1.本实用新型涉及混凝土预制桩沉桩施工技术领域，特别涉及一种适用于软地基预制桩沉桩结构及桩帽结构。
背景技术：
2.目前钢筋混凝土预制桩具有生产工艺简单、强度高、刚度大和可塑性性强的特点，并且可以根据实际需要，在工厂内预制成不同的截面形状，生产效率高，被广泛应用于房屋楼宇、码头和水利防护等工程的基础加固施工中。
3.相关技术中，常采用有锤击、静压和振动等三种方式，其中振动打桩机主要通过改进挖掘机的机械臂，在其机械臂末端安装振动设备，以实现预制混凝土沉桩的工艺要求，并且通过改进挖掘机的走行方式，可以分为陆地和水上两种类型。
4.但是，挖掘机设备自重较大，机械臂短，在软弱地质区域施工时，无论是采用任何预制桩沉桩工艺，其设备对待施工桩位周围的地基承载力均有较高要求，需要进行换填、碾压等方法提高地基的承载力，不仅增加了施工措施投入，也影响了混凝土预制桩的使用范围。
技术实现要素：
5.本实用新型实施例提供一种适用于软地基预制桩沉桩结构及桩帽结构以解决相关技术中在软弱地质区域施工时，挖掘机设备因自重较大，机械臂短，对待施工桩位周围的地基承载力有较高要求，需要进行换填、碾压等方法提高地基的承载力增加了施工措施投入，影响了混凝土预制桩的使用范围的问题。
6.第一方面，提供了一种适用于软地基预制桩沉桩结构，其包括：桩帽，其用于安装于预制桩的顶端，且所述桩帽用于套设于所述预制桩外；耳板，其固接于所述桩帽的顶端；吊装设备；振动夹锤，其一端连接所述吊装设备，另一端连接所述耳板。
7.一些实施例中，所述桩帽的长度大于所述预制桩的横截面的长度a；所述桩帽的宽度大于所述预制桩的横截面的宽度b。
8.一些实施例中，所述桩帽的长度与所述预制桩的横截面的长度a的差小于或等于10mm；所述桩帽的宽度与所述预制桩的横截面的宽度b的差小于或等于10mm。
9.一些实施例中，所述桩帽的高度大于或等于所述预制桩的横截面的宽度b，且所述桩帽的高度小于或等于所述预制桩的横截面的长度a。
10.一些实施例中，所述耳板的中线与所述桩帽的中线重合，所述耳板的面板方向沿所述桩帽的长度方向设置，且所述耳板的长度小于所述桩帽的长度。
11.一些实施例中，所述振动夹锤具有夹具，所述夹具具有夹持槽，所述夹持槽的尺寸与所述耳板的尺寸匹配。
12.一些实施例中，所述吊装设备具有吊臂，所述吊臂的长度大于或等于30m，所述吊臂与所述振动夹锤一端连接。
13.一些实施例中，所述适用于软地基预制桩沉桩结构还包括桩垫，设于所述桩帽与所述预制桩之间。
14.一些实施例中，所述桩垫的横截面大小与所述预制桩的横截面大小相等。
15.第二方面，提供了一种桩帽结构，其包括：桩帽，其用于安装于预制桩的顶端，且所述桩帽用于套设于所述预制桩外；耳板，其固接于所述桩帽的顶端，所述耳板用于连接吊装设备的振动夹锤。
16.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果包括：
17.本实用新型实施例提供了一种适用于软地基预制桩沉桩结构及桩帽结构，由于桩帽顶端有耳板，振动夹锤可以夹紧在耳板上，采用汽车吊、履带吊等有较长吊臂的吊装设备与振动夹锤连接，通过振动夹锤的激振力将预制桩沉击至设计标高，因此，利用特制的桩帽结构和吊装设备具有较长的工作范围的特性，吊装设备可以在远离软弱地基的位置通过吊臂远距离完成对软弱地基区域的预制桩沉桩的施工，相较于常规的预制混凝土振动沉桩工艺使用范围更广，可更为广泛的应用于软弱地层区域的预制桩基础加固施工，不仅提高预制桩沉桩施工效率，减小施工投入，而且操作方便、安全风险低。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的一种适用于软地基预制桩沉桩结构及桩帽结构的主视图；
20.图2为本实用新型实施例提供的一种适用于软地基预制桩沉桩结构及桩帽结构的侧视图。
21.图中：
22.1、预制桩；
23.2、桩帽；
24.3、桩垫；
25.4、耳板。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.本实用新型实施例提供了一种适用于软地基预制桩沉桩结构及桩帽结构，其能解决相关技术中在软弱地质区域施工时，挖掘机设备因自重较大，机械臂短，对待施工桩位周围的地基承载力有较高要求，需要进行换填、碾压等方法提高地基的承载力增加了施工措
