中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102953382 A (43)申请公布日 2013.03.06 CN 102953382 A *CN102953382A* (21)申请号 201110236839.1 (22)申请日 2011.08.18 E02D 7/20(2006.01) E02D 13/08(2006.01) E02D 5/28(2006.01) (71)申请人 上海城地建设发展有限公司 地址 200000 上海市嘉定区安亭镇南安路 188 号 1 幢 126 室 (72)发明人 谢晓东 卢寿根 (54) 发明名称 中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法 (57) 摘要 本发明公开了中搅反拉法。

2、钢管桩沉桩装置及 其沉桩方法， 包括主机、 安装在主机上的卷扬机、 动力头、 滑轮、 钢丝绳、 挖掘杆， 所述的动力头安装 在主机上， 所述的动力头上端安装有滑轮， 所述的 动力头下方与挖掘杆相连接， 所述的动力头下端 设置桩帽相连接， 所述的桩帽下端两侧分别设置 有滑轮， 所述的桩帽下端安放钢管桩， 所述的挖掘 杆穿过钢管桩到达装置底部， 所述的挖掘杆下端 设置有扩大头， 本发明还提供了一种中搅反拉法 钢管桩沉桩方法， 用连接在挖掘杆下端的扩大头 将底部土层搅拌松散， 然后通过钢丝绳将钢管桩 往下反拉， 使得钢管桩在较松散的土层下压， 减少 土层的阻力， 实现桩体下沉的方法。本发明具有 安全。

3、、 可靠、 低成本、 高效益、 无噪音、 无污染、 无挤 土、 无泥浆、 环保等优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/2 页 2 1. 中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法， 包括主机、 安装在主机上的卷扬机、 动力 头、 滑轮、 钢丝绳、 挖掘杆， 其特征在于 ： 所述的动力头安装在主机上， 所述的动力头上端安 装有滑轮， 所述的滑轮连接有钢丝绳， 所述的钢丝绳通过主机顶部与卷扬机相连接， 所述的 动力头下方与挖掘杆相连接， 所述的动力。

4、头下端设置桩帽相连接， 所述的桩帽下端两侧分 别设置有滑轮， 所述的滑轮上安装有钢丝绳， 所述的钢丝绳通过安装在主机上的滑轮与卷 扬机相连接， 所述的桩帽下端安放钢管桩， 所述的挖掘杆穿过钢管桩到达装置底部， 所述的 动力头可以在主机上滑动。 2. 根据权利要求 1 所述的中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法， 其特征在于 ： 所 述的挖掘杆下端设置有扩大头， 所述的扩大头包括挖掘头、 活动套、 上挖掘臂、 下挖掘臂， 所 述的活动套安装在挖掘杆上， 所述的活动套两侧活动连接有上挖掘臂， 所述的上挖掘臂另 一端与下挖掘臂活动连接， 所述的下挖掘臂另一端与挖掘杆活动连接， 所述的上挖掘臂与 下挖。

5、掘臂形成菱形状设置， 所述的活动套可以在挖掘杆上移动， 所述的上挖掘臂和下挖掘 臂可以沿着挖掘杆自由转动， 所述的下挖掘臂上均匀设置有数个挖掘刀。 3. 根据权利要求 1 所述的中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法， 其特征在于 ： 所 述的钢管桩为钢制材料制成。 4. 中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法， 其特征在于 ： 分为下列步骤 ： 步骤一、 主机就位 ： 将主机移动到沉桩位置 ； 步骤二、 桩位复测 ： 用两台经纬仪在不同的两个角度控制点上复测桩位是否正确 ； 步骤三、 插下第一根钢管桩 ； 步骤四、 用两台经纬仪在不同的两个方向校正主机上的导杆是否垂直， 也就是钢管桩 是否垂直 。

