一种桩基结构及其施工方法与流程

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1.本发明涉及一种桩基结构及其施工方法，属于建筑基础技术领域。

背景技术：

2.桩基是基础的一种，用于连接地基与建筑主体，从而将建筑主体的荷载传递给基础。
3.预制桩一般长度都较长，所以无法人工安装。预制桩的施工一般是通过大型打桩机械直接将预制桩打入至土层中。但是，在一些情况下，打桩机械可能存在无法安装、无法运抵或者损坏短期难以维修的情况，则会造成无法安装预制桩的情况。

技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于：提供一种桩基结构及其施工方法，它解决了现有技术中难以在缺少大型机械设备情况下安装预制桩的问题。
5.本发明所要解决的第一个技术问题采取以下技术方案来实现：一种桩基结构，其特征在于：包括桩孔，设置在土层中，用于容纳桩基桩体，设置在桩孔中，所述桩体沿自身长度方向依次包括多段桩基单元，相邻桩基单元之间设置有限位机构，用于限制相邻桩基单元之间的位移，其中，所述桩孔与桩基之间具有工作空间，所述工作空间内填充有填料，其中，桩基单元的长度小于0.5m，自重小于200kg。
6.通过采用上述技术方案，背景技术中的，预制桩体积、长度巨大，需要利用打桩机打入土层中，但是不同于现有的预制桩长度至少3m以上，重量大的特点，本技术中的桩基单元体积、重量均较小，因此可以利用较小型的起重装置进行吊装。
7.此外，本技术中并非直接将预制桩整体打入土层中，而是先在土层中开挖形成桩孔，而桩孔开设只需要利用人工挖孔即可得到。因此，在开挖得到桩孔以后，通过较小的起重装置即可分段将桩基单元吊装入桩孔中。上述的过程都只需要较小的设备即可完成施工，从而解决了在缺少大型打桩机的情况下，如何施工完成桩基的问题。
8.桩基单元中的限位机构可限制桩基单元之间的相互位移，从而提高了桩体整体的强度。桩基主要承受竖向的荷载，在桩基单元拼接完成桩体后，即可在桩体的上方施工建筑主体，不需要等到工作空间中的填料固结。
9.本发明进一步设置为：所述限位机构包括锁定块，沿周向设置多个在桩基单元的下端面上，锁定槽，沿周向设置多个在桩基单元的上端面上，与锁定块对应，在锁定块远离桩基单元的一端设置有卡接块，所述锁定槽内设置有卡接槽，所述卡接块卡接在卡接槽中，
其中，安装时锁定块与卡接块先进入至锁定槽中，桩基单元旋转后所述卡接块进入至卡接槽中。
10.通过采用上述技术方案，卡接块卡入卡接槽中，从而让相邻的桩基单元牢固的结合。
11.本发明进一步设置为：所述桩基单元的上表面同轴设置有密封圈，所述密封圈将锁定槽包围在内，所述桩基单元的下表面对应的设置有密封槽。
12.通过采用上述技术方案，锁定块、卡接块为金属材质，利用密封圈与密封槽增强两块桩基单元之间的气密性能，从而对锁定块、卡接块进行更好的保护，避免受到地下水侵蚀。
13.本发明进一步设置为：所述锁定槽的底面为斜面，其中斜面靠近卡接槽一端较低，远离卡接槽一端较高。
14.通过采用上述技术方案，位于上方的桩基单元旋转的过程中，即可令两块桩基单元相互靠近，从而令对密封圈进行挤压变形，令相邻的桩基单元之间的气密性能更好。
15.本发明进一步设置为：所述桩孔内壁上设置有护壁，所述护壁上设置有固定杆，所述固定杆的一端插入桩孔内侧中，另一端伸入桩孔中，所述固定杆沿桩孔的长度方向分布多组，每组固定杆与一副桩基单元对应，每组所述固定杆的数量至少为两个，并且沿着桩孔的周向均匀分布，所述桩基单元的侧面设置有连接件，所述连接件与固定杆固定连接。
16.通过采用上述技术方案，固定杆可以用于固定护壁，令护壁与桩孔内壁接触的更为紧密、牢固，防止护壁脱落。而且连接件与固定杆连接，还提高了桩体与桩孔之间的连接强度，为桩体提供了承载力，提高了桩体承受荷载的能力。
