一种减少管桩沉桩挤土效应的装置
阅读说明：本技术 一种减少管桩沉桩挤土效应的装置 (Device for reducing soil squeezing effect of tubular pile sinking ) 是由 李亮辉 曹笑颦 彭福林 王嵩 方亮 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及建筑管桩施工设备技术领域,且公开了一种减少管桩沉桩挤土效应的装置,包括外套筒和管桩,所述外套筒的内部活动套接有内套筒,所述内套筒与外套筒同轴安装。通过外套筒、内套筒和环形活塞头的设置,使得利用体积和厚度较小的组合体插入软土层中,一方面减小软土向四周的排挤量,另一方面,对管桩的沉桩进行约束,并且当对管桩进行沉桩时,通过拉杆拉动环形活塞头上升,在外套筒与内套筒内形成负压,与管桩的沉桩相互配合,将内套筒中一部分软土从外套筒与内套筒之间向外排挤,同时,由于外套筒和内套筒对管桩侧面的防护,有效阻挡管桩排挤的泥土向侧边挤压,减小管桩的挤土效应对附近的沉桩带来影响。(The invention relates to the technical field of construction equipment of a building tubular pile, and discloses a device for reducing a pile sinking and soil squeezing effect of a tubular pile. Through the outer sleeve, the setting of inner skleeve and annular piston head, make and utilize the less assembly of volume and thickness to insert in the soft soil layer, reduce the weak soil to the displacement volume all around on the one hand, on the other hand, retrain the heavy stake of tubular pile, and when sinking the stake to the tubular pile, rise through pull rod pulling annular piston head, form the negative pressure in outer sleeve and inner skleeve, mutually support with the heavy stake of tubular pile, outwards displace the extrusion from between outer sleeve and the inner skleeve with partly weak soil in the inner skleeve, and simultaneously, because outer sleeve and inner skleeve are to the protection of tubular pile side, effectively block the earth of tubular pile displacement and extrude to the side, the crowded soil effect that reduces the tubular pile brings the influence to near heavy stake.)
技术领域
本发明涉及管桩施工设备技术领域，具体为一种减少管桩沉桩挤土效应的装置。
背景技术
管桩(预应力高强度混凝土管桩)属于挤土沉桩模式，一般采取动力打桩的沉桩工艺，有着耐打、耐压、穿透能力强、单桩竖向承载力高、抗震性能好、耐久性好、造价适宜、施工工期短、施工现场文明整洁等特点，但沉桩在安装使用过程中存在一些不足，如下：
在将沉桩压入地面时，使得在地面附近的土体是向上隆起，而在地面以下较深层土体，由于覆盖土层压力作用不能向上隆起，就向水平方向挤压，由于群桩施工中的迭加作用，会使已打入的管桩和邻近管线产生较大侧向位移和上浮，桩群越密越大，土的位移也越大，特别是在饱和粘性土地基中打入大批密集的桩群时，桩周土体会产生比较大的应力和位移，同时产生很高的超孔隙水压力，由于粘性土体的渗透系数小，因而引起的超孔隙水压力消散慢，对建设工程或周围环境带来较严重的不利影响，沉桩产生的土体垂直位移和水平位移，对邻近建筑物或管线的影响也可能会非常严重。
发明内容
本发明提供了一种减少管桩沉桩挤土效应的装置，具备极大减小管桩挤土效应对周围设施影响的优点，解决了上述背景技术中的问题。
本发明提供如下技术方案：一种减少管桩沉桩挤土效应的装置，包括外套筒和管桩，所述外套筒的内部活动套接有内套筒，所述内套筒与外套筒同轴安装，所述外套筒上均匀开设有斜孔，所述外套筒上的斜孔中活动套接有斜管，所述斜管上开设有均匀的透水孔，所述内套筒的底部活动套接有环形活塞头，所述环形活塞头与外套筒的内部活动套接，所述环形活塞头的上表面均匀固定安装有拉杆，所述外套筒的顶部活动套接有封盖，所述拉杆的顶端与封盖活动套接，所述拉杆上且位于封盖的上方开设有螺纹，所述拉杆上螺纹连接有螺帽，所述螺帽的底面与封盖的上表面活动连接，所述内套筒的内部与管桩活动套接。
优选的，所述环形活塞头的上表面与水平面呈30-45度夹角，所述斜管与环形活塞头的上表面垂直，所述斜管的底端呈L型，所述斜管的L型底端一边与环形活塞头的上表面平行，且另一边与内套筒的垂直面平行。
优选的，所述拉杆上均匀固定安装有支撑球，所述内套筒的内壁上均匀固定安装有弧形块。
