一种预应力管桩桩基础及其施工方法与流程

1.本发明涉及管桩领域，具体来说是一种预应力管桩桩基础及其施工方法。


背景技术：

2.随着预应力管桩的日趋成熟，为了适应建构筑物的需求，需要不断提高预应力管桩的承载力，虽然增加桩长和桩径可以提高承载力，但达到一定极限后不会有效提升。
3.另外，传统管桩就是一个单体管桩结构，使得传统管桩与桩孔连接不够紧密，当土壤疏松时，管桩容易发生倾倒，不利于管桩的稳定安放。
4.所以为了改善上述问题，就需要对传统管桩结构进行优化设计。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种安装稳定的新型管桩结构。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
7.一种预应力管桩桩基础，包括混凝土桩、预埋桩以及破土桩；所述混凝土桩通过预埋桩与破土桩相连接；
8.所述破土桩呈圆锥状；
9.所述预埋桩包括预埋桩体，所述预埋桩体内部中空形成放置空腔，所述放置空腔内设有侧顶机构，所述侧顶机构包括多个固定杆，所述固定杆一端处于放置空腔内部，另一端穿过预埋桩体设置；所述固定杆连接顶推驱动部；
10.所述顶推驱动部包括顶杆；所述顶杆通过传动机构与固定杆相连接；
11.每个传动机构对应有一个固定杆；
12.所述传动机构包括设置在放置空腔内壁上的推板，所述推板一端通过转动部与放置空腔相连接；所述推板另一端搭接在固定杆端部；
13.所述推板倾斜设置；
14.所述顶杆一端插接在放置空腔内并与各个传动机构中的推板相接触。
15.所述混凝土桩远离预埋桩一端设有上浮装置，所述上浮装置包括连接在混凝土桩上的安装板，所述安装板上设有漂浮板。
16.所述放置空腔包括第一空腔和第二空腔，所述第一空腔与第二空腔相连通，所述第一空腔处于第二空腔上方，所述第一空腔内径小于第二空腔内径，所述第一空腔内径等于顶杆外径。
17.所述预埋桩体外侧面距离第二空腔的最短距离小于固定杆长度；预埋桩体上设有穿接通孔，每个固定杆对应有一个穿接通孔；每个所述传动机构中的推板通过支撑弹簧与放置空腔内壁相连接。
18.所述固定杆端部设有挡板，所述挡板与推板下端面相贴合；所述转动部包括设置在放置空腔内壁上的固定块，所述固定块通过转轴与推板相连接。
19.所述混凝土桩包括混凝土桩体，所述混凝土桩体内部中空形成连接空腔，在连接
空腔内设有固定筒，所述固定筒与混凝土桩体之间设有固定环；所述固定筒通过固定环与混凝土桩体相连接。
20.所述混凝土桩体与固定筒之间设有钢筋笼结构，所述钢筋笼结构包括多个环筋，各个所述环筋依次同轴间隔分布；相邻所述环筋间呈间隔分布；各个所述环筋通过多个竖筋相连接；相邻竖筋呈间隔环形分布。
21.所述固定筒内设有抽拉机构，所述抽拉机构包括设置在固定筒上的导向空腔；所述导向空腔内设有连接杆，所述连接杆插接在导向空腔内；所述连接杆与上浮装置中的安装板相连接。
22.所述连接杆通过导向部与固定筒相连接；所述导向部包括设置在导向空腔内的导向筒，所述导向筒外侧设有滑块；所述导向空腔内壁上设有导向沉槽；所述导向筒通过滑块卡接在导向沉槽内。
23.一种所述预应力管桩桩基础的施工方法，所述施工方法包括如下步骤：
24.步骤1：首先；对桩基础施工位置进行测量标点；
25.步骤2：对标点处进行桩孔开设；在对标点进行打孔工作时，要求打孔前需要对标点处进行洒水工作，同时在打孔时需要对孔进行垂直度进行检测；
26.步骤3：桩孔开设完毕后，把预埋桩与破土桩连接完毕后；通过打桩机使预埋桩和破土桩放入桩孔内，在使顶杆落到预埋桩的内侧，使顶杆带动推板移动，推板移动通过挡板带动固定杆移动到预埋桩的外侧，使预埋桩进行固定；
27.步骤4：步骤3完成后，在步骤3的预埋桩上连接混凝土桩；
28.步骤5：步骤4完成后，在混凝土桩上连接上浮装置即可。
29.本发明的优点在于：
