一种现浇X形混凝土桩活瓣桩尖结构装置及使用方法

摘要

本发明涉及一种现浇X形混凝土桩活瓣桩尖结构装置及使用方法。本发明是X形桩模与连接段固定连接，连接段下端与过渡段固定连接，过渡段下部通过连接铰与加强勒上部转动连接，加强勒与活瓣固定连接；以及将X形桩模下落，将活瓣桩尖对准桩位，曲面三角形钢片闭合，并插入土体后，通过振动X形桩模达到设计深度，使混凝土进入活瓣内腔，上拔X形桩模，曲面三角形钢片自动打开，形成现浇X形混凝土桩。本发明解决了预制桩靴在工厂预制、耗时长、体积大、运输不便，及桩靴向下运动偏移，甚至脱离桩模，不能重复利用，造价太高等缺陷。本发明避免了重复的体力劳动，不需在工厂预制，缩短了施工周期，降低了成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种桩尖结构，特别涉及一种现浇X形混凝土桩活瓣桩尖结构装置及使用方法。

背景技术

在本发明之前，已经有利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边拔管边灌注混凝土而成桩的装置或方法。若配有钢筋时，则在浇筑混凝土前先吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩设备沉管、拔管，称为锤击沉管灌注桩；利用激振器的振动沉管、拔管时，称为振动沉管灌注桩。也可采用振动-冲击双作用的方法沉管。

现浇X形混凝土桩(专利号：200710020306.3)由于其具有较大的单位体积材料比表面积，因而可以在不增加材料用量的前提下大大提高单桩承载力，从而提高性能价格比。这种现浇X形桩在施工时桩模下端连接的是预制桩靴(专利号：200720036892.6)。所谓预制桩靴，是需要在工厂预制，耗时长，体积大，直径一般大于50cm，运输不便；为增加刚性还要在内部设置钢筋，施工时要在桩模与预制桩尖之间设置橡胶垫圈或草绳以减小桩模对预制桩靴的冲剪破坏。主要原因就在于预制桩靴与桩模没有形成一个整体，因此它只能向下运动，不能向上运动，并且在沉桩时通常都会在遇到硬物时导致桩靴向下运动偏移，甚至脱离桩模。另外，预制桩靴不能重复利用，成桩后预制桩靴永久性留在地基中，不能回收，浪费材料，造价太高，这对于施工施工工程是一个致命的缺陷。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，设计、研制一种现浇X形混凝土桩活瓣桩尖结构装置及使用方法。

本发明的技术方案：

一种现浇X形混凝土桩活瓣桩尖结构装置，X形桩模下端连接活瓣，其主要技术特征在于X形桩模与连接段固定连接，连接段下端与过渡段固定连接，过渡段下部通过连接铰与加强勒上部转动连接，加强勒与活瓣固定连接。

本发明的另一技术方案是：

一种现浇X形混凝土桩活瓣桩尖结构装置使用方法，其主要技术步骤为：

(1)在沉桩开始实施时，将下部连接有活瓣的X形桩模在自重作用下下落，将活瓣桩尖对准桩位，由人工将四块曲面三角形钢片闭合；

(2)然后X形桩模继续下落，当活瓣中的曲面三角形钢片与地面土体接触并插入土体后，在土体的反力作用下曲面三角形钢片活瓣保持闭合；

(3)通过振动或锤击将X形桩模从地表沉入土中，直至达到设计深度；

(4)通过X形桩模浇注混凝土，使混凝土通过过渡段和连接段中间的空腔进入活瓣内腔；

(5)浇注混凝土结束后，上拔X形桩模，活瓣随之向上运动，活瓣中的曲面三角形钢片自动打开，混凝土进入到X形沉孔中，形成现浇X形混凝土桩。

本发明的优点和效果在于这是一种整体桩尖结构，利用圆锥形闭合稳定严密的特点，活瓣采用上大下小的曲面三角形钢片与可显著提高三角形钢片整体刚度的加强勒闭合形成外轮廓为异形倒锥形结构；连接铰将下部的加强勒与上部的X形过渡段连接成一个整体，整体性好，故闭合时不会变形、不会卡壳、损坏；闭合时的X形锥体闭合严密，套管上拔时又特别容易打开，避免了沉桩时水或泥砂进入桩管影响成桩质量或者无法成桩以及需要用橡胶垫圈或草绳垫在桩身模板与预制桩尖之间等缺陷；活瓣与上部X形桩模(沉管)连接成一个整体，可以随上部桩模任意移动，避免了出现预制桩尖卡管等现象，简化了施工工艺。由于避免了提前在工厂预制活瓣，因此缩短了工期，避免了抬运桩尖的繁重体力劳动，减小了人力成本；活瓣可以重复利用，所以可大大减小原材料成本，降低造价，这在道路等施工中是非常重要的因素。