17.本发明进一步设置为：所述桩基单元上沿自身的厚度方向设置有通孔，所述通孔沿桩基单元周向分布有多个，所述通孔组成位于桩体中的加强孔，所述加强孔中设置有加强筋，所述加强孔中填充有填料。
18.通过采用上述技术方案，增强桩体沿径向方向的强度，抵抗土层水平位移时对桩体造成的影响。
19.本发明所要解决的第一个技术问题采取以下技术方案来实现：一种桩基结构的施工方法，其特征在于：包括如下的步骤：步骤一：土层开挖形成一段桩孔；步骤二：在桩孔内壁上插设固定杆；步骤三：在桩孔内壁上施工形成护壁；步骤四：继续在桩孔内向下开挖形成下一段桩孔并且重复步骤二、三直到形成整段桩孔；步骤五：利用起重装置下吊第一个桩基单元；步骤六：将第一个桩基单元上的连接件与对应的固定杆连接；步骤七：下吊第二个桩基单元，令锁定块进入锁定槽中；步骤八：安装旋转驱动组件，所述旋转驱动组件与第二个桩基单元上方的固定杆连接；步骤九：旋转驱动组件驱动第二个桩基单元旋转，从而令卡接块进入至卡接槽中；步骤十：拆卸旋转驱动组件，然后继续下吊第三个桩基单元；
步骤十一：重复步骤八至步骤十，直到安装全部的桩基单元形成桩体；步骤十二：在工作空间中填充填料。
20.通过采用上述技术方案，本发明进一步设置为：步骤五中的起重装置包括设置在桩孔的定位架以及设置在定位架上的电葫芦。
21.通过采用上述技术方案，定位架可以利用工地上的槽钢等零部件拼接形成，电葫芦也是常见的、小体积的起重装置，因为桩基单元质量、体积都较小，因此可以采用上述的工地常见零部件制成起重装置。
22.本发明进一步设置为：所述桩基单元下吊的过程中，起重装置与连接件相连。
23.通过采用上述技术方案，连接件不仅可以用于与固定杆连接，还可以用于与起重装置连接，起到多个作用。
24.本发明进一步设置为：述旋转驱动组件包括定位架，边缘的下侧设置有用于与固定杆搭接固定的连接槽，动力源，安装在定位架上，旋转架，一端连接在动力源的输出轴上，所述旋转架的另一端具有与锁定槽匹配的定位脚，其中，定位架搭接在固定杆上后，定位脚位于锁定槽中，动力源驱动旋转架转动。
25.通过采用上述技术方案，驱动组件的体积小，只需要通过起重装置就可吊入到桩孔中。固定杆不仅可以用于连接桩基单元为桩基单元提供支撑力，而且还可以用于临时与定位架连接。在启动驱动组件工作时，定位架不动，而动力源则驱动旋转架转动，进而驱动桩基单元旋转，进而使得相邻的桩基单元相互连接。此外，在连接桩基单元时，位于下方的桩基单元与固定杆连接而不会旋转。
26.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、背景技术中的，预制桩体积、长度巨大，需要利用打桩机打入土层中，但是不同于现有的预制桩长度至少3m以上，重量大的特点，本技术中的桩基单元体积、重量均较小，因此可以利用较小型的起重装置进行吊装。
27.2、桩基单元中的限位机构可限制桩基单元之间的相互位移，从而提高了桩体整体的强度。桩基主要承受竖向的荷载，在桩基单元拼接完成桩体后，即可在桩体的上方施工建筑主体，不需要等到工作空间中的填料固结。
28.3、固定杆可以用于固定护壁，令护壁与桩孔内壁接触的更为紧密、牢固，防止护壁脱落。而连接件与固定杆连接，则提高了桩体与桩孔之间的连接强度，为桩体提供了承载力，提高了桩体承受荷载的能力。
附图说明
29.图1为本发明的整体结构示意图。
30.图2为本发明的桩体与旋转驱动组件的结构示意图。
31.图3为本发明的展示桩基单元上表面视角的结构示意图。
32.图4为本发明的展示桩基单元下表面视角的结构示意图。
33.图5为本发明的旋转驱动组件的结构示意图。
34.图中：1、桩孔；11、工作空间；12、护壁；13、固定杆；2、桩体；21、桩基单元；22、限位机构；221、锁定块；222、锁定槽；223、卡接块；224、卡接槽；23、密封圈；24、密封槽；25、加固机构；251、加强孔；251、加强筋；26、连接件；3、旋转驱动组件；31、动力源；32、定位架；321、定位杆；3211、连接槽；33、旋转架；331、定位脚。
