一种大直径灌注桩桩周复杂根键顶进植入装置的制作方法

1.本实用新型涉及根键灌注桩中根键顶进施工，具体涉及一种大直径灌注桩桩周复杂根键顶进植入装置结构。


背景技术：

2.根键灌注桩是在钢筋笼下放到设计标高后顶推预制根键而形成的一种仿生桩基。由于顶推根键的挤密和应力扩散作用，其承载力得以大大提高；且由于根键与土体的紧密嵌固作用，使得基础的抗拔力大大提高，其独特的结构形式将对桩基结构形式带来新一轮的变革与进步。
3.然而，现有根键灌注桩施工中根键大部分位于细粉砂等不良地质中，且钢筋笼下放及根键顶进持续时间较长，容易造成孔壁在钻进及根键顶进过程中出现缩孔、塌孔等质量事故发生；上下层根键通常直线排布，无法有效形成错位根键，若通过将顶推装置拔出孔外再旋转方式，将大幅度增加施工周期和成本，尚未有简便可行的错位根键施工方式；根键桩基施工钢筋笼垂直度控制不到位，使根键顶进设备难以下放或难以上提，一旦施工过程中顶进装置带动钢筋笼，将无法准确判定根键顶进位置，严重影响施工质量。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对现有根键灌注桩施工存在的问题，提出了一种大直径灌注桩桩周复杂根键顶进植入装置，采用下述技术方案。
5.一种大直径灌注桩桩周复杂根键顶进植入装置，其特征在于，由外筒体、内筒体、根键储存舱、引导滑槽、双线程千斤顶及根键罩组成；外筒体底部设有底板，并于底板上部设有八个根键出口，外筒体顶端设有顶板；顶板上设有液压控制线孔，底板上设有对称布置的八个环向限位槽，限位槽内两侧边设有滑槽和滑槽底座，两侧滑槽之间设有u型缓冲垫，从而将预制根键限制于中央部位，并于限位槽长度方向外侧设有挡板，从而限制根键罩于外筒体内部；外筒体通过标准提升管节与地表反力体系连接；内筒体底部设有与根键罩匹配的底部缺口，顶部设有顶部法兰板，并于中间部位设有与外筒体相匹配的液压控制线孔，内筒体通过顶部法兰板与外筒体顶板连接；根键储存舱设于根键出口上方，根键储存舱最底部两侧设有间隔底座，间隔底座内部设有t型槽，沿高度方向在舱体内部侧壁设有橡胶层；引导滑槽均匀设于外筒体外侧，并与钢筋笼骨架上滑体钢筋相匹配；双线程千斤顶固定于外筒体底板中央，通过控制线控制液压支杆顶进与回缩，千斤顶液压支杆端部设有根键罩，并可依次穿过内筒体底部缺口和外筒体根键出口；根键罩为包裹预制根键的方形空腔罩体，其外侧四角设有倒角，底部设有光滑滑条，位置与限位槽内滑槽相对应；顶部设有支撑托座；支撑托座包括扩大滑动端、连接板和弧形托座。
6.优选地，限位槽长度范围为外筒体与内筒体之间。
7.优选地，根键出口数量与千斤顶液压支杆数量相同；限位槽、根键储存舱、外筒体根键出口、内筒体底部缺口、千斤顶根键罩移动方向相匹配。
8.优选地，标准提升管节长度与预制根键高度相匹配，通过端部法兰盘螺栓连接，根据标准提升管节精准控制预制根键顶进位置标高。
9.优选地，反力体系包括底部对中定位架、定位底座和上部反力架体，通过逐节提升标准提升管节控制外筒体、内筒体位置。
10.优选地，双线程千斤顶设有八根液压支杆，液压支杆按间隔分为一号线程千斤顶支杆和二号线程千斤顶支杆，且一号线程千斤顶支杆和二号线程千斤顶支杆的顶进与回缩在工作状态下相互独立，从而在灌注桩上形成上下错位的根键。
11.优选地，预制根键包括圆台形尖端头、圆柱形根键身和圆台形引导底部组成，且根键身中部设有小直径圆柱叠合腔，并设有预留筋，可与后浇筑混凝土形成咬合整体；且在预制根键顶进完成后，叠合腔位置处于灌注桩孔与钢筋笼之间区域。
12.优选地，根键罩与顶部支撑托座跟着千斤顶液压支杆移动，在顶进过程中对上部预制根键进行承托；在液压支杆回缩过程中使上部预制根键掉落至底板限位槽的u型缓冲垫，并在下一次液压作用下对上部预制根键进行承托。
13.优选地，根键罩底部光滑滑条在限位槽内滑槽上移动，顶部支撑托座扩大滑动端在间隔底座t型槽内移动。
14.本实用新型涉及的技术方案，与传统技术相比的有益效果是：
15.1、在根键顶推装置内部设置根键储存舱，顶推装置只需一次下放灌注桩孔，可解决传统根键每次施工将顶推装置拔出孔外放置根键，再下放指定位置进行顶推施工存在的施工周期长、施工精度低、容易出现缩孔塌孔等问题。
16.2、复杂根键顶进植入装置内部设置对称八向千斤顶，其可在双线程控制线作用下达到上下层错位顶推；从而形成错位根键，进一步提高根键灌注桩的抗拔力和承载力。
17.3、通过标准提升管节提升高度和钢筋笼上定位装置控制根键顶推位置，保证了根键的精确安装定位。
18.4、复杂根键顶进植入装置内部设置内筒体和液压千斤顶，并通过标准提升管节与地面反力架固定连接，可保证液压顶进过程顶推可靠。