30.本发明公开了一种预应力管桩桩基础，本发明公开的桩基基础采用分段式设计，方便了管桩桩基础的后续安装，另外，通过侧顶机构的设置，使得预埋桩可以插接在桩孔内，从而实现管桩桩基础在桩孔内安装的稳定性；避免桩基础因土壤疏松造成倾斜等问题。
附图说明
31.下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
32.图1为本发明的整体结构示意图。
33.图2为本发明的整体结构预埋桩处剖视示意图。
34.图3为本发明的整体结构混凝土桩处剖视示意图。
35.图4为本发明的整体结构固定筒处剖视爆炸示意图。
36.图5为本发明的整体结构安装板处爆炸示意图。
37.附图标记为：1、混凝土桩；2、预埋桩；3、破土桩；4、安装板；5、漂浮板；6、顶杆；7、连接环；8、弹簧；9、固定杆；10、固定块；11、推板；12、挡板；13、环筋；14、竖筋；15、固定环；16、固定筒；17、固定盖；18、密封环；19、连接杆；20、导向筒；21、滑块；22、固定销；23、法兰片；24、套筒；25、安装杆。
具体实施方式
38.下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详
细的说明。
39.一种预应力管桩桩基础，包括混凝土桩1、预埋桩2以及破土桩3；所述混凝土桩1通过预埋桩2与破土桩3相连接；本发明公开了一种预应力管桩桩基础，本发明公开的桩基基础采用分段式设计，方便了管桩桩基础的后续安装。
40.具体，本发明公开的管桩桩基础主要包括混凝土桩1、预埋桩2以及破土桩3；所述破土桩3呈圆锥状；方便了桩基础后续的插入布置，另外；在破土桩3上设有预埋桩2；预埋桩2起到一个基础连接作用，起到一个预连接作用，方便了桩基础预先连接在桩孔内，方便后续混凝土桩1的连接，继而保证整个管桩桩基础在桩孔内的安放稳定。
41.进一步的，在本发明中所述预埋桩2包括预埋桩体2-1，所述预埋桩体2-1内部中空形成放置空腔2-2，所述放置空腔2-2内设有侧顶机构，所述侧顶机构包括多个固定杆9，所述固定杆9一端处于放置空腔2-2内部，另一端穿过预埋桩体2-1设置；所述固定杆9连接顶推驱动部；在本发明中通过侧顶机构的设置，使得预埋桩2可以插接在桩孔内壁上，从而实现管桩桩基础在桩孔内安装的稳定性；避免桩基础因土壤疏松造成倾斜等问题。
42.进一步的，在本发明中所述顶推驱动部包括顶杆6；所述顶杆6通过传动机构与固定杆9相连接；每个传动机构对应有一个固定杆9；所述传动机构包括设置在放置空腔2-2内壁上的推板11，所述推板11一端通过转动部与放置空腔2-2相连接；所述推板11另一端搭接在固定杆9端部；所述推板11倾斜设置；所述顶杆6一端插接在放置空腔2-2内并与各个传动机构中的推板11相接触；顶杆6为一个驱动部件，顶杆6沿纵向进行移动，顶杆6抵压在推板11上，推板11绕着转动部进行转动，推板11在顶杆6的推动下，进行转动，推板11持续转动，挤压固定杆9，在顶杆6的抵压下，固定杆9穿过预埋桩体2-1，使得固定杆9凸出预埋桩体2-1，使得固定杆9端部插接在桩孔内壁上，从而实现预埋桩2安装的稳定性。
43.进一步的，在本发明中所述混凝土桩1远离预埋桩2一端设有上浮装置，所述上浮装置包括连接在混凝土桩1上的安装板4，所述安装板4上设有漂浮板5；通过上浮装置的设置，可以方便后续物品子在桩基上的放置，例如太阳能板等结构，使得本发明公开的桩基础具有水陆两用功能；增加了本发明的适用范围。
44.进一步的，在本发明中所述放置空腔2-2包括第一空腔2-21和第二空腔2-22，所述第一空腔2-21与第二空腔2-22相连通，所述第一空腔2-21处于第二空腔2-22上方，所述第一空腔2-21内径小于第二空腔2-22内径，所述第一空腔2-21内径等于顶杆6外径；本发明通过第一空腔2-21起到导向作用，方便对顶杆6的限位操作，另外，第二空腔2-22用于侧顶机构安放，同时本发明第一空腔2-21和第二空腔2-22因为尺寸的限定，可以规避因为设置侧顶机构而影响顶杆6的纵向运行；另外第一空腔2-21起到很好的导向作用，保证顶杆6运行的直线性。
