人工挖孔桩结构以及挖孔桩灌注方法与流程

本发明涉及建筑施工的技术领域，尤其是涉及人工挖孔桩结构以及挖孔桩灌注方法。

背景技术：

人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇注混凝土而成的桩，人工挖孔桩是重要的成桩方式之一，具有桩身直径灵活，施工效率高等特点，在现今应用得比较普遍，为保证工作人员在对桩孔开挖时的安全性，一般会在桩孔内设置护壁。

现有的人工挖孔桩在放置钢筋笼后浇注混凝土的过程中，钢筋笼容易因受混凝土的浮力作用而上浮，以致成型后的灌注桩质量较差，钢筋笼移位，严重时甚至导致废桩，现有的防止钢筋笼上浮的方式主要是在桩口处通过木压或是其他装置来对钢筋笼进行限位，进而减小钢筋笼上浮现象的产生。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：通过木压或是其他装置来对钢筋笼进行限位时，钢筋笼上浮时产生的应力主要集中于桩口，钢筋笼的受力不均，使得钢筋笼在浇注混凝土时容易移位，从而不利于提高灌注桩的成型质量。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种人工挖孔桩结构，其具有钢筋笼在浇注混凝土时不易移位，进而有利于提高灌注桩成型质量的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

人工挖孔桩结构，包括桩孔、护壁以及钢筋笼，所述桩孔开设于地面，所述护壁固定连接于桩孔孔壁，所述钢筋笼位于桩孔内，所述护壁开设有若干固定孔，所述钢筋笼固定连接有若干与固定孔位置一一对应的固定筒，所述固定筒内滑移配合有与固定孔插接配合的固定杆，所述钢筋笼内设置有驱动固定杆沿固定筒滑移的传动机构。

通过采用上述技术方案，桩孔开挖完毕，将钢筋笼置于桩孔内后，通过传动机构使得固定杆沿固定筒滑移，以使得固定杆插入固定孔，进而对钢筋笼的位置进行固定，此时，向桩孔内灌注混凝土以形成所需灌注桩，多组固定孔与固定杆起到对钢筋笼的限位作用，当钢筋笼具有上浮的趋势时，多组固定杆分散了钢筋笼的应力，从而使得钢筋笼的受力更为均匀，工作人员向桩孔内浇注混凝土时，钢筋笼不易移位，从而有利于提高灌注桩的成型质量，同时，固定杆与固定孔的设置提高了钢筋笼与护壁之间的连接强度，从而有利于增强灌注桩成型后的整体强度，固定筒的设置使得固定杆可收纳于钢筋笼内，从而使得钢筋笼放置时，固定杆不易与护壁相触碰。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传动机构包括太阳齿轮、行星齿轮、主动转杆、从动转杆以及连接杆，所述太阳齿轮和行星齿轮均转动设置于钢筋笼内，所述行星齿轮绕太阳齿轮的轴线周向设置有若干，若干所述行星齿轮均与太阳齿轮相啮合，所述主动转杆竖直设置且固定连接于太阳齿轮，所述从动转杆与行星齿轮对应设置有若干，且若干所述从动转杆均沿竖直方向分别穿过个行星齿轮并与各行星齿轮螺纹配合，所述连接杆与固定杆对应设置有若干，各所述连接杆的一端分别铰接于固定杆，各所述连接杆的另一端分别铰接于各从动转杆。

通过采用上述技术方案，转动主动转杆，各从动转杆因行星齿轮与太阳齿轮间的啮合而进行竖直方向的运动，从而使得连接杆带动固定杆沿固定筒滑移，进而完成固定杆插入固定孔的过程，转动主动转杆即可将各固定杆插入各固定孔，使得工作人员将固定杆插入固定孔的操作简便。

本发明发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主动转杆靠近桩口孔口的一端固定连接有蜗轮，所述桩口孔口处可拆卸设置有驱动电机，所述驱动电机转轴的一端固定连接有蜗杆，所述蜗轮与蜗杆相啮合。

