一种沉管及沉管灌注桩的施工方法与流程

1.本发明涉及灌注桩技术领域，特别是涉及一种沉管及沉管灌注桩的施工方法。


背景技术：

2.桩基础是土木工程领域中常用的基础形式。随着上部结构高度增加，形态逐渐复杂，要求有足够大的地基承载力，也就相应地需要越来越高的桩承载力。其中，沉管灌注桩是桩基础工程中常用的一种桩基技术，采用锤击、震动、静压等方法通过挤土的方式，把带有预制钢筋混凝土桩尖或活瓣式桩尖(活瓣式桩靴)的沉管竖向埋入土中，形成桩孔；然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土；最后，拔出沉管，混凝土凝固成型为灌注桩。由于沉管埋入土中的过程中会产生强烈的挤土效应，沉管受到沉管周边土壤的回弹挤压及沉管内混凝土的挤压，导致沉管拔出的阻力很大，拔出时可能会出现钢筋骨架偏离，混凝土桩基颈缩等现象，出现质量事故。


技术实现要素：

3.本发明旨在提供一种沉管及沉管灌注桩的施工方法，以解决现有技术中沉管拔出阻力大易造成质量事故的上述技术问题。
4.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种沉管，包括多片第一弧板，和多片第二弧板；多片所述第一弧板合围组成外套管，多片所述第二弧板合围组成内套管，且内套管同轴穿设在外套管内；所述外套管与内套管之间设置有带动第一弧板和第二弧板朝向彼此靠近的动作机构；所述外套管的下端连接有桩尖。
5.根据本发明的沉管，所述动作机构包括设于外套管与内套管之间的多根提拉杆，提拉杆对应第一弧板、第二弧板设置，且提拉杆上连接有第一拉筋、第二拉筋；所述第一拉筋、第二拉筋均设有多根，其中，所述第一拉筋和第二拉筋的第一端均铰接提拉杆，且第一拉筋的第二端铰接第一弧板，第二拉筋的第二端铰接第二弧板。
6.根据本发明的沉管，所述提拉杆的上端伸出外套管，并高于内套管的上端。
7.根据本发明的沉管，所述内套管的上端伸出外套管。
8.根据本发明的沉管，所述内套管的任一第二弧板的上端固定连接进料斗，进料斗与内套管相通。
9.根据本发明的沉管，多片所述第二弧板的上端均固定连接有弧状的第二提拉板，多片第二提拉板组成第二提拉环板。
10.根据本发明的沉管，多片所述第一弧板的上端均固定连接有弧状的第一提拉板，多片第一提拉板组成第一提拉环板。
11.根据本发明的沉管，所述桩尖分为固定部和尖部，固定部成形有插接筒，插接筒插入外套管的下端。
12.根据本发明的另一个方面，提供了一种沉管灌注桩的施工方法，使用上述任一项公开的沉管；该沉管灌注桩的施工方法包括如下步骤：
13.s1、多片第一弧板合围组成外套管，多片第二弧板合围组成内套管，内套管同轴穿设在外套管内；在所述外套管与内套管之间安装带动第一弧板和第二弧板彼此向对方靠近的动作机构，并形成沉管；
14.s2、打击外套管和/或内套管的上端，外套管和/或内套管顶着桩尖竖向埋入地基中，并到达预定位置，形成桩孔；
15.s3、内套管中穿入钢筋骨架，并向内套管内投入混凝土；
16.s4、向上提拉拔出外套管、内套管的同时，动作机构同步工作，第一弧板和第二弧板朝向彼此靠近，直到沉管完全拔出。
17.根据本发明的沉管灌注桩的施工方法，所述钢筋骨架为钢筋笼。
18.本发明的有益效果：
19.应用本发明的技术方案，外套管和/或内套管顶着桩尖在动力机构的作用下竖向埋入地基中，形成桩孔；在桩孔内穿入钢筋骨架，并投入混凝土；向上提拉拔出外套管、内套管的同时，动作机构同步工作，第一弧板和第二弧板朝向彼此靠近移动，直到沉管完全拔出。由于提拉拔出沉管时，第一弧板和第二弧板缓慢相向靠近移动，沉管周边土壤回弹挤压的程度降低，土壤对沉管的摩擦力降低；另外，第二弧板朝向第一弧板移动，第二弧板与混凝土桩基之间形成微小间隙，也可降低混凝土桩基对第二弧板(内套管)的摩擦力；阻力降低，沉管更容易拔出，不会造成混凝土桩基，防止损坏混凝土桩基。
附图说明
20.图1是本发明的沉管优选实施例的结构示意图；
21.图2是图1中a-a的剖视示意图；
22.图3是图2中b部的结构示意图；；
23.图4是图1的俯视示意图；
24.图5是外套管的第一弧板、内套管的第二弧板朝向对方靠近移动的示意图；
25.图6是本发明的沉管的施工示意图；
26.附图标记：
27.尖部1、固定部2、插接筒3、外套管4、内套管5、第二拉筋6、第一拉筋7、提拉杆8、第一提拉环板9、进料斗10、第二提拉环板11、吊环12、桩尖13、动作机构14、钢筋笼15。
具体实施方式
28.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
29.请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
30.实施例一
