一种静压沉桩结构的施工装置及其安装方法与流程

本发明涉及静压桩技术领域，具体涉及一种静压沉桩结构的施工装置及其安装方法。

背景技术：

静压桩是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将预制桩压入土中的沉桩工艺，静压桩的种类较多，如微型钢管桩和灌注桩等，其中微型钢管桩因为桩径小，适用于平坦地区或者软土地形，但是对于土质较硬或者不平整的地形往往达不到设计要求，反而是灌注桩工艺显得更有优势，但是灌注桩存在桩大对周边地形的挤压大，桩周围的土层变形大，容易造成周边桩基的倾斜，尤其是在进入土层的过程中，竖直度不好的情况下，对周边土层和桩基的影响更大，而且由于现有的灌注桩在提起护筒之后，主要是采用震动来提高混凝土与周边土壤的结合，结合力较差。

为此，有必要对灌注桩进行改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：现有的灌注桩由于桩径大以及入土时竖直度不好对地形的挤压变形大，且护筒拆除之后使得混凝土与周边土层的结合力较差。

本发明通过下述技术方案实现：

一种静压沉桩结构的施工装置，包括静压装置和护筒，所述静压装置用于将护筒压入土层中并且上提所述护筒，所述护筒的外侧壁设置多个内凹部，所述内凹部贯穿所述护筒，所述内凹部朝护筒的外侧壁开口，所述内凹部中设置有注浆管，所述护筒的底部设置有桩靴。

本发明的设计原理为：将护筒上设置内凹部，底部设置桩靴，桩靴的设置能帮助护筒更好地进入桩地，桩靴带动护筒进入土层使得护筒对周边的土层产生挤压，在进入土层后，开口的内凹部不会对土层挤压，从而会使得土层适当恢复形变，减少形变，而在护筒进入到预设的土层深度后，插入注浆管进行注浆，在护筒中也进行混凝土浇筑，从而使得护筒周边有混凝土与土层结合，护筒中的混凝土在提升护筒时，混凝土逐渐流动并与护筒外的混凝土相遇，使得混凝土能更快地充满桩体，且与周边土层的结合力更好。

本发明优选一种静压沉桩结构的施工装置，所述内凹部呈圆弧形，所述内凹部沿所述护筒径向的尺寸大于所述注浆管的直径，这样便于注浆管插入进行注浆操作。

本发明优选一种静压沉桩结构的施工装置，所述内凹部的顶端低于所述护筒的顶端，所述内凹部在护筒的内部形成台阶。

本发明优选一种静压沉桩结构的施工装置，所述静压装置包括支架、液压缸和抱压装置，所述液压缸和所述抱压装置连接，所述液压缸包括第一液压缸和第二液压缸，所述抱压装置包括抱箍和压板，所述抱箍与所述第一液压缸连接，所述压板与第二液压缸连接，在下压护筒时，所述压板抵住所述护筒的台阶，所述压板的直径大于所述内凹部的内切圆的直径而小于所述护筒的直径，所述抱箍连接所述护筒的侧壁。

本发明优选一种静压沉桩结构的施工装置，所述第一液压缸和第二液压缸均为三个，所述第一液压缸和第二液压缸间隔布置。

本发明在护筒的竖直固定上，采用抱和顶结合的方式，一方面是抱箍抱住护筒的外壁，另一方面是压板顶住台阶，在护筒下压过程中，第一液压缸对抱箍，第二液压缸对压板同时对护筒向下施力，这样能更好地保持护筒的垂直度。

本发明优选一种静压沉桩结构的施工装置，还包括内管，所述内管用于挤压护筒内的混凝土。

一种静压沉桩结构的施工装置的安装方法，包括如下步骤：

步骤1：将护筒安装在抱箍上，调节第二液压缸使得压板抵住所述护筒的台阶，下压所述护筒到预设位置；

步骤2：将注浆管插入到所述内凹部中；

步骤3：松开护筒，并向上移动抱箍和压板，向所述护筒中置入钢筋笼，一边向上提护筒，一边浇筑混凝土，同时向所述注浆管中注入弹性混凝土；

步骤4：注浆完成后，采用震动装置对混凝土进行震动成桩。

本发明在下压护筒时，内凹部减少护筒对周边土层的挤压变形，而护筒达到预定桩位时，插入注浆管注入弹性混凝土，并且在逐渐提拉护筒的情况下，在护筒内浇筑混凝土，一方面弹性混凝土有利于提高与周边土层的结合，且相比普通混凝土能减少对土层的挤压，另一方面，在护筒提拉后，护筒中浇筑的混凝土与弹性混凝土相遇结合，在内凹部附近形成外侧具有弹性，内层高强度的混凝土，提高灌注桩对土层的适应能力，减少周边土层的变形效应。

本发明优选一种静压沉桩结构的施工装置的安装方法，所述步骤3中所述注浆管注浆时弹性混凝土的上升速度大于所述护筒的上提速度，这样可以保证与土层接触的内凹部处能填充到弹性混凝土。

本发明优选一种静压沉桩结构的施工装置的安装方法，所述步骤3中，在置入钢筋笼之前，先将内筒安装在抱箍上，并在护筒中注入混凝土，并下压内筒，使得内筒对混凝土进行挤压，内筒下压可以让护筒内的混凝土从护筒的底部挤出，并在内筒的挤压下，向周边扩散，形成粗大的桩底，提高灌注桩的锚固性。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过在护筒的外侧壁设置多个竖直的内凹部，在送入护筒进入土层的过程中能减少对周边土层的挤压，而在灌注时，通过注浆管在内凹部注入弹性混凝土，在成桩后也能减缓对周边土层的挤压变形。