通过采用上述技术方案，驱动电机驱动其转轴进行转动时，主动转杆因蜗轮与蜗杆的啮合而随之一同转动，进而使得从动齿轮因太阳齿轮与行星齿轮的啮合而带动固定杆沿固定筒滑移，驱动电机的设置提高了主动转杆转动时的自动化程度，进而有利于提高工作人员的工作效率。

本发明发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固定杆的外侧壁开设有卡位孔，所述卡位孔的孔壁固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧远离卡位孔孔壁的一端固定连接有楔形块，所述楔形块的楔形面朝向固定筒设置，所述固定筒开设有定位孔，所述固定杆插入固定孔时，所述楔形块位于定位孔内。

通过采用上述技术方案，主动转杆转动时，从动转杆带动固定杆沿固定筒滑移，当楔形块抵触于固定筒时，楔形块受分力作用而向卡位孔内滑移，当固定杆插入固定孔后，楔形块穿出定位孔外，楔形块与定位块的配合使得固定杆插入固定孔后受到进一步的限位，从而有利于进一步提升固定杆插入固定孔后的稳定性。

本发明发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主动转杆与从动转杆外均固定设置有限位筒，各所述从动转杆与主动转杆均沿竖直方向穿过各限位筒并分别与各限位筒滑移配合。

通过采用上述技术方案，限位筒起到对主动转杆与从动转杆转动时的限位作用，从而使得各主动转杆与从动转杆转动时的位置不易偏移，进而有利于提高主动转杆与从动转杆转动时的稳定性。

本发明发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述行星齿轮与太阳齿轮竖直方向的两侧均设置限位板，所述限位板长度方向的两端均固定连接于钢筋笼。

通过采用上述技术方案，限位板的设置使得太阳齿轮驱动行星齿轮转动时，太阳齿轮与行星齿轮的位置不易偏移，从而有利于提高太阳齿轮驱动行星齿轮转动时的稳定性。

本发明发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述桩孔靠近底部的自由端沿桩孔轴线向外扩设有成型孔。

通过采用上述技术方案，成型孔的设置使得工作人员向桩孔内浇注混凝土后，成型混凝土桩底部面积较大，从而有利于增强成型混凝土桩的稳定性，同时，浇注混凝土时，混凝土先于成型孔内成型，进而对桩孔内的钢筋笼限位，从而有利于进一步防止钢筋笼上浮。

本发明发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述从动转杆靠近底部的自由端外均套设有卡位筒，所述卡位筒固定连接于钢筋笼，所述从动转杆沿竖直方向穿过卡位筒并与卡位筒滑移配合，所述从动转杆铰接设置有支撑杆，所述支撑杆的长度大于从动转杆到桩孔孔壁间的距离，所述支撑杆位于卡位筒内并与卡位筒滑移配合，所述支撑杆固定连接有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧的另一端固定连接于从动转杆。

通过采用上述技术方案，主动转杆转动使得从动转杆沿竖直方向运动时，支撑杆随从动转杆一同进行竖直方向的运动，当支撑杆脱离卡位筒时，支撑杆在伸缩弹簧的弹力作用下朝远离从动转杆的方向运动并插入成型孔中，从而有利于进一步提升灌注桩成型后的稳定性。

本发明发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述钢筋笼靠近桩孔孔口处固定连接有水平设置的导向杆，所述护壁的顶部开设有导向杆位置对应且与导向杆卡接配合的导向槽。