31.请参阅图1-图6，本发明提供了一种沉管，包括多片第一弧板，和多片第二弧板；多片所述第一弧板合围组成外套管4，多片所述第二弧板合围组成内套管5，且内套管5同轴穿设在外套管4内；所述外套管4与内套管5之间设置有带动第一弧板和第二弧板朝向彼此靠近的动作机构14；所述外套管4的下端连接有桩尖13。
32.所述动作机构14包括设于外套管4与内套管5之间的多根提拉杆8，提拉杆8对应第一弧板、第二弧板设置，且提拉杆8上连接有第一拉筋7、第二拉筋6；所述第一拉筋7、第二拉筋6均设有多根；其中，所述第一拉筋7和第二拉筋6的第一端均铰接提拉杆8，且第一拉筋7的第二端铰接第一弧板，第二拉筋6的第二端铰接第二弧板。关于铰接，第一拉筋7、第二拉筋6的两端均成形有u形的卡箍，卡箍上穿设销钉；第一拉筋7、第二拉筋6的其中一个卡箍的销钉与固定在第一弧板内壁、第二弧板外壁上的耳板连接；第一拉筋7、第二拉筋6的另一个卡箍的销钉与提拉杆8连接。
33.通常第一弧板和第二弧板均设为四片，相邻的第一弧板之间形成有第一间隙，相邻的第二弧板之间形成有第二间隙；第一间隙、第二间隙可为错开布置。由于动作机构14的提拉杆8是对应第一弧板和第二弧板设置的，故提拉杆8也设置有四根。多根第一拉筋7、第二拉筋6沿着第一弧板、第二弧板的长度方向设置。为了提高第一弧板、第二弧板在提拉杆8的作用下相向移动的稳定性，一根第一拉筋7靠近一根第二拉筋6，且该第一拉筋7、第二拉筋6形成为一对拉筋，成对的拉筋设置有多组，每组间的距离相等。
34.所述提拉杆8的上端伸出外套管4，并高于内套管5的上端。在提拉杆8的外伸端，即上端，固定连接有吊环12。
35.所述内套管5的上端伸出外套管4。所述内套管5的任一第二弧板的上端固定连接进料斗10，进料斗10与内套管5相通。便于灌注投入混凝土。另外，第二提拉环板11(下述)设于进料斗10的上方。
36.多片所述第二弧板的上端均固定连接有弧状的第二提拉板，多片第二提拉板组成第二提拉环板11。第二提拉板设置，应注意避开提拉杆8。
37.多片所述第一弧板的上端均固定连接有弧状的第一提拉板，多片第一提拉板组成第一提拉环板9。
38.第二提拉环板11、第一提拉环板9用于安装吊绳在起吊机具的作用下起吊并拔出沉管。
39.所述桩尖13分为固定部2和尖部1，固定部2成形有插接筒3，插接筒3插入外套管4的下端。内套管5、外套管4的下端可内套管5顶着桩尖13向下插入地基，在内套管5、外套管4向外拔出时，桩尖13可以留在地基中。
40.应用本发明的技术方案，外套管4和/或内套管5顶着桩尖13在动力机构的作用下竖向埋入地基中，形成桩孔；在桩孔内穿入钢筋骨架，并投入混凝土；向上提拉拔出外套管4、内套管5的同时，动作机构14同步工作，同步缓慢拉出提拉杆8；提拉杆8在向外拉出中，带动第一拉筋7、第二拉筋6分别拉动第一弧板、第二弧板朝向彼此靠近，降低土壤、混凝土桩基对外套管4、内套管5的摩擦阻力，可轻松拔出沉管。
41.实施例二
42.一种沉管灌注桩的施工方法，使用上述实施例一中公开的沉管；该沉管灌注桩的
施工方法包括如下步骤：
43.s1、多片第一弧板合围组成外套管4，多片第二弧板合围组成内套管5，内套管5同轴穿设在外套管4内；在所述外套管4与内套管5之间安装带动第一弧板和第二弧板彼此向对方靠近的动作机构14，并形成沉管。
44.s2、打击外套管4和/或内套管5的上端，外套管4和/或内套管5顶着桩尖13竖向埋入地基中，并到达预定位置，形成桩孔；上述中，可以同时打击外套管4、内套管5的上端，使外套管4、内套管5同时插入地基中；也可只打击外套管4(内套管5)的上端，外套管4(内套管5)在动作机构14作用下会带动内套管5(外套管4)同步向下插入地基中。
45.s3、内套管5中穿入钢筋骨架，并向内套管5内投入混凝土。
46.s4、向上提拉拔出外套管4、内套管5的同时，缓慢向上提拉动作机构14同步工作，第一弧板和第二弧板朝向彼此靠近，直到沉管完全拔出。由于提拉拔出沉管时，第一弧板和第二弧板缓慢相向靠近移动，沉管周边土壤回弹挤压的程度降低，土壤对沉管的摩擦力降低；另外，第二弧板朝向第一弧板移动，第二弧板与混凝土桩基之间形成微小间隙，也可降低混凝土桩基对第二弧板(内套管5)的摩擦力；阻力降低，沉管更容易拔出。
47.上述中沉管埋入地基中时，动作机构14可以保持住外套管4、内套管5之间的环状间隙，也就是说外套管4、内套管5之间的间距不变，第一弧板、第二弧板不会相向移动造成距离减小。此时，外套管4、内套管5之间的环状间隙为最大，即第一弧板、第二弧板之间的距离为最大。
48.上述中，钢筋骨架可设为钢筋笼15。
49.由于上述实施例公开的沉管具有上述的技术效果，因此借助该沉管施工沉管灌注桩的方法同样具有上述技术效果，本文在此不再赘述。
50.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。