具体实施方式
35.为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
36.如图1、2所示，为本技术公开的一种桩基结构，包括人工开挖形成桩孔1以及位于桩孔1中的桩体2，桩体2沿自身长度方向依次包括多段桩基单元21，其中桩体2与桩孔1之间留有工作空间11，桩基单元21的体积、质量较小，可用小型的起重装置吊入桩孔1中。
37.桩基单元21整体呈现先为圆柱状，桩基单元21为混凝土预制而成，在其内部设置有钢筋内骨架。其中桩基单元21沿自身轴向方向的长度小于0.5m，自重小于200kg，从而使用小型的其中设备即可吊动桩基单元21。
38.如图3、4所示，桩基单元21的上端面与下端面设置有限位机构22，限位机构22包括锁定块221与锁定槽222，其中，锁定块221沿周向设置多个在桩基单元21的下端面上，锁定槽222与锁定块221对应且沿周向设置多个在桩基单元21的上端面上。在本实施例中，锁定块221与锁定槽222均为三个。
39.在锁定块221远离桩基单元21的一端固定有卡接块223，锁定槽222内开设有卡接槽224。锁定块221、卡接块223为金属材质并且与桩基单元21内部的钢筋固定焊接固定。安装时锁定块221与卡接块223先进入至锁定槽222中，桩基单元21旋转后卡接块223进入至卡接槽224中。即，相邻的桩基单元21连接后，卡接块223卡接在卡接槽224中。
40.桩基单元21的上表面同轴固定有橡胶材质的密封圈23，并且密封圈23将锁定槽222包围在内，桩基单元21的下表面对应的设置有密封槽24，密封圈23卡接在密封槽24中。因为锁定块221、卡接块223为金属材质，利用密封圈23与密封槽24增强两块桩基单元21之间的气密性能，从而对锁定块221、卡接块223进行更好的保护，避免受到地下水侵蚀。
41.锁定槽222的底面为斜面，其中斜面靠近卡接槽224一端较低，远离卡接槽224一端较高。在安装桩基单元21时，锁定块221先与锁定槽222底面较高的一端接触，将安装过程中的桩基单元21旋转，即可令两块桩基单元21相互靠近，从而令对密封圈23进行挤压变形，令相邻的桩基单元21之间的气密性能更好。
42.如图1、2所示，桩内还设置有加固机构25，加固机构25包括桩基单元21上沿自身的厚度方向设置的加强孔251，加强孔251沿桩基单元21周向分布有多个，加固机构25还包括在加强孔251中设置的加强筋251，加强孔251中填充有填料。其中，加强筋251为带肋钢筋、填料为砂浆。桩孔1一般会穿过多种类型的土层，土层可能会存在水平向的位移。在桩体2施工完成后，插入加强孔251中的加强筋251以及填充的填料可以增强桩体2沿径向方向的强度，抵抗土层水平位移时对桩体2造成的影响。
43.桩孔1内壁上设置有水泥砂浆制成的护壁12，护壁12上设置有固定杆13，固定杆13的一端插入桩孔1内侧中，另一端伸入桩孔1中。沿桩孔1周向均匀分布四根固定杆13为一组，固定杆13沿桩孔1的长度方向分布多组，每组固定杆13与一副桩基单元21对应。桩基单
元21的侧面固定有与固定杆13对应的连接件26。
44.具体的，固定杆13位于桩孔1中的一端设置有第一通孔，连接件26上设置有对应的第二通孔。当第一通孔与第二通孔对应后，利用螺栓穿过然后旋接螺母即可将连接件26与固定杆13固定。
45.通过上述设置，固定杆13不仅可以用于固定护壁12，令护壁12与桩孔1内壁连接的更为紧密、牢固，防止护壁12脱落。而且连接件26还与固定杆13连接，提高了桩体2与桩孔1之间的连接强度，为桩体2提供了承载力，提高了桩体2承受荷载的能力。此外，在桩体2施工完毕后，在工作空间11中填充混凝土作为填料。
