1.本发明涉及桥梁工程钢板桩施工领域，尤其是涉及一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置及其施工方法。
背景技术：
2.在桥梁工程中，桩基承台施工是非常重要的一个组成部分，而水中桩基承台施工则是桥梁桩基施工过程中重难点。水上桥梁群桩施工完成后，承台开完前，如不能采取有效的措施对基坑支护，将造成基坑变形，容易发生质量安全事故。
3.钢板桩施工是在指定的施工区域中打入钢板桩,形成围堰闭合，起到对基坑支护作用。钢板桩是边缘带有锁口的一种型钢,这种锁口相互连接扣实，形成连续紧密的挡水墙、挡土墙的钢结构体,适用于各种市政建筑、公路桥梁基础、地下轨道交通工程等基坑支护,具有施工简易﹑即打即用、即拔再用、重复利用率高﹑环境零污染等优点,符合绿色施工理念,得到国内外广泛的应用。
4.钢板桩围堰支护有挡土、止水两种功能,适用于软弱土,粉土,黏性土、砂土等一般土层地质,当钢板桩需要打入卵石层、泥岩层、砂砾岩层、砂岩层等软质岩层或含中风化硬岩的夹层时，因地质岩层较坚硬,钢板桩难以打设至设计标高位置。
技术实现要素：
5.本发明的主要目的在于提供一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置及其施工方法，解决当钢板桩需要打入卵石层、泥岩层、砂砾岩层、砂岩层等软质岩层或含中风化硬岩的夹层时，因地质岩层较坚硬,钢板桩难以打设至设计标高位置的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置，包括两个相同的第一卡板和第二卡板，还设有u形的固定卡爪，第一卡板和第二卡板中心旋转对称组成定位卡座，且第一卡板和第二卡板之间形成安装缝，安装缝一端卡在以固定的钢板桩上，且固定卡爪卡在定位卡座一端，安装缝另一端形用于定位待安装的钢板桩；待安装的钢板桩通过另一端的安装缝与固定的钢板桩卡接。
7.优选方案中，第一卡板一端设有与钢板桩凹形面匹配凸板，另一端设有与钢板桩凸形面匹配凹滑槽，且避让槽设置在凸板和凹滑槽中部。
8.优选方案中，凸板后侧面设有多根加强定位筋，凹滑槽后侧面为平整面。
9.优选方案中，固定卡爪一端设有多个定位槽，定位槽与强定位筋配合，固定卡爪另一端设有压紧板，锁紧螺母穿过固定卡爪另一端与压紧板转动连接；锁紧螺母与固定卡爪螺纹连接。
10.优选方案中，固定卡爪上还设有反射板，反射板与固定卡爪活动卡接。
11.优选方案中，反射板下端的支架上设有活动卡座，活动卡座与固定卡爪上的定位槽卡接。
12.优选方案中，固定卡爪上还设有把手。
13.该方法包括：s1、场地平整，利用gps根据施工位置完成引孔桩位布置定位放样，做好标记；s2、根据引孔放样标记位置，利用旋挖钻机进行钻进，钻进根据设计标高成孔，旋挖钻头直径大于钢板桩的直径，相邻引孔之间相互重合，确保钢板桩都施打在水泥土置换后的引孔中，引孔的深度要大于钢板桩的底标高，便于钢板桩顺利施打至标高；s3、引孔成孔后，灌注引孔水泥土，完成各种岩层水泥土置换施工，引孔钻进跳过两个孔口安排施工，确保灌注孔口的水泥土10的强度达到施工要求；s4、采用履带吊配置的液压振动锤进行钢板桩沉桩施工；s5、液压振动锤夹紧钢板桩的上端横向部，吊起钢板桩，使钢板桩垂直对准水泥土置换后的引孔位置，且第二根以后的钢板桩的锁扣插入相邻钢板桩的锁扣内，并且确认钢板桩位置准确、稳点垂直，液压振动锤开始施打下沉钢板桩；相邻钢板桩锁扣紧密相接,形成连接部,连接部处于引孔的中部，钢板桩与引孔的配合效果更佳，引孔对相邻的两个钢板桩的协助作用一致；s6、根据设计图多个钢板桩施打下沉，至多个引孔的位置，逐个施打，完成钢板桩施打闭合完成，形成钢板桩围堰。
14.s7、引孔具有孔口中心，连接部与引孔的孔口中心重合布置，这样设置，引孔相邻的两个钢板桩的协助作用一致，使相邻钢板桩下沉的阻力更为接近，使形成整体的支护效果更佳；s8、钢板桩包括处于引孔内的孔口部以及处于土层的钢板桩，钢板桩都位于置换水泥土中，提高打桩施工时的钢板桩的直进性，施工中能够顺利的下沉，防止钢板桩弯曲、倾倒。
15.钢板桩竖直定位方法包括：a1、第一块钢板桩安装完毕后，将第一卡板和第二卡板一端卡在第一块钢板桩上，第一卡板和第二卡板另一端形成定位滑槽；a2、固定卡爪的定位槽卡在加强定位筋上，再通过锁紧螺母推动压紧板将第一卡板和第二卡板一端卡紧在第一块钢板桩上；a3、在固定卡爪上安装反射板，再安装镭射校准仪，镭射校准仪放样在反射板上，对第一块钢板桩进行定位校准，第一块钢板桩位置校准后，开始安装第二块钢板桩；a3、第二块钢板桩通过液压振动锤夹取，调整第二块钢板桩在定位卡座定位滑槽部位定位，通过液压振动锤下压，第二块钢板桩通过定位卡座定位后与第一块钢板桩锁扣的进行精确扣紧。
