有将所述左安装部/右安装部压紧于所述限位装置的安装螺母。

通过采用上述技术方案，左安装部和右安装部通过安装柱、安装螺柱、安装螺母固定在导向装置的顶部，这种安装方式定位精度较高，从而有助于活动锁扣部和固定锁扣部的相互扣合。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1、一种pc工法组合桩中钢管桩的施工方法，采用了活动钢管桩，活动钢管桩包括锁定段和延长段，能够通过切割或者焊接的方式改变延长段的长度来调节活动钢管桩的长度，且不需要考虑待焊接的两根钢管桩的锁扣条是否对齐的问题，使得活动钢管桩能够进行重复使用，有助于减少活动钢管桩的浪费，同时通过设置限位装置，通过前桩和第一限位孔的配合避免了限位装置在水平上的位移，同时通过第二限位孔和活动钢管桩的配合对活动钢管桩的水平方向进行限位，从而有助于保证活动钢管桩在下压的过程中保持竖直状态，从而有助于活动钢管桩上的活动锁扣部和前桩的固定锁扣部的扣合；

2、通过安装导向装置，使得活动钢管桩在被打桩机下压的过程中，活动锁扣部的底端会抵接在导向通槽的侧壁上，并在导向通槽的侧壁的抵接导向下最终从导向通槽的下端开口驶出，并和导向通槽正下方的固定锁扣部配合，有助于活动锁扣部和固定锁扣部的对齐锁定，从而提高pc工法组合桩中钢管桩施工的施工效率；

3、活动钢管桩的定位段和导向装置的定位孔的配合，有助于提高活动钢管桩在被下压过程中定位精度。

附图说明

图1是现有技术中钢管桩的结构示意图。

图2是现有技术中拉森钢板桩的结构示意图。

图3是现有技术中钢管桩和拉森钢板桩的配合示意图。

图4是现有技术中钢管桩和钢管桩的配合示意图。

图5是实施例1中活动钢管桩和拉森钢板桩的配合示意图。

图6是实施例1中活动钢管桩的结构示意图。

图7是实施例1中限位装置的结构示意图。

图8是实施例1中限位装置的俯视图。

图9是实施例1中导向装置的结构示意图。

图10是实施例1中限位装置和导向装置的配合示意图。

图11是实施例1中限位装置和导向装置在爆炸状态下的配合示意图。

图12是实施例2中限位装置的结构示意图。

图中：1、拉森钢板桩；11、腹板；12、侧板；121、第二锁扣部；131、固定锁钩；132、固定锁槽；2、活动钢管桩；21、锁定段；22、定位段；23、延长段；24、锁扣条；241、第一锁扣部；25、活动锁扣部；251、活动锁钩；252、活动锁槽；26、主钢管；3、限位座；31、第一限位孔；311、第一平面；312、第二平面；313、第三平面；32、第二限位孔；321、一号限位平面；322、二号限位平面；323、三号限位平面；324、四号限位平面；33、第一限位槽；34、扣合孔；35、第二限位槽；36、安装螺孔；4、导向装置；41、左安装部；411、限位左孔槽；42、右安装部；421、限位右孔槽；43、第三限位孔；431、导向孔；432、定位孔；46、导向通槽；47、安装通孔；51、安装柱；511、第一安装螺柱；512、第二安装螺柱；52、安装螺母。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参阅图5，一种pc工法组合桩中钢管桩的施工方法，是将活动钢管桩2拼装至已经安装固定于地面的前桩的施工方法。

在本实施例中，前桩为拉森钢板桩1。拉森钢板桩1整体呈c形，包括一块腹板11和分别连接于腹板11两侧的两块侧板12。两块侧板12在远离腹板11的一侧均设有固定锁扣部。固定锁扣部在远离侧板12的一侧设有固定锁钩131，固定锁扣部在固定锁钩131处形成有固定锁槽132。

参阅图5和图6，活动钢管桩2从上至下依次包括锁定段21、定位段22和延长段23。活动钢管桩2在锁定段21的外侧壁设有两根关于活动钢管桩2左右对称的锁扣条24，两根所述锁扣条24周向间隔180°且均平行于活动钢管桩2的轴线，锁扣条24具有与拉森钢板桩1的固定锁扣部扣合的活动锁扣部25。活动锁扣部25在远离锁定段21的一侧设有活动锁钩251，活动锁扣部25在活动锁钩251处形成有活动锁槽252。在本实施例中，活动钢管桩2中锁定段21长度为10米，活动干管桩中定位段22长度为1米，活动钢管桩2中延长段23的长度为4米。