45.进一步的，在本发明中所述预埋桩体2-1外侧面距离第二空腔2-22的最短距离小于固定杆9长度；预埋桩体2-1上设有穿接通孔，每个固定杆9对应有一个穿接通孔；每个所述传动机构中的推板11通过支撑弹簧8与放置空腔2-2内壁相连接；本发明通过这样的设置，方便了固定杆9穿过预埋桩体2-1延伸至预埋桩2外侧，从而实现固定杆9与桩孔内壁的插接固定。
46.进一步的，在本发明中所述固定杆9端部设有挡板12，所述挡板12与推板11下端面相贴合；所述转动部包括设置在放置空腔2-2内壁上的固定块，所述固定块通过转轴与推板
11相连接；挡板12的设置，方便了固定杆9与推板11之间的连接，另外，挡板12起到一个架高作用，方便保证推板11倾斜设置；方便后续推板11对固定杆9的后续推动；另外，在本发明中推板11通过转轴与固定块相连接，继而实现推板11连接在放置空腔2-2内壁上；另外，这样的设置，方便了推板11后续的摆动操作；进而方便了固定杆的顶出；实现后续的固定操作。
47.进一步的，在本发明中所述混凝土桩1包括混凝土桩体1-1，所述混凝土桩体1-1内部中空形成连接空腔，在连接空腔内设有固定筒16，所述固定筒16与混凝土桩体1-1之间设有固定环15；所述固定筒16通过固定环15与混凝土桩体1-1相连接；混凝土桩体1-1外混凝土桩1外部支撑主体，在混凝土桩体1-1内设有固定筒16，固定筒16起到内部支撑作用，很好的增加了混凝土桩1的整体结构强度，另外，在本发明中固定筒16通过固定环15与混凝土桩体1-1相连接；从而很好的保证了混凝土桩体1-1与固定筒16之间的连接稳定性。
48.进一步的，在本发明中所述混凝土桩体1-1与固定筒16之间设有钢筋笼结构，所述钢筋笼结构包括多个环筋13，各个所述环筋13依次同轴间隔分布；相邻所述环筋13间呈间隔分布；各个所述环筋13通过多个竖筋14相连接；相邻竖筋14呈间隔环形分布；钢筋笼结构的设置，很好的保证了混凝土桩体1-1与固定筒16之间的连接稳定性，同时也提高了混泥土桩整体的结构强度。
49.进一步的，在本发明中所述固定筒16内设有抽拉机构，所述抽拉机构包括设置在固定筒16上的导向空腔16-1；所述导向空腔16-1内设有连接杆19，所述连接杆19插接在导向空腔16-1内；所述连接杆19与上浮装置中的安装板4相连接；抽拉机构的设置，方便了后续调整上浮装置的位置，可以更好的在水中进行使用。
50.在实际使用过程中，连接杆可以不外设固定机构，也及时连接杆可以在固定筒内沿上下移动，方便根据水液深度自动调整上浮装置位置，避免水液没过上浮装置损坏上浮装置上放置的物品。
51.当然也可以设置外部固定结构，可以是在混凝土桩端部设置卡钳等结构，卡钳连接在混凝土桩端部，卡钳可以通过外力张开与闭合，卡钳夹持在连接杆外侧，在实际使用时可以通过卡钳对连接杆进行夹持固定，从而实现上浮装置位置的确定。
52.上述实施方式根据实际需要进行选择。
53.进一步的，在本发明中所述连接杆19通过导向部与固定筒16相连接；所述导向部包括设置在导向空腔16-1内的导向筒20，所述导向筒20外侧设有滑块21；所述导向空腔16-1内壁上设有导向沉槽21-1；所述导向筒20通过滑块21卡接在导向沉槽21-1内；本发明通过导向部的设置，可以保证连接杆19在固定筒16内抽拉运动的直线性；滑块21与导向沉槽21-1的设置，除了具有很好的限位导向作用外，还能避免连接杆19相当对于导向筒20转动，继而保证了上浮装置位置的稳定性。
54.一种所述预应力管桩桩基础的施工方法，所述施工方法包括如下步骤：
55.步骤1：首先；对桩基础施工位置进行测量标点；
56.步骤2：对标点处进行桩孔开设；在对标点进行打孔工作时，要求打孔前需要对标点处进行洒水工作(当桩基布置在水下时，可以不进行此步骤)，同时在打孔时需要对孔进行垂直度进行检测；
57.步骤3：桩孔开设完毕后，把预埋桩2与破土桩3连接完毕后；通过打桩机使预埋桩2和破土桩3放入桩孔内，在使顶杆6落到预埋桩2的内侧，使顶杆6带动推板11移动，推板11移
