專利名稱：中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法，主要應(yīng)用于民用及其工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，鋼管樁它支承建筑物及各種大型設(shè)備基礎(chǔ)的荷重，使建筑物、構(gòu)筑物造得更高，所以樁打入土中的深度和樁的直徑直接影響到該樁的承載力。
背景技術(shù)：
現(xiàn)管樁(方樁)的沉樁裝置及其沉樁方法多數(shù)是采用錘擊法和靜力壓樁法，其次是鉆孔取土壓入法和鉆孔灌注樁法。I、錘擊法當(dāng)樁直徑較大，周邊無居民時可采用錘擊法，但存在噪音大，錘擊時黑煙又有振動，是一種高污染的沉樁方法。很多城市在中心區(qū)已嚴(yán)禁使用，同時目前國內(nèi)最大的錘只有10T，沖擊力最大為1100噸。當(dāng)承載力大于1100噸
時只能改為鉆孔灌注樁，故目前高鐵和大橋樁基礎(chǔ)都是選用鉆孔灌注樁；2、靜壓法靜壓法是利用設(shè)備的自重把樁壓入土中的一種方法，但由于設(shè)備自重較大，對場地要求較高，壓入力有限，目前國內(nèi)最大的液壓壓樁機(jī)為800噸，單樁承載力大于400噸以上就不能采用該方法，也只能選用鉆孔灌注樁。以上兩種沉樁方法存在著一種無法解決的問題，大量的樁打(壓)入土中，使土體向外膨脹，大量擠土影響周邊的建筑物、道路和地鐵、隧道以及管線等都能產(chǎn)生開裂、位移等等。所以在市中心和地鐵邊、隧道邊和建筑物密集區(qū)不能打(壓)預(yù)應(yīng)力鋼管樁(方樁)只能采用鉆孔灌注樁。3、鉆孔取土壓入法即先用取土設(shè)備在原地坪上打個洞，再把樁壓入孔中，這種方法在北方地區(qū)可以采用，因為土中含水量較少，洞可以成形，但在南方長三角地區(qū)，土中含水量較高，引孔就無法成形，樁就無法打(壓)入，同時樁也容易偏位。樁較長時，鉆孔取土就難以進(jìn)行，目前最深取土也只能到30米左右；4、另一種樁基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁法該方法為樁機(jī)在地上先鉆個洞，再在洞里灌鋼筋砼成樁法，具有造價高、工期長、質(zhì)量又難以保證并且鉆孔樁又有大量的泥漿產(chǎn)生，泥漿處置很難，大量的泥漿都處置到河里、湖里、海里、下水道里，大小河浜、下水道被泥漿堵塞，政府每年清理下水道及河浜泥漿費用巨大，造成極大的污染，但目前在市中心地鐵邊、河堤邊、隧道邊、超高層建筑、高鐵基礎(chǔ)樁，即承載力較大時無擠土只能采用鉆孔灌注樁法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服以上幾種沉樁方法的不足，能完全取代目前的鉆孔灌注樁沉樁方法，使在市中心能壓鋼管樁的中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法，此方法改變了以往的幾種沉樁方法，不是直接把樁打(壓)入土中，而是在樁壓入土中的同時在樁的中心直接用擴(kuò)大頭將底部攪土，將樁底部圖攪拌松散，此方法為用連接在挖掘桿下端的擴(kuò)大頭將底部土層攪拌松散，然后通過鋼絲繩將鋼管樁往下反拉，使得鋼管樁在較松散的土層下壓，減少土層的阻力，實現(xiàn)樁體下沉的方法。