阅读说明：本技术 一种锤击埋设护筒装置及其施工方法 (Hammering embedding pile casing device and construction method thereof ) 是由 陈利 沈琴琴 华汉军 于 2020-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种锤击埋设护筒装置及其施工方法,包括竖向设置的外护筒和与所述外护筒同轴且设置在所述外护筒内的内护筒；所述内护筒的顶部外侧垂直固设有顶板,顶板底部与外护筒顶部相抵接,内护筒底部固设有内桩尖；本发明利用旋挖钻机的扭矩给内护筒上的连接护筒施加一个压力,使其克服与土壤之间摩擦力,通过顶板的向下移动将外护筒顺利的下放至指定位置,具有结构简单,设计合理,使用灵活方便等优势。(The invention relates to a hammering embedding pile casing device and a construction method thereof, wherein the hammering embedding pile casing device comprises an outer pile casing which is vertically arranged and an inner pile casing which is coaxial with the outer pile casing and is arranged in the outer pile casing; a top plate is vertically and fixedly arranged on the outer side of the top of the inner protecting cylinder, the bottom of the top plate is abutted against the top of the outer protecting cylinder, and an inner pile tip is fixedly arranged at the bottom of the inner protecting cylinder; according to the invention, the torque of the rotary drilling rig is utilized to apply a pressure to the connecting protection cylinder on the inner protection cylinder, so that the friction force between the connecting protection cylinder and the soil is overcome, and the outer protection cylinder is smoothly lowered to the designated position through the downward movement of the top plate.)

一种锤击埋设护筒装置及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，尤其涉及一种锤击埋设护筒装置及其施工方法。

背景技术

目前，各类工程中使用的桩基达数十种，根据施工工艺的不同，我国目前的主导桩型分为钻孔灌注桩、振动灌注桩、夯扩桩、人工挖孔桩、预应力管桩以及用于软基处理的各种柔性半柔性桩(如水泥搅拌桩与粉喷桩、高压旋喷桩、砂石桩或碎石桩)等；在针对表面是石块的地区进行钻孔桩施工时，经常会遇到硬度较大的石块，导致钢护筒打入或钻孔桩成孔困难。钻孔桩口部一定长度范围往往土体性质较差，所以需采用钢护筒护壁，防止孔壁塌落。钢护筒打入过程中遇到石块，由于石块强度较高，造成钢护筒无法正常下放至设计深度，若强行插打，往往护筒底口即使卷边严重也无法继续打入。

常见的处理埋设护筒下沉遇的工程措施主要有以下几种：

挖除法，当石块埋深较浅时，可直接将石块开挖出露后进行破碎清除。但当石块埋深较大，或者地下水丰富时，该方法需采用基坑围护结构，经济性较差。

爆破法，当钢护筒下沉遇到石块后，人工挖除钢护筒内的土体直至石块出露，在石块上钻爆破孔，装入炸药后爆破破除石块。该方法装药量难以控制，装药量过大可能使钢护筒产生变形，同时对周边土体扰动过大，装药量过小则处理效率低下。此外，若在水下施工或地下水丰富时，爆破孔钻孔极为困难。

扫孔法，当钢护筒下沉遇到石块后，用成孔钻机对孤石进行清除，这种情况下往往由于钢护筒冲击下沉过程中底部卷边，成孔钻机钻头无法钻出护筒下底口，不仅无法钻进破除石块，而且容易导致钻机钻头磨损。即使钢护筒底部未发生卷边变形，由于钢护筒与成孔钻机之间的间隙导致石块处理不完全，钢护筒难以跟进下沉。

总之，以上各类埋设护筒在护筒质量、对周围环境与建筑物的影响、施工安全性和工程造价等方面总存在这样或那样的问题。近年来，通过引进国外技术推出了全套管旋挖灌注桩，

就桩机而言，旋挖钻虽然提高了效率，但存在遇高密度的粘土施工时容易掉钻头或若遇到坚硬的岩石时无法钻进的弊端；而且这些设备价格高贵，施工成本极高，综合功效也不高。

针对以上问题，故，有必要对其进行改进。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供可以降低埋设护筒时对护筒及按压装置的损坏程度，且本发明的结构简单、使用灵活方便的锤击埋设护筒装置。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种锤击埋设护筒装置，包括竖向设置的外护筒和与所述外护筒同轴且设置在所述外护筒内的内护筒；所述内护筒的顶部外侧垂直固设有顶板，顶板底部与外护筒顶部相抵接，内护筒底部固设有内桩尖。

