内钻振动大直径PHC管桩的沉桩方法技术

本发明专利技术涉及土木工程技术领域，具体来说是一种内钻振动大直径PHC管桩的沉桩方法，包括免共振中孔振动锤、管桩夹具、长螺旋钻机、钻杆和桩架，既利用钻机在管桩内取土，减小桩端阻力，又利用振动减小桩土阻力，结合两机作用来达到沉桩目的。本发明专利技术同现有技术相比，其优点在于：可运用于任何土层，即可在流砂、淤泥、砂卵石及易榻孔和地下承压水地质下顺利地完成沉桩；无“共振”危害，护壁、取土同时进行，沉桩效率高；钻机取土仅取管桩内孔里的土，属部分取土。既能保证足够的侧摩阻力，又减小全挤土带来的不利影响；不需泥浆等，施工既文明干洁又不受天气影响。

【技术实现步骤摘要】
[
]本专利技术涉及土木工程
，具体来说是一种内钻振动大直径PHC管桩的沉桩方法。[
技术介绍
]PHC管桩，全称为预应力高强混凝土管桩，是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸压养护而制成的一种管桩。随着城市的高速扩张，高速铁路、高速公路、港口码头、跨海大桥等基础设施建设的大规模开展，由于PHC混凝土预制桩安装快捷、方便，质量稳定，节省施工时间等优点，在当今的运用越来越广。据报道，2011年我国PHC管桩产量达到3.5亿米。目前沉PHC管桩的主要方法如下：⑴压入法。如静压桩机靠自身重力将预制桩压入地下。它优点是静音环保，但有设备庞大笨重的缺点，在硬层特别是中粗砂以上的土层压入桩很困难。⑵打入法。用柴油锤或液压锤打击沉入。它优点是效率高，但缺点是噪音、振动大，且在中粗砂以上的土层打入桩很困难。⑶植入法。这方法国外用的较多，在国内施工不多。它是先用钻机钻孔，在孔内灌注水泥浆，再将预制桩植入孔内。它优点是非挤土且环保，但缺点是施工效率较低，且在寒冷天气由于冻浆无法施工。⑷中掘法。这方法是日本人专利技术的，它特别适用于大直径的预制桩的施工。优点是非挤土且环保，但缺点是设备系统庞大、设备和施工成本高、效率低。⑸振动法。这方法利用振动使桩土阻力减小，在重力作用下达到沉桩目的。它优点是设备简单，施工效率高，但有振动影响，且一般不能沉入强风化以上的土层。当今，PHC混凝土预制桩管桩用在大型工程的基础方面越来越多，而大型工程的基础桩往往需要大直径PHC管桩，要将大直径PHC管桩沉入土层、特别是沉入中粗砂以上的土层用现有的方法是很困难的，且成本高、效率低。比如我国专利CN200410061106.9公开了一种新型PHC桩及水冲气举静压沉桩法，平时采用压入法沉桩，在桩尖沉达砂或碎卵石层时，通过输入高压水和压缩空气冲刷砂或碎卵石层形成砂石混合水并将其排出，这种方法注水及注气压力很难控制，难以保证施工质量且会造成桩头处泥浆水四处飞溅。又如我国专利CN201310340797.5公开了一种PHC管桩及其沉桩方法，通过其承载力较高的PHC管桩设计，可以打入密实的砂层和强风化岩层。但是其通过锤击进行沉桩，噪音振动较大，根据打桩的完成情况和地面的松软程度等要对桩端进行不同处理且需要事先进行引孔，不够简便且降低了工作效率。[
技术实现思路
]本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种内钻振动大直径PHC管桩的沉桩方法，针对大直径管桩中空特点结合振动桩锤和钻机施工方法，充分发挥各自优点，合理进行施工作业。它既利用钻机在管桩内取土，减小桩端阻力，又利用振动减小桩土阻力，结合两机作用来达到沉桩目的。为了实现上述目的，设计一种内钻振动大直径PHC管桩的沉桩方法，包括免共振中孔振动锤、管桩夹具、长螺旋钻机、钻杆和桩架，其特征在于沉桩方法具体如下：a.上移钻机和中孔振动锤，使中孔振动锤的夹具下端离地距离比桩长高；b.