[发明专利]一种管桩在密实砂层中的施工设备及施工方法

说明书

本发明涉及一种管桩在密实砂层中的施工设备及施工方法，其包括第一粘土层、砂土层、第二粘土层，第一黏土层上方设置有施工平台，施工平台上端设置有静压桩机，静压桩机与管桩相联动，第一粘性土上端放置有水箱，水箱外侧固定连接有水泵，水泵连通有输水管，输水管远离水箱的一端连通有射水管。本发明在施工的时候，将管桩与静压桩机相固定，启动静压桩机，当静压桩机联动管桩，使管桩的下端位于砂土层的上端时，将射水管放置到管桩的空腔中，启动水泵，使水泵联动输水管，射水管开始向砂土层内喷水，砂土层内的含水量增加之后，砂土层会出现液化的现象，沉桩时的阻力会减小甚至消失，从而保证管桩在砂土层中能够顺利的沉桩。

技术领域

本发明涉及建筑桩基施工的技术领域，特别涉及一种管桩在密实砂层中的施工设备及施工方法。

背景技术

预制管桩在高层建筑的桩基础中得到广泛应用，目前管桩施工一般采用静压法施工，即利用桩机自身重量和配重克服沉桩阻力使得管桩沉入设计标高。

管桩沉桩时的阻力为桩侧阻力与桩端阻力之和，在砂土层中施工管桩时，其沉桩阻力主要由桩端阻力产生，特别是遇有较密实的砂土层时，桩端阻力急剧增加，管桩无法继续下沉，容易出现桩身裂缝，桩头爆裂，桩机上抬等安全风险。

为了在砂土层内顺利沉桩，通常采用先引孔的措施来降低沉桩阻力。（引孔施工：即在桩位处采用比桩径小50~100mm直径的长螺旋钻杆钻入土层，再把钻松的土层提取出来形成一个钻孔，然后静压桩机在该引孔处压入管桩）引孔施工的缺点：1、一般砂土层均为含水层，在砂土层内引孔时，当孔内土取出后在砂土层容易塌孔，把引好的孔又埋掉，造成沉桩困难，土层扰动；2、引孔机钻杆直径较小，当引孔深度过深时，钻孔容易弯曲和倾斜，而引孔减小了沉桩阻力，造成静压沉桩时管桩容易沿钻孔弯曲和倾斜形成质量风险。

发明内容

本发明是提供一种管桩在密实砂层中的施工设备及施工方法，其针对砂土在振动状态下容易液化的特性，减小管桩沉桩时的桩端阻力，使得静压管桩能在砂土层顺利沉桩。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种管桩在密实砂层中的施工设备，包括第一粘土层、砂土层、第二粘土层，所述第一黏土层上方设置有施工平台，所述施工平台上端设置有静压桩机，所述静压桩机与管桩相联动，所述第一粘性土上端放置有水箱，所述水箱外侧固定连接有水泵，所述水泵连通有输水管，所述输水管远离水箱的一端连通有射水管。

通过采用上述技术方案，在施工的时候，将管桩与静压桩机相固定，启动静压桩机，当静压桩机联动管桩，使管桩的下端位于砂土层的上端时，将射水管放置到管桩的空腔中，启动水泵，使水泵联动输水管，射水管开始向砂土层内喷水，砂土层内的含水量增加之后，砂土层会出现液化的现象，沉桩时的阻力会减小甚至消失，从而保证管桩在砂土层中能够顺利的沉桩。

本发明进一步设置为：所述射水管的外侧固定连接有微型高频振动器。

通过采用上述技术方案，在射水管射水的同时启动微型高频振动器，微型高频振动器能够发生振动，在发生振动的时候会增加桩端砂土内的水压，当桩端水压力大于砂土自重时，桩端砂土会进行液化，砂土对桩端的阻力急剧下降，从而能够进行顺利的沉桩作业。

本发明进一步设置为：所述第一粘土层上端设置有与射水管相联动的支撑机构，所述支撑机构包括设置在第一粘土层上端的支撑架、与支撑架上端铰接的油缸、与支撑架活动连接的支撑臂、与支撑臂连接的钢丝绳，所述支撑臂包括与支撑架转动连接的转动盘、与转动盘铰接的悬臂，所述油缸的活塞杆与悬臂相铰接。

通过采用上述技术方案，在需要将射水管放置到管桩内部的时候，使转动盘带动悬臂转动至管桩的上方，可以启动油缸调节悬臂的角度，在悬臂转动到合适的角度之后，将射水管与钢丝绳连接在一起，并且利用钢丝绳将射水管放置到管桩内部，从而可以顺利的将射水管放置到管桩内，实现射水管对砂土层的喷水。