一种PHC管桩沉桩导向架及应用该导向架的PHC管桩沉桩方法

技术领域

本申请涉及PHC管桩施工的领域，尤其是涉及一种PHC管桩沉桩导向架及应用该导向架的PHC管桩沉桩方法。

背景技术

PHC管桩，即预应力高强度混凝土管桩是土木工程地基处理中最常用的预制构件之一，有着承载力高、施工快速、制作和运输方便、环保等特点，是建筑工程中最为人们青睐的建筑材料。为了加固河道处的老驳岸，人们常对老驳岸进行PHC管桩沉桩处理。在PHC管桩沉桩的过程中，常用到对PHC管桩沉桩过程中进行导向的导向架。

导向架通常包括安装架和固定在安装架上的若干导向环，安装架上还固定连接有若干定位件，一个导向环对应一个定位架，且导向环通过定位件与安装架固定连接。需要沉桩的PHC管桩的数量与导向环的数量对应，将每个PHC管桩分别与相应的一导向环插接，并对PHC管桩进行锤击沉桩。

然而需要沉桩的PHC管桩的数量较多时，在安装架上固定的导向环的数量也需要随之增长，较为浪费资源。

发明内容

为了节省资源，本申请提供一种PHC管桩沉桩导向架及应用该导向架的PHC管桩沉桩方法。

第一方面，本申请提供的一种PHC管桩沉桩导向架采用如下的技术方案：

一种PHC管桩沉桩导向架，包括两个浮筒，两个所述浮筒上滑动连接有移动导向架，移动导向架包括第一导向板和第二导向板，第一导向板和第二导向板相互靠近的一侧壁均开设有半弧槽，第一导向板的下表面滑动连接有第一滑动板，第二导向板的下表面滑动连接有第二滑动板，第一滑动板和第二滑动板均与相应的一浮筒沿浮筒的长度方向滑动连接，第一导向板上连接有将第一导向板与第一滑动板之间锁定的限位组件、驱动第一导向板向背离第二导向板的方向运动的驱动组件，还连接有通过第一导向板运动从而带动第二导向板与第一导向板反向运动的传动组件。

通过采用上述技术方案，将PHC管桩穿插在两个半弧槽之间，第一导向板和第二导向板的设置为PHC管桩沉桩提供了导向的作用。当需要沿浮筒的长度方向进行多次沉桩时，通过限位组件控制第一导向板和第一滑动板之前可相对运动，再通过驱动组件控制第一导向板向远离第二导向板的方向运动。在第一导向板运动的同时，第一导向板通过传动组件带动第二导向板向远离第一导向板的方向运动，直至第一导向板和第二导向板均脱离PHC管桩。

随后沿浮筒的长度方向滑动第一滑动板和第二滑动板，直至第一导向板和第二导向板沿浮筒移动至其他需要沉桩的位置。通过驱动组件控制第一导向板向靠近第二导向板的方向运动，第一导向板运动的同时通过传动组件带动第二导向板向靠近第一导向板的方向运动，直至第一导向板和第二导向板相互接触。此时两个半弧槽为下一次沉桩提供了导向的作用，如此间歇性的控制移动导向架沿浮筒移动，无需在浮筒上安装多个移动导向架，较为节省资源。

优选的，所述第一滑动板的上表面开设有安装槽，第一导向板的下表面开始有限位槽，安装槽和限位槽相互远离的一侧壁均为弧形面，限位组件包括在安装槽内转动连接的限位杆，限位杆的上端与限位槽插接，下端与安装槽插接，安装槽靠近第二滑动板的一侧壁开设有承接槽，承接槽内固定连接有锁定弹簧，锁定弹簧的一端与限位杆固定连接，第一滑动板的上表面开设有位于限位槽正下方的置放槽，第一导向板背离第二导向板的一侧面开设有下端开口的导向槽，导向槽内插接有导向杆，导向杆的一端接触限位杆背离第二导向板的一侧面；向靠近第二导向板的方向推动导向杆时，限位杆的上端逐渐脱离限位槽并完全进入置放槽内。

