一种用于沉管灌注桩的纠偏装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于沉管灌注桩的纠偏装置及其使用方法，包括双动汽锤，双动汽锤设置在沉管的顶部；多个高压风机均匀布设在沉管的四周，每个高压风机连接导风主管及若干导风支管，导风支管均匀设置在沉管内壁外侧圆周上；沉管外壁的外侧圆周上均匀设置有若干涨缩气垫，并与沉管的周围土体接触，涨缩气垫与对应导风支管连通；每个导风支管的下端设置有气压装置，气压装置通过升降套筒与预制桩尖连接；本发明专利技术通过在沉管外壁上设置涨缩气垫，通过高压气流带动涨缩气垫的膨胀，作用于沉管周围土体，使土体对沉管产生反作用力，推动沉管向预定方向移动，实现了对沉管的纠偏；通过气压装置带动伸缩套筒的伸缩，实现了对预制桩尖角度的调整。

A deviation rectifying device and its using method used for sinking cast-in-place pile

【技术实现步骤摘要】
一种用于沉管灌注桩的纠偏装置及其使用方法
本专利技术涉及桥梁桩基础施工
，特别涉及一种用于沉管灌注桩的纠偏装置及其使用方法。
技术介绍
桩是在地基中设置的柱型构件，根据不同的目的，桩基础有不同的分类；不同类型的桩基础在自身构造和桩土作用性能上具有各自的特点。其中，沉管灌注桩是利用桩锤将桩管和预制桩尖打入土中，其对土的作用机理与用锤击法设闭口钢管桩相似。边拔管、边振动、边灌注混凝土、边成型；在拔管过程中，由于保持对桩管进行连续低锤密击，使钢管不断得到冲击振动，从而振实混凝土。在沉管过程中，由于锤击的偏心，桩底土层空洞或土层中孤石等障碍物的存在，极易导致桩位偏斜，使桩基础的工作性能难以达到设计效果。在工程实践中，桩基础桩身倾斜的问题一直没有被良好的解决，现有措施只是预防和维护。在沉桩过程中如发现桩身倾斜，则需要立即停工检查，直至问题排查结束确保桩身的垂直度符合要求方可进行下一步施工，目前，主要的纠偏方法有如下几种：(1)在高侧集中除土，加重物；在低侧回填砂石，且必要时在桩顶施加水平力扶正；(2)可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理；(3)承台下做换土地基，在桩基承台施工前，挖出一定深度的土，换成砂石填层分层夯填，然后在人工地基和桩基上建立施工平台；桩间增设水泥土桩，形成复合地基基础；以上方法皆具有一定的局限性，首先，上述方法需要停止打桩后进行纠偏，无法在施工同时纠偏桩位，工程的施工进度严重停滞；工期延迟后，地基土中的应力状态及土体强度特性发生改变，不同于方案设计时的土体应力状态，很可能使桩基础下沉过程遇到其他困难，导致施工方案变更等问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种用于沉管灌注桩的纠偏装置及其使用方法，以解决灌注桩施工过程中无法同时实现桩位纠偏，纠偏效果较差，难度较大。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种用于沉管灌注桩的纠偏装置，包括双动汽锤、多个高压风机、导风主管、导风支管、涨缩气垫、气压装置及升降套筒；双动汽锤设置在沉管的顶部，双动汽锤的输出端与沉管的顶端连接；沉管包括沉管外壁及沉管内壁，沉管外壁套设在沉管内壁的外侧；多个高压风机均匀布设在沉管的四周，每个高压风机的出风口连接有导风主管；导风主管的出风口与若干导风支管连接，若干导风支管均匀设置在沉管内壁外侧圆周上，导风支管的轴线与沉管的轴线平行；沉管外壁的外侧圆周上均匀设置有若干涨缩气垫，并与沉管的周围土体接触，涨缩气垫的进风口与对应导风支管连通；每个导风支管的下端设置有一个气压装置，气压装置的进风口与导风支管连接，气压装置的输出端与升降套筒的上端连接，升降套筒的下端与预制桩尖连接；升降套筒沿沉管内壁的外侧圆周均匀布设。