一种适用于包裹碎石桩施工的桩管结构及施工方法
阅读说明：本技术 一种适用于包裹碎石桩施工的桩管结构及施工方法 (Pile pipe structure suitable for wrapping gravel pile construction and construction method ) 是由 杨虎 张建伟 张如飞 李峰 祖月辉 赵瑞国 徐增宇 袁占军 赵浩 张健 高利涛 于 2021-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种适用于包裹碎石桩施工的桩管结构及施工方法,包括内部为中空结构的桩管、设置在所述桩管下端的活动式桩头以及可拆卸连接在桩管顶端的套筒,且套筒的下部位于桩管内,桩管内部铺覆有土工布层；其结构可靠,操作便捷,可以同时施工多个包裹碎石桩,极大地加快了施工效益,极大的节省时间成本,并且通过桩管和打桩机之间的特定连接结构,大大提高了两者连接效果,保证打桩和拔桩操作的可靠性。(The invention discloses a pile tube structure suitable for wrapping gravel pile construction and a construction method, wherein the pile tube structure comprises a pile tube, a movable pile head and a sleeve, wherein the interior of the pile tube is of a hollow structure; its structure is reliable, and the simple operation can construct a plurality of parcel gravel piles simultaneously, has greatly accelerated the construction benefit, very big save time cost to through the specific connection structure between stake pipe and the pile driver, improved both connection effect greatly, guarantee the reliability of pile driving and pile pulling operation.)
技术领域
本发明涉及软弱地基处理技术领域，具体涉及一种适用于包裹碎石桩施工的桩管结构及施工方法。
背景技术
常用的地基处理技术分为置换、排水固结、灌入固化物、振密挤密、加筋、冷热处理等方式，其中碎石桩处理技术因具有能效提高地基承载力、加快排水固结、减小地基沉降，同时具有成本低廉、施工工期短等优点，在地基处理工程中得到了广泛应用。
传统碎石桩在工程实践中可能由于桩周土体提供的径向约束力不足而发生鼓胀变形与破坏，导致地基承载力提高和地基沉降控制都有限，尤其是在土质很软的地区，碎石桩复合地基的应用受到很大限制，为了解决上述问题，一些学者逐渐提出“包裹碎石桩”的概念,即在传统碎石桩外面包裹一层土工材料，利用土工材料的较强的抗拉能力提供对桩的径向约束力，防止出现较大的鼓胀变形，并且土工材料具有良好的透水性，可确保碎石桩作为良好排水通道的作用。一些理论和试验都证明了包裹碎石桩能有效提高桩体刚度和地基承载力，然而在实际施工过程中，包裹碎石桩的施工较为困难，桩管与周围土体摩擦力较大，土工材料埋放十分困难，当大规模采用时，施工进度及成本存在较大的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于包裹碎石桩施工的桩管结构及施工方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种适用于包裹碎石桩施工的桩管结构，包括内部为中空结构的桩管、设置在所述桩管下端的活动式桩头以及可拆卸连接在桩管顶端的套筒，且套筒的下部位于桩管内，桩管内部铺覆有土工布层。
进一步地，活动式桩头包括分别通过铰接组件铰接在桩管下端的两片活动板，两片活动板的内部形成有与桩管内部连通的空腔。
进一步地，铰接组件包括设置在桩管和活动板上的连接板以及轴向设置在连接板上且贯穿桩管和活动板的转轴，转轴上还活动连接有压板。
进一步地，套筒包括筒体以及设置在筒体顶端的限位倒扣，筒体位于桩管内部，限位倒扣抵靠在桩管顶端端外壁，土工布反包在筒体上。