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法，包括主機(jī)、安裝在主機(jī)上的卷揚(yáng)機(jī)、動力頭、滑輪、鋼絲繩、挖掘桿，所述的動力頭安裝在主機(jī)上，所述的動力頭上端安裝有滑輪，所述的滑輪連接有鋼絲繩，所述的鋼絲繩通過主機(jī)頂部與卷揚(yáng)機(jī)相連接，所述的動力頭下方與挖掘桿相連接，所述的動力頭下端設(shè)置樁帽相連接，所述的樁帽下端兩側(cè)分別設(shè)置有滑輪，所述的滑輪上安裝有鋼絲繩，所述的鋼絲繩通過安裝在主機(jī)上的滑輪與卷揚(yáng)機(jī)相連接，所述的樁帽下端安放鋼管樁，所述的挖掘桿穿過鋼管樁到達(dá)裝置底部。所述的動力頭可以在主機(jī)上滑動。所述的挖掘桿下端設(shè)置有擴(kuò)大頭，所述的擴(kuò)大頭包括挖掘頭、活動套、上挖掘臂、下挖掘臂，所述的活動套安裝在挖掘桿上，所述的活動套兩側(cè)活動連接有上挖掘臂，所述的上挖掘臂另一端與下挖掘臂活動連接，所述的下挖掘臂另一端與挖掘桿活動連接，所述的上挖掘臂與下挖掘臂形成菱形狀設(shè)置，所述的活動套可以在挖掘桿上移動，所述的上挖掘臂和下挖掘臂可以沿著挖掘桿自由轉(zhuǎn)動，所述的下挖掘臂上均勻設(shè)置有數(shù)個挖掘刀。所述的鋼管樁為鋼制材料制成。本發(fā)明還提供了一種中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法，其步驟為·
步驟一、主機(jī)就位將主機(jī)移動到沉樁位置；步驟二、樁位復(fù)測用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個角度控制點上復(fù)測樁位是否正確；步驟三、插下第一根鋼管樁；步驟四、用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個方向校正主機(jī)上的導(dǎo)桿是否垂直，也就是鋼管樁是否垂直；步驟五、把與動力頭連接的挖掘桿插入鋼管樁的樁孔中，將鋼管樁頂在樁帽上；步驟六、第一節(jié)鋼管樁通過卷揚(yáng)機(jī)帶動連接在主機(jī)上的滑輪和安裝在樁帽上的滑輪轉(zhuǎn)動，帶動樁帽往下移動，形成了壓樁動作，同時通過動力頭帶動挖掘桿轉(zhuǎn)動，擴(kuò)大頭擴(kuò)大攪土動作，將鋼管樁樁底部的土層攪拌松散，壓樁動作與挖掘桿攪土動作同時進(jìn)行，直至將鋼管樁壓至地面；步驟七、將動力頭與挖掘桿脫離，通過卷揚(yáng)機(jī)帶動動力頭上端的滑輪轉(zhuǎn)動，帶動動力頭往上移動，用履帶吊機(jī)吊起第二節(jié)鋼管樁，第二節(jié)鋼管樁內(nèi)穿有第二節(jié)挖掘桿，將第二節(jié)挖掘桿連接在動力頭上；步驟八、再用兩臺經(jīng)緯儀校正第二節(jié)鋼管樁與第一節(jié)鋼管樁是否重合；步驟九、將第一節(jié)鋼管樁與第二節(jié)鋼管樁通過焊接相連接；步驟十、焊接飽滿，無孔隙，符合規(guī)范要求，檢查合格，繼續(xù)將第二節(jié)鋼管樁通過卷揚(yáng)機(jī)帶動連接在主機(jī)上的滑輪和安裝在樁帽上的滑輪轉(zhuǎn)動，帶動樁帽往下移動，形成了壓樁動作，同時通過動力頭帶動挖掘桿轉(zhuǎn)動，擴(kuò)大頭擴(kuò)大攪土動作，將鋼管樁樁底部的土層攪拌松散，壓樁動作與挖掘桿攪土動作同時進(jìn)行，直至將第二節(jié)鋼管樁壓至地面；第三節(jié)鋼管樁或第四節(jié)鋼管樁可以采取以上動作繼續(xù)實施；步驟十一、邊攪土，邊沉樁，至標(biāo)高位置；步驟十二、注水反轉(zhuǎn)挖掘桿，然后噴漿擴(kuò)大樁底的承載力；步驟十三、注水退出挖掘桿，將擴(kuò)大頭收縮，一根樁施工結(jié)束，把樁機(jī)移至第二根樁位繼續(xù)施工。本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)勢和有益效果I)具有低成本、高效益、無噪音、無污染的特點；2)在壓樁的過程中通過擴(kuò)大土層的松散直徑，有效實現(xiàn)了壓樁的順利進(jìn)行；


