一种装配式钢管支护桩及其施工方法与流程

1.本发明属于市政管网建设技术领域，具体涉及一种装配式钢管支护桩及其施工方法。


背景技术：

2.随着经济社会的逐步发展，城市人口增加，市政设施及附属建(构)筑物等扩容或者更换，市政管网穿梭于现状城市之中，受现状建(构)筑物等限制无法采用放坡开挖，需要采取支护措施。现有技术中，钢支护桩往往采用整体结构模式，这样运输及施工都较为困难，钢管桩长度不灵活，适应性差，而且围檩、横撑、钢管之间往往采用焊接，工期长且施工质量难以保证，不利于节省工程投资。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提出了一种装配式钢管支护桩及其施工方法，该装配式钢管支护桩的管段之间采用螺纹连接，无需焊接，一定程度上提高了施工效率，利于保证施工质量，对沟槽宽度及沟槽深度的适应性强，便于运输及施工，钢管桩的周转率高，可以实现快速安装和拆卸。
4.本发明的技术方案如下：一方面，本发明提供了一种装配式钢管支护桩，由下至上依次包括桩尖管段、至少两根主体管段，所述主体管段由下至上依次包括至少一根普通管段、内撑管段；
5.所述桩尖管段由下至上依次包括桩尖、第一钢管、第一上部接头；
6.所述普通管段由下至上依次包括第二下部接头、第二钢管、第二上部接头；
7.所述内撑管段由下至上依次包括第三下部接头、第三钢管、第三上部接头、用于支撑固定横撑的卡接装置，所述卡接装置包括设置于所述第三钢管侧壁上的两块水平卡板、竖向卡板，两块所述水平卡板用于夹持固定围檩，所述竖向卡板侧壁上设有两条与所述水平卡板相适配的条形槽，两块所述水平卡板嵌入所述条形槽内形成稳定结构，所述竖向卡板侧壁设有与所述横撑相适配的圆筒，所述横撑一端插入所述圆筒内形成稳定结构。
8.作为优选的，顶端的所述第三上部接头顶端设有顶部堵板。
9.作为优选的，所述第三钢管侧壁套设有法兰环，所述水平卡板包括槽状板、用于夹持固定围檩的卡接板，所述槽状板设有与所述法兰环相适配的第一螺孔，所述槽状板与所述法兰环通过第一螺栓锁紧固定。
10.作为优选的，所述卡接板设有第二螺孔，所述水平卡板嵌入所述条形槽后，所述第二螺孔内螺接有用于卡紧固定所述竖向卡板的第二螺栓。
11.作为优选的，所述卡接板上设有至少两个所述第二螺孔，所述第二螺孔的连线平行于所述竖向卡板。
12.作为优选的，所述第一上部接头顶端与所述第二下部接头底端连接处通过螺接固定。
13.作为优选的，所述第二上部接头顶端与所述第三下部接头底端连接处通过螺接固定。
14.作为优选的，所述第二上部接头顶端与所述第二下部接头底端连接处通过螺接固定。
15.作为优选的，所述第三上部接头顶端与所述第二下部接头底端连接处通过螺接固定。
16.另一方面，本发明提供了一种装配式钢管支护桩的施工方法，包括如下步骤：
17.s1、拟定支护区域，放线定位；
18.s2、将主体管段组装起来，依次将桩尖管段与主体管段按施工组织需要一节一节下沉，下沉至设计深度即完成整个装配式钢管支护桩的组装：由下至上依次包括桩尖管段、至少两根主体管段，主体管段由下至上依次包括至少一根普通管段、内撑管段，其中主体管段和普通管段的数量根据设计深度确定，卡接装置的高度也根据设计深度确定；
19.s3、利用下沉辅助工具下沉装配式钢管支护桩至设计深度，开挖至最底下第一道横撑的设计深度再下方0.5-0.7m处，然后通过竖向卡板将围檩固定在两块水平卡板之间，将横撑两端分别插入圆筒内固定；
20.s4、开挖、加撑至沟槽底部，敷设管道；
21.s5、自下而上依次拆除围檩、无横撑处的水平卡板、可伸缩横撑、有横撑处的水平卡板，并逐步回填压实；
22.s6、利用起吊辅助工具逐步拔出回收装配式钢管支护桩，装配式钢管支护桩逐步拔出，逐步拆卸，控制起吊高度，利用三个吊钩进行起吊，相邻两个吊钩所在半径的夹角为120
°
。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
24.1、本发明提供的一种装配式钢管支护桩，管段之间采用螺纹连接，方便拆卸安装，可以大幅提升施工效率，而且管段的数量可以根据实际环境进行调整，适用于碎石土、素填土等多种土质条件，便于运输及施工，提高了钢管桩的周转率，灵活控制支护桩长，节省工期及工程投资。
25.2、本发明提供的一种装配式钢管支护桩，通过水平卡板来夹持固定住围檩，然后通过竖向卡板与横撑装配连接，无需焊接，便于随时组装和拆卸，有利于运输，施工快捷简便。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的正面结构示意图；
28.图2是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的卡接装置的俯视结构示意图；
29.图3是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的水平卡板的俯视结构示意
图；