施投入，影响了混凝土预制桩的使用范围的问题。
28.参见图1和图2所示，为本实用新型提供的一种适用于软地基预制桩沉桩结构，其可以包括：桩帽2，其用于安装于预制桩1的顶端，且桩帽2用于套设于所述预制桩1外，在本实施例中，预制桩1的横截面为矩形，故桩帽2的横截面也为矩形，在其他实施例中，预制桩1的横截面可以是多边形或圆形等形状，因此，桩帽2的横截面也可以是与预制桩1的横截面匹配的多边形或圆形等形状；耳板4，其固接于桩帽2的顶端，在本实施例中，耳板4是一块矩形板，在其他实施例中，耳板4可以为方形、多边形或半圆形等形状，在本实施例中，耳板4焊接于桩帽的顶端，以保证耳板4牢固安装于桩帽2的顶端，在其他实施例中，耳板4可以粘接或通过角铁和螺栓固定在桩帽2的顶端，也可以是其他可以将耳板4固定在桩帽2的顶端的连接方式；吊装设备，在本实施例中，吊装设备为汽车吊，在其他实施例中，吊装设备也可以是履带吊等吊装设备；振动夹锤，其一端连接吊装设备，另一端连接耳板4，也就是说，振动夹锤连接了吊装设备和固接于桩帽2顶端的耳板4，在本实施例中，吊装设备通过螺栓连接振动夹锤的一端，耳板4通过振动夹锤的夹具连接振动夹锤的另一端，在其他实施例中，吊装设备可以通过销连接振动夹锤的一端，或其他可连接的方式，耳板4可以动过螺栓连接振动夹锤的另一端，也可以是其他可以拆卸的连接方式。
29.参见图1和图2所示，在一些可选的实施例中，桩帽2的长度可以大于预制桩1的横截面的长度a；桩帽2的宽度可以大于预制桩1的横截面的宽度b，便于桩帽2套设于预制桩1的顶端，具体的，在本实施例中，预制桩1的横截面为边长为300mm的正方形，桩帽2的长度和宽度都要大于300mm，在其他实施例中，桩帽2的长度和宽度也都要满足大于预制桩1的横截面的长度a和宽度b的条件。
30.参见图1和图2所示，在一些实施例中，桩帽2的长度与预制桩1的横截面的长度a的差可以小于或等于10mm，也就是说，桩帽2的长度不能大于预制桩1的横截面的长度a超过10mm，在本实施例中，桩帽2的长度比预制桩1的横截面的长度长3mm，在其他实施例中，桩帽2的长度可以是与预制桩1的横截面的长度a的差可以小于或等于10mm的任意值；桩帽2的宽度与预制桩1的横截面的宽度b的差可以小于或等于10mm，也就是说，桩帽2的宽度不能大于预制桩1的横截面宽度b超过10mm，在本实施例中，桩帽2的宽度比预制桩1的横截面的宽度b长3mm，在其他实施例中，桩帽2的宽度可以是与预制桩1的横截面的宽度b的差可以小于或等于10mm的任意值。这样在施工时桩帽2不会有大幅度的晃动，有利于施加的力均匀地传递给预制桩1，便于施工，桩帽2的长度或宽度超过预制桩1的横截面的长度或宽度10mm时，桩帽2在施工时容易在预制桩1上产生较大幅度的晃动，导致预制桩1受力不均，损坏预制桩1，不利于施工。
31.参见图1和图2所示，在一些实施例中，桩帽2的高度可以大于或等于预制桩1的横截面的宽度b，且桩帽2的高度可以小于或等于预制桩1的横截面的长度a，也就是说，桩帽2的高度取值范围为预制桩1的横截面的宽度b到预制桩1的横截面的长度a之间，在本实施例中，桩帽2的高度为预制桩1的宽度b，在其他实施例中，桩帽2的高度可以为预制桩1的横截面的长度a，也可以是预制桩1的横截面的宽度b到预制桩1的横截面的长度a的任意值，若桩帽2的高度过小，在施工时，桩帽2容易从预制桩1的顶端弹出，从而导致施工受影响或危险的发生，若桩帽2的高度过高，则可能导致预制桩1无法下沉到预设位置，不利于施工。
32.参见图1和图2所示，在一些实施例中，耳板4的中线可以与桩帽2的中线重合，耳板
4的面板方向可以沿桩帽2的长度方向设置，且耳板4的长度可以小于桩帽2的长度，在本实施例中，耳板4的中线与桩帽2的中线重合，耳板4的面板方向沿桩帽2的长度方向设置，有利于施工过程中力传递的更加均匀，避免预制桩1在施工时的损坏或预制桩1下沉至标高困难，在其他实施例中，耳板4的中线可以与桩帽2的中线不重合，耳板4的面板方向可以沿桩帽2的宽度方向设置，也可以沿桩帽2的对角线方向设置，在本实施例中，耳板4的长度小于桩帽2的长度，在其他实施例中，耳板4的长度可以等于桩帽2的长度或等于桩帽2的宽度，也可以小于桩帽2的宽度。