16.本发明提供了一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置及其施工方法，该发明提出了一种用于各种岩层钢板桩施打的引孔水泥土置换施工方法，在各种岩层水泥土置换的引孔中施打钢板桩，进行沉桩时，大大降低了钢板桩的桩底摩擦阻力，保障了不同岩层地质情况下，钢板桩顺利施打。
17.采用上述钢板桩施打的引孔水泥土置换方法施工，简单、经济、适用性广，在类似工程施工领域具有相当的借鉴价值，为桥梁基础工程施工提供了重要的技术保证。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1是本发明引孔布置及钢板桩排列示意图；图2是本发明钢板桩打入的引孔施工方法；图3是本发明钢板桩示意图；图4是本发明引孔钻进及灌注水泥土示意图；图5是本发明液压振动锤施工示意图；图6是本发明定位卡座左侧视结构图；图7是本发明定位卡座右侧视结构图；图8是本发明定位卡座左侧视安装结构图；图9是本发明定位卡座拆解安装结构图；图10是本发明定位卡座右侧视安装结构图；图11是本发明第一卡板和第二卡板安装结构图。
19.图中：引孔1；钢板桩2；倾斜部201；锁扣202；承台3；地质岩层4；水泥土5；孔口6；液压振动锤7；定位卡座8；第一卡板801；第二卡板802；固定卡爪803；加强定位筋804；避让槽805；把手806；锁紧螺母807；压紧板808；反射板安装槽809；定位槽810；镭射校准仪9；钢板桩车10；反射板11；活动卡座1101。
具体实施方式
20.实施例1如图1~11所示，一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置，包括两个相同的第一卡板801和第二卡板802，还设有u形的固定卡爪803，第一卡板801和第二卡板802中心旋转对称组成定位卡座8，且第一卡板801和第二卡板802之间形成安装缝，安装缝一端卡在以固定的钢板桩2上，且固定卡爪803卡在定位卡座8一端，安装缝另一端形用于定位待安装的钢板桩2，待安装的钢板桩2通过另一端的安装缝与固定的钢板桩2卡接。如图6-11所示结构，第一卡板801和第二卡板802中心旋转对称组成定位卡座8，如图11所示方式安装在钢板桩2上，定位卡座8一端用于固定，另一端用于对正在安装的钢板桩2进行定位。
21.优选方案中，第一卡板801一端设有与钢板桩2凹形面匹配凸板，另一端设有与钢板桩2凸形面匹配凹滑槽，且避让槽805设置在凸板和凹滑槽中部。第一卡板801和第二卡板802结构相同，第一卡板801两端分别匹配钢板桩2的两侧面。
22.优选方案中，凸板后侧面设有多根加强定位筋804，凹滑槽后侧面为平整面。固定卡爪803一端设有多个定位槽810，定位槽810与强定位筋804配合，固定卡爪803另一端设有压紧板808，锁紧螺母807穿过固定卡爪803另一端与压紧板808转动连接；固定卡爪803通过定位槽810和强定位筋804配合进行定位，使固定卡爪803安装位置更加精确，保证了第一卡板801和第二卡板802安装位置更加准确，锁紧螺母807与固定卡爪803螺纹连接。
23.优选方案中，固定卡爪803上还设有反射板11，反射板11与固定卡爪803活动卡接。反射板11下端的支架上设有活动卡座1101，活动卡座1101与固定卡爪803上的定位槽810卡接。反射板11用于与镭射校准仪9配合使用。
24.优选方案中，固定卡爪803上还设有把手806。方便拿取固定卡爪803。
25.实施例2结合实施例1进一步说明，如图1-11所示结构，场地平整，利用gps根据施工位置完成引孔1桩位布置定位放样，做好标记；根据引孔1放样标记位置，利用旋挖钻机进行钻进，钻进根据设计标高成孔，旋挖钻头直径大于钢板桩2的直径，相邻引孔1之间相互重合，确保钢板桩2都施打在水泥土5置换后的引孔1中，引孔1的深度要大于钢板桩的2底标高，便于钢板桩2顺利施打至标高；引孔1成孔后，灌注引孔1水泥土5，完成各种岩层水泥土5置换施工，引孔1钻进跳过两个孔口6安排施工，确保灌注孔口6的水泥土10的强度达到施工要求；采用履带吊配置的液压振动锤7进行钢板桩2沉桩施工；液压振动锤7夹紧钢板桩2的上端横向部，吊起钢板桩2，使钢板桩2垂直对准水泥土5置换后的引孔1位置，且第二根以后的钢板桩2的锁扣202插入相邻钢板桩2的锁扣202内，并且确认钢板桩2位置准确、稳点垂直，液压振动锤开始施打下沉钢板桩2；相邻钢板桩2锁扣202紧密相接,形成连接部,连接部处于引孔1的中部，钢板桩2与引孔1的配合效果更佳，引孔1对相邻的两个钢板桩2的协助作用一致；根据设计图多个钢板桩2施打下沉，至多个引孔1的位置，逐个施打，完成钢板桩2施打闭合完成，形成钢板桩2围堰。
