一种钢管桩系统及方法与流程

本发明属于建筑施工技术领域，涉及到建筑物地基、桥地基等土木建筑领域使用的钢管桩加固技术。

背景技术：

钢管桩用于支承例如建筑物、道路、桥梁等土木建筑物或构筑物而在地基上进行施工。此时。有如利用压力机连续向钢管桩施加作用力使钢管桩压入地下符合要求的深度、使用全旋转式机械旋转压入装置使钢管桩旋转向地基压入。

现有技术中钢管桩在沉桩过程中一般采用间歇性施力的方法将钢管桩压入地下,所谓的间歇性施力是指向钢管桩施加一次作用力，钢管桩下沉段距离，然后再隔一段时间向钢管桩施加第二次作用力，以此循环直到钢管桩下沉深度符合要求，该方案中的间歇性施力方式在实际操作过程中，钢管桩的上端容易损坏，即钢管桩的上端由于频繁受到冲击载荷而产生塑性变形，为减小钢管桩的上端因冲击引起的塑性变形，所以一般在钢管桩施力沉桩完成后进一步进行的预堆载，直到满足后续施工要求。

技术实现要素：

本发明旨在发明一种钢管桩系统及方法，通过在现有的钢管桩的基础上，设置钢板伸缩机构以及驱动机构，使得在钢管桩施力沉桩完成后，增大钢管桩与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种钢管桩系统，包括：钢管桩、钢板伸缩机构以及驱动机构，所述钢板伸缩机构包括钢板与导槽，所述导槽设置于所述钢管桩上，所述钢板的一端与驱动机构连接，所述钢板的另一端伸入所述导槽内部，在驱动机构的作用下所述钢板的另一端能够沿着导槽回缩至钢管桩内或者沿着导槽向外伸展并插至钢管桩外侧的地基内。

优选的，在上述的钢管桩系统中，所述驱动机构包括齿轮、齿条、曲柄以及连接杆，所述齿条设置于钢管桩内并位于钢管桩的中心轴上，所述齿轮与齿条相啮合，所述曲柄的一端与齿轮的中心轴同轴连接，所述曲柄的另一端伸至钢管桩的外侧供施工人员握持，所述连接杆的上端分别与所述齿条的下端铰接，所述钢板的一端与所述连接杆的下端铰接，通过转动曲柄能够使得齿条上下移动，齿条的上下移动能够带动钢板沿着导槽回缩至钢管桩内或者沿着导槽向外伸展并插至钢管桩外侧的地基内。

优选的，在上述的钢管桩系统中，所述连接杆的数量为两个，对称设置于所述齿条的两侧，两个连接杆之间的夹角大小能够随着齿条的上下移动变化，所述钢板伸缩机构的数量为两个，两个钢板伸缩机构对称设置于所述钢管桩上。

优选的，在上述的钢管桩系统中，还包括两块连接板，所述连接板的上端分别与对应的连接杆的下端铰接，两个钢板伸缩机构的下方分别设有若干钢板伸缩机构，钢板伸缩机构中的钢板的一端铰接于对应的连接板上，另一端伸入对应的导槽内。

优选的，在上述的钢管桩系统中，上下相邻的钢板伸缩机构等间距设置。

优选的，在上述的钢管桩系统中，所述钢板的一端与所述连接杆或者连接板通过柱铰铰接，所述齿条与所述连接杆通过球铰铰接。

优选的，在上述的钢管桩系统中，所述钢板的长度是钢管桩的半径的1.5-2倍，所述钢板的厚度是导槽深度的1/5-1/8。

优选的，在上述的钢管桩系统中，所述齿轮的两侧分别设有一所述曲柄。

优选的，在上述的钢管桩系统中，钢管桩的上端设有钢管桩头、钢管桩的下端设有桩靴。

本发明还公开了一种钢管桩系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤1，准备上所述的钢管桩系统；

步骤2，钢管桩沉桩；

步骤3，通过转动曲柄，使得齿轮带动齿条向下移动，使得钢板沿着导槽向外伸展并插至钢管桩外侧的地基内；

步骤4，施工完成后，反向转动曲柄，使得齿轮带动齿条向上移动，使得所述钢板的另一端能够沿着导槽回缩至钢管桩内；

步骤5，回收钢管桩系统。

由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

综上所述，本发明提供的一种钢管桩系统及方法，采用钢管桩、钢板伸缩机构以及驱动机构，所述钢板伸缩机构包括钢板与导槽，所述导槽设置于所述钢管桩上，所述钢板的一端与驱动机构连接，所述钢板的另一端伸入所述导槽内部，在驱动机构的作用下所述钢板的另一端能够沿着导槽回缩至钢管桩内或者沿着导槽向外伸展并插至钢管桩外侧的地基内，通过在现有的钢管桩的基础上，设置钢板伸缩机构以及驱动机构，使得在钢管桩施力沉桩完成后，增大钢管桩与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。另外，对于一些软弱地基，采用该形式可减小钢管桩压入深度，减少桩头因频繁受到冲击荷载所导致的塑性变形。

附图说明

图1是本发明一种钢管桩系统的结构示意图。

图2是本发明一种钢管桩系统的内部剖视图之一。

图3是本发明一种钢管桩系统的内部剖视图之二。

图4是本发明中连接杆与齿条以及钢板的连接示意图。

图5是本发明中连接杆的结构示意图。

图6是图5的侧视示意图。

图中：1-钢管桩、2-钢板、3-导槽、4-齿轮、5-齿条、6-曲柄、7-连接杆、8-连接板、9-柱铰、10-球铰、11-钢管桩头、12-桩靴。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