通过采用上述技术方案，向靠近第二导向板的方向推动导向杆时，限位杆运动则推动限位杆转动，限位杆的上端逐渐向靠近置放槽的方向运动，直至限位杆的上端完全脱离限位槽，此时第一导向板可相对第一滑动板运动，锁定弹簧被拉伸。向远离限位杆的方向拉动导向杆时，限位杆受锁定弹簧的作用力发生转动，限位杆的上端逐渐与限位槽插接，第一导向板与第一滑动板之间被锁定，操作简单便捷。

优选的，所述驱动组件包括与限位杆的下端转动连接的主胶轮，第一滑动板的上表面开设有凹槽，凹槽位于安装槽远离限位槽的一侧，凹槽内转动连接有次胶轮，次胶轮包括第一胶轮和直径小于第一胶轮的第二胶轮，第一胶轮紧贴第一导向板的下表面；当限位杆脱离限位槽时，主胶轮的圆弧侧壁紧贴第二胶轮的圆弧侧壁，主胶轮的圆弧侧壁还紧贴导向杆的下表面。

通过采用上述技术方案，向靠近限位杆的方向推动导向杆，直至导向杆推动限位杆完全进入置放槽内，继续推动导向杆，此时导向杆运动带动主胶轮转动，主胶轮转动带动第二胶轮转动，第二胶轮转动则带动第一胶轮转动。第一胶轮转动即可带动第一导向板向远离第二导向板的方向运动。通过导向杆的运动即可带动第一导向板运动，无需添加其他动力源。

优选的，所述主胶轮的直径大于限位杆的厚度。

通过采用上述技术方案，当限位杆将第一导向板和第一滑动板之间锁定时，由于主胶轮的直径大于限位杆的厚度，此时主胶轮的弧形侧壁接触安装槽靠近限位槽的一侧壁。将PHC管桩穿插在第一导向板与第二导向板之间并竖直向下往复振动,从而完成PHC管桩的沉桩。在此过程中，PHC管桩可能会给予第一导向板和第二导向板作用力，第一导向板有向背离第二导向板的方向运动的趋势，从而推动限位杆有顺时针转动的趋势，此时主胶轮被安装槽的侧壁挤压并发生形变，便于对第一导向板提供一定的缓冲作用，减少第一导向板被损坏的情况发生。

优选的，所述第一滑动板靠近第二滑动板的一侧面开设有竖向设置的连接槽，所述传动组件包括与连接槽滑动连接的传动块，第二滑动板的下表面铰接有传动杆，传动杆远离第二滑动板的一端与传动块铰接，第一滑动板靠近第二滑动板的一侧面开设有位于第一滑动板上端的通孔，传动块上固定连接有传动绳，传动绳远离传动块的一端穿过通孔并与第一导向板背离第二导向板的一侧面固定连接。

通过采用上述技术方案，当第一导向板向远离第二导向板的方向运动时，第一导向板通过传动绳带动传动块向上运动，传动块向上运动即可拉动传动杆的下端逐渐向上转动。此时传动杆的上端带动第二导向板逐渐向远离第一导向板的方向运动，通过第一导向板的运动自动带动第二导向板运动，较为节省资源。

优选的，其中一所述浮筒上固定连接有若干沿浮筒的长度方向设置的定位板，每个定位板上均开设有定位孔，第一滑动板背离第二滑动板的一侧面开设有插接孔；插接孔与其中一定位孔对准时，导向杆脱离导向槽并与插接孔和其中一定位孔两者插接。

通过采用上述技术方案，导向杆即可与插接孔和定位孔两者插接，完成移动导向架与定位板之间的锁定，又可与导向槽插接，从而推动限位杆转动脱离限位槽，并控制第一导向板向背离第二导向板的方向运动。

优选的，所述浮筒上固定连接有两个固定导向架，两个固定导向架分居浮筒的两端。

通过采用上述技术方案，首先对两个固定导向架处进行沉桩，控制每个固定导向架内均插接有一沉桩完成的PHC管桩，此时导向架的位置被固定，便于导向架较好的对接下来的PHC管桩沉桩进行导向。

