一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工装置及方法，该装置中包括底盘、位于底盘上方的固定平台、安设于固定平台上方的钻机桅杆以及用于控制钻机桅杆竖立和倒伏的支撑机构、安设于钻机桅杆上的管桩第一夹持机构、动力系统、连接动力系统的螺旋钻杆以及位于底盘前侧的管桩第二夹持机构，该装置可实现管桩紧固以及管桩压拔功能，并且管桩可实现保持大角度倾斜状态进行施工，实现固定倾角的管桩下沉，且下沉过程中管桩角度不会发生偏离，提高了施工精度，保证大直径管桩顺利沉入既定旋挖的孔洞里，该装置解决现有技术中无法实现管桩大倾角下沉的问题，且提高了基坑施工的施工精度及施工质量。的施工精度及施工质量。的施工精度及施工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工装置及方法


[0001]本专利技术属于基坑施工
，涉及一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工装置及方法。

技术介绍

[0002]基坑支护是土方开挖和地下室施工的必要条件，用于保证基坑四周稳定，同时满足地下室施工要求。钻孔灌注桩作为一种常见的现浇式基坑支护结构，与工厂预制现场装配式安装的预制管桩施工不同。目前，预制管桩一般通过锤击法和静压法进行施工，这两种施工方法就是强制将管桩挤进岩土层，孔位土体被挤压到桩周，产生较大的挤土压力影响到桩周建构筑物安全。理应指出，基坑支护桩需紧密贴近形成连墙式的挡土结构，采用预制管桩支护产生的挤土效应更为显著，通常适用桩径不大于600mm，工程应用局限性明显，尤其是基坑支护领域。
[0003]另外，部分管桩施工采用钻具预先钻孔后，再进行沉桩，当钻孔孔径小于管桩直径时，这些沉桩方法在深厚砂土、砾石、硬土等地层也难以适用，须通过钻具钻好孔洞后，利用辅助压力器械对管桩施加较大压力进行沉桩，并且辅助压力器械对管桩施加压力过程多会造成管桩倾斜折断，使沉降后的管桩与预定孔洞位置偏离，造成基坑支护安全性下降；更进一步的，相比较采用竖直桩的基坑，将管桩施工成倾斜基坑支护结构，会削弱桩周土体对支护桩的侧向土压力，进而增强基坑整体稳定性，使得基坑支护高度更高、基坑开挖深度更大，且倾覆风险更小。此外，深基坑工程通常需要采用大直径管桩，管桩直径要求不少于800mm，以保证支护结构拥有足够的抗弯抗剪能力，大直径管桩倾斜施工需要对基坑施工装置的施工精确度提出更高要求，因此需要提供一种可安全稳定且精确较高的基坑支护大直径管桩施工装置，实现大直径管桩能够现场装配式安装和可回收利用的目的。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术公布了一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工装置，该装置中可实现大直径管桩紧固以及大直径管桩压拔功能，并且管桩可实现保持大角度倾斜状态进行施工，实现固定倾角的大直径管桩下沉，且下沉过程中管桩角度不会发生偏离，提高了施工精度。并且由于长螺旋钻杆比管桩略长，因此通过该装置可实现大直径管桩随着旋挖成孔的同时沉入对应的孔洞里，无需担心软土层预成孔施工导致塌孔难以沉桩的技术难题。该装置解决了现有技术中无法实现大直径管桩大倾角下沉的问题，无需担心土层软硬情况对成桩难度的影响，保证了基坑施工的施工精度及质量。
[0005]本专利技术具体公开了一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工装置，其包括底盘、位于底盘上方的固定平台、安设于固定平台上方的钻机桅杆以及用于控制钻机桅杆竖立和倒伏的支撑机构、安设于钻机桅杆上的管桩第一夹持机构、动力系统、连接动力系统的螺旋钻杆以及位于底盘前侧的管桩第二夹持机构。