动通过挡板12带动固定杆9移动到预埋桩2的外侧，使预埋桩2进行固定；
58.步骤4：步骤3完成后，在步骤3的预埋桩2上连接混凝土桩1；
59.步骤5：步骤4完成后，在混凝土桩1上连接上浮装置即可。
60.具体；
61.本发明公开了一种预应力管桩桩基础；本发明公开的预应力管桩桩基础主要是适用于深厚圆砾卵石层。
62.本发明公开的预应力管桩桩基础，包括混凝土桩1，所述混凝土桩1的内侧固定连接有竖筋14，所述竖筋14的一侧固定连接有环筋13，所述环筋13的外侧固定连接有混凝土桩体，所述混凝土桩1的内侧固定连接有固定筒16，所述混凝土桩1的内侧底端固定连接有连接环7，混凝土桩1通过连接环7与预埋桩2相连接；所述固定筒16的外侧固定连接有固定环15，所述固定环15的外侧固定连接有混凝土桩1，所述固定筒16的底端固定连接有预埋桩2，所述固定筒16的外侧底端固定连接有连接环7，所述连接环7的外侧顶端开设有卡环，所述连接环7的卡环与混凝土桩1卡接(因为混凝土桩是又浇筑而成的，所以该卡环具有很好的挂接限位作用，可以保证连接环与混凝土桩连接的稳定性)。
63.另外，在本发明中所述连接环7的底端固定连接有预埋桩2，所述预埋桩2的内侧固定连接有固定块，所述固定块的一侧活动套接有推板11，所述推板11一端的一侧活动连接有挡板12，所述挡板12的一侧固定连接有固定杆9，所述固定杆9通过第二空腔2-22穿过预埋桩2设置，所述推板11位于挡板12的上方固定连接有支撑弹簧8，所述支撑弹簧8的一端固定连接有预埋桩2，所述推板11的另一侧活动连接有顶杆6，所述顶杆6的外侧顶端活动套接有预埋桩体2-1，所述预埋桩2的底端固定连接有破土桩3，所述挡板12外侧面与预埋桩2内壁相适配。
64.在本发明中；所述固定筒16的内侧底端活动连接有滑块21，所述滑块21的一侧固定连接有导向筒20，所述导向筒20的内侧固定套接有连接杆19，所述连接杆19的外侧顶端活动套接有密封环18，所述密封环18的外侧固定连接有固定盖17，所述固定盖17的外侧固定连接有固定筒16，所述密封环18的材质为橡胶材料，所述密封环18的内径与连接杆19的外径相适配；在本发明中连接杆19与导向筒之间可以通过螺纹相连接；这样的设置，方便了连接杆与导向筒之间的拆卸更换，同时也方便后续的使用。
65.同时，在本发明中所述连接杆19的顶端固定连接有法兰片，所述法兰片的顶端固定连接有安装板4，所述安装板4的底端位于法兰片的两侧均固定连接有套筒，所述套筒的内侧两端均活动套接有安装杆，所述安装杆的一端固定套接有固定销，所述固定销的一端固定套接有漂浮板5。
66.同时，本发明公开的桩基础可以单一使用，也可以多个配合使用。
67.多个配合使用时要求在实际布置时；
68.要求本发明中所述混凝土桩1的安装方向与地面呈垂直角度，所述混凝土桩1为十个一组，十个所述混凝土桩1分为两排，所述混凝土桩1为每排五个，五个所述混凝土桩1必须在同一直线上，所述混凝土桩1相邻的两个高度差不得超过两厘米，十个所述混凝土桩1的最高点与最低点的高度差不得超过十厘米，所述混凝土桩1的顶端位于地面三十厘米以上。。
69.在本发明中；所述固定筒16的内侧开设有滑动槽，所述滑块21位于固定筒16的滑
动槽内侧，所述导向筒20的内侧设有螺纹，所述连接杆19的底端开设有螺纹槽，所述导向筒20螺纹与连接杆19的螺纹槽相适配。
70.本发明通过设有混凝土桩1、环筋13、竖筋14、固定环15，有利于使桩基承当更多的重力荷载；
71.本发明通过设有预埋桩2、顶杆6、弹簧8、固定杆9、固定块、推板11、挡板12，有利于防止桩基础因土壤疏松造成倾斜；
72.本发明通过设有固定筒16、固定盖17、密封环18、连接杆19、导向筒20、滑块21，以及通过设有安装板4、漂浮板5、固定销、套筒、安装杆、继而使桩基础具有水陆两用功能。
