技术领域
[0001] 本
发明涉及现浇大管桩技术领域，尤其涉及一种现浇大管桩成孔器内活瓣及其使用方法。
背景技术
[0002] 现浇
混凝土大直径管桩即PCC桩采用振动方式将
钢质内外双层
套管空腔结构在闭合的活瓣桩靴保护下，沉入地基设计深度，通过混凝土分流器向该结构空腔中均匀注入混凝土，然后振动拨出该空腔结构，活瓣桩靴在该空腔结构拨出时自动分开，混凝土注入空腔结构拨出后形成的环形槽内，形成
现浇混凝土大直径管桩。PCC桩技术是建筑行业一种高效经济的优质桩型技术。同等混凝土用量即同等横截面积条件下，PCC桩可提高桩柱承载
力50％以上。
现有技术的活瓣桩靴通常固定在外管下端并与内管贴合，桩模的导向作用主要通过活瓣桩靴确定，传统活瓣桩靴被土方压力
挤压时容易造成现浇的大直径管桩成孔器的密封失效、
变形或倾斜，降低大直径管桩的强度现浇
质量。
[0003] 例如，中国
专利文献中授权公告号为CN205617361U，授权公告日为2016年10月5日公开的名为“一种现浇混凝土大直径管桩”的实用新型专利，该
申请案公开了一种现浇混凝土大直径管桩，包括桩体与桩靴，所述桩体为空心钢管，桩体壁中间设有夹层，桩体壁上方设有混凝土送入口，桩体内部设有
钢筋层，所述桩靴为圆环形，所述桩靴包括连接部、
角钢，所述连接部设置在角钢上平面上方，所述连接部为圆柱形，桩靴通过连接部设置在桩体夹层下方，所述角钢的
水平面与竖直面之间均匀设置若干钢板，所述钢板为三角形，桩体壁下方设置在角钢上平面上，所述夹层下方设有填充物粘结桩靴，该实用新型结构简单，使用方便，设置角钢，能够减少冲击力，保护桩头，角钢之间设置三角形钢板，锤入过程中减小了摩擦阻力，穿透力强，贯入力好，缩短施工时间，成本低，使用时间长。其不足之处在于，大直径管桩通过角钢打入泥土内，桩靴与管桩连接一体，桩体在混凝土浇筑后作为管桩的一部分不能取出，每
根管桩都需要一根桩体，现浇大管桩的成本过高。
[0004] 再例如，中国专利文献中授权公告号为CN102296598B，公开日为2011年12月28日公开的名为“现浇
钢筋混凝土大直径管桩施工方法”的发明专利，该申请案公开了一种现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，包括以下步骤：桩机就位；活动内
支撑转动到贴近限位器；活瓣桩尖闭合；沉入桩模；移开振动头；下放钢筋笼；装上振动头；灌注混凝土；振动拔管；活瓣桩尖和内支撑打开；混凝土和钢筋笼进入地基；桩模拔出成桩。活动内支撑和限位器可沿桩模均匀设置3个或3个以上。钢筋笼上设置横向支撑钢筋，其两端设置半圆形弯头，且在钢筋笼每个横向截面上设置3根或3根以上，沿纵向每3 5m设置一组。本发明巧妙地设~置活动内支撑和带横向支撑钢筋的钢筋笼，有效解决了钢筋混凝土PCC桩施工的问题，拓展了PCC桩的应用范围，造价低，以较少的混凝土用量得到较高的承载力。其不足之处在于，活瓣桩尖完成打桩，活动内支撑支撑内管和外管的活动内支撑通过
转轴与内管相连，在沉入桩模时，压力由转
轴承受，活瓣桩尖容易被扭曲从而造成桩模倾斜，甚至容易造成桩模的损坏，使环形腔挤入泥而造成大直径管桩的结构强度降低，影响大直径管桩的使用；桩模的环形腔容易进泥，管桩的
密封性不够。
[0005] 因此，设计一种结构强度高且密封强度好的现浇大管桩成孔器内活瓣来提高现浇大管桩成孔器的使用寿命和现浇大管桩的结构强度就很有必要了。
发明内容
[0006] 本发明要克服现有的现浇大管桩活瓣结构强度和活瓣密封性不足的
缺陷，提供了一种现浇大管桩成孔器内活瓣及其使用方法，旨在提高现浇大管桩内活瓣的结构强度和组合密封性，从而提高现浇混凝土大直径管桩的结构强度和
