用于基坑斜支撑施工的芯桩托架的制作方法

1.本实用新型涉及基坑支护技术领域，具体讲是一种用于基坑斜支撑施工的芯桩托架。


背景技术：

2.在基坑支护技术领域中，随着基坑斜支撑的大力推广与应用，倾斜钻孔旋喷植桩设备及辅助装置越来越引起技术人员的关注。
3.目前应用得较多的斜支撑，从下至上，一般结构是基坑底板以下由水泥土旋喷搅拌桩包覆的钢格构柱、钢管桩或钢筋混凝土预制管桩等芯桩构成的组合斜桩，与组合斜桩顶端连接的基坑底板以上的钢格构柱或钢管桩构成的钢支撑，钢支撑顶端与基坑围护墙或基坑围护排桩顶端的压顶围梁的钢牛腿固定连接。
4.而现有技术施工上述斜支撑的倾斜钻孔旋喷搅拌植桩设备，一般包括支撑在基坑地坪面上的主机的底盘或称底座，底盘一般包括行走机构如纵移机构和横移机构；底盘上安装有钻孔旋喷搅拌植桩用斜撑架或称导向架，底盘与斜撑架之间有斜撑架角度调节油缸；斜撑架上有动力头和压桩帽或称夹持芯桩或钢支撑的夹具，斜撑架上有接钻杆或拆卸钻杆用的油缸，底盘和斜撑架上有两组用于驱动动力头及压桩帽沿斜撑架直线移动且由卷扬机、钢丝绳及滑轮组构成的驱动机构，一组放、另一组收，驱动动力头带着钻杆往下钻、压桩帽将芯桩或钢支撑往下压，或一组收、另一组放，驱动动力头带着钻杆和压桩帽复位；钻杆内安装有与水泥浆料源及泵连通的高压水泥浆料输浆管和位于钻头处的喷浆口，钻头下钻喷浆口喷浆及芯桩和钢支撑推进同步进行。所述的高压如输浆管压力和喷浆口压力均为20-35mpa。
5.但实际施工过程中，以上现有技术的倾斜钻孔旋喷搅拌植桩设备仍存以下不足：由于钻杆是倾斜钻进、芯桩和钢支撑如钢格构柱或钢管桩也是倾斜推进，又由于钻杆和芯桩进入土体内的长度较长如地坪面至基坑底板约8米深，基坑底板至预定底标高约18米深，共约26米深，而现有技术芯桩随钻头倾斜向下推进时，由于芯桩下端尤其是底端悬空而无任何支撑，不可避免地出现芯桩下端下垂、芯桩与水泥土旋喷搅拌桩不同心即水泥土旋喷搅拌桩对芯桩的保护厚度不均匀等现象，直接影响组合斜桩和钢支撑即基坑斜支撑的设计强度和承载能力，难以保证斜支撑具有很高的抵御基坑围护墙或基坑围护排桩及压顶围梁所承受的土体侧压力的能力，甚至存在基坑塌陷的安全隐患，亟待改进。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能防止芯桩下端下垂且芯桩与水泥土旋喷搅拌桩同心度好、水泥土旋喷搅拌桩保护厚度均匀的用于基坑斜支撑施工的芯桩托架。
7.本实用新型的技术解决方案是，提供一种用于基坑斜支撑施工的芯桩托架，所述的芯桩托架固定在芯桩下端的外壁上，芯桩托架为一个或多个，芯桩托架包括支撑在成孔
体孔壁上的弧形托板和固定在弧形托板下端的上大下小的锥弧形托板。
8.采用以上结构后，本实用新型用于基坑斜支撑的芯桩下端的芯桩托架具有以下优点：由于芯桩托架的弧形板可以预设为支撑在成孔体的孔壁上，使得芯桩托架的弧形托板正好位于成孔体的原土层与水泥浆料搅拌体的分界线上，可使芯桩托架的弧形板始终沿孔壁直线下滑，这样，芯桩托架托住芯桩下端，设于钻杆下端并与钻杆同轴线的钻头钻进和芯桩及钢支撑推进过程能防止甚至避免芯桩下端下垂，使芯桩与成孔体基本同轴线，即芯桩与水泥土旋喷搅拌桩基本同轴线，从而使包覆芯桩的水泥土旋喷搅拌桩的厚度均匀，即使水泥土旋喷搅拌桩对芯桩的保护厚度均匀，大幅度提高了组合斜桩和钢支撑即基坑斜支撑的设计强度和承载能力，很好地保证了基坑斜支撑具有很高的抵御基坑围护墙或基坑围护排桩及压顶围梁所承受的土体侧压力的能力，基本上消除了基坑塌陷的安全隐患。