圖I是本發(fā)明中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法的示意圖；圖2是本發(fā)明中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法的擴(kuò)大頭結(jié)構(gòu)示意圖。其中1-挖掘頭；2_挖掘桿；3_活動套；4_上挖掘臂；5_挖掘刀；6_下挖掘臂；7-主機(jī)；8_卷揚(yáng)機(jī)；9_挖掘頭；10-擴(kuò)大頭；11、14、17-滑輪；12、18-鋼絲繩；13-鋼管樁；15-樁帽；16-動力頭；19_噴氣噴漿孔。
具體實施例方式如圖1-2所示一種中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法，包括主機(jī)7、安裝在主機(jī)7上的卷揚(yáng)機(jī)8、動力頭16、滑輪17、鋼絲繩18、挖掘桿2，所述的動力頭16安裝在主機(jī)7上，所述的動力頭16上端安裝有滑輪17，所述的滑輪17連接有鋼絲繩18，所述的鋼絲繩18通過主機(jī)7頂部與卷揚(yáng)機(jī)8相連接，所述的動力頭16下方與挖掘桿2相連接，所述的動力頭16下端設(shè)置樁帽15相連接，所述的樁帽15下端兩側(cè)分別設(shè)置有滑輪14，所述的滑輪14上安裝有鋼絲繩12，所述的鋼絲繩12通過安裝在主機(jī)7上的滑輪11與卷揚(yáng)機(jī)8相連接，所述的樁帽15下端安放鋼管樁13，所述的挖掘桿2穿過鋼管樁13到達(dá)裝置底部。所述的動力頭16可以在主機(jī)7上滑動。所述的挖掘桿2下端設(shè)置有擴(kuò)大頭10，所述的擴(kuò)大頭10包括挖掘頭I、挖掘桿2、活動套3、上挖掘臂4、下挖掘臂6，所述的挖掘頭I安裝在挖掘桿2的下端，所述的活動套3安裝在挖掘桿2上，所述的活動套3兩側(cè)活動連接有上挖掘臂4，所述的上挖掘臂4另一端與下挖掘臂6活動連接，所述的下挖掘臂6另一端與挖掘桿2活動連接，所述的上挖掘臂4與下挖掘臂6形成菱形狀設(shè)置，所述的活動套3可以在挖掘桿2上移動，所述的上挖掘臂4和下挖掘臂6可以沿著挖掘桿2自由轉(zhuǎn)動。所述的下挖掘臂6上均勻設(shè)置有數(shù)個挖掘刀5。所述的挖掘桿2底部設(shè)置有噴氣噴漿孔19。本發(fā)明還提供了一種中攪反拉法鋼管樁沉樁方法，其步驟為步驟一、主機(jī)7就位將主機(jī)7移動到沉樁位置； 步驟二、樁位復(fù)測用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個角度控制點上復(fù)測樁位是否正確；步驟三、插下第一根鋼管樁13 ；步驟四、用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個方向校正主機(jī)7上的導(dǎo)桿是否垂直，也就是鋼管樁13是否垂直；步驟五、把與動力頭16連接的挖掘桿2插入鋼管樁13的樁孔中，將鋼管樁13頂在樁帽15上；步驟六、第一節(jié)鋼管樁13通過卷揚(yáng)機(jī)8帶動連接在主機(jī)7上的滑輪11和安裝在樁帽15上的滑輪14轉(zhuǎn)動，帶動樁帽15往下移動，形成了壓樁動作，同時通過動力頭16帶動挖掘桿2轉(zhuǎn)動，擴(kuò)大頭10擴(kuò)大攪土動作，將鋼管樁13樁底部的土層攪拌松散，壓樁動作與挖掘桿2攪土動作同時進(jìn)行，直至將鋼管樁13壓至地面；步驟七、將動力頭16與挖掘桿2脫離，通過卷揚(yáng)機(jī)8帶動動力頭16上端的滑輪17轉(zhuǎn)動，帶動動力頭16往上移動，用履帶吊機(jī)吊起第二節(jié)鋼管樁13，第二節(jié)鋼管樁13內(nèi)穿有第二節(jié)挖掘桿2，將第二節(jié)挖掘桿2連接在動力頭16上；步驟八、再用兩臺經(jīng)緯儀校正第二節(jié)鋼管樁13與第一節(jié)鋼管樁13是否重合；步驟九、將第一節(jié)鋼管樁13與第二節(jié)鋼管樁13通過焊接相連接；步驟十、焊接飽滿，無孔隙，符合規(guī)范要求，檢查合格，繼續(xù)將第二節(jié)鋼管樁13通過卷揚(yáng)機(jī)8帶動連接在主機(jī)7上的滑輪11和安裝在樁帽15上的滑輪14轉(zhuǎn)動，帶動樁帽14 往下移動，形成了壓樁動作，同時通過動力頭16帶動挖掘桿2轉(zhuǎn)動，擴(kuò)大頭10擴(kuò)大攪土動作，將鋼管樁13樁底部的土層攪拌松散，壓樁動作與挖掘桿2攪土動作同時進(jìn)行，直至將第二節(jié)鋼管樁13壓至地面；第三節(jié)鋼管樁13或第四節(jié)鋼管樁13可以采取以上動作繼續(xù)實施；步驟十一、邊攪土，邊沉樁，至標(biāo)高位置；步驟十二、注水反轉(zhuǎn)挖掘桿2，然后噴氣噴漿孔19噴漿擴(kuò)大樁底的承載力；步驟十三、注水退出挖掘桿2，將擴(kuò)大頭10收縮，一根樁施工結(jié)束，把樁機(jī)移至第二根樁位繼續(xù)施工。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法，包括主機(jī)、安裝在主機(jī)上的卷揚(yáng)機(jī)、動力頭、滑輪、鋼絲繩、挖掘桿，其特征在于所述的動力頭安裝在主機(jī)上，所述的動力頭上端安裝有滑輪，所述的滑輪連接有鋼絲繩，所述的鋼絲繩通過主機(jī)頂部與卷揚(yáng)機(jī)相連接，所述的動力頭下方與挖掘桿相連接，所述的動力頭下端設(shè)置樁帽相連接，所述的樁帽下端兩側(cè)分別設(shè)置有滑輪，所述的滑輪上安裝有鋼絲繩，所述的鋼絲繩通過安裝在主機(jī)上的滑輪與卷揚(yáng)機(jī)相連接，所述的樁帽下端安放鋼管樁，所述的挖掘桿穿過鋼管樁到達(dá)裝置底部，所述的動力頭可以在主機(jī)上滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法，其特征在于所述的挖掘桿下端設(shè)置有擴(kuò)大頭，所述的擴(kuò)大頭包括挖掘頭、活動套、上挖掘臂、下挖掘臂，所述的活動套安裝在挖掘桿上，所述的活動套兩側(cè)活動連接有上挖掘臂，所述的上挖掘臂另一端與下挖掘臂活動連接，所述的下挖掘臂另一端與挖掘桿活動連接，所述的上挖掘臂與下挖掘臂形成菱形狀設(shè)置，所述的活動套可以在挖掘桿上移動，所述的上挖掘臂和下挖掘臂可以沿著挖掘桿自由轉(zhuǎn)動，所述的下挖掘臂上均勻設(shè)置有數(shù)個挖掘刀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法，其特征在于所述的鋼管樁為鋼制材料制成。