凝固效率。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0008] 一种现浇大管桩成孔器内活瓣，可与双层套管组合成现浇大管桩的桩模，双层套管包括内管和与内管同轴线的外管，内活瓣包括若干活瓣单元，活瓣单元为同一圆台切割成形，活瓣单元可转动的连接在内管的下侧，双层套管内设有支撑两相临活瓣单元的锲
块，活瓣单元与锲块配合形成成孔圆台，成孔圆台位于外管的内部，活瓣单元可与外管内侧面搭接，活瓣单元和外管之间设有支撑组件，支撑组件包括顶块，顶块可同时贴合外管和活瓣单元；支撑组件或锲块内部内设有
磁性材料体。
[0009] 若干块活瓣单元为整体圆
台面切割成形，活瓣单元两两之间锥体面侧面的密封性能好。朝向内管的活瓣单元内侧与外管设有支撑组件连接；支撑组件或锲块内安装有磁性材料体，实现顶块对于活瓣单元既顶又
吸附的功能。通过支撑组件
接触顶住外管和活瓣单元，活瓣上端连接处受到的力就变得很小，土体传到给活瓣单元的大部分作用力由支撑组件承受，另一部分由活瓣上端面传到内管底平面承受；当现浇大管桩成孔器下方内活瓣在打入地下土体时候，因为支撑组件的连接限位作用，大大减小活瓣单元与内管连接处的受力，减少活瓣单元在打进桩模时的变形与错位，提高成孔器活瓣的使用寿命与效率。支撑组件可以增强活瓣单元的受压能力，防止活瓣单元在打进桩模时变形，使活瓣单元能够起到稳定的导向作用，防止桩模倾斜偏移，提高现浇大管桩的结构强度和可靠性。支撑组件中顶块部分安装有磁性材料体，顶块带磁性可以吸拉活瓣单元和顶块贴合，增强活瓣单元与内管的连接密封性和
稳定性，防止活瓣单元脱出；支撑组件的顶块在脱模时因为震动锤带来的震动，并振捣位于支撑组件上下左右的混凝土，增强混凝土的结构强度。通过顶块接触顶住外管和成孔圆台，活瓣与内管连接处受到的力由顶块承受，增强成孔时，现浇大管桩成孔器下方内活瓣与内管之间的连接强度，减小内管圆活瓣单元连接处的受力；成孔圆台位于外管的内部，通过成孔圆台和外管共同为桩模导向，防止桩模倾斜，有利于提高现浇大管桩的结构强度；外管的横截面积大于内管的横截面积，在受到同样的土方压力时，外管受到的
应力小，有利于提高桩模的使用寿命；顶块可以增强活瓣单元的受压能力，防止活瓣单元在打进桩模时变形，使活瓣单元能够起到稳定的导向作用，防止桩模倾斜偏移，提高现浇大管桩的结构强度和可靠性。
[0010] 作为优选，支撑组件还包括夹持块，夹持块固定在活瓣单元朝向外管的侧面，夹持块包括两块平行的夹持壁，顶块位于两块夹持壁所夹内部且与两块夹持壁
过盈配合。方便完成顶块和夹持块的
位置固定，确保活瓣单元的
定位；通过夹持块和顶块可以配合定位，防止活瓣单元晃动。支撑组件的顶块和夹持块配合，既夹又顶，解决传统大管桩成孔器活瓣打入就位时不牢固与就位不稳定以及强度不足的问题，支撑组件可同时贴合外管内侧和活瓣单元外侧。
[0011] 作为优选，磁性材料体位于顶块或夹持块的一端，顶块与夹持块分别位于外管内侧及活瓣单元外侧，或顶块与夹持块分别位于活瓣单元外侧及外管内侧，顶块与夹持块卡接固定。通过磁力辅助顶块和夹持块之间的固定，顶块带磁性还可以吸拉顶块和活瓣单元贴合，增强活瓣单元与外管的连接密封性和稳定性，防止活瓣单元脱出，从而防止大直径管桩的混凝土内混入泥土，增强大直径管桩的结构强度；顶块在脱模时可以挤压并搅拌位于顶块上侧的混凝土，增强混凝土的结构强度。
[0012] 作为优选，顶块固定在外管上，顶块包括纵截面为长方形的固定段和位于固定段下方纵截面为直角三角形的支撑段，固定段位于内管和外管之间，支撑段位于外管和活瓣单元之间，支撑段的斜边所在的一侧与活瓣单元的外侧贴合，顶块朝向活瓣单元的一侧设有与活瓣单元贴合的支撑弧面。顶块与外管的连接稳定，支撑和固定效果好。