33.参见图1和图2所示，在一些实施例中，振动夹锤可以具有夹具，夹具可以具有夹持槽，夹持槽的尺寸可以与耳板4的尺寸匹配，也就是说，振动夹锤可以通过振动夹锤的夹具上的夹持槽夹紧或松开耳板4，在本实施例中，振动夹锤具有夹具，夹具具有与耳板4的尺寸匹配的夹持槽，施工时，振动夹锤的夹具上的夹持槽夹紧耳板4，保证振动夹锤在施工过程中不会脱落，施工结束后，振动夹锤的夹具上的夹持槽松开耳板4，在其他实施例中，振动夹锤可以与耳板4通过螺栓连接，也可以与耳板4通过销连接或其他可行的连接方式。
34.参见图1和图2所示，在一些实施例中，吊装设备具有吊臂，吊臂的长度大于或等于30m，吊臂与振动夹锤一端连接，也就是说，吊装设备具有长吊臂，长吊臂与振动夹锤一端连接，可以实现吊装设备远距离施工，在遇到软地基预制桩沉桩时，吊装设备可以通过长吊臂在较远的硬质土地上完成施工，而不用将吊装设备开入软地基中，避免了设备陷入软地基的可能，也免去了需要对软地基进行换填、碾压等方法提高地基的承载力的过程，降低了施工投入，提高工作效率，在本实施例中，吊装设备的吊臂长度在35m左右，在其他实施例中，根据施工需要，可以调整吊装设备的吊臂长度，可以更长，也可以稍短。
35.参见图1和图2所示，在一些实施例中，适用于软地基预制桩沉桩结构还可以包括桩垫3，设于桩帽2与预制桩1之间，桩垫3的作用是在桩帽2和预制桩1之间形成一个缓冲区，这样在施工时，由于缓冲区的存在，振动夹锤施加给桩帽2的力通过桩垫3再传递给预制桩1，避免了桩帽2与预制桩1的直接接触，可能导致预制桩1受力不均或过大而造成的损坏，有利于施工顺利进行，在本实施例中，桩垫3采用木板制作，设于桩帽2与预制桩1的顶端之间，在其他实施例中，桩垫3可以采用聚乙烯板类硬塑材料加工，也可以采用橡胶进行加工，在本实施例中，桩垫3的形状为矩形，在其他实施例中，桩垫3的形状可以为圆形或多边形等形状。
36.参见图1和图2所示，在一些实施例中，桩垫3的横截面大小可以与预制桩1的横截面大小相等，桩垫3与预制桩1和桩帽2具有较大的接触面积，即便施工时桩帽2产生晃动，桩垫3也能很好的保护预制桩1，在本实施例中，桩垫3的横截面大小与预制桩1的横截面大小相等，在其他实施例中，桩垫3的横截面大小可以比预制桩1的横截面小，也可以比预制桩1的横截面略大，但不能超过桩帽2的横截面尺寸，在本实施例中，桩垫3的形状与预制桩1的横截面形状一致，再其他实施例中，桩垫3的形状可以与预制桩1的横截面形状不同。
37.参见图1和图2所示，提供了一种桩帽结构，其可以包括：桩帽2，其用于安装于预制桩1的顶端，且桩帽2用于套设于预制桩1外；耳板4，其固接于桩帽2的顶端，耳板4用于连接吊装设备的振动夹锤，也就是说，桩帽2用于套设于预制桩1的顶端，桩帽2的顶端可以固接有用于连接吊装设备的振动夹锤的耳板4，在本实施例中，耳板4和桩帽2为钢材质，方便耳板4与桩帽2固接，且具有足够的强度来承受振动夹锤的激振力，在其他实施例中，耳板4和
桩帽2可以采用其他金属材料，也可以在保证强度的情况下采用非金属材料；在本实施例中，耳板4的形状为矩形，在其他实施例中，耳板4的形状可以为多边形，也可以为半圆形等形状；在本实施例中，耳板4焊接于桩帽2的顶端，保证耳板4施工时不会脱落，在其他实施例中耳板4可以粘接于桩帽2的顶端，也可以是其他可以将耳板4固接于桩帽2的连接方式。
38.本实用新型实施例提供的一种适用于软地基预制桩沉桩结构及桩帽结构的施工方法为：
39.首先，采用吊装设备将预制桩起吊并精准对位，检测桩身的垂直度满足设计要求，然后夹具式振动夹锤设备的一端与吊装设备的吊臂连接并用吊装设备起吊，振动夹锤的夹具夹紧固接于桩帽的顶端的耳板，并在桩帽与预制桩之间设置柔性垫板，最后通过振动夹锤的激振力将混凝土预制桩沉击至设计标高。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.需要说明的是，在本实用新型中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
42.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。