一种适于岩溶桩基施工的抗倾覆防脱落钢套筒制造技术

本发明专利技术对钢套筒进行了改进，发明专利技术一种能够增强原钢套筒连接性能而且能够有效防止钢套筒掉入溶洞时不发生孔位倾斜现象的可控支撑式钢套筒，主要包括筒靴连接装置、筒靴支撑装置，同时对原钢套筒尺寸进行了优化。其主要优点在于当钢套筒在岩溶区域施工遇到溶洞时，防止末节钢套筒出现脱落情况，同时增加钢套筒下沉至洞底时的稳定性，减少出现桩位倾斜的现象，具有十分重要的应用价值。

An anti overturning and anti falling steel sleeve suitable for Karst pile foundation construction

【技术实现步骤摘要】
一种适于岩溶桩基施工的抗倾覆防脱落钢套筒
：本专利技术涉及了岩溶区域桩基施工领域，主要对岩溶区桥梁桩基应用钢套筒+旋挖机成孔技术中采用的钢套筒进一步优化设计。
技术介绍
：岩溶是地表水和地下水对可溶岩以溶蚀为主的长期地质作用及其形成的各种岩溶现象。岩溶地区桩基施工一向是设计单位、建设单位和施工单位都比较棘手的问题。溶洞对基桩的受力状况会产生不利影响，给计算桩身摩阻力和桩底承载力带来较大难题。而且在施工过程中，极易发生漏浆、塌孔、扩孔、卡钻、斜孔，严重的会导致地面下沉、桩机倾覆，危及施工人员及临近建筑物的安全，延误工期。钢套筒+旋挖机成孔技术适合于基础工程中成孔作业，一般适用粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层，借钻具自重和钻机加压力，耙齿切入土层，在回转力矩的作用下钻斗同时回转配合不同钻具，适应于干式(短螺旋)、湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业，其特点是施工速度快、成孔质量高、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适用性强等，被誉为“绿色施工工艺”。其中钢套筒的使用可使旋挖钻机钻进顺利穿过静态泥浆护壁无法解决的巨厚的软塑、流塑状的软土层、严重漏失地层等，有利于旋挖钻机提高钻进工效、保证钻孔质量，混凝土浇注后的桩体不易发生缩颈、漏筋、桩身混凝土离析等质量问题，且钢套筒下沉与上拔时无振动，可重复使用，具有保护既有建筑物安全及防止溶洞顶板突然破损，出现地面塌陷隐患优点。
技术实现思路
：本专利技术的目的是，针对钢套筒在岩溶区域施工下沉过程中遇到溶洞时出现的由于套筒螺栓连接失效而掉入洞底的问题，提供一种既能够提高钢套筒整体性，防止钢套筒脱落，而且能够提高钢套筒沉入溶洞时的抗倾覆能力，防止钢套筒沉入溶洞时不发生孔位倾斜现象的装置。为了达到上述目的，本专利技术构思：设置一种钢套筒与桩机的连接装置，增强钢套筒之间的连接能力，通过增加材料质量与几何尺寸的优化，降低钢套筒重心，使钢套筒沉入溶洞底部时不容易产生倾斜，同时在筒靴内部设置一种可控制活动支撑，当筒靴邻近洞底时，可打开活动支撑，增加钢套筒在洞底的稳定性，提高钢套筒的抗倾覆能力，避免钻机施工遇到溶洞时出现的孔位倾斜现象。根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术涉及的一种适用于岩溶桩基施工的抗倾覆防脱落钢套筒，通过改变末节钢套筒与筒靴的尺寸，并由筒靴连接装置、筒靴支撑装置组成。1、末节钢套筒与筒靴尺寸的改进增加末节套筒与筒靴接头长度至套筒长度的1/3，进而降低了末节套筒的重心，提高钢套筒下沉至溶洞底部时的抗倾覆能力，避免出现孔位倾斜现象。2、钢套筒连接装置钢套筒连接装置由钢丝绳连接孔和钢丝绳组成，四条钢丝绳首端与地表桩机连接，且当钢套筒下沉时，钢丝绳随之下沉，四条钢丝绳通过打入钢套筒壁的孔位与设置在筒靴下部的四个钢套筒支撑连接，钢套筒下沉时处于拉紧状态，增加筒靴与钢套筒的整体性，防止由于钢套筒连接螺栓失效导致钢套筒脱落的风险。3、钢套筒支撑装置钢套筒支撑装置为4个设置在筒靴壁的钢套筒支撑组成，钢套筒支撑底设有扭簧，扭簧旋转轴与筒靴壁连接最大扭转角度为225°，4个钢套筒支撑十字交叉分布于设置在筒靴壁的钢套筒支撑凹槽内，并与钢丝绳相连，当钢套筒连接装置的钢丝绳拉紧钢套筒支撑时，钢套筒支撑收紧于钢套筒支撑凹槽内，当钢丝绳放松时，钢套筒支撑被扭簧展开至225°，从而增加了钢套筒在沉入溶洞底端时的稳定性，提高了钢套筒的抗倾覆能力。