活动钢管桩2在延长段23的外径和锁定段21的外径一致，且活动钢管桩2在定位段22的外径大于延长段23和锁定段21的外径。其中，活动钢管桩2在定位段22的外表面进行磨光处理，使得活动钢管桩2在定位段22的外表面为光面。在本实施例中，活动钢管桩2在定位段22的外径比在延长段23的外径大7mm。

当拉森钢板桩1的固定锁扣部和活动钢管桩2的活动锁扣部25相互扣合时，固定锁扣部的固定锁钩131卡入活动锁扣部25的活动锁槽252内，活动锁扣部25的活动锁钩251卡入固定锁扣部的固定锁槽132中，从而实现了拉森钢板桩1和活动钢管桩2的拼装。

在pc工法组合桩中钢管桩的施工方法中，主要使用到的是打桩机、限位装置和导向装置4。

参阅图5、图7和图8，限位装置包括限位座3。限位座3呈长方体状，且具有限制拉森钢板桩1水平位移的第一限位孔31和限制待安装的活动钢管桩2水平位移的第二限位孔32。第一限位孔31和第二限位孔32均贯穿限位座3的上下表面。

限位座3在第一限位孔31内设有与拉森钢板桩1的腹板11贴合的第一平面311、与拉森钢板桩1的两块侧板12分别贴合的第二平面312以及供拉森钢板桩1的两个固定锁扣部抵靠的第三平面313。

限位座3在第二限位孔32的内壁设置有至少三处用于和活动钢管桩2的外侧壁配合的活动限位平面。在本实施例中，限位座3在第二限位孔32的内壁设置有四处用于和活动钢板桩的外侧壁配合的活动限位平面。四个活动限位平面分别为一号限位平面321、二号限位平面322、三号限位平面323和四号限位平面324。其中，一号限位平面321和二号限位平面322位于第二限位孔32靠近第一限位孔31的一侧，一号限位平面321和三号限位平面323相互平行，二号限位平面322和四号限位平面324相互平行。

限位座3在第一限位孔31背向第二限位孔32一侧的外侧面开设有与第一限位孔31连通的第一限位槽33。第一限位槽33的底端和限位座3的底面连通，第一限位槽33和顶端不与限位座3的顶面连通，使得限位座3安装在拉森钢板桩1上时，拉森钢板桩1中远离活动钢管桩2的固定锁扣部能够插入第一限位槽33内，且该固定锁扣部的顶端和第一限位槽33的顶端侧壁之间存在间隙。

限位座3还设有连通第一限位孔31和第二限位孔32的扣合孔34。扣合孔34垂直贯穿限位座3的上下表面，使得拉森钢板桩1中靠近活动钢管桩2的固定锁扣部能够从下至上插入扣合孔34内，且使得活动钢管桩2中靠近拉森钢板桩1的活动卡扣部能够从上至下插入扣合孔34内，该活动卡扣部和位于扣合孔34内的固定锁扣部相互扣合。

限位座3在第二限位孔32远离第一限位孔31的一侧还设置有第二限位槽35。第二限位槽35贯穿限位座3的上下表面，且使得活动钢板桩中远离拉森钢板桩1一侧的活动卡扣部能够从上至下贯穿第二限位槽35。

限位座3的顶面在第二限位孔32的左右两侧均设有两个安装螺孔36。

参阅图9，导向装置4由左安装部41和右安装部42组成，且左安装部41和右安装部42左右对称设置。在本实施例中，导向装置4的高度为0.7米。

导向装置4具有贯穿导向装置4上下表面且供活动钢管桩2穿过的第三限位孔43。第三限位孔43由设于左安装部41的限位左孔槽411和设于右安装部42的限位右孔槽421组成。

第三限位孔43从上至下依次包括导向孔431和定位孔432。导向孔431为锥孔，导向孔431的孔径沿从上至下的方向逐渐减小，导向孔431的底端孔径和导向孔431的孔径保持一致。

参阅图6和图9，定位孔432的孔径和活动钢管桩2在定位段22的外径一致，使得活动钢管桩2从上至下插入导向装置4的第三限位孔43，当活动钢管桩2的定位段22和定位孔432配合时，活动钢管桩2在导向装置4上的定位精度得到提升。

