[发明专利]一种适于岩溶桩基施工的抗倾覆防脱落钢套筒

说明书

本发明对钢套筒进行了改进，发明一种能够增强原钢套筒连接性能而且能够有效防止钢套筒掉入溶洞时不发生孔位倾斜现象的可控支撑式钢套筒，主要包括筒靴连接装置、筒靴支撑装置，同时对原钢套筒尺寸进行了优化。其主要优点在于当钢套筒在岩溶区域施工遇到溶洞时，防止末节钢套筒出现脱落情况，同时增加钢套筒下沉至洞底时的稳定性，减少出现桩位倾斜的现象，具有十分重要的应用价值。

技术领域：

本发明涉及了岩溶区域桩基施工领域，主要对岩溶区桥梁桩基应用钢套筒+旋挖机成孔技术中采用的钢套筒进一步优化设计。

背景技术：

岩溶是地表水和地下水对可溶岩以溶蚀为主的长期地质作用及其形成的各种岩溶现象。岩溶地区桩基施工一向是设计单位、建设单位和施工单位都比较棘手的问题。溶洞对基桩的受力状况会产生不利影响，给计算桩身摩阻力和桩底承载力带来较大难题。而且在施工过程中，极易发生漏浆、塌孔、扩孔、卡钻、斜孔，严重的会导致地面下沉、桩机倾覆，危及施工人员及临近建筑物的安全，延误工期。钢套筒+旋挖机成孔技术适合于基础工程中成孔作业，一般适用粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层，借钻具自重和钻机加压力，耙齿切入土层，在回转力矩的作用下钻斗同时回转配合不同钻具，适应于干式(短螺旋)、湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业，其特点是施工速度快、成孔质量高、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适用性强等，被誉为“绿色施工工艺”。其中钢套筒的使用可使旋挖钻机钻进顺利穿过静态泥浆护壁无法解决的巨厚的软塑、流塑状的软土层、严重漏失地层等，有利于旋挖钻机提高钻进工效、保证钻孔质量，混凝土浇注后的桩体不易发生缩颈、漏筋、桩身混凝土离析等质量问题，且钢套筒下沉与上拔时无振动，可重复使用，具有保护既有建筑物安全及防止溶洞顶板突然破损，出现地面塌陷隐患优点。

发明内容：

本发明的目的是，针对钢套筒在岩溶区域施工下沉过程中遇到溶洞时出现的由于套筒螺栓连接失效而掉入洞底的问题，提供一种既能够提高钢套筒整体性，防止钢套筒脱落，而且能够提高钢套筒沉入溶洞时的抗倾覆能力，防止钢套筒沉入溶洞时不发生孔位倾斜现象的装置。

为了达到上述目的，本发明构思：

设置一种钢套筒与桩机的连接装置，增强钢套筒之间的连接能力，通过增加材料质量与几何尺寸的优化，降低钢套筒重心，使钢套筒沉入溶洞底部时不容易产生倾斜，同时在筒靴内部设置一种可控制活动支撑，当筒靴邻近洞底时，可打开活动支撑，增加钢套筒在洞底的稳定性，提高钢套筒的抗倾覆能力，避免钻机施工遇到溶洞时出现的孔位倾斜现象。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

本发明涉及的一种适用于岩溶桩基施工的抗倾覆防脱落钢套筒，通过改变末节钢套筒与筒靴的尺寸，并由筒靴连接装置、筒靴支撑装置组成。

1、末节钢套筒与筒靴尺寸的改进

增加末节钢套筒接头与筒靴接头的长度，使其分别为末节钢套筒长度的1/3，进而降低了末节套筒的重心，提高钢套筒下沉至溶洞底部时的抗倾覆能力，避免出现孔位倾斜现象。

2、钢套筒连接装置

钢套筒连接装置由钢丝绳连接孔和钢丝绳组成，四条钢丝绳首端与地表桩机连接，且当钢套筒下沉时，钢丝绳随之下沉，四条钢丝绳通过打入钢套筒壁的孔位与设置在筒靴下部的四个钢套筒支撑连接，钢套筒下沉时处于拉紧状态，增加筒靴与钢套筒的整体性，防止由于钢套筒连接螺栓失效导致钢套筒脱落的风险。

3、钢套筒支撑装置

钢套筒支撑装置为4个设置在筒靴壁的钢套筒支撑组成，钢套筒支撑底设有扭簧，扭簧旋转轴与筒靴壁连接最大扭转角度为225°，4个钢套筒支撑十字交叉分布于设置在筒靴壁的钢套筒支撑凹槽内，并与钢丝绳相连，当钢套筒连接装置的钢丝绳拉紧钢套筒支撑时，钢套筒支撑收紧于钢套筒支撑凹槽内，当钢丝绳放松时，钢套筒支撑被扭簧展开至225°，从而增加了钢套筒在沉入溶洞底端时的稳定性，提高了钢套筒的抗倾覆能力。