本专利技术具有以下优点：1、能够增加钢套筒之间的连接性能，提高钢套筒整体性，施工过程中遇到溶洞时防止钢套筒脱落。2、避免了钢套筒穿越溶洞时出现桩位倾斜现象，提高钢套筒遇到溶洞时的抗倾覆能力。附图说明：图1、图2、图3是本专利技术的整体组装结构示意图，其中图1为支撑收起时钢套筒效果图，图2为支撑打开时钢套筒效果图，图3是未接筒靴时的末节钢套筒效果图。标记说明：1-筒靴接头，2-钢套筒支撑，3-钢丝绳连接孔，4-钢套筒支撑凹槽，5-扭簧，6-切削齿，7-钢套筒连接螺栓孔，8-钢丝绳，9-末节钢套筒接头。具体实施方式：以下结合附图1、附图2、附图3对本专利技术的技术方案进一步说明：1、末节钢套筒与筒靴尺寸的改进附图中筒靴接头(1)、末节钢套筒接头(9)长度为附图3末节钢套筒长度L的1/3，从而增加了末节钢套筒重量，降低末节钢套筒重心，下沉时遇到溶洞底部减少钢套筒出现孔位倾斜现象，提高钢套筒抗倾覆能力。2、钢套筒连接装置附图中4条钢丝绳(8)可通过钢套筒壁的钢丝绳连接孔(3)与地表桩机连接，末端与4个钢套筒支撑(2)连接，并处于拉紧状态，实现对钢套筒整体性的控制，特别是当钢套筒下沉至溶洞时，能够有效防止末节钢套筒脱落的情况，并为钢套筒能够稳定下沉至溶洞底部提供保障。3、钢套筒支撑装置钢套筒支撑装置由4个钢套筒支撑(2)组成，如附图1、附图2所示，钢套筒支撑嵌入设置于筒靴壁的钢套筒支撑凹槽(4)内，其中钢套筒支撑凹槽(4)与钢丝绳连接孔(3)相通，以便钢套筒支撑(2)与钢丝绳(8)相连，钢套筒支撑底部设有最大扭转角度为225°的扭簧(5)，当钢丝绳(8)处于收紧状态时，钢套筒支撑(2)合在钢套筒支撑凹槽(4)内，当钢丝绳处于松弛状态时，扭簧(5)弹开225°，形成四个钢套筒支撑(2)展开状态，如附图2所示，实现了钢丝绳(8)对钢套筒支撑(2)的控制，当钢套筒由于遇到溶洞快速下沉至溶洞底部时，通过控制连接在桩机的钢丝绳(8)，打开钢套筒支撑(2)，使钢套筒能够稳定沉入溶洞底部，增加钢套筒的竖向稳定性和抗倾覆能力，防止出现孔位倾斜现象。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适于岩溶桩基施工的抗倾覆防脱落钢套筒，其特征在于，由钢套筒连接装置、钢套筒支撑装置组成，并对原筒靴和末节钢套筒尺寸进行了优化设计；所述钢套筒连接装置由钢丝绳连接孔3、钢丝绳8组成；钢套筒支撑装置由钢套筒支撑2、扭簧5、钢套筒支撑凹槽4组成；同时分别增加了钢套筒筒靴接头1、末节钢套筒接头9的长度至钢套筒长度L的1/3；所述钢套筒连接装置钢丝绳8穿过贯穿整个钢套筒壁和筒靴壁的钢丝绳连接孔3，钢丝绳8首端与地表桩机连接，末端与钢套筒支撑2连接，进而将每节钢套筒和筒靴连接起来，以增加钢套筒的整体性；钢套筒支撑装置通过连接于钢套筒支撑2的钢丝绳8来控制钢套筒支撑2的打开和闭合，当钢套筒下沉至溶洞由于钢套筒之间连接的松动导致钢套筒快速下沉至溶洞底部时，可由钢丝绳8控制打开钢套筒支撑2，使钢套筒稳定下沉至溶洞底部，增加钢套筒的竖向稳定性；末节钢套筒与筒靴尺寸的改进降低了末节钢套筒的重心，减少了钢套筒下沉至溶洞底部时出现孔位倾斜的现象。

【技术特征摘要】
1.一种适于岩溶桩基施工的抗倾覆防脱落钢套筒，其特征在于，由钢套筒连接装置、钢套筒支撑装置组成，并对原筒靴和末节钢套筒尺寸进行了优化设计；所述钢套筒连接装置由钢丝绳连接孔3、钢丝绳8组成；钢套筒支撑装置由钢套筒支撑2、扭簧5、钢套筒支撑凹槽4组成；同时分别增加了钢套筒筒靴接头1、末节钢套筒接头9的长度至钢套筒长度L的1/3；所述钢套筒连接装置钢丝绳8穿过贯穿整个钢套筒壁和筒靴壁的钢丝绳连接孔3，钢丝绳8首端与地表桩机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘镇，张奥博，周翠英，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44