导向装置4还设置有供活动钢管桩2的两个活动锁扣部25通过的导向通槽46。两个导向通槽46分别设于限位左孔槽411和限位右孔槽421的中部。

导向通槽46竖直贯穿限位座3的上下表面。导向通槽46的宽度沿竖直向下的方向逐渐剪下，导向通槽46的两侧壁对称布置且和水平面的夹角为83°。

参阅图10和图11，导向装置4可拆卸安装在限位装置的顶面。导向装置4具有与限位座3顶端的安装螺孔36对应设置的安装通孔47，限位座3的顶端螺纹安装有插入安装通孔47内的安装柱51。安装柱51的底部具有与安装螺孔36配合第一安装螺柱511，安装柱51的顶部设有第二安装螺柱512且在第二安装螺柱512上安装有将导向装置4压紧在限位装置顶面的安装螺母52。其中，安装柱51的外径和安装通孔47的内径保持一致。在本实施例中，导向装置4的左安装部41和右安装部42均具有两个安装通孔47。

当导向装置4安装至限位装置的顶面时，导向装置4的第三限位孔43和限位装置的第二限位孔32正对，导向装置4的两个导向通槽46分别与扣合孔34和第二限位槽35正对，使得从上至下通过导向装置4的活动钢管桩2，能够正常进入到限位装置的第二限位孔32内，活动钢管桩2靠近拉森钢板桩1的活动锁扣部25和拉森钢板桩1的固定锁扣部扣合，活动钢管桩2远离拉森钢板桩1的活动锁扣部25正常插入第二限位槽35内。

结合图1至图10，一种pc工法组合桩中钢管桩的施工方法，包括如下步骤：

s1、平整施工场地，使用吊机将限位装置安装在拉森钢板桩1处，使得拉森钢板桩1伸出地面的部分插入限位装置的第一限位孔31内；

s2、使用打桩机将活动钢管桩2吊起，使得活动钢管桩2位于限位装置的第二限位孔32的上方，并调整活动钢管桩2的周向角度，使得活动钢管桩2的活动锁扣部25和拉森钢板桩1靠近第二限位孔32的固定锁扣部正对，逐步下方活动钢管桩2，使得活动钢管桩2的底端插入第二限位孔32内；

s3、当活动钢管桩2的底部和地面抵接后，使用打桩机将活动钢管桩2下压，当活动钢管桩2的活动锁扣部25的底端距限位装置的顶面2米时，停止下压活动钢管桩2；

在限位装置上安装安装柱51，并且使用吊机将导向装置4的左安装部41和右安装部42依次安装在限位装置上，并且使用安装螺母52分别将左安装部41和右安装部42固定在限位装置的顶面；

在活动钢管桩2的外表面涂抹一层润滑油脂，并继续使用打桩机下压活动钢管桩2，活动钢管桩2的定位段22进入到导向装置4的定位孔432后，在定位孔432和定位段22的配合下，活动钢管桩2在水平方向的定位精度得到提升；

随着活动钢管桩2的被打桩机下压，活动钢管桩2的活动锁扣部25进入到导向装置4的导向通槽46内，在导向通槽46的两侧壁的导向作用下，活动钢管桩2发生周向转动，使得活动钢管桩2两侧的活动锁扣部25分别与限位装置的扣合孔34和第二限位孔32正对；

待活动钢管部的活动锁扣部25和拉森钢板桩1的固定锁扣部扣合后，将导向装置4从限位装置的顶面拆除；

s4、使用打桩机将活动钢管桩2打至设计标高，并拆除限位装置。

实施例2：

一种pc工法组合桩中钢管桩的施工方法，将活动钢管桩2拼装至已经安装固定于地面的前桩的施工方法。本实施例中，除了前桩为固定钢管桩，且限位装置的结构和实施例1中的限位装置不同外，其余均与实施例1中的相同。

其中，固定钢管桩的结构和实施例1中的活动钢板桩的结构一致，被固定于地面上。其中，固定钢管桩的两根锁扣条24上的锁扣部为固定锁扣部。

参阅图11，限位装置除了第一限位孔31处的结构和实施例1中的限位装置不同外，其余结构均与实施例1中的限位装置的结构一致。在本实施例中，第一限位孔31为与固定钢管桩的锁定段21配合的圆孔。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。