9.进一步地，所述的弧形托板为半圆形托板，半圆形托板固定在芯桩外壁的底部，半圆形托板的半圆与成孔体的圆同圆心，锥弧形托板为半圆锥形托板，半圆形托板支撑在成孔体的下半孔壁上，半圆锥形托板上有一个或多个供泥浆穿过的第一通孔以利于向下推进。采用以上结构后，由于半圆形托板的半圆与成孔体的圆同圆心，芯桩托架的弧形托板位于成孔体的原土层与水泥浆搅拌体的分界线上的精确度更高，芯桩托架的弧形板始终沿下半孔壁直线下滑，进一步防止了芯桩下端下垂，使芯桩与成孔体的同心度更好，使芯桩与水泥土旋喷搅拌桩的同心度即同轴线度更好，进一步保证了包覆芯桩的水泥土旋喷搅拌桩厚度均匀性。进一步提高了组合斜桩和钢支撑即基坑斜支撑的设计强度和承载能力、基坑围护体系抵御土体侧压力的能力，进一步消除了基坑塌陷的安全隐患。
10.进一步地，本实用新型用于基坑斜支撑施工的芯桩托架，还包括固定在芯桩外壁顶部并对称支撑在成孔体的上半孔壁上的两块第一小半圆形托板，每块第一小半圆形托板下端固定有一第一小半圆锥形托板，每块第一小半圆形托板和第一小半圆锥形托板均经一连接板焊接在芯桩外壁上；所述的半圆形托板和半圆锥形托板经多块连接板焊接在芯桩外壁上。采用以上结构，在一块半圆形弧形托板支撑下半孔壁的基础上，再增加同圆心的支撑在上半孔壁上的两块第一小半圆形托板，使芯桩托架的弧形托板位于成孔体的原土层与水泥浆搅拌体的分界线上的精确度更高，芯桩托架的弧形板始终沿孔壁直线下滑，更进一步防止了芯桩下端下垂，使芯桩与成孔体的同心度更好，使芯桩与水泥土旋喷搅拌桩的同心度即同轴线度更好，更进一步保证了包覆芯桩的水泥土旋喷搅拌桩厚度的均匀性。更进一步提高了组合斜桩和钢支撑即基坑斜支撑的设计强度和承载能力、基坑围护体系抵御土体侧压力的能力，进一步消除了基坑塌陷的安全隐患。
11.进一步地，半圆形托板的顶端经一扇形盖板与固定在钢筋混凝土预制管桩芯桩底端的钢架焊接，扇形盖板上有多个供泥浆穿过的第二通孔以利于向下推进，半圆锥形托板的底端与钢筋混凝土预制管桩芯桩底端的钢环焊接。采用以上结构后，在保证防止芯桩下端下垂、使芯桩与成孔体的同心度更好的前提条件下，使芯桩托架与钢筋混凝土预制管桩芯桩的连接固定更简单、更牢固和更可靠。
12.进一步地，所述的弧形托板为小半圆形托板，小半圆形托板为一块或两块，每块小半圆形托板下端固定有一小半圆锥形托板，每块小半圆形托板和每块小半圆锥形托板均经一连接板焊接在芯桩外壁的底部，并支撑在成孔体的下半孔壁上，每块小半圆形托板的小半圆与成孔体的圆同圆心。采用以上结构后，提供支撑在下半孔壁上的弧形托板和锥弧形
托板的另一种具体结构，且由于每块小半圆形托板的小半圆与成孔体的圆同圆心，芯桩托架的弧形托板位于成孔体的原土层与水泥浆搅拌体分界线上的精确度较高，芯桩托架的弧形板始终沿下半孔壁直线下滑，进一步防止芯桩的下端下垂，使芯桩与成孔体的同心度更好，使芯桩与水泥土旋喷搅拌桩的同心度即同轴线度更好，进一步保证了包覆芯桩的水泥土旋喷搅拌桩厚度的均匀性，进一步提高了组合斜桩和钢支撑即基坑斜支撑的设计强度和承载能力。
13.进一步地，所述的弧形托板为多块第二小半圆形托板，多块第二小半圆形托板沿芯桩外周均匀布置，每块第二小半圆形托板下端固定有一第二小半圆锥形托板，每块第二小半圆形托板和每块第二小半圆锥形托板均经一连接板焊接在芯桩外壁上，沿圆周均匀分布的多块第二小半圆形托板支撑在成孔体的圆形孔壁上，第二小半圆形托板的小半圆与成孔体的圆同圆心。采用以上结构后，提供支撑在成孔体孔壁上的弧形托板和锥弧形托板的另一种具体结构，且由于每块第二小半圆形托板的小半圆均与成孔体的圆同圆心，芯桩托架的弧形托板位于成孔体的原土层与水泥浆搅拌体分界线上的精确度较高，芯桩托架的弧形板始终沿孔壁直线下滑，进一步防止芯桩的下端下垂，使芯桩与成孔体的同心度更好，使芯桩与水泥土旋喷搅拌桩的同心度即同轴线度更好，进一步保证了包覆芯桩的水泥土旋喷搅拌桩厚度的均匀性匀，进一步提高了组合斜桩和钢支撑即基坑斜支撑的设计强度和承载能力。
附图说明
14.图1是本实用新型用于基坑斜支撑施工的芯桩托架应用在位于倾斜钻孔旋喷搅拌植桩设备上的待植入芯桩上的一种实施例结构示意图(芯桩为钢格构柱)。
