[发明专利]中搅反拉法钢管桩沉桩装置及其沉桩方法

说明书

技术领域

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

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

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。

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。

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。

所述的钢管桩为钢制材料制成。

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：

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；

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；