6、； 步骤五、 把与动力头连接的挖掘杆插入钢管桩的桩孔中， 将钢管桩顶在桩帽上 ； 步骤六、 第一节钢管桩通过卷扬机带动连接在主机上的滑轮和安装在桩帽上的滑轮转 动， 带动桩帽往下移动， 形成了压桩动作， 同时通过动力头带动挖掘杆转动， 扩大头扩大搅 土动作， 将钢管桩桩底部的土层搅拌松散， 压桩动作与挖掘杆搅土动作同时进行， 直至将钢 管桩压至地面 ； 步骤七、 将动力头与挖掘杆脱离， 通过卷扬机带动动力头上端的滑轮转动， 带动动力头 往上移动， 用履带吊机吊起第二节钢管桩， 第二节钢管桩内穿有第二节挖掘杆， 将第二节挖 掘杆连接在动力头上 ； 步骤八、 再用两台经纬仪校正第二节钢管桩与第一节。

7、钢管桩是否重合 ； 步骤九、 将第一节钢管桩与第二节钢管桩通过焊接相连接 ； 步骤十、 焊接饱满， 无孔隙， 符合规范要求， 检查合格， 继续将第二节钢管桩通过卷扬机 带动连接在主机上的滑轮和安装在桩帽上的滑轮转动， 带动桩帽往下移动， 形成了压桩动 作， 同时通过动力头带动挖掘杆转动， 扩大头扩大搅土动作， 将钢管桩桩底部的土层搅拌松 散， 压桩动作与挖掘杆搅土动作同时进行， 直至将第二节钢管桩压至地面 ； 第三节钢管桩或 第四节钢管桩可以采取以上动作继续实施 ； 步骤十一、 边搅土， 边沉桩， 至标高位置 ； 步骤十二、 注水反转挖掘杆， 然后喷浆扩大桩底的承载力 ； 步骤十三、 注水退出。

8、挖掘杆， 将扩大头收缩， 一根桩施工结束， 把桩机移至第二根桩位 权 利 要 求 书 CN 102953382 A 2 2/2 页 3 继续施工。 权 利 要 求 书 CN 102953382 A 3 1/4 页 4 中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法 技术领域 0001 本发明涉及中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法， 主要应用于民用及其工业 基础设施建设中， 钢管桩它支承建筑物及各种大型设备基础的荷重， 使建筑物、 构筑物造得 更高， 所以桩打入土中的深度和桩的直径直接影响到该桩的承载力。 背景技术 0002 现管桩 ( 方桩 ) 的沉桩装置及其沉桩方法多数是采用锤击法和静力压桩法， 其。

9、次 是钻孔取土压入法和钻孔灌注桩法。1、 锤击法 ： 当桩直径较大， 周边无居民时可采用锤击 法， 但存在噪音大， 锤击时黑烟又有振动， 是一种高污染的沉桩方法。很多城市在中心区已 严禁使用， 同时目前国内最大的锤只有 10T， 冲击力最大为 1100 吨。当承载力大于 1100 吨 时只能改为钻孔灌注桩， 故目前高铁和大桥桩基础都是选用钻孔灌注桩 ； 2、 静压法 ： 静压 法是利用设备的自重把桩压入土中的一种方法， 但由于设备自重较大， 对场地要求较高， 压 入力有限， 目前国内最大的液压压桩机为800吨， 单桩承载力大于400吨以上就不能采用该 方法， 也只能选用钻孔灌注桩。 以上两种沉。

10、桩方法存在着一种无法解决的问题， 大量的桩打 ( 压 ) 入土中， 使土体向外膨胀， 大量挤土影响周边的建筑物、 道路和地铁、 隧道以及管线等 都能产生开裂、 位移等等。所以在市中心和地铁边、 隧道边和建筑物密集区不能打 ( 压 ) 预 应力钢管桩 ( 方桩 ) 只能采用钻孔灌注桩。3、 钻孔取土压入法 ： 即先用取土设备在原地坪 上打个洞， 再把桩压入孔中， 这种方法在北方地区可以采用， 因为土中含水量较少， 洞可以 成形， 但在南方长三角地区， 土中含水量较高， 引孔就无法成形， 桩就无法打 ( 压 ) 入， 同时 桩也容易偏位。 桩较长时， 钻孔取土就难以进行， 目前最深取土也只能到30。