优选的，所述外套筒的长度大于内套筒的长度，所述外套筒与内套筒的上表面平行。
本发明具备以下有益效果：
1、通过外套筒、内套筒和环形活塞头的设置，使得利用体积和厚度较小的组合体插入软土层中，一方面减小软土向四周的排挤量，另一方面，对管桩的沉桩进行约束，并且当对管桩进行沉桩时，通过拉杆拉动环形活塞头上升，在外套筒与内套筒内形成负压，与管桩的沉桩相互配合，将内套筒中一部分软土从外套筒与内套筒之间向外排挤，同时，由于外套筒和内套筒对管桩侧面的防护，有效阻挡管桩排挤的泥土向侧边挤压，减小管桩的挤土效应对附近的沉桩带来影响。
2、通过斜管的设置，使得外套筒和内套筒在插入软土层中后，在环形活塞头的推动下，将斜管向土层中推动，斜管插进土层后，由于环形活塞头在外套筒和内套筒中形成的活塞作用，在环形活塞头的下方形成负压，通过斜管对土层的超孔隙水进行吸附，并且土层中的超孔隙水，在泥土的挤压下，将水送进外套筒与内套筒中，减少外套筒与内套筒的组合体插进土层时对软土层的排挤力，降低挤土效应。
附图说明
图1为本发明结构正视示意图；
图2为本发明结构工作原理动态示意图；
图3为本发明结构俯视示意图；
图4为本发明结构图1中A处放大示意图。
图中：1、外套筒；2、内套筒；3、管桩；4、斜管；5、环形活塞头；6、拉杆；7、封盖；8、螺帽；9、支撑球；10、弧形块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-3，一种减少管桩沉桩挤土效应的装置，包括外套筒1和管桩3，外套筒1的内部活动套接有内套筒2，内套筒2与外套筒1同轴安装，外套筒1上均匀开设有斜孔，外套筒1上的斜孔中活动套接有斜管4，斜管4上开设有均匀的透水孔，内套筒2的底部活动套接有环形活塞头5，环形活塞头5与外套筒1的内部活动套接，环形活塞头5的上表面均匀固定安装有拉杆6，外套筒1的顶部活动套接有封盖7，拉杆6的顶端与封盖7活动套接，拉杆6上且位于封盖7的上方开设有螺纹，拉杆6上螺纹连接有螺帽8，螺帽8的底面与封盖7的上表面活动连接，内套筒2的内部与管桩3活动套接，当在饱和的软土地区进行管桩沉桩时，首先利用桩机将外套筒1、内套筒2和环形活塞头5的组合体，压进软土层中，随后，打开螺帽8和封盖7，利用桩机对拉杆6拉伸，拉杆6拉动环形活塞头5向上移动，进而将斜管4向土层中推动，斜管4插进土层后，由于环形活塞头5在外套筒1和内套筒2中形成的活塞作用，在环形活塞头5的下方形成负压，通过斜管4对土层的超孔隙水进行吸附，并且土层中的超孔隙水，在泥土的挤压下，将水送进外套筒1与内套筒2中，减少外套筒1与内套筒2的组合体插进土层时对软土层的排挤力，降低挤土效应，同时，由于外套筒1和内套筒2形成的组合体宽度较小，因此将外套筒1与内套筒2插入软土中，对软土的排挤量较少，故对软土的挤土效应较直接插入管桩3的挤土效应小，并且在对拉杆6进行拉伸时，将管桩3放入内套筒2中，进行打桩，对进入内套筒2中间的泥土进行挤压，内套筒2之间的泥土在受到管桩3的挤压的同时，由于环形活塞头5在外套筒1与内套筒2之间的形成负压，将内套筒2中间的泥土拉向外套筒1与内套筒2之间，减少内套筒2之间的泥土向两侧溢出的量，降低管桩3两侧的挤土效应，并在内套筒2的约束下，管桩3将泥土垂直向下排挤，对安装管桩的有效高度之间的挤土效应大幅度降低；
请参阅图4，环形活塞头5的上表面与水平面呈30-45度夹角，斜管4与环形活塞头5的上表面垂直，斜管4的底端呈L型，斜管4的L型底端一边与环形活塞头5的上表面平行，且另一边与内套筒2的垂直面平行，使得斜管4能够在悬挂在外套筒1与内套筒2之间，并在环形活塞头5在上升时，能够更好的将斜管4推进软土层中，并结束排水时，向上拉动外套筒1，在泥土的推动下，缩回外套筒1中，方便对外套筒1和内套筒2的拆卸；拉杆6上均匀固定安装有支撑球9，当插入外套筒1和内套筒2的组合体时，对外套筒1和内套筒2之间进行支撑，防止外套筒1和内套筒2受到泥土的挤压，两者之间产生偏差，造成中心轴度偏移，影响后续的管桩3的插入，内套筒2的内壁上均匀固定安装有弧形块10，当插入管桩3时，减少管桩3与内套筒2之间的接触面积，同时，在插入内套筒2时，使得内套筒2与土层之间能够存在一定的间隙，避免在插入内套筒2时，产生“土塞”，减小内套筒2插入时的阻力，增加安装效率；外套筒1的长度大于内套筒2的长度，外套筒1与内套筒2的上表面平行，使得内套筒2的底面高于外套筒1的底面，在插入管桩3时，外套筒1对内套筒2底部的泥土进行阻挡，减少内套筒2中泥土侧向排挤，降低泥土的侧向挤土效应。
工作原理，当在饱和的软土地区进行管桩沉桩时，首先利用桩机将外套筒1、内套筒2和环形活塞头5的组合体，压进软土层中，随后，打开螺帽8和封盖7，利用桩机对拉杆6拉伸，拉杆6拉动环形活塞头5向上移动，进而将斜管4向土层中推动，斜管4插进土层后，由于环形活塞头5在外套筒1和内套筒2中形成的活塞作用，在环形活塞头5的下方形成负压，通过斜管4对土层的超孔隙水进行吸附，并且土层中的超孔隙水，在泥土的挤压下，将水送进外套筒1与内套筒2中，减少外套筒1与内套筒2的组合体插进土层时对软土层的排挤力，降低挤土效应，并且在对拉杆6进行拉伸时，将管桩3放入内套筒2中，进行打桩，对进入内套筒2中间的泥土进行挤压，内套筒2之间的泥土在受到管桩3的挤压的同时，由于环形活塞头5在外套筒1与内套筒2之间的形成负压，将内套筒2中间的泥土拉向外套筒1与内套筒2之间，向外抽送，完成沉桩过程；
拆卸过程，首先将外套筒1与内套筒2进行同步抽离，抽离结束后，对斜管4中的泥土进行冲洗，确保斜管4的畅通，随后，将拉杆6从外套筒1的底部插入，在将封盖7盖到外套筒1与内套筒2上，最后利用螺帽8锁紧，等待下一次沉桩。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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