30.图4是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的水平卡板与竖向卡板插接的俯视结构示意图；
31.图5是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的卡接装置的正面结构示意图；
32.图6是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的竖向卡板的侧面结构示意图；
33.图7是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的第二下部接头与第一上部接头连接处的正面结构示意图；
34.图8是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的第三下部接头与第二上部接头连接处的正面结构示意图；
35.图9是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的第二下部接头与第二上部接头连接处的正面结构示意图；
36.图10是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的第二下部接头与第三上部接头连接处的正面结构示意图；
37.图11是本发明实施例中提供的一种装配式钢管支护桩的吊钩的俯视结构示意图。
38.图中：1、桩尖管段；11、主体管段；2、普通管段；3、内撑管段；4、顶部堵板；5、横撑；6、围檩；7、吊钩；101、桩尖；102、第一钢管；103、第一上部接头；201、第二下部接头；202、第二钢管；203、第二上部接头；301、第三下部接头；302、第三钢管；303、第三上部接头；304、卡接装置；305、水平卡板；306、竖向卡板；307、条形槽；308、圆筒；309、法兰环；3051、槽状板、3052、卡接板；3053、第一螺孔；3054、第二螺孔；3055、第一螺栓；3056、第二螺栓。
具体实施方式
39.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
40.具体实施例如下：
41.实施例1
42.如图1-6所示，一种装配式钢管支护桩，由下至上依次包括桩尖管段1、至少两根主体管段11，所述主体管段11由下至上依次包括至少一根普通管段2、内撑管段3。
43.所述桩尖管段1由下至上依次包括桩尖101、第一钢管102、第一上部接头103；
44.所述普通管段2由下至上依次包括第二下部接头201、第二钢管202、第二上部接头203；
45.所述内撑管段3由下至上依次包括第三下部接头301、第三钢管302、第三上部接头303、用于支撑固定横撑5的卡接装置304，所述卡接装置304包括设置于所述第三钢管302侧壁上的两块水平卡板305、竖向卡板306，两块所述水平卡板305用于夹持固定围檩6，所述竖向卡板306侧壁上设有两条与所述水平卡板305相适配的条形槽307，两块所述水平卡板305
嵌入所述条形槽307内形成稳定结构，所述竖向卡板306侧壁设有与所述横撑5相适配的圆筒308，所述横撑5一端插入所述圆筒308内形成稳定结构。
46.本实施例中，通过两块所述水平卡板305夹持固定围檩6，可以快速安装和拆卸所述围檩6，而且所述竖向卡板306可以卡紧所述围檩6，避免所述围檩6松动。另外，本实施例中，通过圆筒308与所述横撑5插接固定，可以随时快速安装和拆卸所述横撑5，避免焊接固定的方式，有效提高施工效率。
47.其中，所述主体管段11的数量可以根据实际情况进行选择。具体的，设计深度越深时，所述主体管段11的数量越多，所述内撑管段3的数量也越多，同时安装在所述内撑管段3侧壁的卡接装置304的数量也越多，这样可安装的围檩6和横撑5的数量也越多，如若所述围檩6和横撑5的数量越多，可以使得结构更加牢固稳定；设计深度越浅时，所述主体管段11的数量越少，所述内撑管段3的数量也越少，同时安装在所述内撑管段3侧壁的卡接装置304的数量也越少，管段数量少，重量轻，有利于快速运输，而且拆卸和安装也十分方便。
48.其中，所述普通管段2的数量可以根据实际情况进行选择。具体的，所述普通管段2的数量越多时，所述内撑管段3的安装位置越高，同时安装在所述内撑管段3侧壁的卡接装置304的安装位置也越高，这样所述围檩6和所述横撑5的安装位置也越高；所述普通管段2的数量越少时，所述内撑管段3的安装位置越低，同时安装在所述内撑管段3侧壁的卡接装置304的安装位置也越低，这样所述围檩6和所述横撑5的安装位置也越低，可以根据实际操作需要，选择合适的围檩6和横撑5的安装位置。因此，本实施例提供的一种装配式钢管支护桩适应性强，可调节范围大，适用于碎石土、素填土等多种土质条件。
49.本实施例中，顶端的所述第三上部接头303顶端设有顶部堵板4。
50.将所述顶部堵板4安装在支护桩的最顶端，一方面可保护桩顶，采用锤击、静压等施工时，不易造成桩顶的破坏；另一方面对钢管支护桩进行封堵，可避免施工期间的石块、土体等进入钢管内部，损坏钢管。