11、米左右 ； 4、 另一 种桩基础为钻孔灌注桩法 ： 该方法为桩机在地上先钻个洞， 再在洞里灌钢筋砼成桩法， 具有 造价高、 工期长、 质量又难以保证并且钻孔桩又有大量的泥浆产生， 泥浆处置很难， 大量的 泥浆都处置到河里、 湖里、 海里、 下水道里， 大小河浜、 下水道被泥浆堵塞， 政府每年清理下 水道及河浜泥浆费用巨大， 造成极大的污染， 但目前在市中心地铁边、 河堤边、 隧道边、 超高 层建筑、 高铁基础桩， 即承载力较大时无挤土只能采用钻孔灌注桩法。 发明内容 0003 本发明克服以上几种沉桩方法的不足， 能完全取代目前的钻孔灌注桩沉桩方法， 使在市中心能压钢管桩的中搅反拉法钢管桩沉桩装。

12、置及其沉桩方法， 此方法改变了以往的 几种沉桩方法， 不是直接把桩打(压)入土中， 而是在桩压入土中的同时在桩的中心直接用 扩大头将底部搅土， 将桩底部图搅拌松散， 此方法为 ： 用连接在挖掘杆下端的扩大头将底部 土层搅拌松散， 然后通过钢丝绳将钢管桩往下反拉， 使得钢管桩在较松散的土层下压， 减少 土层的阻力， 实现桩体下沉的方法。 0004 本发明是这样实现的， 一种中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法， 包括主机、 安装在主机上的卷扬机、 动力头、 滑轮、 钢丝绳、 挖掘杆， 所述的动力头安装在主机上， 所述 的动力头上端安装有滑轮， 所述的滑轮连接有钢丝绳， 所述的钢丝绳通过主机顶部与。

13、卷扬 说 明 书 CN 102953382 A 4 2/4 页 5 机相连接， 所述的动力头下方与挖掘杆相连接， 所述的动力头下端设置桩帽相连接， 所述的 桩帽下端两侧分别设置有滑轮， 所述的滑轮上安装有钢丝绳， 所述的钢丝绳通过安装在主 机上的滑轮与卷扬机相连接， 所述的桩帽下端安放钢管桩， 所述的挖掘杆穿过钢管桩到达 装置底部。所述的动力头可以在主机上滑动。 0005 所述的挖掘杆下端设置有扩大头， 所述的扩大头包括挖掘头、 活动套、 上挖掘臂、 下挖掘臂， 所述的活动套安装在挖掘杆上， 所述的活动套两侧活动连接有上挖掘臂， 所述的 上挖掘臂另一端与下挖掘臂活动连接， 所述的下挖掘臂另一端。

14、与挖掘杆活动连接， 所述的 上挖掘臂与下挖掘臂形成菱形状设置， 所述的活动套可以在挖掘杆上移动， 所述的上挖掘 臂和下挖掘臂可以沿着挖掘杆自由转动， 所述的下挖掘臂上均匀设置有数个挖掘刀。 0006 所述的钢管桩为钢制材料制成。 0007 本发明还提供了一种中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法， 其步骤为 ： 0008 步骤一、 主机就位 ： 将主机移动到沉桩位置 ； 0009 步骤二、 桩位复测 ： 用两台经纬仪在不同的两个角度控制点上复测桩位是否正 确 ； 0010 步骤三、 插下第一根钢管桩 ； 0011 步骤四、 用两台经纬仪在不同的两个方向校正主机上的导杆是否垂直， 也就是钢 管桩是。

15、否垂直 ； 0012 步骤五、 把与动力头连接的挖掘杆插入钢管桩的桩孔中， 将钢管桩顶在桩帽上 ； 0013 步骤六、 第一节钢管桩通过卷扬机带动连接在主机上的滑轮和安装在桩帽上的滑 轮转动， 带动桩帽往下移动， 形成了压桩动作， 同时通过动力头带动挖掘杆转动， 扩大头扩 大搅土动作， 将钢管桩桩底部的土层搅拌松散， 压桩动作与挖掘杆搅土动作同时进行， 直至 将钢管桩压至地面 ； 0014 步骤七、 将动力头与挖掘杆脱离， 通过卷扬机带动动力头上端的滑轮转动， 带动动 力头往上移动， 用履带吊机吊起第二节钢管桩， 第二节钢管桩内穿有第二节挖掘杆， 将第二 节挖掘杆连接在动力头上 ； 0015 。