通过采用上述技术方案，的工作人员在向桩孔内放置钢筋笼时，导向杆与导向槽起到对钢筋笼起到导向作用，进而便于工作人员将钢筋笼移动至固定筒与固定孔正对的位置。

本发明的另一目的是提供一种挖孔桩灌注方法，其具有提高灌注桩成型质量的优点。

本发明的上述发明目的通过以下步骤得以实现的：

s1：清理场地，对桩孔测量定位，通过人工对孔位进行开挖，开挖桩孔时，在桩孔的孔壁架设钢板护壁；

s2：不断深挖桩孔并架设钢板护壁至所需设计深度，形成所需桩孔；

s3：对桩孔的孔底进行处理，保持桩孔底部的平整性；

s4：将钢筋笼吊装放置于成型桩孔中，使固定连接于钢筋笼上的导向杆位于开设在护壁顶部的导向槽内；

s5：安装电机使电机转轴上的蜗杆与靠近钢筋笼顶部设置的蜗轮相啮合；

s6：通过电机驱动其转轴转动，使得转动连接于于钢筋笼内的主动转杆转动，进而使得行星齿轮随固定连接于主动转杆的太阳齿轮一同转动，与行星齿轮螺纹配合的从动转杆带动铰接于从动转杆的连接杆一同向下运动，铰接于各连接杆一端的固定杆分别沿固定连接于钢筋笼的固定筒滑移并插入开设于护壁的各固定孔内；

s7：将电机拆下，通过浇注管道向桩孔内浇注混凝土。

通过采用上述技术方案，挖好桩孔后，对钢筋笼进行安装时，将导向杆插入导向槽即可使各固定筒移动至与各固定孔正对的位置，通过电机驱动主动转杆转动即可使各固定杆插入各固定孔，此时，各楔形块位于各卡位孔内，使得各固定杆所在位置固定牢固，浇注混凝土时，多组固定杆分散了钢筋笼的应力，从而使得钢筋笼的受力更为均匀，进而使得钢筋笼不易移位，从而有利于提高灌注桩的成型质量。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

工作人员向桩孔内浇注混凝土，钢筋笼具有上浮的趋势时，多组固定杆分散了钢筋笼的应力，使得钢筋笼的受力更为均匀，进而使得钢筋笼不易移位，从而有利于提高灌注桩的成型质量；

工作人员通过电机驱动主动转杆转动即可使各固定杆分别插入各固定孔，使得工作人员的操作简便，工作效率较高；

各固定杆插入各固定孔后，楔形块穿出定位孔外，楔形块与定位块的配合使得固定杆插入固定孔后受到进一步的限位，从而有利于进一步提升固定杆插入固定孔后的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中护壁的剖视结构示意图；

图3是图2中a部分的局部放大示意图；

图4是图2中b部分的局部放大示意图；

图5是图2中c部分的局部放大示意图；

图6是图2中d部分的局部放大示意图。

图中，1、桩孔；2、护壁；3、钢筋笼；301、主筋；302、箍筋；4、固定孔；5、固定筒；6、固定杆；7、传动机构；701、太阳齿轮；702、行星齿轮；703、主动转杆；704、从动转杆；705、连接杆；8、卡位孔；9、复位弹簧；10、楔形块；11、定位孔；12、限位板；13、蜗轮；14、支架；15、插杆；16、电机；17、蜗杆；18、限位块；19、限位筒；20、从动杆；21、主动杆；22、成型孔；23、卡位筒；24、卡位杆；25、支撑杆；26、伸缩弹簧；27、导向杆；28、导向槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1及图2，为本发明公开的一种人工挖孔桩结构，包括桩孔1、护壁2以及钢筋笼3，桩孔1开设于地面，护壁2优选为钢板护壁，钢板护壁固定架设于桩孔1的孔壁，以防止桩孔1的坍塌，钢筋笼3位于桩孔1内，钢筋笼3包括呈圆形分布的若干主筋301和固定连接于若干主筋301外的箍筋302。

参照图2及图3，护壁2远离桩孔1孔壁的一面开设有沿竖直方向分布的三个固定孔4，三个固定孔4沿桩孔1轴线的周向均匀设置有四组，主筋301固定连接有与固定孔4位置一一对应且呈水平设置的固定筒5，固定筒5内滑移配合有与固定孔4插接配合的固定杆6，钢筋笼3内设置有驱动固定杆6沿固定筒5滑移的传动机构7，以使得固定杆6插入固定孔4，进而对钢筋笼3的位置进行固定，为便于固定杆6插入固定孔4，固定杆6朝向固定孔4的一端呈尖端设置。