请参阅图1至图6，本实施例提供了一种钢管桩系统，包括：钢管桩1、钢板2伸缩机构以及驱动机构，所述钢板2伸缩机构包括钢板2与导槽3，所述导槽3设置于所述钢管桩1上，所述钢板2的一端与驱动机构连接，所述钢板2的另一端伸入所述导槽3内部，在驱动机构的作用下所述钢板2的另一端能够沿着导槽3回缩至钢管桩1内或者沿着导槽3向外伸展并插至钢管桩1外侧的地基内，通过在现有的钢管桩1的基础上，设置钢板2伸缩机构以及驱动机构，使得在钢管桩1施力沉桩完成后，增大钢管桩1与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。另外，对于一些软弱地基，采用该形式可减小钢管桩1压入深度，减少桩头因频繁受到冲击荷载所导致的塑性变形。

优选的，在上述的钢管桩系统中，所述驱动机构包括齿轮4、齿条5、曲柄6以及连接杆7，所述齿条5设置于钢管桩1内并位于钢管桩1的中心轴上，所述齿轮4与齿条5相啮合，所述曲柄6的一端与齿轮4的中心轴同轴连接，所述曲柄6的另一端伸至钢管桩1的外侧供施工人员握持，所述连接杆7的上端分别与所述齿条5的下端铰接，所述钢板2的一端与所述连接杆7的下端铰接，通过转动曲柄6能够使得齿条5上下移动，齿条5的上下移动能够带动钢板2沿着导槽3回缩至钢管桩1内或者沿着导槽3向外伸展并插至钢管桩1外侧的地基内。通过转动曲柄6，可以使得齿轮4带动齿条5向下移动，从而使得钢板2沿着导槽3向外伸展并插至钢管桩1外侧的地基内；通过反向转动曲柄6，可以使得齿轮4带动齿条5向上移动，从而使得所述钢板2的另一端能够沿着导槽3回缩至钢管桩1内。

为了使得钢管桩1的两侧的受力均匀，使得钢管桩1更加稳定的固定于地基中，优选的，在上述的钢管桩系统中，所述连接杆7的数量为两个，对称设置于所述齿条5的两侧，两个连接杆7之间的夹角大小能够随着齿条5的上下移动变化，所述钢板2伸缩机构的数量为两个，两个钢板2伸缩机构对称设置于所述钢管桩1上。

优选的，在上述的钢管桩系统中，还包括两块连接板8，所述连接板8的上端分别与对应的连接杆7的下端铰接，两个钢板2伸缩机构的下方分别设有若干钢板2伸缩机构，钢板2伸缩机构中的钢板2的一端铰接于对应的连接板8上，另一端伸入对应的导槽3内，通过增加钢板2伸缩机构的数量，可以进一步增大钢管桩1与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。

优选的，在上述的钢管桩系统中，上下相邻的钢板2伸缩机构等间距设置，从而使得钢管桩1的两侧的受力更加均匀，使得钢管桩1更加稳定的固定于地基中。

优选的，在上述的钢管桩系统中，所述钢板2的一端与所述连接杆7或者连接板8通过柱铰9铰接，以提高钢板2与连接杆7之间的连接稳定性，所述齿条5与所述连接杆7通过球铰10铰接，方便连接杆7相对齿条5转动。

为了钢板2能够顺利回缩至钢管桩1内并且使得钢板2的伸出长度满足要求，优选的，在上述的钢管桩系统中，所述钢板2的长度是钢管桩1的半径的1.5-2倍，所述钢板2的厚度是导槽3深度的1/5-1/8。

优选的，在上述的钢管桩系统中，钢管桩1的上端

优选的，在上述的钢管桩系统中，所述齿轮的两侧分别设有一所述曲柄，一方面可以使得齿轮稳定架设于钢管桩内，另一方面方便施工人员握持。

设有钢管桩头11、钢管桩1的下端设有桩靴12。

请继续参阅图1至图6，如上所述钢管桩系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤1，准备上所述的钢管桩系统；

步骤2，钢管桩1沉桩；

步骤3，通过转动曲柄6，使得齿轮4带动齿条5向下移动，使得钢板2沿着导槽3向外伸展并插至钢管桩1外侧的地基内；

步骤4，施工完成后，反向转动曲柄6，使得齿轮4带动齿条5向上移动，使得所述钢板2的另一端能够沿着导槽3回缩至钢管桩1内；

步骤5，回收钢管桩系统。

综上所述，本发明提供的一种钢管桩系统及使用方法，采用钢管桩1、钢板2伸缩机构以及驱动机构，所述钢板2伸缩机构包括钢板2与导槽3，所述导槽3设置于所述钢管桩1上，所述钢板2的一端与驱动机构连接，所述钢板2的另一端伸入所述导槽3内部，在驱动机构的作用下所述钢板2的另一端能够沿着导槽3回缩至钢管桩1内或者沿着导槽3向外伸展并插至钢管桩1外侧的地基内，通过在现有的钢管桩1的基础上，设置钢板2伸缩机构以及驱动机构，使得在钢管桩1施力沉桩完成后，增大钢管桩1与地基的接触面积，缩短预堆载时间，有效减小钢管桩系统支承建筑物或构筑物时所产生的沉降。另外，对于一些软弱地基，采用该形式可减小钢管桩1压入深度，减少桩头因频繁受到冲击荷载所导致的塑性变形。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。