用吊机或用桩架副吊将管内插有钻杆的管桩喂进夹具里，下移中孔振动锤,使钻杆接头伸出中孔振动锤,夹具夹紧管桩；c.下移钻机，使钻机接头与钻杆接头连接；d.对准桩位，调整竖直度；e.开启振动锤，下沉管桩，再开启钻机，桩管内取土排土；f.管桩下沉至标高处，停止中孔振动锤振动，继续钻机转动排土，直至钻头钻进管桩内孔底部时停止钻机转动；g.卸掉钻机与钻杆的连接及松开夹具，上移钻机和中孔振动锤，使夹具下端口离钻杆接头大于管桩长度的距离；h.将第二节内插有钻杆的管桩再喂进夹具里，下移中孔振动锤,夹具夹紧管桩；i.先使第二节管桩里的钻杆与第一节管桩里的钻杆和钻机接头连接，再下移第二节管桩与第一节管桩连接；j.开启振动锤，下沉管桩，再开启钻机、桩管内取土排土；k.管桩下沉至新标高处停止中孔振动锤振动，继续使钻机边转动边上移钻机排土，直至新接上的钻杆下端接头从第2节管桩口出来时，钻机停止转动，用凹型板将桩管里的第一节钻杆固定在桩管口；l.用吊车或桩架副吊绳索吊住原被接上的第一节钻杆，卸掉该钻杆与钻机和第一节钻杆的连接，将该钻杆吊走；m.下移钻机，使钻机接头与第一节钻杆上接头连接，使钻机边转动边上移钻机排土，直至钻杆从桩管里全部出来，用吊车或桩架副吊绳索吊住第一节钻杆，卸掉该钻杆与钻机的连接，将该钻杆吊走；n.松开夹具，上移中孔振动锤，完成共2节管桩的振沉。所述的步骤e能替换为:先开启钻机转动取土排土、再开启振动锤下沉管桩或钻机转动取土排土和振动锤振动沉管交替进行。所述的步骤j能替换为:先开启钻机转动取土排土、再开启振动锤下沉管桩或钻机移动取土排土和振动锤振动沉管交替进行。若加接3节、4节管桩，则重复步骤g-步骤n。本专利技术同现有技术相比，其优点在于：1.可运用于任何土层，即可在流砂、淤泥、砂卵石及易塌孔和地下承压水地质下顺利地完成沉桩；2.无“共振”危害，护壁、取土同时进行，沉桩效率高；3.钻机取土仅取管桩内孔里的土，属部分取土。既能保证足够的侧摩阻力，又减小全挤土带来的不利影响；4.不需泥浆等，施工既文明干洁又不受天气影响。[附图说明]图1是使用本方法专利技术进行沉桩工作的装置的结构示意图；图2是免共振中孔振动锤和管桩夹具的结构示意图；图中：1.履带桩架 2.长螺旋钻机 3.钻杆 4.PHC管桩 5.免共振中孔振动锤 6.管桩夹具。[具体实施方式]下面结合附图对本专利技术作进一步说明，这种内钻振动大直径PHC管桩的沉桩方法的原理对本专业的人来说是非常清楚的。所述的内钻振动大直径PHC管桩的沉桩方法，包括免共振中孔振动锤、管桩夹具、长螺旋钻机、钻杆和桩架，其特征在于沉桩方法具体如下：a.上移钻机和中孔振动锤，使中孔振动锤的夹具下端离地距离比桩长高；b.用吊机或用桩架副吊将管内插有钻杆的管桩喂进夹具里，下移中孔振动锤,使钻杆接头伸出中孔振动锤,夹具夹紧管桩；c.下移钻机，使钻机接头与钻杆接头连接；d.对准桩位，调整竖直度；e.开启振动锤，下沉管桩，再开启钻机，桩管内取土排土，也可先开启钻机转动取土排土、再开启振动锤下沉管桩或钻机转动取土排土和振动锤振动沉管交替进行。f.管桩下沉至标高处，停止中孔振动锤振动，继续钻机转动排土，直至钻头钻进管桩内孔底部时停止钻机转动；g.卸掉钻机与钻杆的连接及松开夹具，上移钻机和中孔振动锤，使夹具下端口离钻杆接头大于管桩长度的距离；h.将第二节内插有钻杆的管桩再喂进夹具里，下移中孔振动锤,夹具夹紧管桩；i.先使第二节管桩里的钻杆与第一节管桩里的钻杆和钻机接头连接，再下移第二节管桩与第一节管桩连接；j.开启振动锤，下沉管桩，再开启钻机、桩管内取土排土，也可先开启钻机转动取土排土、再开启振动锤下沉管桩或钻机移动取土排土和振动锤振动沉管交替进行。k.