26.引孔1具有孔口6中心，连接部与引孔1的孔口6中心重合布置，这样设置，引孔1相邻的两个钢板桩2的协助作用一致，使相邻钢板桩2下沉的阻力更为接近，使形成整体的支护效果更佳；钢板桩2包括处于引孔1内的孔口6部以及处于土层的钢板桩2，钢板桩都位于置换水泥土5中，提高打桩施工时的钢板桩2的直进性，施工中能够顺利的下沉，防止钢板桩2弯曲、倾倒。
27.实施例3结合实施例2进一步说明，如图1-11所示结构，钢板桩2竖直定位方法包括：第一块钢板桩2安装完毕后，将第一卡板801和第二卡板802一端卡在第一块钢板桩2上，第一卡板801和第二卡板802另一端形成定位滑槽；固定卡爪803的定位槽810卡在加强定位筋804上，再通过锁紧螺母807推动压紧板808将第一卡板801和第二卡板802一端卡紧在第一块钢板桩2上；在固定卡爪803上安装反射板11，再安装镭射校准仪9，镭射校准仪9放样在反射板11上，对第一块钢板桩2进行定位校准，第一块钢板桩2位置校准后，开始安装第二块钢板桩2；第二块钢板桩2通过液压振动锤7夹取，调整第二块钢板桩2在定位卡座8定位滑槽部位定位，通过液压振动锤7下压，第二块钢板桩2通过定位卡座8定位后与第一块钢板桩2锁扣202的进行精确扣紧。
28.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。技术特征：
1.一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置，其特征是：包括两个相同的第一卡板（801）和第二卡板（802），还设有u形的固定卡爪（803），第一卡板（801）和第二卡板（802）中心旋转对称组成定位卡座（8），且第一卡板（801）和第二卡板（802）之间形成安装缝，安装缝一端卡在以固定的钢板桩（2）上，且固定卡爪（803）卡在定位卡座（8）一端，安装缝另一端形用于定位待安装的钢板桩（2）；待安装的钢板桩（2）通过另一端的安装缝与固定的钢板桩（2）卡接。2.根据权利要求1所述一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置，其特征是：第一卡板（801）一端设有与钢板桩（2）凹形面匹配凸板，另一端设有与钢板桩（2）凸形面匹配凹滑槽，且避让槽（805）设置在凸板和凹滑槽中部。3.根据权利要求2所述一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置，其特征是：凸板后侧面设有多根加强定位筋（804），凹滑槽后侧面为平整面。4.根据权利要求3所述一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置，其特征是：固定卡爪（803）一端设有多个定位槽（810），定位槽（810）与强定位筋（804）配合，固定卡爪（803）另一端设有压紧板（808），锁紧螺母（807）穿过固定卡爪（803）另一端与压紧板（808）转动连接；锁紧螺母（807）与固定卡爪（803）螺纹连接。5.根据权利要求1所述一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置，其特征是：固定卡爪（803）上还设有反射板（11），反射板（11）与固定卡爪（803）活动卡接。6.根据权利要求5所述一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置，其特征是：反射板（11）下端的支架上设有活动卡座（1101），活动卡座（1101）与固定卡爪（803）上的定位槽（810）卡接。7.根据权利要求1所述一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置，其特征是：固定卡爪（803）上还设有把手（806）。8.