第二方面，本申请提供的一种应用PHC管桩沉桩导向架的PHC管桩沉桩方法采用如下的技术方案：

一种应用PHC管桩沉桩导向架的PHC管桩沉桩方法，包括如下步骤；

S1、开挖老驳岸底板前基槽；

S2、测量放线定桩位；

S3、安装导向架；

S4、沉桩。

通过采用上述技术方案，对老驳岸进行沉桩加固，在PHC管桩沉桩的过程中，便于对沉桩进行导向。

优选的，沉桩的过程中，将移动导向架移动至导向架靠近一端的位置，并转动其中一螺杆抵紧移动导向架，从而完成移动导向架的定位，控制PHC管桩穿过移动导向架并竖直向下完成沉桩；沿导向架的长度方向间歇性滑动移动导向架，控制移动导向架在每个定位板处为PHC管桩的沉桩进行导向。

通过采用上述技术方案，移动导向架沿浮筒的长度方向滑动，便于对多次沉桩进行导向，无需在导向架上安装大量移动导向架，较为节省资源。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.间歇性的控制移动导向架沿浮筒移动，无需在浮筒上安装多个移动导向架，较为节省资源；

2.通过导向杆的运动即可带动第一导向板运动，无需添加其他动力源；

3.通过第一导向板的运动自动带动第二导向板运动，较为节省资源。

附图说明

图1是本申请实施例体现导向架的整体结构示意图。

图2是本申请实施例体现移动导向架的结构示意图。

图3是本申请实施例体现移动导向架的剖视图。

图4是体现图3中A处的放大图。

图5是本申请实施例体现传动组件的结构示意图。

附图标记说明：1、浮筒；11、滑动槽；2、连接杆；3、固定导向架；4、移动导向架；41、第一导向板；411、半弧槽；412、限位槽；413、导向槽；42、第二导向板；43、第一滑动板；431、滑动块；432、安装槽；433、承接槽；434、置放槽；435、凹槽；436、通孔；437、插接孔；44、第二滑动板；5、定位板；51、定位孔；6、导向杆；7、控制机构；71、限位组件；711、限位杆；712、锁定弹簧；72、驱动组件；721、主胶轮；722、次胶轮；7221、第一胶轮；7222、第二胶轮；73、传动组件；731、加长杆；7311、连接槽；732、传动块；733、传动杆；734、传动绳。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种PHC管桩沉桩导向架。参照图1，PHC管桩沉桩导向架包括两个相互平行设置的浮筒1，还包括在两个浮筒1之间固定连接的两个连接杆2，两个连接杆2分居浮筒1的两端。两个浮筒1之间还固定连接有两个固定导向架3，两个固定导向架3也分居浮筒1的两端，且两个固定导向架3位于两个连接杆2之间，固定导向架3为中部开设有导向孔的板体。

两个浮筒1之间还滑动连接有一移动导向架4，移动导向架4沿浮筒1的长度方向滑动。其中一浮筒1上连接有若干定位件，若干定位件沿浮筒1的长度方向排列，定位件的数量与两个固定导向架3之间需要沉桩的数量相同。移动导向架4上连接有锁定件，锁定件用于将移动导向架4与其中一定位件锁定。

当需要沉桩时，首先通过GPS定位确定其中两个导向桩的位置，导向桩为PHC管桩，并对两个PHC管桩进行打桩。随后将每个固定导向架3分别与相应的一PHC管桩对准并插接，如此即完成了本导向架的定位安装。然后将移动导向架4移动至靠近其中一定位件的位置，并通过锁定件将移动导向架4与定位件之间锁定。

再将一PHC管桩与移动导向架4插接，并对该PHC管桩进行打桩。随后将移动导向架4向靠近另一定位件的方向移动，并通过锁定件将移动导向架4与另一定位件锁定，如此重复上述步骤，直至两个固定导向架3之间的打桩数量与定位件的数量相同。

定位件包括与其中一浮筒1的外侧壁固定连接的定位板5，定位板5竖直向上设置。锁定件包括导向杆6，定位板5上开设有定位孔51，第一滑动板43背离第二滑动板44的一侧面开设有插接孔437。

当移动导向架4需要与其中一定位板锁定时，移动导向架4上的插接孔437与其中一定位孔51对准。并将导向杆6依次与其中一定位孔51和插接孔437插接，此时移动导向架4与其中一定位板5之间被锁定。当需要控制移动导向架4运动时，拉动导向杆6脱离插接孔437和定位孔51，此时移动导向架4可运动。