[0006]所述管桩第一夹持机构包括夹持平台，所述夹持平台的中部位置设有用于管桩通
过的夹持通孔，所述夹持平台一侧与钻机桅杆采用单向滑槽连接，所述夹持平台上设有至少三组夹持组件，所述夹持组件环绕通孔周围分布，所述夹持组件包括夹持油缸和弧形夹块，所述夹持油缸固定于加持平台上，且所述夹持油缸的夹持方向朝向通孔中心，所述弧形夹块固定连接于夹持油缸的活塞杆端部。
[0007]所述管桩第二夹持机构包括安装底座、位于安装底座上方的夹紧平台、以及多组位于安装底座与夹紧平台之间的调平油缸，所述调平油缸的缸体垂直于安装底座固定连接，所述调平油缸的活塞杆端部则与夹紧平台下表面采用球形铰接方式连接；所述安装底座与夹紧平台均设有管桩容纳槽，所述夹紧平台上设有成对的夹紧活动块，所述夹紧活动块的一端与夹紧平台铰接，所述夹紧活动块中部位置则连接有夹紧液压缸，通过夹紧液压缸驱动夹紧活动块绕铰接位置摆动，从而实现对管桩夹紧和松开。
[0008]进一步的，每组所述夹持组件中均设有距离传感器，所述距离传感器用于监测夹持油缸中活塞杆的伸出长度。
[0009]进一步的，所述弧形夹块设有安装面和夹持面，所述安装面与夹持油缸的驱动杆连接，所述夹持面呈轴对称设置，且夹持面的曲率由中间位置向两侧边缘逐渐减小。
[0010]进一步的，所述管桩第二夹持机构与底盘之间设有用于连接的伸缩杆，所述伸缩杆的一端与底盘铰接连接，另一端与管桩第二夹持机构的安装底座铰接连接。
[0011]进一步的，所述动力系统包括有用于驱动螺旋钻杆运动的液压驱动机，当螺旋钻杆钻孔时，所述液压驱动机的驱动轴与螺旋钻杆连接，所述液压驱动机与夹持平台固定连接，且所述液压驱动机的驱动轴与螺旋钻杆保持同轴连接。
[0012]进一步的，所述钻机桅杆上设有至少一个第一角度传感器，所述管桩第二夹持机构的第二夹紧平台上设有第二角度传感器。
[0013]进一步的，本专利技术还公开了一种利用上述基坑支护施工装置进行的基坑支护施工方法，其包括以下步骤：
[0014]S1、在预设的管桩位进行钻孔得到孔洞的同时，将管桩沉入所述孔洞；
[0015]S2、重复步骤S1以得到排列的多个埋置在孔洞中的所述管桩；
[0016]S3、使用预制冠梁对多个所述管桩在地表处的桩头进行固定连接；
[0017]S4、将抗拉锚杆与所述预制冠梁的基坑开挖侧固定连接；
[0018]S5、在所述管桩的基坑开挖侧进行基坑开挖，在基坑开挖到预设深度时，将预制腰梁与多个所述管桩在基坑面上的桩身固定连接，并将第二抗拉锚杆与所述预制腰梁固定连接；
[0019]S6、在基坑挖至预设的坑底深度时，结束施工并拆除所安装的部分或所有管桩；
[0020]其中步骤S1中预设的管桩位进行钻孔前，首先钻机桅杆和管桩第二夹持机构将对钻孔方向进行角度调整：
[0021]首先根据预设管桩角度调整计算钻机桅杆以及管桩第二夹持机构中夹紧平台的预设倾斜角度，钻机桅杆上第一角度传感器和夹紧平台的第二角度传感器分别监测钻机桅杆以及夹紧平台当前倾斜角度，并将实际倾斜角度与预设倾斜角度进行对比分析，进而控制钻机桅杆以及夹紧平台倾斜至预设倾斜角度位置；
[0022]将首节管桩以及螺旋钻杆吊装至管桩第二夹持机构的夹持区域，且通过夹紧平台上夹紧活动块夹紧固定；
[0023]将螺旋钻杆与动力系统连接，再通过管桩第一夹持机构将管桩上端固定，利用管桩第一夹持机构调整管桩上端位置，使动力系统与管桩同轴；
[0024]管桩安装完成后，利用钻机桅杆上第一角度传感器和夹紧平台的第二角度传感器再次修正管桩角度。
[0025]进一步的，在所述步骤S1中将管桩下沉的具体方法为：
[0026]管桩第二夹持机构适当松开管桩，保持管桩与夹紧活动块间隔2
‑