进一步的，还包括管顶纠偏装置，管顶纠偏装置套设在沉管的外侧，且与地面固定连接；管顶纠偏装置包括移动扣环、活动杆、套箱、动力装置、位移测量装置及固定脚；移动扣环的两端分别设置有活动杆，两个活动杆水平平行设置，移动扣环的两端分别活动杆滑动连接；移动扣环包括第一半圆形移动扣环及第二半圆形移动扣环，第一半圆形移动扣环和第二半圆形移动扣环对称设置在沉管两侧，并与沉管紧贴设置；两个活动杆的两端分别通过套箱固定连接在一起，套箱的两端固定设置在固定脚上，固定脚固定设置在地面上；第一半圆形移动扣环或第二半圆形移动扣环与活动杆的端部之间设置有位移检测装置，用于检测第一半圆形移动扣环或第二半圆形移动扣环在活动杆上的位移，位移检测装置的输出端与动力装置连接，动力装置固定设置在第一半圆形移动扣环或第二半圆形移动扣环上，动力装置用于驱动第一半圆形移动扣环或第二半圆形移动扣环在活动杆上移动。进一步的，双动汽锤与沉管之间还设置有锤垫；锤垫的上端与双动汽锤的输出端连接，锤垫的下端与沉管的顶端固定连接。进一步的，沉管内壁与沉管外壁之间设置有角度测量器。进一步的，导风主管与导风支管之间设置有风流控制阀门。进一步的，沉管还包括隔绝层，隔绝层设置在沉管外壁与沉管内壁之间；沉管外壁上设置有导管孔，导风支管的进风端依次穿过隔绝层及导管孔后与导风主管连接。进一步的，导风主管及导风支管均采用橡胶软导管。进一步的，移动扣环与沉管的接触面上设置有凹凸槽。进一步的，位移检测装置包括位移装置及接收板，位移装置固定设置在第一半圆形移动扣环或第二半圆形移动扣环的端部，接收板固定设置在活动杆的端部；位移装置用于发射检测光束，并接收反射检测光束，根据反射检测光束获取第一半圆形移动扣环或第二半圆形移动扣环与活动杆端部之间的位移量，接收板用于接收/反射检测光束。本专利技术还提供了一种用于沉管灌注桩纠偏装置的使用方法，包括以下步骤：当沉管下沉过程中出现向某个方向偏斜时，启动沉管倾斜方向设置的高压风机，使高压气流依次通过导风主管及导风支管后，进入涨缩气垫中；涨缩气垫膨胀变大，作用于沉管外壁的周围土体，使土体对沉管产生反作用力，推动沉管向其倾斜方向的反方向偏移，实现沉管的纠偏；控制高压气流进入气压装置中，通过气压装置调节升降套筒的伸缩量，进而带动预制桩尖使其调整至预设角度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种用于沉管灌注桩的纠偏装置，通过在沉管外壁上设置涨缩气垫，通过高压气流带动涨缩气垫的膨胀，膨胀后的涨缩气垫作用于沉管周围土体，使土体对沉管产生反作用力，推动沉管向预定方向移动，实现了对沉管的纠偏；同时通过设置气压装置及伸缩套筒，通过气压装置带动伸缩套筒的伸缩，实现了对预制桩尖角度的调整；本专利技术中通过采用涨缩气垫减小了在锤击沉管时对周围土体的扰动，起到一定的缓震作用，方便其他桩的施工；同时减小施工时对周围建筑物的影响以及增加沉管和土体之间的摩阻力，防治沉管突沉。进一步的，当沉管发生角度偏斜时，通过动力装置带动移动扣环在活动杆上左右移动，通过套箱前后移动，实现了带动沉管前后左右的移动，进而实现了对沉管的纠偏；通过设置位移检测装置，实现了对移动扣环位移的实时检测，并将检测结果范围反馈，对移动扣环进行调节，提高了纠偏结果的准确性和灵活性。进一步的，通过在双动汽锤与沉管之间设置锤垫，确保了锤击产生的力均匀的向下传递，防止因传力不均而导致的沉管倾斜；即能减震又能最大化的向下传力，同时还可以避免沉管顶部被打坏。进一步的，通过在沉管外壁与沉管内壁之间设置隔绝层，避免了外部杂物进入沉管内部。进一步的，通过在移动扣环的表面设置凹凸槽，有效提高了移动扣环与沉管之间的摩擦力，起到了固定沉管的作用，使桩顶纠偏装置无需消耗多余功耗，从而实现沉管纠偏。本专利技术还提供了一种用于沉管灌注桩的纠偏装置的使用方法，当沉管发生角度倾斜，通过调节高压气流的风压控制涨缩气垫纠正角度，避免倾斜的角度越来越大；纠偏过程可在施工过程中不间断进行，避免因停止打桩维护时所导致的工期拖延和土中应力状态改变的问题，使用方法简单，纠偏效果较好。