73.本发明提供了一种预应力管桩桩基础，包括混凝土桩1，混凝土桩1的内侧固定连接有竖筋14，竖筋14的一侧固定连接有环筋13，环筋13的外侧固定连接有混凝土桩1，混凝土桩1的内侧固定连接有固定筒16，混凝土桩1的内侧底端固定连接有连接环7，固定筒16的外侧固定连接有固定环15，固定环15的外侧固定连接有混凝土桩1，固定筒16的底端固定连接有预埋桩2，固定筒16的外侧底端固定连接有连接环7，通过设有混凝土桩1、环筋13、竖筋14、固定环15，有利于使桩基承当更多的重力荷载。
74.另外，在本发明中连接环7的底端固定连接有预埋桩2，预埋桩2的内侧固定连接有固定块10，固定块10的一侧活动套接有推板11，推板11一端的一侧活动连接有挡板12，挡板12的一侧固定连接有固定杆9，固定杆9的一端活动套接有预埋桩2，推板11一端的一侧位于挡板12的上方固定连接有弹簧8，弹簧8的一端固定连接有预埋桩2，推板11的另一侧活动连接有顶杆6，顶杆6的外侧顶端活动套接有预埋桩2，预埋桩2的底端固定连接有破土桩3，通过设有预埋桩2、顶杆6、弹簧8、固定杆9、固定块10、推板11、挡板12，有利于防止桩基础因土壤疏松造成倾斜。
75.进一步的，固定筒16的内侧底端活动连接有滑块21，滑块21的一侧固定连接有导向筒20，导向筒20的内侧固定套接有连接杆19，连接杆19的外侧顶端活动套接有密封环18，所述密封环18的外侧固定连接有固定盖17，固定盖17的外侧固定连接有固定筒16，通过设有固定筒16、固定盖17、密封环18、连接杆19、导向筒20、滑块21。
76.进一步的，连接杆19的顶端固定连接有法兰片23，法兰片23的顶端固定连接有安装板4，安装板4的底端位于法兰片23的两侧均固定连接有套筒24，套筒24的内侧两端均活动套接有安装杆25，安装杆可以在套筒内拉动，这样的设置，起到很好的调节作用；方便调节漂浮板的位置。
77.另外，为了实现安装杆的锁止，可以在安装杆设置固定机构，固定机构可以选用螺钉或者螺栓；通过螺钉或者螺栓穿过安装杆和导筒实现安装杆与导筒之间的连接锁止。
78.另外，在本发明中的安装杆上设有多个第一连孔，在套筒上也设有多个第二连孔，在后续连接时，第一连孔与第二连孔相对设置，通过螺栓穿过第一连孔和第二连孔实现安装杆与套筒之间的连接。
79.另外，在本发明中套筒边缘处设有避让缺口27，方便安装杆的侧向限位，避免安装杆的摆动，同时方便安装杆外露用于与漂浮板相连接。
80.另外，在本发明中安装杆25的一端固定套接有固定销22，固定销22的一端固定套接有漂浮板5，通过设有安装板4、漂浮板5、固定销22、套筒24、安装杆25、继而使桩基础具有水陆两用功能。
81.这里需要说明的是，本发明导筒24就是一个内部具有通孔的筒式结构，主要是用于安装杆的插接放置，安装杆端部插接在导筒的通孔内，另外，本发明安装杆上设有多个连接孔，漂浮板通过固定销连接在安装杆的连接孔26上；另外，在安装杆上设有多个连接孔26，连接孔26设置数量可以根据需要进行选择；在实际连接时，可以根据需要选择不同的连接位置，增加本发明的适用范围。
82.工作原理：
83.s1、首先，对桩基础施工位置进行测量标点；
84.s2、对标点处进行打孔工作，打孔前需要对标点处进行洒水工作，防止打孔时坍塌，在打孔时需要对孔进行垂直度进行检测；
85.s3、桩孔开设完毕后，通过打桩机使预埋桩2放入桩孔内侧，在使顶杆6落到预埋桩2的内侧，使顶杆6带动推板11移动，推板11移动通过挡板12带动固定杆9移动到预埋桩2的外侧，使预埋桩2进行固定；
86.s4、在使环筋13与竖筋14落到预埋桩2的顶端与连接环7的外侧，同时使固定筒16落到预埋桩2的顶端与连接环7的内侧，在使混凝土桩1落到环筋13与竖筋14的外侧，同时通过振动器使混凝土桩1的强度与密度增强，此时桩基础施工完成；
87.s5、再使连接杆19与法兰片23固定连接有，在使连接杆19与导向筒20固定套接，同时使安装板4与法兰片23固定连接，在使漂浮板5通过固定销22与安装杆25连接，从而使桩基础水陆两用。
88.显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。