根据权利要求1-7任一项所述一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置的施工方法，其特征是：该方法包括：s1、场地平整，利用gps根据施工位置完成引孔（1）桩位布置定位放样，做好标记；s2、根据引孔（1）放样标记位置，利用旋挖钻机进行钻进，钻进根据设计标高成孔，旋挖钻头直径大于钢板桩（2）的直径，相邻引孔（1）之间相互重合，确保钢板桩（2）都施打在水泥土（5）置换后的引孔（1）中，引孔（1）的深度要大于钢板桩的（2）底标高，便于钢板桩（2）顺利施打至标高；s3、引孔（1）成孔后，灌注引孔（1）水泥土（5），完成各种岩层水泥土（5）置换施工，引孔（1）钻进跳过两个孔口（6）安排施工，确保灌注孔口（6）的水泥土10的强度达到施工要求；s4、采用履带吊配置的液压振动锤（7）进行钢板桩（2）沉桩施工；s5、液压振动锤（7）夹紧钢板桩（2）的上端横向部，吊起钢板桩（2），使钢板桩（2）垂直对准水泥土（5）置换后的引孔（1）位置，且第二根以后的钢板桩（2）的锁扣（202）插入相邻钢板桩（2）的锁扣（202）内，并且确认钢板桩（2）位置准确、稳点垂直，液压振动锤开始施打下沉钢板桩（2）；相邻钢板桩（2）锁扣（202）紧密相接,形成连接部,连接部处于引孔（1）的中部，钢板桩（2）与引孔（1）的配合效果更佳，引孔（1）对相邻的两个钢板桩（2）的协助作用一致；s6、根据设计图多个钢板桩（2）施打下沉，至多个引孔（1）的位置，逐个施打，完成钢板
桩（2）施打闭合完成，形成钢板桩（2）围堰；s7、引孔（1）具有孔口（6）中心，连接部与引孔（1）的孔口（6）中心重合布置，这样设置，引孔（1）相邻的两个钢板桩（2）的协助作用一致，使相邻钢板桩（2）下沉的阻力更为接近，使形成整体的支护效果更佳；s8、钢板桩（2）包括处于引孔（1）内的孔口（6）部以及处于土层的钢板桩（2），钢板桩都位于置换水泥土（5）中，提高打桩施工时的钢板桩（2）的直进性，施工中能够顺利的下沉，防止钢板桩（2）弯曲、倾倒。9.根据权利要求8所述一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置的施工方法，其特征是：钢板桩（2）竖直定位方法包括：a1、第一块钢板桩（2）安装完毕后，将第一卡板（801）和第二卡板（802）一端卡在第一块钢板桩（2）上，第一卡板（801）和第二卡板（802）另一端形成定位滑槽；a2、固定卡爪（803）的定位槽（810）卡在加强定位筋（804）上，再通过锁紧螺母（807）推动压紧板（808）将第一卡板（801）和第二卡板（802）一端卡紧在第一块钢板桩（2）上；a3、在固定卡爪（803）上安装反射板（11），再安装镭射校准仪（9），镭射校准仪（9）放样在反射板（11）上，对第一块钢板桩（2）进行定位校准，第一块钢板桩（2）位置校准后，开始安装第二块钢板桩（2）；a3、第二块钢板桩（2）通过液压振动锤（7）夹取，调整第二块钢板桩（2）在定位卡座（8）定位滑槽部位定位，通过液压振动锤（7）下压，第二块钢板桩（2）通过定位卡座（8）定位后与第一块钢板桩（2）锁扣（202）的进行精确扣紧。
技术总结
本发明提供一种用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置及其施工方法，包括两个相同的第一卡板和第二卡板，还设有U形的固定卡爪，第一卡板和第二卡板中心旋转对称组成定位卡座，且第一卡板和第二卡板之间形成安装缝，安装缝一端卡在以固定的钢板桩上，且固定卡爪卡在定位卡座一端，安装缝另一端形用于定位待安装的钢板桩；待安装的钢板桩通过另一端的安装缝与固定的钢板桩卡接。第一卡板和第二卡板中心旋转对称组成定位卡座，安装图纸所示方式安装在钢板桩上，定位卡座一端用于固定，另一端用于对正在安装的钢板桩进行定位，安装定位精度高，结构简单实用。构简单实用。构简单实用。
技术研发人员：邓文 刘康 尚儒贤 李波 孙延波 周杰 马近钊 吕涛 李会良 翟一方
受保护的技术使用者：中交第二航务工程局有限公司
技术研发日：2022.09.15
技术公布日：2022/12/29
声明：
“用于岩层钢板桩施打的引孔施工装置及其施工方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中交第二航务工程局有限公司
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2024年07月25日 ~ 27日 