作为本发明的一种优选方案，所述顶板上固设有连接护筒，连接护筒顶部固设有连接顶板，连接护筒底部固设有若干三角支撑板，三角支撑板底部固设于顶板上。

作为本发明的一种优选方案，所述顶板底部与内护筒连接处固设有若干上撑板，上撑板等距布设于内护筒与外护筒之间。

作为本发明的一种优选方案，所述上撑板包括水平段和倾斜段，倾斜段的倾斜面由外侧向内侧逐渐减少倾斜；水平段长度为倾斜段长度的1/2。

作为本发明的一种优选方案，所述外护筒底部呈向下的尖刺部；该尖刺部的倾斜角度与内桩尖的桩头倾斜角度相一致。

作为本发明的一种优选方案，所述内桩尖包括本体，装配于本体外侧的支撑块，支撑块与本体固定连接，一体成型；该本体为浇钢铸造的空心圆锥体。

作为本发明的一种优选方案，所述支撑块与内护筒之间留有间隙。

作为本发明的一种优选方案，所述支撑块上垂直固设有若干钢块卡扣，钢块卡扣外侧与支撑块在同一垂直面上，钢块卡扣内侧相抵于内护筒上。

作为本发明的一种优选方案，所述钢块卡扣上固设有若干下撑板，下撑板呈直角三角形状，下撑板垂直于内护筒外侧壁上，下撑板底部长度与钢块卡扣长度相一致。

作为本发明的一种优选方案，所述内桩尖表面涂设有抗氧化材料层。

一种锤击埋设护筒装置的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、施工准备，将施工需要用到的设备、工具和物体准备充分，对施工场地进行平整压实并清理杂物，清除软土，量标桩位中心位置；

步骤二、钻机就位，将钻机移动至护筒装置处，并对之进行安装调整，使钻头对准连接顶板中心，整体检查钻机，对故障进行及时排除；

步骤三、将装配好的外护筒、内护筒、内桩尖和连接护筒通过钻机锤击打入地基中；

步骤四、将外护筒与内护筒沉至设计标高；

步骤五、通过高频振动或液压拔桩机拔出内护筒。

本发明的有益效果是：

1.本发明利用旋挖钻机的扭矩给内护筒上的连接护筒施加一个压力，使其克服与土壤之间摩擦力，通过顶板的向下移动将外护筒顺利的下放至指定位置，具有结构简单，设计合理，使用灵活方便等优势；

2.本发明的锤击埋设护筒装置的锤击装置为平板振动器，该平板振动器功率1.5kw，频率为2800转/min，能够有效控制振动沉管过程中内护筒稳定性和垂直度；平板振动器与连接顶板的连接采用法兰连接，具有无需焊接，操作方便，成本低，提高效率的特点；

3.本发明的内护筒、顶板、连接护筒和连接顶板之间通过焊接连接，可以现场直接焊接，便于加工，成本低，而且适应性强，适用于各种地下环境，能够很好的保证连接强度；

4.本发明设置连接护筒，这样，可以方便的确定内护筒安装到地面以下且上端与地面齐平，且在拔出内护筒时，可以将起吊机的下端夹在连接护筒上，避免内护筒的损坏，使得内护筒可以循环利用，减少成本；

5.本发明的内桩尖穿透力强，整体结构性好，现场施工行强，连接快速，能更好的将内桩尖与内护筒结合在一起，适用于不同工程和地质条件的需要，大大提高了施工利用率；

6.本发明的内桩尖选用可拆卸旋转式桩尖，桩尖可以在埋设护筒完成后通过旋转拔出，避免了以往桩尖留在土体对土体的扰动，有效地模拟对桩间土体的加密作用，本发明装置操作简易、使试验更加符合实际工况、减少试验人员工作量；

7.本发明的外护筒底部呈向下的尖刺部；该尖刺部的倾斜角度与内桩尖的桩头倾斜角度相一致；使得内桩尖在过钻机锤击过程中，外护筒与地面之间能更好的进行连接，减少了外护筒底部与地基的接触面积，方便了外护筒的向下推进效率；

8.本发明通过设置下撑板和上撑板，减少了拔出内护筒时的摩擦力，提高了工作效率；

9.本发明在内桩尖表面涂设有抗氧化材料层，避免内桩尖长时间埋于地下产生氧化；

10.本发明在支撑块上垂直固设有若干钢块卡扣，在钢块卡扣上固设有若干下撑板，提高了内护筒与内桩尖的连接强度和整体牢固性，从而使得内护筒能够轻易地被拔出；

11.本发明的外护筒与内护筒均采用Q235钢材料制成，这样，内护筒和外护筒均采用Q235钢材料制成；Q235钢，Q代表的是这种材质的屈服极限，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小，由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。所以选用Q235钢材料加工制作内护筒和外护筒，降低成本，且原材料易得；

12.本发明的外护筒的筒壁均采用厚度10mm或12mm，这样，可以避免外护筒在施工过程中产生卷边、包边缺陷对施工产生的不利影响。并且能够顺利将内护筒拔出，便于循环使用，降低成本；

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例A向局部放大图；

图3为本发明实施例B向局部放大图；

附图说明：外护筒1，内护筒2，顶板3，内桩尖4，连接护筒5，连接顶板6，三角支撑板7，钢块卡扣8，下撑板9，上撑板10，水平段11，倾斜段12，本体40，支撑块41。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如图1-3所示，本实施例提供的一种锤击埋设护筒装置，包括竖向设置的外护筒1和与所述外护筒1同轴且设置在所述外护筒1内的内护筒2；所述内护筒2的顶部外侧垂直固设有顶板3，顶板3底部与外护筒1顶部相抵接，内护筒2底部固设有内桩尖4；