附图说明图1为本专利技术所述的一种用于沉管灌注桩的纠偏装置的沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于沉管灌注桩的纠偏装置，其特征在于，包括双动汽锤(1)、多个高压风机(3)、导风主管(4)、导风支管(6)、涨缩气垫(7)、气压装置(8)及升降套筒(9)；双动汽锤(1)设置在沉管(10)的顶部，双动汽锤(1)的输出端与沉管(10)的顶端连接；沉管(10)包括沉管外壁(101)及沉管内壁(102)，沉管外壁(101)套设在沉管内壁(102)的外侧；/n多个高压风机(3)均匀布设在沉管(10)的四周，每个高压风机(3)的出风口连接有导风主管(4)；导风主管(4)的出风口与若干导风支管(6)连接，若干导风支管(6)均匀设置在沉管内壁(102)外侧圆周上，导风支管(6)的轴线与沉管(10)的轴线平行；/n沉管外壁(101)的外侧圆周上均匀设置有若干涨缩气垫(7)，并与沉管(10)的周围土体接触，涨缩气垫(7)的进风口与对应导风支管(6)连通；/n每个导风支管(6)的下端设置有一个气压装置(8)，气压装置(8)的进风口与导风支管(6)连接，气压装置(8)的输出端与升降套筒(9)的上端连接，升降套筒(9)的下端与预制桩尖(11)连接；升降套筒(9)沿沉管内壁(102)的外侧圆周均匀布设。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于沉管灌注桩的纠偏装置，其特征在于，包括双动汽锤(1)、多个高压风机(3)、导风主管(4)、导风支管(6)、涨缩气垫(7)、气压装置(8)及升降套筒(9)；双动汽锤(1)设置在沉管(10)的顶部，双动汽锤(1)的输出端与沉管(10)的顶端连接；沉管(10)包括沉管外壁(101)及沉管内壁(102)，沉管外壁(101)套设在沉管内壁(102)的外侧；
多个高压风机(3)均匀布设在沉管(10)的四周，每个高压风机(3)的出风口连接有导风主管(4)；导风主管(4)的出风口与若干导风支管(6)连接，若干导风支管(6)均匀设置在沉管内壁(102)外侧圆周上，导风支管(6)的轴线与沉管(10)的轴线平行；
沉管外壁(101)的外侧圆周上均匀设置有若干涨缩气垫(7)，并与沉管(10)的周围土体接触，涨缩气垫(7)的进风口与对应导风支管(6)连通；
每个导风支管(6)的下端设置有一个气压装置(8)，气压装置(8)的进风口与导风支管(6)连接，气压装置(8)的输出端与升降套筒(9)的上端连接，升降套筒(9)的下端与预制桩尖(11)连接；升降套筒(9)沿沉管内壁(102)的外侧圆周均匀布设。


2.根据权利要求1所述的一种用于沉管灌注桩的纠偏装置，其特征在于，还包括管顶纠偏装置(12)，管顶纠偏装置(12)套设在沉管(10)的外侧，且与地面固定连接；管顶纠偏装置(12)包括移动扣环(121)、活动杆(122)、套箱(123)、动力装置(124)、位移测量装置(125)及固定脚(126)；
移动扣环(121)的两端分别设置有活动杆(122)，两个活动杆(122)水平平行设置，移动扣环(121)的两端分别活动杆(122)滑动连接；移动扣环(121)包括第一半圆形移动扣环及第二半圆形移动扣环，第一半圆形移动扣环和第二半圆形移动扣环对称设置在沉管(10)两侧，并与沉管(10)紧贴设置；两个活动杆(122)的两端分别通过套箱(123)固定连接在一起，套箱(123)的两端固定设置在固定脚(126)上，固定脚(126)固定设置在地面上；
第一半圆形移动扣环或第二半圆形移动扣环与活动杆(122)的端部之间设置有位移检测装置(125)，用于检测第一半圆形移动扣环或第二半圆形移动扣环在活动杆(122)上的位移，位移检测装置(125)的输出端与动力装置(124)连接，动力装置(124)固定设置在第一半圆形移动扣环或第二半圆形移动扣环上，动力装置(124)用于驱动第一半圆形移动扣环或第二半圆形移动扣...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯忠居，何静斌，郭穗柱，黄骤屹，尹继兴，蒋定然，董芸秀，徐仁华，陈锦华，蔡俊华，成圆梦，夏承明，王富春，赵瑞欣，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61