[0013] 作为优选，活瓣单元上端面与内管底平面在活瓣单元闭合时水平密封，活瓣单元下端设有立式圆柱面从而与外管内侧面搭接形成圆柱面密封。活瓣单元下端分别与外管内侧面搭接形成圆柱形立面密封，完成活瓣单元下端与外管之间的密封。
[0014] 作为优选，活瓣单元的上端设有连接套管，连接套管内设有芯轴，芯轴的两端位于连接套管的外部从而形成两个连接部，内管的下端设有配合连接部的配合套管。通过连接套管和芯轴完成活瓣单元和内管的可转动连接，方便桩模在浇筑混凝土后脱模。
[0015] 作为优选，顶块贴合外管的侧面的上端设有过渡圆角。通过过渡圆角防止顶块应力集中，提高顶块的使用寿命；方便活瓣单元脱模，提高桩模的脱模效率。
[0016] 作为优选，外管内侧对应活瓣单元的下端设有保护圆环筋。增加成孔圆台与外管的贴合密封性，减小管桩打入地面时活瓣单元受到的压力。
[0017] 一种基于上述现浇大管桩成孔器内活瓣的使用方法，包括以下步骤：a、桩机就位，活瓣单元与双层套管通过芯轴组装成桩模；
b、利用支撑组件或锲块上的磁性材料体吸附内管和活瓣单元，活瓣单元闭合；
c、沉入桩模，通过桩机将桩模沉入地下设计深度；
d、在双层套管的空腔内灌注混凝土；
e、提升双层套管，活瓣单元在混凝土的压力下自动打开，混凝土凝固形成管桩。
[0018] 本发明的有益之处在于：1、活瓣单元结构稳定，使成孔平台能够起到稳定的导向作用，防止桩模倾斜偏移，提高现浇大管桩的结构强度和可靠性；
2、活瓣单元位于外管的内部，通过活瓣单元和外管共同为桩模导向，防止桩模倾斜，有利于提高现浇大管桩的结构强度；
3、顶块受力，芯轴受力小，有利于提高芯轴的使用寿命；
4、活瓣单元为同一个圆台切割而成，组合后对位整齐，密封性好，提高大直径管桩的结构强度；
5、支撑组件的顶块在脱模时因为震动锤带来的震动，振捣位于支撑组件上下左右的混凝土，增强混凝土的结构强度；
6、外管的横截面积大于内管的横截面积，在受到同样的土方压力时，外管受到的应力小，与同等大小的外活瓣管桩相比，有利于提高桩模的使用寿命；
7、支撑组件带磁性还可以增强活瓣单元与外管的连接密封性和稳定性，完成磁密封，提高现浇大直径管桩的强度。
附图说明
[0019] 图1是本发明一种
实施例的结构示意图。
[0020] 图2是本发明中成孔圆台的安装展开图。
[0021] 图3是本发明所用桩模的俯视图。
[0022] 图4是本发明中顶块的结构示意图。
[0023] 图5是本发明中锲块的结构示意图。
[0024] 图6是本发明另一种实施例的结构示意图。
[0025] 图中：外管1 成孔锥面11 内管2 连接套管3 芯轴4 成孔圆台5 活瓣单元51 立式圆柱面511 锲块52 顶块6 固定段601 支撑段602 支撑弧面603 过渡圆角604 磁性材料体61 夹持块7 保护圆环筋8。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步描述。
[0027] 图1到图6中，一种现浇大管桩成孔器内活瓣，可与双层套管组合成现浇大管桩的桩模，双层套管包括内管2和与内管2同轴线的外管1，内活瓣包括若干活瓣单元51，活瓣单元51为同一圆台切割成形，活瓣单元51的上端设有连接套管3，连接套管3内设有芯轴4，芯轴4的两端位于连接套管3的外部从而形成两个连接部，内管2的下端设有配合连接部的配合套管，通过芯轴4和配合套管的连接使活瓣单元51可转动的连接在内管2的下侧。外管1的下端设有成孔锥面21，成孔锥面21位于外管1下端的内侧，方便双层套管向下打入地面。