参照图2和图3，移动导向架4包括第一导向板41和第二导向板42，第一导向板41的下表面滑动连接有第一滑动板43，第二导向板42的下表面滑动连接有第二滑动板44。第一导向板41和第二导向板42可向相互远离或相互靠近的方向滑动。第一导向板41和第二导向板42相互靠近的一侧面分别开设有半弧槽411，第一导向板41和第二导向板42相互紧贴时，两个半弧槽411能够较好的为PHC管桩提供导向的作用。

第一导向板41上连接有控制第一导向板41和第二导向板42向相互远离的方向运动从而脱离PHC管桩的控制机构7。

第一滑动板43和第二滑动板44位于两个浮筒1之间，两个浮筒1的外侧壁均开设有一滑动槽11，滑动槽11的长度方向与浮筒1的长度方向相同。第一滑动板43和第二滑动板44相互背离的一侧面分别固定连接有一滑动块431，滑动块431为燕尾形的滑动块431，每个滑动块431分别与相应的一滑动槽11滑动连接。

通过控制机构7控制第一导向板41和第二导向板42向相互远离的运动，直至PHC管桩脱离两个半弧槽411，随后即可推动第一滑动板43和第二滑动板44沿滑动槽11滑动。

参照图2和图4，控制机构7包括将第一导向板41与第一滑动板43之间锁定的限位组件71、控制第一导向板41向远离第二导向板42的方向运动的驱动组件72。控制机构7还包括通过第一导向板41的运动从而带动第二导向板42运动的传动组件73，传动组件73带动第二导向板42与第一导向板41反向运动。

参照图3和图4，第一滑动板43的上表面开设有安装槽432，第一导向板41的下表面开设有限位槽412，安装槽432和限位槽412相互靠近的一侧面均为竖直面，安装槽432和限位槽412相互远离的一面均为弧形面。限位组件71包括限位杆711，限位杆711的中部与安装槽432的侧壁转动连接，限位杆711的一端穿插进限位槽412内并紧贴限位槽412的竖直面，限位杆711的另一端穿插进安装槽432内，限位杆711呈竖直状态。

安装槽432的竖直面开设有承接槽433，承接槽433内设有锁定弹簧712。锁定弹簧712的一端与承接槽433的底壁固定连接，另一端与限位杆711固定连接，此时锁定弹簧712呈正常状态，第一导向板41的位置被锁定。

第一滑动板43的上表面还有开设有置放槽434，置放槽434位于限位槽412的正下方。第一导向板41背离第二导向板42的一侧面开始有导向槽413，导向槽413朝靠近第二导向板42的方向延伸，且导向槽413的下侧开口。导向槽413用于插接导向杆6，当导向杆6与导向槽413插接时，导向杆6的一端接触限位杆711靠近安装槽432的一侧面，另一端位于导向槽413外部。

向靠近限位杆711的方向推动导向杆6，导向杆6运动则推动限位杆711转动。限位杆711的上端逐渐向靠近置放槽434的方向运动，直至限位杆711完全脱离限位槽412并进入置放槽434内，此时限位杆711呈水平方向设置。限位杆711的下端逐渐向上转动，锁定弹簧712被拉伸，此时第一导向板41可相对第一滑动板43运动。

驱动组件72包括与限位杆711的下端转动连接的主胶轮721，主胶轮721接触安装槽432的弧形面。第一滑动板43的上表面开设有凹槽435，凹槽435位于安装槽432远离锁定弹簧712的一侧。凹槽435的一侧与安装槽432连通，凹槽435内转动连接有次胶轮722，次胶轮722包括两个第一胶轮7221和固定在两个第一胶轮7221之间的第二胶轮7222。第一胶轮7221的直径大于第二胶轮7222的直径，第一胶轮7221紧贴第一导向板41的下表面。

当限位杆711呈水平状态时，主胶轮721紧贴导向杆6的下表面，同时主胶轮721紧贴第二胶轮7222的侧壁。当导向杆6推动限位杆711呈水平状态时，继续向靠近第二导向板42的方向推动导向杆6，导向杆6运动带动主胶轮721转动，主胶轮721转动带动第二胶轮7222转动。第二胶轮7222转动即可带动第一胶轮7221转动，第一胶轮7221转动即可带动第一导向板41向远离第二导向板42的方向运动，如此便于第一导向板41脱离PHC管桩。