16、步骤八、 再用两台经纬仪校正第二节钢管桩与第一节钢管桩是否重合 ； 0016 步骤九、 将第一节钢管桩与第二节钢管桩通过焊接相连接 ； 0017 步骤十、 焊接饱满， 无孔隙， 符合规范要求， 检查合格， 继续将第二节钢管桩通过卷 扬机带动连接在主机上的滑轮和安装在桩帽上的滑轮转动， 带动桩帽往下移动， 形成了压 桩动作， 同时通过动力头带动挖掘杆转动， 扩大头扩大搅土动作， 将钢管桩桩底部的土层搅 拌松散， 压桩动作与挖掘杆搅土动作同时进行， 直至将第二节钢管桩压至地面 ； 第三节钢管 桩或第四节钢管桩可以采取以上动作继续实施 ； 0018 步骤十一、 边搅土， 边沉桩， 至标高位置 ； 0。

17、019 步骤十二、 注水反转挖掘杆， 然后喷浆扩大桩底的承载力 ； 0020 步骤十三、 注水退出挖掘杆， 将扩大头收缩， 一根桩施工结束， 把桩机移至第二根 桩位继续施工。 0021 本发明具有以下明显的优势和有益效果 ： 0022 1) 具有低成本、 高效益、 无噪音、 无污染的特点 ； 0023 2) 在压桩的过程中通过扩大土层的松散直径， 有效实现了压桩的顺利进行 ； 说 明 书 CN 102953382 A 5 3/4 页 6 附图说明 0024 图 1 是本发明中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法的示意图 ； 0025 图 2 是本发明中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法的扩大头结。

18、构示意图。 0026 其中 ： 1- 挖掘头 ； 2- 挖掘杆 ； 3- 活动套 ； 4- 上挖掘臂 ； 5- 挖掘刀 ； 6- 下挖掘臂 ； 7- 主机 ； 8- 卷扬机 ； 9- 挖掘头 ； 10- 扩大头 ； 11、 14、 17- 滑轮 ； 12、 18- 钢丝绳 ； 13- 钢管桩 ； 15- 桩帽 ； 16- 动力头 ； 19- 喷气喷浆孔。 具体实施方式 0027 如图 1-2 所示一种中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法， 包括主机 7、 安装在 主机7上的卷扬机8、 动力头16、 滑轮17、 钢丝绳18、 挖掘杆2， 所述的动力头16安装在主机 7 上， 所述的动力头 16 。

19、上端安装有滑轮 17， 所述的滑轮 17 连接有钢丝绳 18， 所述的钢丝绳 18 通过主机 7 顶部与卷扬机 8 相连接， 所述的动力头 16 下方与挖掘杆 2 相连接， 所述的动 力头 16 下端设置桩帽 15 相连接， 所述的桩帽 15 下端两侧分别设置有滑轮 14， 所述的滑轮 14上安装有钢丝绳12， 所述的钢丝绳12通过安装在主机7上的滑轮11与卷扬机8相连接， 所述的桩帽 15 下端安放钢管桩 13， 所述的挖掘杆 2 穿过钢管桩 13 到达装置底部。所述的 动力头 16 可以在主机 7 上滑动。 0028 所述的挖掘杆 2 下端设置有扩大头 10， 所述的扩大头 10 包括挖掘。