2、本发明在注浆时，护筒外的弹性混凝土和护筒内的混凝土同时注浆，可以使得桩体的混凝土分布更均匀和饱满，增加与土层的结合力。

3、本发明在护筒的底部通过内凹部形成台阶，在入桩地时，采用抱护筒和抵住台阶的方式，能有效保证护筒下土的垂直度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的护筒下土时的结构示意图。

图2为本发明的内筒下压时的结构示意图。

图3为本发明护筒的立体结构示意图。

图4为本发明护筒的端部结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-护筒，2-内凹部，3-注浆管，4-桩靴，5-台阶，6-支架，7-第一液压缸，8-第二液压缸，9-抱箍，10-压板，11-内筒。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-图4所示，一种静压沉桩结构的施工装置，包括静压装置和护筒1，所述静压装置用于将护筒1压入土层中并且上提所述护筒1，所述护筒1的外侧壁设置多个内凹部2，所述内凹部2贯穿所述护筒1，所述内凹部2朝护筒1的外侧壁开口，所述内凹部2中设置有注浆管3，所述护筒1的底部设置有桩靴4。

所述内凹部2呈圆弧形，所述内凹部2沿所述护筒1径向的尺寸大于所述注浆管3的直径，这样便于注浆管3插入进行注浆操作。

所述静压装置包括支架6、液压缸和抱压装置，所述液压缸和所述抱压装置连接，所述护筒1通过抱压装置入土，本实施例中的抱压装置采用现有技术即可。

将护筒1上设置内凹部2，底部设置桩靴4，桩靴4的设置能帮助护筒1更好地进入桩地，桩靴4带动护筒1进入土层使得护筒1对周边的土层产生挤压，在进入土层后，开口的内凹部2不会与土层接触，从而会使得土层适当恢复形变，减少形变，而在护筒1进入到预设的土层深度后，插入注浆管3进行注浆，在护筒1中也进行混凝土浇筑，从而使得护筒1周边有混凝土与土层结合，护筒1中的混凝土在提升护筒1时，混凝土逐渐流动并与护筒1外的混凝土相遇，使得混凝土能更快地充满桩体，且与周边土层的结合力更好。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，所述内凹部2的顶端低于所述护筒1的顶端，所述内凹部2在护筒1的内部形成台阶5，并且对静压装置进行改进。

所述静压装置包括支架6、液压缸和抱压装置，所述液压缸和所述抱压装置连接，所述液压缸包括第一液压缸7和第二液压缸8，所述抱压装置包括抱箍9和压板10，所述抱箍9与所述第一液压缸7连接，所述压板10与第二液压缸8连接，在下压护筒1时，所述压板10抵住所述护筒1的台阶5，所述压板10的直径大于所述内凹部2的内切圆的直径而小于所述护筒1的直径，所述抱箍9连接所述护筒1的侧壁。

所述第一液压缸7和第二液压缸8均为三个，所述第一液压缸7和第二液压缸8间隔布置。

本发明在护筒1的竖直固定上，采用抱和顶结合的方式，一方面是抱箍9抱住护筒1的外壁，另一方面是压板10顶住台阶5，这样能更好地保持竖直度。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于，本装置还包括内管，所述内管用于挤压护筒1内的混凝土，内筒11下压可以让护筒1内的混凝土从护筒1的底部挤出，并在内筒11的挤压下，向周边扩散，形成粗大的桩底，提高灌注桩的锚固性。

实施例4

一种静压沉桩结构的施工装置的安装方法，包括如下步骤：

步骤1：将护筒1安装在抱箍9上，调节第二液压缸8使得压板10抵住所述护筒1的台阶5，下压所述护筒1到预设位置；

步骤2：将注浆管3插入到所述内凹部2中；

步骤3：松开护筒1，并向上移动抱箍9和压板10，向所述护筒1中置入钢筋笼，一边向上提护筒1，一边浇筑混凝土，同时向所述注浆管3中注入弹性混凝土，所述弹性混凝土为聚氨酯混凝土；

步骤4：注浆完成后，采用震动装置对混凝土进行震动成桩。

本发明在下压护筒1时，内凹部2减少护筒1对周边土层的挤压变形，而护筒1达到预定桩位时，插入注浆管3注入弹性混凝土，并且在逐渐提拉护筒1的情况下，在护筒1内浇筑混凝土，一方面弹性混凝土有利于提高与周边土层的结合，且相比普通混凝土能减少对土层的挤压，另一方面，在护筒1提拉后，护筒1中浇筑的混凝土与弹性混凝土相遇结合，在内凹部2附近形成外侧具有弹性，内层高强度的混凝土，提高灌注桩对土层的适应能力，减少周边土层的变形效应。

所述步骤3中所述注浆管3注浆时弹性混凝土的上升速度大于所述护筒1的上提速度，这样可以保证与土层接触的内凹部2处能填充到弹性混凝土。

所述步骤3中，在置入钢筋笼之前，先将内筒11安装在抱箍9上，并在护筒1中注入混凝土，并下压内筒11，使得内筒11对混凝土进行挤压，内筒11下压可以让护筒1内的混凝土从护筒1的底部挤出，并在内筒11的挤压下，向周边扩散，形成粗大的桩底，提高灌注桩的锚固性。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。