本发明克服了预制桩靴施工工艺繁琐，施工周期长，造价高等缺陷，能够随上部X形桩模一起移动，避免了重复的体力劳动，不需要在工厂预制，因此大大缩短了施工周期，由于能够重复利用，极大地降低了成本。是一种经济实用的桩尖形式，现场使用的效果非常好。

本发明的其它优点和效果将在下面进一步描述。

附图说明

图1——本发明现浇X形混凝土桩活瓣桩尖及桩模结构图。

图2——本发明现浇X形混凝土桩活瓣桩尖闭合时结构图。

图3——本发明现浇X形混凝土桩活瓣桩尖俯视图。

图4——图3中A-A剖视图。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示：

钢制的X形的过渡段4下部通过连接铰3与加强勒2铰接，活瓣1由四块上大下小的曲面三角形钢片构成；加强勒2位于活瓣1的外侧，且处于活瓣1的中间位置，加强勒2与活瓣1固定连接成一个整体；连接铰3活动连接各加强勒2的上端；活瓣1未闭合时(如图1所示)，其四个曲面三角形钢片各自分开，闭合时(如图2所示)四个曲面三角形钢片通过加强勒2上端在连接铰3内转动，其下端即活瓣1桩尖向中间聚拢，整体呈异形倒锥形，这样活瓣1的四个曲面三角形钢片的下端会紧密地结合在一起。四个曲面三角形钢片张开(即未闭合)时与闭合时之间的夹角角度可在15～45度之间选择，主要是根据设计的穿透能力决定；四个曲面三角形钢片张开(即未闭合)时在桩模内部的填充料可通过中间的圆形空腔顺利落入土体中的X形空腔内。

过渡段4外轮廓为X形，而内空腔为圆形，纵断面为倒置的梯形，这样就保证了下部的活瓣1打开时其在水平面的投影位于上部桩身模板在水平面的投影的内部。由于过渡段4的内空腔为圆形，截面形状与X形桩模6的截面有所差别，在施工现场不便与X形桩模6直接连接，因此连接段5连接X形桩模6和过渡段4。

连接段5外轮廓呈X形(如图3所示)，与过渡段4固定连接形成整体，连接段5的截面形状与X形桩模6完全一致，内空腔呈X形，其作用是方便与X形桩模6对接后焊接连接；活瓣1打开后外轮廓也为X形；充填料可通过过渡段4和连接段5中间的空腔进入沉孔，形成X形桩；

过渡段4与X形的连接段5固定连接，X形的连接段5与X形桩模6固定连接，形成一个整体结构。由于是整体结构，因此活瓣1的桩尖可随X形桩模6上下任意运动，沉桩时不会脱落、偏移，而现有技术的预制桩靴与桩模没有形成整体，只能向下运动，沉桩时遇到硬物会导致偏移甚至脱离桩模，因此X形桩尖具有更大的优越性。

本例中的固定连接方式均采用焊接。

在沉桩开始实施时，将连接有活瓣桩尖的X形桩模6在自重作用下下落，由人工将四个曲面三角形钢片构成的活瓣1闭合，将活瓣1的桩尖对准桩位；然后X形桩模6继续下落，当活瓣1的桩尖与地面土体接触并插入土体后，在土体的反力作用下，四个曲面三角形钢片始终保持闭合状态；通过振动或锤击将下端连有该活瓣1的X形桩模6从地表沉入土中，直至达到设计深度；在沉入过程中，活瓣1的四个曲面三角形钢片受到周围土体挤压越挤越紧，闭合严密；此时，通过X形桩模6浇注混凝土，使混凝土通过过渡段4和连接段5中间的空腔进入活瓣1内腔；浇注混凝土结束后，上拔X形桩模6，活瓣1也随着向上运动，在活瓣1内腔中的混凝土压力和自重作用下，活瓣1的四个曲面三角形钢片自动打开，混凝土即进入到X形沉孔中，最后形成现浇X形混凝土桩。

本发明的保护范围并不仅仅局限于本实施方式的描述。