进一步地，桩管的顶端通过滑动板与打桩机滑动连接。
进一步地，桩头的直径大于桩管的直径。
进一步地，滑动板上设置有转动盘，且转动盘通过转动调节螺栓与桩管连接。
本发明还提供了一种适用于包裹碎石桩施工的桩管结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：将打桩机与桩管连接，并通过打桩机将桩管打入土体；
S2：当桩管打入土体后，将打桩机与桩管分离，并保留桩管的顶部高于地面；
S3：将土工布反包在套筒上，随后将套筒安装在桩管上；
S4：通过套筒向桩管内填入碎石填料，使得土工布包裹碎石填料进入到桩管内部；
S5：将套筒从桩管上端拆下，并将打桩机连接到桩管上，向上拔管成桩。
进一步地，S4中进行碎石填料填入时，在套筒的上方放置漏斗，随后将碎石填料沿漏斗排入至桩管内。
本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种适用于包裹碎石桩施工的桩管结构及施工方法，其结构可靠，操作便捷，可以同时施工多个包裹碎石桩，极大地加快了施工效益，极大的节省时间成本，并且通过桩管和打桩机之间的特定连接结构，大大提高了两者连接效果，保证打桩和拔桩操作的可靠性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中活动式桩头结构示意图；
图3为本发明中套筒结构示意图；
图4为本发明中桩管与打桩机连接部位结构示意图；
图5为本发明中施工过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种适用于包裹碎石桩施工的桩管结构，包括内部为中空结构的桩管1、设置在桩管1下端的活动式桩头2以及可拆卸连接在桩管1顶端的套筒3，且套筒3的下部位于桩管1内，桩管1内部铺覆有土工布层4。桩头的直径略大于桩管1，极大地减小了管壁与周围土体的摩擦，便于打桩以及拔出。桩管1顶部的四周具有螺纹口，与打桩机通过螺栓连接，当桩管1打入土中时，桩管1可与打桩机分离，操作便捷可靠。
如图2所示，活动式桩头2包括分别通过铰接组件20铰接在桩管1下端的两片活动板21，两片活动板21的内部形成有与桩管1内部连通的空腔。桩头采用两瓣活动板21结构，该活动板21与桩管1通过铰接组件20相连接，能在向上的外力作用下向中间挤压闭合，也可以通过内部向下的外力作用向两边张开。由此实现，当竖直向下插入土体时活动板21在土体的挤压作用下闭合，拔管成桩时，活动板21在内部碎石的压力作用下张开。
铰接组件20包括设置在桩管1和活动板21上的连接板201以及轴向设置在连接板201上且贯穿桩管1和活动板21的转轴202，转轴202上还活动连接有压板203。
如图3所示，套筒3包括筒体30以及设置在筒体30顶端的限位倒扣31，筒体30位于桩管1内部，限位倒扣31抵靠在桩管1顶端端外壁，土工布反包在筒体30上。限位倒扣31上开设有圆孔。通过限位倒扣31便于套筒3与桩管1的可拆卸连接，使用时，筒体30伸入到桩管1的内部，限位倒扣31则抵扣在桩管1的顶端，当需要拆卸时只需通过限位倒扣31上的圆孔即可吊运从而实现限位倒扣31与套筒3的拆卸。
如图4所示，桩管1的顶端通过滑动板10与打桩机滑动连接，滑动板10上设置有转动盘11，且转动盘11通过转动调节螺栓12与桩管1连接。通过滑动板10使得桩管1可沿打桩机左右滑动，通过旋松转动调节螺栓12，可以带动桩管1沿一定范围内的转动，旋紧转动调节螺栓12实现桩管1与打桩机连接位置的固定。
如图5所示，本发明还提供了一种适用于包裹碎石桩施工的桩管结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：将打桩机与桩管1连接，并通过打桩机将桩管1打入土体；
S2：当桩管1打入土体后，将打桩机与桩管1分离，并保留桩管1的顶部高于地面；
S3：将土工布反包在套筒3上，随后将套筒3安装在桩管1上；
S4：通过套筒3向桩管1内填入碎石填料，使得土工布包裹碎石填料进入到桩管1内部；在进行碎石填料填入时，在套筒3的上方放置漏斗，随后将碎石填料沿漏斗排入至桩管1内
S5：将套筒3从桩管1上端拆下，并将打桩机连接到桩管1上，向上拔管成桩。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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