46.如图1-5所示，为本技术公开的一种桩基结构的施工方法，包括如下的步骤：步骤一：设置桩孔1，人工借助升降装置开挖形成一段桩孔1，其中桩孔1的半径为0.7m。
47.步骤二：设置固定杆13，在桩孔1内壁手持钻机开设孔洞，然后向孔洞内注入砂浆，接着将固定杆13的一端插入至孔洞。其中，固定杆13沿着桩孔1的周向均分布四根为一组，每组固定杆13与一块桩基单元21对应。此外，固定杆13在桩孔1的长度方向上分布多组。
48.步骤三：设置护壁12，在桩孔1内壁上人工刷涂砂浆形成护壁12，护壁12将固定杆13包围，固定杆13的一端伸入到桩孔1中。
49.步骤四：继续在桩孔1内向下开挖形成下一段桩孔1并且重复步骤二、三直到形成整段桩孔1。
50.步骤五：利用起重装置与连接件26固定，然后下吊第一个桩基单。其中，起重装置包括设置在桩孔1的定位架32以及设置在定位架32上的电葫芦。定位架32可以利用工地上的槽钢等零部件拼接形成，电葫芦也是常见的、小体积的起重装置，因为桩基单元21质量、体积都较小，因此可以采用上述的工地常见零部件制成起重装置。
51.步骤六：利用螺栓、螺母将第一个桩基单元21上的连接件26与对应的固定杆13连接；步骤七：下吊第二个桩基单元21，令锁定块221进入锁定槽222中；步骤八：安装旋转驱动组件3，其中，旋转驱动组件3包括动力源31、与动力源31连接的定位架32以及与动力源31输出轴连接的旋转架33。动力源31为电机，定位架32连接在动力源31的外壳上，动力源31的外壳上固定有用于与其中装置连接的吊环311。定位架32包括四根定位杆321，在定位杆321远离与动力源31连接的一端设置有用于与固定杆13搭接的连接槽3211。旋转架33一端转动连接在定位架32上，旋转架33的另一端具有与锁定槽222匹配的三个定位脚331。
52.定位杆321上的连接槽3211与第二个桩基单元21上方的一组固定杆13连接，具体为固定杆13的一端卡接在连接槽3211中。
53.利用起重装置与吊环311连接，从而将旋转驱动组件3吊入桩孔1中。
54.步骤九：动力源31驱动第二个桩基单元21旋转，从而令卡接块223进入至卡接槽224中，并且利用螺栓、螺母将连接件26与固定杆13进行固定。
55.步骤十：拆卸旋转驱动组件3并且吊出桩孔1，然后继续下吊第三个桩基单元21。
56.步骤十一：重复步骤八至步骤十，直到安装全部的桩基单元21形成桩体2。
57.步骤十二：在工作空间11中填充混凝土填料。
58.步骤十三：将加强筋251插入至加强孔251中，然后向加强孔251中注入砂浆填料。
59.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应当了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种桩基结构，其特征在于：包括桩孔(1)，设置在土层中，桩体(2)，设置在桩孔(1)中，所述桩体(2)沿自身长度方向依次包括多段桩基单元(21)，相邻桩基单元(21)之间设置有限位机构(22)，用于限制相邻桩基单元(21)之间的位移，其中，所述桩孔(1)与桩基之间具有工作空间(11)，所述工作空间(11)内填充有填料，其中，桩基单元(21)的长度小于0.5m，自重小于200kg。2.根据权利要求1所述的一种桩基结构，其特征在于：所述限位机构(22)包括锁定块(221)，沿周向设置多个在桩基单元(21)的下端面上，锁定槽(222)，沿周向设置多个在桩基单元(21)的上端面上，与锁定块(221)对应，在锁定块(221)远离桩基单元(21)的一端设置有卡接块(223)，所述锁定槽(222)内设置有卡接槽(224)，所述卡接块(223)卡接在卡接槽(224)中，其中，安装时锁定块(221)与卡接块(223)先进入至锁定槽(222)中，桩基单元(21)旋转后所述卡接块进入至卡接槽(224)中。