图3中，双层套管内设有支撑两相临活瓣单元51的锲块52，活瓣单元51的两侧边沿平行，活瓣单元51切割后留出锲形的空隙，锲形的空隙通过锲块52顶住，活瓣单元51与锲块52配合形成成孔圆台，成孔圆台位于外管1的内部，活瓣单元51可与外管1内侧面搭接，活瓣单元51和外管1之间设有支撑组件，支撑组件包括顶块6，顶块6可同时贴合外管1和成孔圆台5；支撑组件或锲块52内设有磁性材料体61，图4中，支撑组件内设有磁性材料体61。支撑组件还包括夹持块7，夹持块7固定在活瓣单元51朝向外管1的侧面，夹持块7包括两块平行的夹持壁，顶块6位于两块夹持壁所夹内部且与两块夹持壁过盈配合。在活瓣单元51贴合外管1后，顶块6与夹持块7能刚好贴合，通过夹持块7完成顶块6朝向外管1一侧的轴向固定。磁性材料体61位于顶块6或夹持块7的一端，顶块6与夹持块7分别位于外管1内侧及活瓣单元51外侧，或顶块6与夹持块7分别位于活瓣单元51外侧及外管1内侧，顶块6与夹持块7卡接固定。图1和图4中，顶块6固定在外管1上，顶块6
焊接在外管1内侧，夹持块7焊接在活瓣单元51的外侧，顶块6包括纵截面为长方形的固定段601和位于固定段601下方纵截面为直角三角形的支撑段
602，固定段601位于外管1和内管2之间，支撑段602位于外管1和活瓣单元51之间，支撑段
602的斜边所在的一侧与活瓣单元51的外侧贴合，顶块6朝向活瓣单元51的一侧设有与活瓣单元51贴合的支撑弧面603。根据图1和图4可看出，顶块6朝向内管2的一侧设有一段圆环槽和圆柱孔，分别用于容纳连接套管3和磁性材料体61，防止活瓣单元51的运动干涉。图5中，锲块52的结构与顶块6相似，锲块52与顶块的区别在于锲块从靠近外管1的一侧朝向内管2的一侧尺寸逐渐减小，方便活瓣单元51的转动。图4中磁性材料体61固定在顶块6朝向活瓣单元51的一侧。活瓣单元51上端面与内管2底平面在活瓣单元51闭合时水平密封，活瓣单元
51下端设有立式圆柱面511从而与外管1内侧面搭接形成圆柱面密封。顶块6贴合内管2的侧面的上端设有过渡圆角604。外管1内侧对应活瓣单元51的下端设有保护圆环筋8。
[0028] 图6所示的实施例和图1的区别之处在于图3中外管1的成孔锥面21位于外管1下端的外侧。
[0029] 一种基于上述现浇大管桩成孔器内活瓣的使用方法，包括以下步骤：桩机就位，活瓣单元51与双层套管通过芯轴4组装成桩模；利用支撑组件或锲块上的磁性材料体61吸附外管1和活瓣单元51，活瓣单元51闭合；沉入桩模，通过桩机将桩模沉入地下设计深度；在双层套管的空腔内灌注混凝土；提升双层套管，活瓣单元51在混凝土的压力下自动打开，混凝土凝固形成管桩。
[0030] 若干块活瓣单元51为整体圆台面切割成形，活瓣单元51两两之间锥体面侧面的安装和密封性能好；通过支撑组件接触顶住外管1和活瓣单元51，活瓣上端芯轴4受到的力就变得很小，土体传到给活瓣单元51的大部分作用力由支撑组件承受，另一部分由活瓣上端面传到内管2底平面承受；当现浇大管桩成孔器下方内活瓣在打入地下土体时候，因为支撑组件的连接限位作用，大大减小芯轴4的受力，减少活瓣单元51在打进桩模时的变形与错位，提高成孔器活瓣的使用寿命与效率。支撑组件可以增强活瓣单元51的受压能力，防止活瓣单元51在打进桩模时变形，使活瓣单元51能够起到稳定的导向作用，防止桩模倾斜偏移，提高现浇大管桩的结构强度和可靠性。支撑组件中顶块6安装有磁性材料体61，顶块6带磁性可以吸拉活瓣单元51和顶块6贴合，锲块52内也可设置磁性材料体61，本申请选择顶块6内设置，增强活瓣单元51与外管1的连接密封性和稳定性，利用夹持组件的综合功能，固定吸附活瓣单元51，使全部活瓣单元51闭合，防止活瓣单元51脱出；支撑组件的顶块6在脱模时因为震动锤带来的震动，振捣位于支撑组件上下左右的混凝土，增强混凝土的结构强度。