15.图2是图1中a的放大结构示意图。
16.图3是图1中换个角度后的芯桩托架与设备的爆炸结构示意图。
17.图4是图3中b的放大结构示意图。
18.图5是图4中的芯桩托架换个角度后的结构示意图。
19.图6是本实用新型用于基坑斜支撑施工的芯桩托架应用在位于倾斜钻孔旋喷植桩设备上的待植入芯桩上的另一种实施例结构示意图(芯桩为空心钢筋混凝土预制管桩)。
20.图7是图6中c的放大结构示意图。
21.图8是图7中的芯桩托架换个角度的结构示意图。
22.图9是图8中的芯桩托架换个角度的结构示意图。
23.图10是本实用新型芯桩托架再另一种实施例的结构示意图一。
24.图11是本实用新型芯桩托架再另一种实施例的结构示意图二。
25.图12是本实用新型芯桩托架再另一种实施例的结构示意图三。
26.图13是本实用新型芯桩托架再又另一种实施例的结构示意图一。
27.图14是本实用新型芯桩托架再又另一种实施例的结构示意图二。
28.图15是本实用新型芯桩托架再又另一种实施例的结构示意图三。
29.图中所示：1、吊机，2、地坪面，3、底盘，4、成孔体，5、钻头，6、芯桩托架，7、下半孔壁，8、钢格构柱芯桩，9、角度调节油缸，10、压桩帽，11、动力头，12、斜撑架，13、连接板，14、弧形托板，15、锥弧形托板，16、第一通孔，17、钢筋混凝土预制管桩芯桩，18、钢架，19、扇形
盖板，20、第二通孔，21、钢环，22、半圆形托板，23、半圆锥形托板，24、第一小半圆形托板，25、第一小半圆锥形托板，26、第二小半圆形托板，27、第二小半圆锥形托板，28、上半孔壁。
具体实施方式
30.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要声明的是，对于这些具体实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型的各个具体实施方式中所涉及的技术手段只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
31.如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15所示。
32.施工基坑斜支撑的倾斜钻孔旋喷搅拌植桩设备，包括主机的底盘3，底盘3一般包括行走机构如纵移机构和横移机构。底盘3上还可安装有吊机1。底盘3上安装有钻孔旋喷搅拌植桩用斜撑架12，底盘3与斜撑架12上有斜撑架12的角度调节油缸9。斜撑架12上有动力头11和压桩帽10，斜撑架12上有接钻杆或拆卸钻杆用的油缸，底盘3和斜撑架12上有用于驱动动力头11及压桩帽10沿斜撑架12直线移动的驱动机构，如底盘3和斜撑架12上有两组用于驱动动力头11及压桩帽10沿斜撑架12直线移动且由卷扬机、钢丝绳及滑轮组构成的驱动机构，一组放、另一组收，驱动动力头11带着钻杆和钻头5往下钻、压桩帽10将芯桩或钢支撑往下压，或一组收、另一组放，驱动动力头11带着钻杆和压桩帽10复位或称回位。钻杆内和钻头5上安装有与水泥浆料源及泵连通的高压水泥浆料输浆管，钻头5上有喷口，钻头5下钻时喷口喷高压水泥浆及芯桩推进同步进行，水泥浆料源如水泥浆料池设在地坪面2上，高压输送泵的进料口连通水泥浆料池。所述的高压如输浆管压力和喷浆口压力均为20-35mpa。倾斜钻孔旋喷搅拌植桩设备施工时一般置于待开挖基坑的地坪面2上。地坪面2也称地面。不难理解，实际施工过程中，基坑底板以上部分也在钻孔搅拌的同时旋喷水泥土旋喷搅拌桩，不过在开挖至基坑底板后，将基坑底板以上的水泥土旋喷搅拌桩敲掉，而基坑底板以上只剩钢支撑。以上为现有技术。
33.本实用新型用于基坑斜支撑施工的芯桩托架的发明点在于：