参照图3，固定杆6的外侧壁开设有卡位孔8，卡位孔8远离其空口的孔壁固定连接有复位弹簧9，复位弹簧9远离卡位孔8孔壁的一端固定连接有楔形块10。楔形块10的楔形面穿出卡位孔8外并朝向固定筒5设置，以使得固定杆6朝向固定筒5滑移时，楔形块10受力朝卡位孔8内滑移，固定筒5靠近固定孔4的侧壁开设有与楔形块10卡接配合的定位孔11，固定杆6插入固定孔4时，楔形块10在在复位弹簧9的弹力作用下弹出卡位孔8外并位于定位孔11内，以对固定杆6的位置进一步固定。

参照图2及图4，传动机构7包括太阳齿轮701、行星齿轮702、主动转杆703、从动转杆704以及连接杆705，太阳齿轮701和行星齿轮702均转动设置于钢筋笼3内，行星齿轮702绕太阳齿轮701的轴线周向分布有四个，且四个行星齿轮702均与太阳齿轮701相啮合，以使得太阳齿轮701转动时，行星齿轮702随之一同转动。

继续参照图2及图4，行星齿轮702与太阳齿轮701竖直方向的两侧均设置有限位板12，限位板12呈长条状，且限位板12长度方向的两端分别固定连接于箍筋302，限位板12沿水平方向间隔设置有多个，限位板12起到对太阳齿轮701和行星齿轮702的限位作用，从而使得太阳齿轮701和行星齿轮702转动时不易在竖直方向滑移。

结合图5，主动转杆703竖直设置且固定连接于太阳齿轮701，主动转杆703的一端延伸至靠近桩孔1孔口的位置，且主动转杆703靠近桩孔1孔口的一端固定连接有水平设置的蜗轮13，桩孔1孔口处放置有支架14，支架14的底部具有四根插杆15，插杆15均插入地面，以使得支架14的固定稳固，支架14固定连接有电机16，电机16的转轴固定连接有蜗杆17，蜗杆17与蜗轮13相啮合，电机16驱动其转轴进行转动即可使得主动转杆703进行转动，使得工作人员转动主动转杆703的操作简便。

参照图2及图4，从动转杆704与行星齿轮702对应设置有四根，且从动转杆704分别沿竖直方向穿过各从动转杆704并与各从动转杆704螺纹配合（螺纹未示出），连接杆705与固定杆6对应设置有若干，各连接杆705的一端分别铰接于各固定杆6，各连接杆705的另一端分别铰接于靠近各固定杆6的从动转杆704，以使得行星齿轮702转动时，从动转杆704在固定杆6与固定筒5的周向限位作用下进行竖直方向的运动，并通过连接杆705带动固定杆6在固定筒5内滑移，使固定杆6插入固定孔4，从而完成对钢筋笼3的固定。

结合图5及图6，从动转杆704的一端延伸至桩孔1的孔底设置，且从动转杆704靠近桩孔1孔底的一端呈尖端设置，以使得从动转杆704沿竖直方向插入桩孔1孔底，从而进一步对钢筋笼3的位置固定，从动转杆704的另一端固定连接有限位块18，以使得从动转杆704沿竖直方向滑移时，不易脱离行星齿轮702。

参照图2及图3，为使主动转杆703与从动转杆704转动时不易在水平方向上发生滑移，主动转杆703与从动转杆704外均设置有限位筒19，各从动转杆704与主动转杆703分别沿竖直方向穿过各限位筒19并分别与各限位筒19滑移配合，从动转杆704外套设的限位筒19沿竖直方向分布有三组，且三组限位筒19均外均通过焊接固定有三根从动杆20，各从动杆20远离各限位筒19的一端均通过焊接固定于主筋301，以使得从动转杆704外的限位筒19位置固定，主动转杆703外套设的限位筒19沿竖直方向分布有两个，且两个限位筒19均通过焊接固定有四根主动杆21，四根主动杆21远离限位筒19的一端分别固定连接于四根从动转杆704，以使得限位筒19位置固定的同时，增强四根从动转杆704间的连接强度，使其更稳固的同步进行竖直方向的运动。