19.5、预制根键两端部分别为尖端头部和引导底部，可使预制根键从复杂根键顶进植入装置根键出口排出并有效插入桩周土体；且根键身上设有叠合腔和预留筋，可在灌注桩混凝土浇筑后与桩体有效结合，保证根键位置。
20.6、复杂根键顶进植入装置根键储存舱底部设有间隔底座，在预制根键顶推过程中对上部预制根键进行有效支撑，不影响下部预制根键顶推施工。
附图说明
21.图1是大直径灌注桩桩周复杂根键顶进植入装置顶进前示意图；
22.图2是大直径灌注桩桩周复杂根键顶进植入装置顶进后示意图；
23.图3是大直径灌注桩桩周复杂根键顶进植入装置顶进前剖面图（图1中a-a剖面）；
24.图4是大直径灌注桩桩周复杂根键顶进植入装置顶进后剖面图（图2中b-b剖面）；
25.图5是大直径灌注桩桩周复杂根键顶进植入装置顶进前根键出口断面图（图1中1-1断面）；
26.图6是外筒体底板断面图（图1中2-2断面）；
27.图7是顶进前根键储存舱内预制根键尖端头断面图（图1中3-3断面）；
28.图8是顶进前根键储存舱内预制根键叠合腔预留筋断面图（图1中4-4断面）；
29.图9是顶进后根键储存舱内预制根键引导底部断面图（图2中5-5断面）；
30.图10是外筒体底板示意图；
31.图11是外筒体底板三维示意图；
32.图12是外筒体底板俯视图；
33.图13是根键出口断面示意图（图6中6-6断面）；
34.图14是外筒体底板挡板断面图（图12中7-7断面）；
35.图15是外筒体底板限位槽断面图（图12中8-8断面）；
36.图16是外筒体结构示意图；
37.图17是内筒体结构示意图；
38.图18是内筒体剖面图；
39.图19是内筒体与底板连接示意图（限位槽断面）；
40.图20是内筒体与底板连接示意图（非限位槽断面）；
41.图21是根键罩结构示意图；
42.图22是根键罩截面示意图；
43.图23是预制根键截面示意图；
44.图24是预制根键尖端头断面图（图23中9-9断面）；
45.图25是预制根键根键身断面图（图23中10-10断面）；
46.图26是预制根键引导底部断面图（图23中11-11断面）；
47.图27是实施例中灌注桩钻设成孔示意图；
48.图28是实施例中根键顶进植入装置下放后示意图；
49.图29是实施例中根键顶进植入装置顶进施工示意图；
50.图30是实施例中预制根键顶进施工示意图（一号线程千斤顶支杆顶进）；
51.图31是实施例中预制根键顶进施工示意图（二号线程千斤顶支杆顶进）；
52.图32是实施例中大直径根键灌注桩结构示意图。
53.图中标注：1-外筒体，101-根键出口，2-顶板，201-液压控制线孔，3-底板，301-限位槽，302-u型缓冲垫，303-滑槽，304-滑槽底座，305-挡板，4-根键储存舱，401-橡胶层，402-侧壁，403-间隔底座，404-t型槽，5-引导滑槽，6-根键罩，601-倒角，602-光滑滑条，603-支撑托座，6031-扩大滑动端，6032-连接板，6033-弧形托座，7-内筒体，701-底部缺口，702-顶部法兰板，8-标准提升管节，801-法兰盘，9-螺栓，10-双线程千斤顶，1001-控制线，1002-液压支杆，1003-，11-钢筋笼，1101-滑体钢筋，12-预制根键，1201-尖端头，1202-根键身，1203-叠合腔，1204-预留筋，1205-引导底部，13-灌注桩孔，14-反力体系，1401-对中定位架，1402-定位底座，1403-反力架体，15-土层，1501-根键土层，1502-非根键土层，16-地表，17-焊缝。
具体实施方式
54.为了加深对本实用新型的理解，下面将参考图1至图32，对本实用新型的实施例作详细说明，以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方
式，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
55.本实施例中，灌注桩孔13长度为15m，直径为1.6m，上下层根键高差为0.5m，每层4根预制根键12；根据根键灌注桩尺寸制作了根键顶进植入装置，其中外筒体1直径为1.5m，内筒体7直径为0.7m，高度皆为10m，根键储存舱4各放置10根预制根键12，预制根键12长度为0.35m，根键伸出灌注桩孔13外侧0.25m，标准提升管节8直径为0.7m，每节高度为1.0m，每提升一次进行两次根键顶推施工。
56.结合附图1、附图2所示，一种大直径灌注桩桩周复杂根键顶进植入装置由外筒体1、内筒体7、根键储存舱4、引导滑槽5、双线程千斤顶10及根键罩6组成。