4.中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法，其特征在于分為下列步驟 步驟一、主機(jī)就位將主機(jī)移動到沉樁位置； 步驟二、樁位復(fù)測用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個角度控制點上復(fù)測樁位是否正確； 步驟三、插下第一根鋼管樁； 步驟四、用兩臺經(jīng)緯儀在不同的兩個方向校正主機(jī)上的導(dǎo)桿是否垂直，也就是鋼管樁是否垂直； 步驟五、把與動力頭連接的挖掘桿插入鋼管樁的樁孔中，將鋼管樁頂在樁帽上； 步驟六、第一節(jié)鋼管樁通過卷揚(yáng)機(jī)帶動連接在主機(jī)上的滑輪和安裝在樁帽上的滑輪轉(zhuǎn)動，帶動樁帽往下移動，形成了壓樁動作，同時通過動力頭帶動挖掘桿轉(zhuǎn)動，擴(kuò)大頭擴(kuò)大攪土動作，將鋼管樁樁底部的土層攪拌松散，壓樁動作與挖掘桿攪土動作同時進(jìn)行，直至將鋼管樁壓至地面； 步驟七、將動力頭與挖掘桿脫離，通過卷揚(yáng)機(jī)帶動動力頭上端的滑輪轉(zhuǎn)動，帶動動力頭往上移動，用履帶吊機(jī)吊起第二節(jié)鋼管樁，第二節(jié)鋼管樁內(nèi)穿有第二節(jié)挖掘桿，將第二節(jié)挖掘桿連接在動力頭上； 步驟八、再用兩臺經(jīng)緯儀校正第二節(jié)鋼管樁與第一節(jié)鋼管樁是否重合； 步驟九、將第一節(jié)鋼管樁與第二節(jié)鋼管樁通過焊接相連接； 步驟十、焊接飽滿，無孔隙，符合規(guī)范要求，檢查合格，繼續(xù)將第二節(jié)鋼管樁通過卷揚(yáng)機(jī)帶動連接在主機(jī)上的滑輪和安裝在樁帽上的滑輪轉(zhuǎn)動，帶動樁帽往下移動，形成了壓樁動作，同時通過動力頭帶動挖掘桿轉(zhuǎn)動，擴(kuò)大頭擴(kuò)大攪土動作，將鋼管樁樁底部的土層攪拌松散，壓樁動作與挖掘桿攪土動作同時進(jìn)行，直至將第二節(jié)鋼管樁壓至地面；第三節(jié)鋼管樁或第四節(jié)鋼管樁可以采取以上動作繼續(xù)實施； 步驟十一、邊攪土，邊沉樁，至標(biāo)高位置； 步驟十二、注水反轉(zhuǎn)挖掘桿，然后噴漿擴(kuò)大樁底的承載力； 步驟十三、注水退出挖掘桿，將擴(kuò)大頭收縮，一根樁施工結(jié)束，把樁機(jī)移至第二根樁位繼 續(xù)施工。
全文摘要
本發(fā)明公開了中攪反拉法鋼管樁沉樁裝置及其沉樁方法，包括主機(jī)、安裝在主機(jī)上的卷揚(yáng)機(jī)、動力頭、滑輪、鋼絲繩、挖掘桿，所述的動力頭安裝在主機(jī)上，所述的動力頭上端安裝有滑輪，所述的動力頭下方與挖掘桿相連接，所述的動力頭下端設(shè)置樁帽相連接，所述的樁帽下端兩側(cè)分別設(shè)置有滑輪，所述的樁帽下端安放鋼管樁，所述的挖掘桿穿過鋼管樁到達(dá)裝置底部，所述的挖掘桿下端設(shè)置有擴(kuò)大頭，本發(fā)明還提供了一種中攪反拉法鋼管樁沉樁方法，用連接在挖掘桿下端的擴(kuò)大頭將底部土層攪拌松散，然后通過鋼絲繩將鋼管樁往下反拉，使得鋼管樁在較松散的土層下壓，減少土層的阻力，實現(xiàn)樁體下沉的方法。本發(fā)明具有安全、可靠、低成本、高效益、無噪音、無污染、無擠土、無泥漿、環(huán)保等優(yōu)點。
文檔編號E02D5/28GK102953382SQ201110236839
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者謝曉東, 盧壽根 申請人:上海城地建設(shè)發(fā)展有限公司