具体的，本发明的外护筒与内护筒均采用Q235钢材料制成，这样，内护筒和外护筒均采用Q235钢材料制成；Q235钢，Q代表的是这种材质的屈服极限，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小，由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。所以选用Q235钢材料加工制作内护筒和外护筒，降低成本，且原材料易得。

外护筒的筒壁均采用厚度10mm或12mm，这样，可以避免外护筒在施工过程中产生卷边、包边缺陷对施工产生的不利影响。并且能够顺利将内护筒拔出，便于循环使用，降低成本。

本发明利用旋挖钻机的扭矩给内护筒上的连接护筒施加一个压力，使其克服与土壤之间摩擦力，通过顶板的向下移动将外护筒顺利的下放至指定位置，具有结构简单，设计合理，使用灵活方便等优势。

顶板3上固设有连接护筒5，连接护筒5顶部固设有连接顶板6，连接护筒5底部固设有若干三角支撑板7，三角支撑板7底部固设于顶板3上；本发明设置连接护筒5，这样，可以方便的确定内护筒安装到地面以下且上端与地面齐平，且在拔出内护筒时，可以将起吊机的下端夹在连接护筒上，避免内护筒的损坏，使得内护筒可以循环利用，减少成本；

本发明的锤击埋设护筒装置的锤击装置为平板振动器，该平板振动器功率1.5kw，频率为2800转/min，能够有效控制振动沉管过程中内护筒稳定性和垂直度；平板振动器与连接顶板的连接采用法兰连接，具有无需焊接，操作方便，成本低，提高效率的特点；

顶板6底部与内护筒2连接处固设有若干上撑板10，上撑板10等距布设于内护筒2与外护筒1之间；与此相对应的，在内护筒2底部固设有下撑板9，本发明通过设置下撑板和上撑板，减少了拔出内护筒时的摩擦力，提高了工作效率。

上撑板10包括水平段11和倾斜段12，倾斜段12的倾斜面由外侧向内侧逐渐减少倾斜；水平段11长度为倾斜段12长度的1/2，本发明的内护筒、顶板、连接护筒和连接顶板之间通过焊接连接，可以现场直接焊接，便于加工，成本低，而且适应性强，适用于各种地下环境，能够很好的保证连接强度。

外护筒1底部呈向下的尖刺部20；该尖刺部20的倾斜角度与内桩尖4的桩头倾斜角度相一致；使得内桩尖在过钻机锤击过程中，外护筒与地面之间能更好的进行连接，减少了外护筒底部与地基的接触面积，方便了外护筒的向下推进效率。

内桩尖4包括本体40，装配于本体40外侧的支撑块41，支撑块41与本体40固定连接，一体成型；该本体40为浇钢铸造的空心圆锥体；本发明的内桩尖穿透力强，整体结构性好，现场施工行强，连接快速，能更好的将内桩尖与内护筒结合在一起，适用于不同工程和地质条件的需要，大大提高了施工利用率。

本发明的内桩尖选用可拆卸旋转式桩尖，桩尖可以在埋设护筒完成后通过旋转拔出，避免了以往桩尖留在土体对土体的扰动，有效地模拟对桩间土体的加密作用，本发明装置操作简易、使试验更加符合实际工况、减少试验人员工作量。

支撑块41上垂直固设有若干钢块卡扣8，钢块卡扣8外侧与支撑块41在同一垂直面上，钢块卡扣8内侧相抵于内护筒2上。支撑块41与内护筒2之间留有间隙；钢块卡扣8上固设有若干下撑板9，下撑板9呈直角三角形状，下撑板9垂直于内护筒2外侧壁上，下撑板9底部长度与钢块卡扣8长度相一致；采用上述技术方案，提高了内护筒与内桩尖的连接强度和整体牢固性，从而使得内护筒能够轻易地被拔出。

内桩尖4表面涂设有抗氧化材料层；避免内桩尖长时间埋于地下产生氧化；

一种锤击埋设护筒装置的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、施工准备，将施工需要用到的设备、工具和物体准备充分，对施工场地进行平整压实并清理杂物，清除软土，量标桩位中心位置；

步骤二、钻机就位，将钻机移动至护筒装置处，并对之进行安装调整，使钻头对准连接顶板6中心，整体检查钻机，对故障进行及时排除；

步骤三、将装配好的外护筒1、内护筒2、内桩尖4和连接护筒5通过钻机锤击打入地基中；

步骤四、将外护筒1与内护筒2沉至设计标高；

步骤五、通过高频振动或液压拔桩机拔出内护筒2。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：外护筒1，内护筒2，顶板3，内桩尖4，连接护筒5，连接顶板6，三角支撑板7，钢块卡扣8，下撑板9，上撑板10，水平段11，倾斜段12，本体40，支撑块41等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。