57.结合附图10、附图13、附图14、附图16所示，外筒体1底部设有底板3，并于底板3上部设有八个根键出口101，外筒体1顶端设有顶板2；顶板2上设有液压控制线孔201，再结合附图10~附图12所示，底板3上设有对称布置的八个环向限位槽301，限位槽301内两侧边设有滑槽303和滑槽底座304，两侧滑槽303之间设有u型缓冲垫302，从而将预制根键12限制于中央部位；结合附图15所示，并于限位槽301长度方向外侧设有挡板305，从而限制根键罩6于外筒体1内部；外筒体1通过标准提升管节8与地表16反力体系14连接。
58.结合附图17、附图18、附图19、附图20所示，内筒体7底部设有与根键罩6匹配的底部缺口701，顶部设有顶部法兰板702，并于中间部位设有与外筒体1相匹配的液压控制线孔201，内筒体7通过顶部法兰板702与外筒体1顶板2连接；
59.结合附图7~附图9所示，根键储存舱4设于根键出口101上方，根键储存舱4最底部两侧设有间隔底座403，间隔底座403内部设有t型槽404，沿高度方向在舱体内部侧壁402设有橡胶层401；再结合附图2所示，根键罩6与顶部支撑托座603跟着千斤顶液压支杆1002移动，在顶进过程中对上部预制根键12进行承托；在液压支杆1002回缩过程中使上部预制根键12掉落至底板1限位槽301的u型缓冲垫302，并在下一次液压作用下对上部预制根键12进行承托；根键罩6底部光滑滑条602在限位槽301内滑槽303上移动，顶部支撑托座603扩大滑动端6031在间隔底座403t型槽404内移动。
60.结合附图3~附图6所示，引导滑槽5均匀设于外筒体1外侧，并与钢筋笼11骨架上滑体钢筋1101相匹配。
61.结合附图4、附图5所示，双线程千斤顶10固定于外筒体1底板3中央，通过控制线1001控制液压支杆1002顶进与回缩，千斤顶液压支杆1002端部设有根键罩6，并可依次穿过内筒体7底部缺口701和外筒体1根键出口101；根键出口101数量与千斤顶液压支杆1002数量相同；限位槽301、根键储存舱4、外筒体1根键出口101、内筒体7底部缺口701、千斤顶根键罩6移动方向相匹配；再结合附图30、附图31所示，双线程千斤顶10设有八根液压支杆1002，液压支杆1002按间隔分为一号线程千斤顶支杆和二号线程千斤顶支杆，且一号线程千斤顶支杆和二号线程千斤顶支杆的顶进与回缩在工作状态下相互独立，从而在灌注桩上形成上下错位的根键。
62.结合附图21、附图22所示，根键罩6为包裹预制根键12的方形空腔罩体，其外侧四角设有倒角601，底部设有光滑滑条602，位置与限位槽301内滑槽303相对应；顶部设有支撑托座603；支撑托座603包括扩大滑动端6031、连接板6032和弧形托座6033。
63.结合附图11、附图12所示，限位槽301长度范围为外筒体1与内筒体7之间。
64.结合附图28、附图29所示，标准提升管节8长度与预制根键12高度相匹配，通过端
部法兰盘801螺栓9连接，根据标准提升管节8精准控制预制根键12顶进位置标高；反力体系14包括底部对中定位架1401、定位底座1402和上部反力架体1403，通过逐节提升标准提升管节8控制外筒体1、内筒体7位置。
65.结合附图23~附图26所示，预制根键12包括圆台形尖端头1201、圆柱形根键身1202和圆台形引导底部1205组成，且根键身1202中部设有小直径圆柱叠合腔1203，并设有预留筋1204，可与后浇筑混凝土形成咬合整体；再结合附图4所示，且在预制根键12顶进完成后，叠合腔1203位置处于灌注桩孔13与钢筋笼11之间区域。
66.为达到上述结构，结合附图27~附图32，采用以下施工步骤进行施工：
67.首先，根据方案钻设灌注桩孔13，并生产预制根键12，达到强度后运至现场。
68.其次，组装由外筒体1、内筒体7、根键储存舱4、引导滑槽5、双线程千斤顶10及根键罩6组成的根键顶进植入装置，内筒体7非底部缺口701通过焊缝17焊接固定在底板3上，并装入指定数量预制根键12。
69.然后，制作带滑体钢筋1101的灌注桩钢筋笼11，下放至灌注桩孔13孔底；同步将根键顶进植入装置下放；在地表16安装反力体系14，并通过接长标准提升管节8与外筒体1连接成整体。
70.再次，按照一号线程千斤顶支杆、二号线程千斤顶支杆均匀提升，间隔顶进方式进行预制根键12顶进，直至灌注桩设计标高，并吊出根键顶进植入装置。
71.最后，通过导管对灌注桩孔13进行混凝土灌注，从而形成大直径根键灌注桩。
72.上述实施例仅用于解释说明本实用新型的技术构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。