3.根据权利要求2所述的一种桩基结构，其特征在于：所述桩基单元(21)的上表面同轴设置有密封圈(23)，所述密封圈(23)将锁定槽(222)包围在内，所述桩基单元(21)的下表面对应的设置有密封槽(24)。4.根据权利要求3所述的一种桩基结构，其特征在于：所述锁定槽(222)的底面为斜面，其中斜面靠近卡接槽(224)一端较低，远离卡接槽(224)一端较高。5.根据权利要求2所述的一种桩基结构，其特征在于：所述桩孔(1)内壁上设置有护壁(12)，所述护壁(12)上设置有固定杆(13)，所述固定杆(13)的一端插入桩孔(1)内侧中，另一端伸入桩孔(1)中，所述固定杆(13)沿桩孔(1)的长度方向分布多组，每组固定杆(13)与一副桩基单元(21)对应，每组所述固定杆(13)的数量至少为两个，并且沿着桩孔(1)的周向均匀分布，所述桩基单元(21)的侧面设置有连接件(26)，所述连接件(26)与固定杆(13)固定连接。6.根据权利要求2所述的一种桩基结构，其特征在于：所述桩基单元(21)上沿自身的厚度方向设置有通孔，所述通孔沿桩基单元(21)周向分布有多个，所述通孔组成位于桩体(2)中的加强孔(251)，所述加强孔(251)中设置有加强筋(251)，所述加强孔(251)中填充有填料。7.根据权利要求5所述的一种桩基结构的施工方法，其特征在于：包括如下的步骤：步骤一：土层开挖形成一段桩孔(1)；步骤二：在桩孔(1)内壁上插设固定杆(13)；步骤三：在桩孔(1)内壁上施工形成护壁(12)；步骤四：继续在桩孔(1)内向下开挖形成下一段桩孔(1)并且重复步骤二、三直到形成整段桩孔(1)；步骤五：利用起重装置下吊第一个桩基单元(21)；步骤六：将第一个桩基单元(21)上的连接件(26)与对应的固定杆(13)连接；步骤七：下吊第二个桩基单元(21)，令锁定块(221)进入锁定槽(222)中；步骤八：安装旋转驱动组件(3)，所述旋转驱动组件(3)与第二个桩基单元(21)上方的
固定杆(13)连接；步骤九：旋转驱动组件(3)驱动第二个桩基单元(21)旋转，从而令卡接块(223)进入至卡接槽(224)中；步骤十：拆卸旋转驱动组件(3)，然后继续下吊第三个桩基单元(21)；步骤十一：重复步骤八至步骤十，直到安装全部的桩基单元(21)形成桩体(2)；步骤十二：在工作空间(11)中填充填料。8.根据权利要求7所述的一种桩基结构的施工方法，其特征在于：步骤五中的起重装置包括设置在桩孔(1)的定位架(32)以及设置在定位架(32)上的电葫芦。9.根据权利要求7所述的一种桩基结构的施工方法，其特征在于：所述桩基单元(21)下吊的过程中，起重装置与连接件(26)相连。10.根据权利要求7所述的一种桩基结构的施工方法，其特征在于：所述旋转驱动组件(3)包括定位架(32)，边缘的下侧设置有用于与固定杆(13)搭接固定的连接槽(3211)，动力源(31)，安装在定位架(32)上，旋转架(33)，一端连接在动力源(31)的输出轴上，所述旋转架(33)的另一端具有与锁定槽(222)匹配的定位脚(331)，其中，定位架(32)搭接在固定杆(13)上后，定位脚(331)位于锁定槽(222)中，动力源(31)用于驱动旋转架(33)转动。

技术总结

本发明公开了一种桩基结构及其施工方法，涉及桩基技术领域，包括桩孔，设置在土层中，用于容纳桩基桩体，设置在桩孔中，所述桩体沿自身长度方向依次包括多段桩基单元，相邻桩基单元之间设置有限位机构，用于限制相邻桩基单元之间的位移，其中，所述桩孔与桩基之间具有工作空间，所述工作空间内填充有填料，其中，桩基单元的长度小于0.5m，自重小于200kg。通过本发明解决了现有技术中难以在缺少大型机械设备情况下安装预制桩的问题。情况下安装预制桩的问题。情况下安装预制桩的问题。