20、头 1、 挖掘杆 2、 活动套 3、 上挖掘臂 4、 下挖掘臂 6， 所述的挖掘头 1 安装在挖掘杆 2 的下端， 所述的活动套 3 安装在挖掘杆 2 上， 所述的活动套 3 两侧活动连接有上挖掘臂 4， 所述的上挖掘臂 4 另一端 与下挖掘臂 6 活动连接， 所述的下挖掘臂 6 另一端与挖掘杆 2 活动连接， 所述的上挖掘臂 4 与下挖掘臂 6 形成菱形状设置， 所述的活动套 3 可以在挖掘杆 2 上移动， 所述的上挖掘臂 4 和下挖掘臂 6 可以沿着挖掘杆 2 自由转动。 0029 所述的下挖掘臂 6 上均匀设置有数个挖掘刀 5。所述的挖掘杆 2 底部设置有喷气 喷浆孔 19。 0030 。

21、本发明还提供了一种中搅反拉法钢管桩沉桩方法， 其步骤为 ： 0031 步骤一、 主机 7 就位 ： 将主机 7 移动到沉桩位置 ； 0032 步骤二、 桩位复测 ： 用两台经纬仪在不同的两个角度控制点上复测桩位是否正 确 ； 0033 步骤三、 插下第一根钢管桩 13 ； 0034 步骤四、 用两台经纬仪在不同的两个方向校正主机 7 上的导杆是否垂直， 也就是 钢管桩 13 是否垂直 ； 0035 步骤五、 把与动力头 16 连接的挖掘杆 2 插入钢管桩 13 的桩孔中， 将钢管桩 13 顶 在桩帽 15 上 ； 0036 步骤六、 第一节钢管桩 13 通过卷扬机 8 带动连接在主机 7 上的。

22、滑轮 11 和安装在 桩帽 15 上的滑轮 14 转动， 带动桩帽 15 往下移动， 形成了压桩动作， 同时通过动力头 16 带 动挖掘杆 2 转动， 扩大头 10 扩大搅土动作， 将钢管桩 13 桩底部的土层搅拌松散， 压桩动作 与挖掘杆 2 搅土动作同时进行， 直至将钢管桩 13 压至地面 ； 0037 步骤七、 将动力头16与挖掘杆2脱离， 通过卷扬机8带动动力头16上端的滑轮17 说 明 书 CN 102953382 A 6 4/4 页 7 转动， 带动动力头 16 往上移动， 用履带吊机吊起第二节钢管桩 13， 第二节钢管桩 13 内穿有 第二节挖掘杆 2， 将第二节挖掘杆 2 连接。

23、在动力头 16 上 ； 0038 步骤八、 再用两台经纬仪校正第二节钢管桩 13 与第一节钢管桩 13 是否重合 ； 0039 步骤九、 将第一节钢管桩 13 与第二节钢管桩 13 通过焊接相连接 ； 0040 步骤十、 焊接饱满， 无孔隙， 符合规范要求， 检查合格， 继续将第二节钢管桩 13 通 过卷扬机 8 带动连接在主机 7 上的滑轮 11 和安装在桩帽 15 上的滑轮 14 转动， 带动桩帽 14 往下移动， 形成了压桩动作， 同时通过动力头 16 带动挖掘杆 2 转动， 扩大头 10 扩大搅土动 作， 将钢管桩13桩底部的土层搅拌松散， 压桩动作与挖掘杆2搅土动作同时进行， 直至将。

24、第 二节钢管桩 13 压至地面 ； 第三节钢管桩 13 或第四节钢管桩 13 可以采取以上动作继续实 施 ； 0041 步骤十一、 边搅土， 边沉桩， 至标高位置 ； 0042 步骤十二、 注水反转挖掘杆 2， 然后喷气喷浆孔 19 喷浆扩大桩底的承载力 ； 0043 步骤十三、 注水退出挖掘杆 2， 将扩大头 10 收缩， 一根桩施工结束， 把桩机移至第 二根桩位继续施工。 0044 最后应说明的是 ： 以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术 方案 ； 因此， 尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明， 但是， 本 领域的普通技术人员应当理解， 仍然可以对本发明进行修改或等同替换 ； 而一切不脱离发 明的精神和范围的技术方案及其改进， 其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 说 明 书 CN 102953382 A 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102953382 A 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102953382 A 9 。