管桩下沉至新标高处停止中孔振动锤振动，继续使钻机边转动边上移钻机排土，直至新接上的钻杆下端接头从第2节管桩口出来时，钻机停止转动，用凹型板将桩管里的第一节钻杆固定在桩管口；l.用吊车或桩架副吊绳索吊住原被接上的第一节钻杆，卸掉该钻杆与钻机和第一节钻杆的连接，将该钻杆吊走；m.下移钻机，使钻机接头与第一节钻杆上接头连接，使钻机边转动边上移钻机排土，直至钻杆从桩管里全部出来，用吊车或桩架副吊绳索吊住第一节钻杆，卸掉该钻杆与钻机的连接，将该钻杆吊走；n.松开夹具，上移中孔振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内钻振动大直径PHC管桩的沉桩方法，包括免共振中孔振动锤、管桩夹具、长螺旋钻机、钻杆和桩架，其特征在于沉桩方法具体如下：a.上移钻机和中孔振动锤，使中孔振动锤的夹具下端离地距离比桩长高；b.用吊机或用桩架副吊将管内插有钻杆的管桩喂进夹具里，下移中孔振动锤,使钻杆接头伸出中孔振动锤,夹具夹紧管桩；c.下移钻机，使钻机接头与钻杆接头连接；d.对准桩位，调整竖直度；e.开启振动锤，下沉管桩，再开启钻机，桩管内取土排土；f.管桩下沉至标高处，停止中孔振动锤振动，继续钻机转动排土，直至钻头钻进管桩内孔底部时停止钻机转动；g.卸掉钻机与钻杆的连接及松开夹具，上移钻机和中孔振动锤，使夹具下端口离钻杆接头大于管桩长度的距离；h.将第二节内插有钻杆的管桩再喂进夹具里，下移中孔振动锤,夹具夹紧管桩；i.先使第二节管桩里的钻杆与第一节管桩里的钻杆和钻机接头连接，再下移第二节管桩与第一节管桩连接；j.开启振动锤，下沉管桩，再开启钻机、桩管内取土排土；k.管桩下沉至新标高处停止中孔振动锤振动，继续使钻机边转动边上移钻机排土，直至新接上的钻杆下端接头从第2节管桩口出来时，钻机停止转动，用凹型板将桩管里的第一节钻杆固定在桩管口；l.用吊车或桩架副吊绳索吊住原被接上的第一节钻杆，卸掉该钻杆与钻机和第一节钻杆的连接，将该钻杆吊走；m.下移钻机，使钻机接头与第一节钻杆上接头连接，使钻机边转动边上移钻机排土，直至钻杆从桩管里全部出来，用吊车或桩架副吊绳索吊住第一节钻杆，卸掉该钻杆与钻机的连接，将该钻杆吊走；n.松开夹具，上移中孔振动锤，完成共2节管桩的振沉。...

【技术特征摘要】
1.一种内钻振动大直径PHC管桩的沉桩方法，包括免共振中孔振动锤、管桩夹具、长螺旋钻机、钻杆和桩架，其特征在于沉桩方法具体如下：a.上移钻机和中孔振动锤，使中孔振动锤的夹具下端离地距离比桩长高；b.用吊机或用桩架副吊将管内插有钻杆的管桩喂进夹具里，下移中孔振动锤,使钻杆接头伸出中孔振动锤,夹具夹紧管桩；c.下移钻机，使钻机接头与钻杆接头连接；d.对准桩位，调整竖直度；e.开启振动锤，下沉管桩，再开启钻机，桩管内取土排土；f.管桩下沉至标高处，停止中孔振动锤振动，继续钻机转动排土，直至钻头钻进管桩内孔底部时停止钻机转动；g.卸掉钻机与钻杆的连接及松开夹具，上移钻机和中孔振动锤，使夹具下端口离钻杆接头大于管桩长度的距离；h.将第二节内插有钻杆的管桩再喂进夹具里，下移中孔振动锤,夹具夹紧管桩；i.先使第二节管桩里的钻杆与第一节管桩里的钻杆和钻机接头连接，再下移第二节管桩与第一节管桩连接；j.开启振动锤，下沉管桩，再开启钻机、桩管内取土排土；k.管桩下沉至新标高处停止中孔振动锤振动，继续使钻机边转动边上移钻机排土...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹小骥，曹摩西，曹鹏，曹荣夏，
申请(专利权)人：上海振中机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31