主胶轮721的直径大于限位杆711的厚度。当限位杆711呈竖直状态从而将第一导向板41与第一滑动板43之间锁定后，将PHC管桩穿插在第一导向板41与第二导向板42之间并竖直向下往复振动,从而完成PHC管桩的沉桩。

PHC管桩往复振动的过程中可能会给予第一导向板41和第二导向板42作用力，第一导向板41有向背离第二导向板42的方向运动的趋势，从而推动限位杆711有顺时针转动的趋势。此时主胶轮721抵触安装槽432的竖直面并发生轻微的形变，如此对第一导向板41起到一定的缓冲作用，第一导向板41运动则通过传动组件73（参照图5）带动第二导向板42有一定的运动空间，从而一定程度上减少了PHC管桩振动对第一导向板41和第二导向板42产生的损害。

参照图2和图4，当移动导向架4需要与其中一定位板5固定连接时，拉动导向杆6使导向杆6脱离导向槽413，随后将导向杆6依次与相应的插接孔437和定位孔51两者插接即可。

参照图5，传动组件73包括与第一滑动板43的下表面固定连接的加长杆731，加长杆731靠近第二滑动板44的一侧面开设有连接槽7311，连接槽7311竖直向上延伸并竖向贯穿第一滑动板43。连接槽7311内滑动连接有传动块732，传动块732为燕尾形的传动块732。传动块732与第二导向板42之间设有传动杆733，传动杆733的一端与第二导向板42的下表面铰接，另一端与传动块732的一侧面铰接。

第一滑动板43靠近第二滑动板44的一侧面开设有通孔436，通孔436位于第一滑动板43靠近顶端的位置。传动块732的上表面固定连接有传动绳734，传动绳734远离传送块的一端穿过通孔436并与第一导向板41背离第二导向板42的一侧面固定连接。

当第一导向板41向远离第二导向板42的方向运动时，第一导向板41通过传动绳734拉动传动块732逐渐向上运动。传动块732向上运动则拉动传动杆733的下端逐渐向上运动，传动杆733的上端则推动第二导向板42逐渐向远离第一导向板41的方向运动。

参照图1和图2，移动导向架4从本导向架的一端向另一端间歇运动，每当移动导向架4靠近其中一定位板5，均通过锁定件完成移动导向架4与其中一定位板5之间的锁定，并在每个移动导向架4与定位板5锁定的位置完成PHC管桩的沉桩。PHC管桩沉桩完成后通过控制机构7带动第一导向板41和第二导向板42向相互远离的方向运动，并推动移动导向架4，使得沉桩完成的PHC管桩从导向架远离传动组件73的一侧脱离第一导向板41和第二导向板42之间。

本申请实施例还公开一种应用PHC管桩沉桩导向架的PHC管桩沉桩方法，包括如下步骤：

S1、开挖老驳岸底板前基槽；沉桩前，先对老驳岸墙前进行清淤，摸清老驳岸底板前沿位置，突击开挖底板前土方，基槽宽不小于70cm，深度至原驳岸底板底部，长度略长于一段老驳岸墙身，且应交错开挖，以防基槽土体坍塌。

S2、测量放线定桩位；根据老驳岸底板前沿位置，通过GPS定位确定管桩施工位。

S3、安装导向架；在管桩中心线上每12米设立导向桩，导向桩直接使用PHC管桩，然后架设本导向架，使得每个导向桩分别与相应的一固定导向架3插接。

S4、沉桩；将移动导向架4移动至导向架靠近一端的位置，并通过定位板5和锁定件对移动导向架4定位，控制PHC管桩穿过移动导向架4并竖直向下完成沉桩。沿导向架的长度方向间歇性滑动移动导向架4，控制移动导向架4在每个定位件处为PHC管桩的沉桩进行导向。

在沉桩过程中，先用振动打桩机（液压）桩锤下的吊钩将运输船上的管桩顶端吊起顺桩，由技术人员根据预定桩位指挥桩机操作人员将管桩吊至施打位置。当管桩就位出现偏差时，技术人员及时指挥桩机操作人员进行调整，直至管桩完全就位，然后采用高频低幅的振动打桩的方式将管桩一次下沉至设计位置。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。