参照图2及图6，桩孔1靠近底部的自由端沿桩孔1向外扩设有成型孔22，以使得成型桩的底部面积增大，进而增强成型桩的结构强度，各从动转杆704靠近底部的自由端外均套设有卡位筒23，各从动转杆704分别沿竖直方向穿过各卡位筒23并与各卡位筒23滑移配合，卡位筒23外通过焊接固定有三根卡位杆24，卡位杆24远离卡位筒23的一端均通过焊接固定于主筋301，以使得卡位筒23的位置固定，从动转杆704铰接设置有支撑杆25，支撑杆25位于卡位筒23内并与卡位筒23滑移配合，支撑杆25的长度大于其所在从动转杆704到桩孔1孔壁的距离，支撑杆25与从动转杆704的铰接点朝向桩孔1孔壁设置，以使得支撑杆25滑出卡位筒23后可伸入成型孔22内，进而增强成型桩的整体强度。

参照图6，支撑杆25远离从动转杆704的一端呈尖端设置，以便于支撑杆25插入成型孔22的孔底，支撑杆25与从动转杆704之间设置有伸缩弹簧26，伸缩弹簧26的一端固定连接于支撑杆25，另一端固定连接于从动转杆704，以使得支撑杆25滑移出卡位筒23后，在伸缩弹簧26的弹力作用下弹入成型孔22的孔底。

参照图2及图5，为便于工作人员对钢筋笼3的位置进行定位安装，钢筋笼3靠近桩孔1孔口处的位置通过焊接固定有两根根水平设置的导向杆27，两根导向杆27的一端均穿出钢筋笼3外，护壁2的顶部开设有与导向杆27卡接配合的导向槽28，导向杆27卡接于导向槽28内时，各固定筒5与固定孔4的位置正对。

具体地，人工挖孔桩结构的挖孔桩灌注方法，其操作步骤如下：

s1：清理场地，对桩孔1测量定位，通过人工对孔位进行开挖，开挖桩孔1时，在桩孔1的孔壁架设钢板护壁2；

s2：不断深挖桩孔1并架设钢板护壁2至所需设计深度，形成所需桩孔1；

s3：对桩孔1的孔底进行处理，保持桩孔1底部的平整性，从而使得钢筋笼3置于桩孔1后的位置平稳；

s4：将钢筋笼3吊装放置于成型的所需桩孔1中，使固定连接于钢筋笼3上的导向杆27卡入开设在护壁2顶部的导向槽28内；

s5：放置好固定安装于支架14上的电机16，并使电机16转轴上的蜗杆17与靠近钢筋笼3顶部设置的蜗轮13相啮合，以使得蜗轮13随电机16的转轴一同转动；

s6：通过电机16驱动其转轴转动，使得转动连接于于钢筋笼3内的主动转杆703随蜗轮13一同转动，进而使得行星齿轮702随固定连接于主动转杆703的太阳齿轮701一同转动，与行星齿轮702螺纹配合的从动转杆704带动铰接于从动转杆704的连接杆705一同向下运动，铰接于各连接杆705一端的固定杆6分别沿固定连接于钢筋笼3的固定筒5滑移并插入开设于护壁2的各固定孔4内；

s7：将固定安装有电机16的支架14取下，通过浇注管道向桩孔1内浇注混凝土。

上述实施例的实施原理为：桩孔1开挖完毕，将钢筋笼3置于桩孔1内后，通过电机16使得主动转杆703转动，从动转杆704进行竖直方向的运动，从而带动固定杆6沿固定筒5滑移，以使得固定杆6插入固定孔4，楔形块10插入定位孔11，进而对钢筋笼3的位置进行稳固固定，此时，向桩孔1内灌注混凝土以形成所需灌注桩，多组固定孔4与固定杆6起到对钢筋笼3的限位作用，当钢筋笼3具有上浮的趋势时，多组固定杆6分散了钢筋笼3的应力，从而使得钢筋笼3的受力更为均匀，工作人员向桩孔1内浇注混凝土时，钢筋笼3不易移位，从而有利于提高灌注桩的成型质量。

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。