5mm，螺旋钻杆旋转进行钻孔，同时管桩与螺旋钻杆同步进行下沉；
[0027]当管桩上端下沉至管桩第二夹持机构位置时，管桩第一夹持机构松开管桩，并拆卸动力系统与螺旋钻杆的连接；
[0028]将下一节管桩和螺旋钻杆吊装至管桩第二夹持机构上的夹持区域，管桩第二夹持机构将下一节管桩夹紧，且动力系统与下一节螺旋钻杆上端连接，管桩第一夹持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工装置，其特征在于，包括底盘、位于底盘上方的固定平台、安设于固定平台上方的钻机桅杆以及用于控制钻机桅杆竖立和倒伏的支撑机构、安设于钻机桅杆上的管桩第一夹持机构、动力系统、连接动力系统的螺旋钻杆以及位于底盘前侧的管桩第二夹持机构，所述管桩第一夹持机构包括夹持平台，所述夹持平台的中部位置设有用于管桩通过的夹持通孔，所述夹持平台一侧与钻机桅杆采用单向滑槽连接，所述夹持平台上设有至少三组夹持组件，所述夹持组件环绕通孔周围分布，所述夹持组件包括夹持油缸和弧形夹块，所述夹持油缸固定于加持平台上，且所述夹持油缸的夹持方向朝向通孔中心，所述弧形夹块固定连接于夹持油缸的活塞杆端部；所述管桩第二夹持机构包括安装底座、位于安装底座上方的夹紧平台、以及多组位于安装底座与夹紧平台之间的调平油缸，所述调平油缸的缸体垂直于安装底座固定连接，所述调平油缸的活塞杆端部则与夹紧平台下表面采用球形铰接方式连接；所述安装底座与夹紧平台均设有管桩容纳槽，所述夹紧平台上设有成对的夹紧活动块，所述夹紧活动块的一端与夹紧平台铰接，所述夹紧活动块中部位置则连接有夹紧液压缸，通过夹紧液压缸驱动夹紧活动块绕铰接位置摆动，从而实现对管桩夹紧和松开。2.根据权利要求1所述基坑支护施工装置，其特征为：每组所述夹持组件中均设有距离传感器，所述距离传感器用于监测夹持油缸中活塞杆的伸出长度。3.根据权利要求1所述基坑支护施工装置，其特征为：所述弧形夹块设有安装面和夹持面，所述安装面与夹持油缸的驱动杆连接，所述夹持面呈轴对称设置，且夹持面的曲率由中间位置向两侧边缘逐渐减小。4.根据权利要求3所述基坑支护施工装置，其特征为：所述管桩第二夹持机构与底盘之间设有用于连接的伸缩杆，所述伸缩杆的一端与底盘铰接连接，另一端与管桩第二夹持机构的安装底座铰接连接。5.根据权利要求1所述基坑支护施工装置，其特征为：所述动力系统包括有用于驱动螺旋钻杆运动的液压驱动机，当螺旋钻杆钻孔时，所述液压驱动机的驱动轴与螺旋钻杆连接，所述液压驱动机与夹持平台固定连接，且所述液压驱动机的驱动轴与螺旋钻杆保持同轴连接。6.根据权利要求1所述基坑支护施工装置，其特征为：所述钻机桅杆上上设有至少一个第一角度传感器，所述管桩第二夹持机构的第二夹紧平台上设有第二角度传感器。7.一种利用权利要求1
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6任一项的所述基坑支护施工装置进行的基坑支护施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在预设的管桩位进行钻孔得到孔洞的同时，将管桩沉入所述孔洞；S2、重复步骤S1以得到排列的多个埋置在孔洞中的所述管桩；S3、使用预制冠梁对多个所述管桩在地表处的桩头进行固定连接；S4、将抗拉锚杆与所述预制冠梁的基坑开挖侧固定连接；S5、在所述管桩的基坑开挖侧进行基坑开挖，在基坑开挖到预设深度时，将预制腰梁与多个所述管桩在基坑面上的桩身固...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡贺松，唐孟雄，刘春林，苏定立，陈航，
申请(专利权)人：广州建筑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：