51.为了可以快速拆卸和安装所述卡接装置304，本实施例中，如图2-6所示，所述第三钢管302侧壁套设有法兰环309，所述水平卡板305包括槽状板3051、用于夹持固定围檩6的卡接板3052，所述槽状板3051设有与所述法兰环309相适配的第一螺孔3053，所述槽状板3051与所述法兰环309通过第一螺栓3055锁紧固定。只需将所述法兰环309固定在所述第三钢管302侧壁上，然后通过所述第一螺栓3055将所述槽状板3051与所述法兰环309锁紧固定，即可快速将所述水平卡板305安装在所述第三钢管302侧壁上，可以随时快速安装和拆卸所述水平卡板305，结构简单，施工效率高。
52.如图5所示，所述卡接板3052设有第二螺孔3054，所述水平卡板305嵌入所述条形槽307后，所述第二螺孔3054内螺接有用于卡紧固定所述竖向卡板306的第二螺栓3056。通过所述第二螺栓3056即可卡紧所述竖向卡板306，避免所述竖向卡板306松动，使得所述水平卡板305脱离所述条形槽307，还可以保证所述围檩6的安装稳定性。
53.其中，所述卡接板3052上设有至少两个所述第二螺孔3054，所述第二螺孔3054的连线平行于所述竖向卡板306。所述第二螺孔3054的数量越多，所述第二螺栓3056的数量也越多，所述竖向卡板306的稳定性越高。
54.如图7-10所示，本实施例中，所述第一上部接头103顶端与所述第二下部接头201底端连接处通过螺接固定。所述第二上部接头203顶端与所述第三下部接头301底端连接处
通过螺接固定。所述第二上部接头203顶端与所述第二下部接头201底端连接处通过螺接固定。所述第三上部接头303顶端与所述第二下部接头201底端连接处通过螺接固定。
55.基于上述连接方式，本实施例中各个管段部分相接处均可采用螺接的方式固定，进而避免采用焊接固定的方式，可以随时拆卸和安装管道，有利于快速运输，提供施工效率。
56.实施例2
57.设计深度较浅时，在实施例1的基础上，本实施例提供了一种装配式钢管支护桩，由下至上依次包括桩尖管段1、一根所述主体管段11，所述主体管段11由下至上依次包括至少一根普通管段2、内撑管段3。
58.该实施例只包括一根所述内撑管段3，这样支护桩只能安装一层所述围檩6和所述横撑5，其施工需求简单，安装效率高，适用于较浅的沟槽。
59.实施例3
60.设计深度特别浅时，在实施例1的基础上，本实施例提供了额一种装配式钢管支护桩，由下至上依次包括桩尖管段1、至少一根所述主体管段11，所述主体管段11包括至少一根普通管段2。
61.该实施例中不包括所述内撑管段3，结构简单，施工效率高，适用于特别浅的沟槽，可以直接做成悬臂式，无需设置所述内撑管段3。
62.另一方面，本发明基于实施例1，提供了一种装配式钢管支护桩的施工方法，包括如下步骤：
63.s1、拟定支护区域，放线定位；
64.s2、将主体管段11组装起来，依次将桩尖管段1与主体管段11按施工组织需要一节一节下沉，下沉至设计深度即完成整个装配式钢管支护桩的组装：由下至上依次包括桩尖管段1、至少两根主体管段11，主体管段11由下至上依次包括至少一根普通管段2、内撑管段3，其中主体管段11和普通管段2的数量根据设计深度确定，卡接装置304的高度也根据设计深度确定；
65.s3、利用下沉辅助工具下沉装配式钢管支护桩至设计深度，开挖至最底下第一道横撑5的设计深度再下方0.5-0.7m处，然后通过竖向卡板306将围檩6固定在两块水平卡板305之间，将横撑5两端分别插入圆筒308内固定；
66.s4、开挖、加撑至沟槽底部，敷设管道；
67.s5、自下而上依次拆除围檩6、无横撑5处的水平卡板305、可伸缩横撑5、有横撑5处的水平卡板305，并逐步回填压实；
68.s6、利用起吊辅助工具逐步拔出回收装配式钢管支护桩，装配式钢管支护桩逐步拔出，逐步拆卸，控制起吊高度，利用三个吊钩7同时进行起吊，相邻两个吊钩7所在半径的夹角为120
°
。
69.本实施例提供的装配式钢管支护桩的施工方法中，采用装配式钢管桩及可伸缩横撑，便于运输和施工，对沟槽深度及宽度适应性强，遇局部地质不良地段可灵活控制钢管桩长度。
70.而且管段之间采用螺纹连接，无需焊接，一定程度上提高了施工效率，有利于保证施工质量，便于运输及施工，钢管桩的周转率高，可以实现快速安装和拆卸。
71.下沉阶段在顶部管段设置下沉辅助工具即顶部堵板，一是对管桩头部的保护，二是可以对钢管桩进行临时封闭，避免碎石等进入钢管桩内部，对其造成损害。
72.最后，利用起吊辅助工具逐步拔出钢管桩，装配式钢管桩可以逐步拔出，逐步拆卸，控制起吊高度，便于施工。此外可以采用三个吊钩7共同起吊的方式，如图11所示，相邻两个吊钩7所在半径的夹角为120
°
，三个吊钩形成稳定的三角结构，可以保证起吊的稳定运行。
73.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。