34.如图1-图6所示，提供一种用于基坑斜支撑施工的芯桩托架，所述的芯桩托架6固定在芯桩下端的外壁上，芯桩托架6为一个或多个，芯桩托架6包括支撑在成孔体4孔壁上的弧形托板14和固定在弧形托板14下端的上大下小的锥弧形托板15。成孔体4也可称为所钻孔。芯桩托架6也可称为芯桩支撑架，托板也可称为支撑板。
35.如图1-图6所示，芯桩托架6的一种实施例，所述的弧形托板14可为半圆形托板22，半圆形托板22固定在芯桩外壁的底部，半圆形托板22的半圆与成孔体4的圆同圆心，锥弧形托板15为半圆锥形托板23，半圆形托板22支撑在成孔体4的下半孔壁7上，半圆锥形托板23上有一个或多个供泥浆穿过的第一通孔16以利于半圆锥形托板23及芯桩托架6向下推进。若设一个第一通孔16，一般设在半锥形托板23的宽度中间位置。所述的半圆形托板22和半圆锥形托板23经多块如两块连接板焊接在钢格构柱芯桩8的矩形框架外壁的下两根角钢上。
36.如图10、图11和图12所示，本实用新型芯桩托架6的另一种实施例，在以上半圆形托板22和半圆锥形托板23的基础上，还包括固定在芯桩外壁顶部并对称支撑在成孔体4的
上半孔壁28上的两块第一小半圆形托板24，每块第一小半圆形托板24下端固定如整体成型有一第一小半圆锥形托板25，每块第一小半圆形托板24和第一小半圆锥形托板25均经一共同的连接板13焊接在芯桩外壁上。如两块第一小半圆形托板24和两块第一小半圆锥形托板25均经各自一共同的连接板13焊接在钢格构柱芯桩8的矩形框架外壁的上两根角钢上。
37.如图5、图6、图7、图8、图9所示，芯桩托架6的再一种实施例，半圆形托板22的顶端经一扇形盖板19与固定在钢筋混凝土预制管桩芯桩17底端的钢架18焊接，扇形盖板19上有多个供泥浆穿过的第二通孔20以利于芯桩托架6向下推进，半圆锥形托板23的底端与筋混凝土预制管桩芯桩17底端的钢环21焊接。所述的固定可为钢架18与钢筋混凝土管桩芯桩17底端的钢环21焊接。钢环21行业内一般称端板。
38.芯桩托架6还可以是另外一种具体实施例：所述的弧形托板为小半圆形托板，小半圆形托板为一块或两块，每块小半圆形托板下端固定有一小半圆锥形托板，每块小半圆形托板和每块小半圆锥形托板均经一连接板焊接在芯桩外壁的底部，并支撑在成孔体的下半孔壁上，小半圆形托板的小半圆与成孔体的圆同圆心(此段中的结构图中未示出)。
39.如图13、图14、图15所示，芯桩托架6的再另一种实施例，所述的弧形托板14为多块如四块第二小半圆形托板26，多块如四块第二小半圆形托板26沿芯桩外周均匀分布，每块第二小半圆形托板26下端固定如一体成型有一第二小半圆锥形托板27，每块第二小半圆形托板26和每块第二小半圆锥形托板27均经一共同的连接板13焊接在芯桩外壁上，如四块第二小半圆形托板26和四块第二小半圆锥形托板27经四块连接板13焊接在钢格构柱8外壁上的四根角钢上。沿圆周均匀分布的多块如四块第二小半圆形托板26支撑在成孔体4的圆形孔壁上，第二小半圆形托板26的小半圆与成孔体4的圆同圆心。
40.以上所述的小半圆形可理解为1/5-1/3半圆形；以上所述的小半圆锥形可理解为1/5-1/3半圆锥形。
41.芯桩托架6可与钢管桩芯桩下端直接焊接。
42.芯桩托架6也可称芯桩托盘或称芯桩托座，或称芯桩托碗。下端应理解为包括底端。芯桩托架6可以看成是倾斜钻孔旋喷搅拌植桩设备的组成部分，也可理解为是倾斜钻孔旋喷搅拌植桩设备的辅助装置。不难理解，每根斜支撑施工完后，芯桩托架6与芯桩如钢格构柱芯桩8、钢管桩芯桩或钢筋混凝土预制管桩芯桩17一起埋于地下。
43.不难理解，本实用新型所述的零部件均采用钢材制作而成。
44.以上未标注的零部件或结构或数量图中未示出。附图只是示意性的，如附图有与文字描述不一致的地方，以文字描述为准。
45.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。