本發(fā)明屬于樁基施工領(lǐng)域,更具體地,涉及一種電磁打樁裝置。
背景技術(shù):目前傳統(tǒng)的打樁方法主要有錘擊法和靜壓法兩種,錘擊法通過(guò)牽引裝置(卷?yè)P(yáng)機(jī))拉起沖擊錘反復(fù)下落、提升,擊打樁基從而實(shí)現(xiàn)打樁。錘擊法施工簡(jiǎn)單,利用該方法所制造的打樁機(jī)械造價(jià)便宜,但其施工噪聲很大,震感強(qiáng)烈,打樁時(shí)容易對(duì)附近建筑物及土層造成影響,且樁錘提升位置通常較高,具有一定的危險(xiǎn)性。靜壓法主要通過(guò)壓樁機(jī)構(gòu)自重和樁架上的配重作反力,將樁基壓入土中,具有無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。但由于機(jī)械設(shè)備自重和配載重量的原因,靜壓法對(duì)施工場(chǎng)地上部土層承載力要求較高,因此利用該方法實(shí)現(xiàn)打樁時(shí)有一定的適用范圍和局限性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求,本發(fā)明提供了一種電磁打樁裝置及方法,其目的在于為樁基施工提供一種結(jié)構(gòu)輕便、操作簡(jiǎn)單、效率高、無(wú)噪聲、安全可靠且使用各種土層的打樁裝置,由此解決傳統(tǒng)錘擊打樁存在的噪聲和振動(dòng)問(wèn)題以及靜壓打樁設(shè)備因自重過(guò)高對(duì)土層要求較高等技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明提出的電磁打樁裝置,包括基座、地面線(xiàn)圈組、樁體,夾樁機(jī)構(gòu),樁體線(xiàn)圈組,其中:所述基座設(shè)在地面,用于安裝地面線(xiàn)圈組,支撐夾樁機(jī)構(gòu);基座中部開(kāi)有溝槽樁孔,樁孔壁上開(kāi)設(shè)有溝槽,地面線(xiàn)圈組安裝在該溝槽中;所述夾樁機(jī)構(gòu)包括夾持機(jī)構(gòu)和支架,夾持機(jī)構(gòu)通過(guò)支架固定在基座或地面上;夾持機(jī)構(gòu)用于夾緊或放開(kāi)樁體;所述樁體線(xiàn)圈組整體環(huán)繞固定在夾持機(jī)構(gòu)外部,其與地面線(xiàn)圈組同軸設(shè)置,距離較近,以確保兩線(xiàn)圈組間有足夠的電磁力;工作時(shí),地面線(xiàn)圈組和樁體線(xiàn)圈組同時(shí)通入方向相同的脈沖電流,兩個(gè)線(xiàn)圈組之間產(chǎn)生電磁吸引力,從而通過(guò)夾持機(jī)構(gòu)帶動(dòng)樁體向下移動(dòng)一段距離;然后松開(kāi)夾持機(jī)構(gòu),通過(guò)機(jī)械方式,或在樁體線(xiàn)圈組中通入反向電流,使夾持機(jī)構(gòu)其和樁體線(xiàn)圈組回到初始位置,準(zhǔn)備下一次打樁。進(jìn)一步的,所述夾持機(jī)構(gòu)的上部或\和下部,同軸設(shè)有一個(gè)或多個(gè)與樁體不接觸的輔助線(xiàn)圈,以在線(xiàn)圈組中形成排斥力/吸引力,從而增加單次打樁的行程。進(jìn)一步的,所述地面線(xiàn)圈組、樁體線(xiàn)圈組和輔助線(xiàn)圈組由整體繞制或者對(duì)稱(chēng)的分組繞制后相連組成。進(jìn)一步地,所述地面線(xiàn)圈組、樁體線(xiàn)圈組和輔助線(xiàn)圈組可以由同一電源供電,也可分別由單個(gè)電源模塊單獨(dú)供電,供電電源類(lèi)型不受限制,可采用蓄電池組脈沖電源、電容器型電源等,也可從電網(wǎng)直接取能,對(duì)前述所有線(xiàn)圈組進(jìn)行供電。進(jìn)一步的,通過(guò)設(shè)計(jì)改變所述地面線(xiàn)圈組、樁體線(xiàn)圈組和輔助線(xiàn)圈組線(xiàn)圈組放電電流波形,或設(shè)定各線(xiàn)圈組放電之間的時(shí)序配合關(guān)系,控制打樁的施力過(guò)程,從而達(dá)到最佳效果。進(jìn)一步的,在所述夾持機(jī)構(gòu)的上部加設(shè)第一輔助線(xiàn)圈組時(shí),可以在基座上或第一輔助線(xiàn)圈組上部增設(shè)配重塊,從而利用基座、支架和配重塊等組成的打樁機(jī)的自重,形成第一輔助線(xiàn)圈組排斥驅(qū)動(dòng)情況下的反作用力,從而約束第一輔助線(xiàn)圈組的運(yùn)動(dòng),使其在受到電磁排斥力時(shí),位移不發(fā)生改變。進(jìn)一步的,用電磁打樁裝置結(jié)構(gòu)、供電電路和控制系統(tǒng),可改制成由電磁力驅(qū)動(dòng)的電磁拔樁裝置。基于上述裝置,本發(fā)明提出一種電磁打樁方法,包括如下步驟:(1)在地面設(shè)置基座,在基座中部開(kāi)設(shè)樁孔和線(xiàn)槽,線(xiàn)槽中安裝地面線(xiàn)圈組;(2)在地面或基座上安裝支架,用于固定夾持機(jī)構(gòu),在夾持機(jī)構(gòu)外部固定安裝樁體線(xiàn)圈組;其與地面線(xiàn)圈組同軸設(shè)置,距離較近,以確保兩線(xiàn)圈組間有足夠的電磁力;(3)將樁體通過(guò)夾持部件固定在夾持機(jī)構(gòu)上,樁體下端放入基座樁孔;(4)在地面線(xiàn)圈組和樁體線(xiàn)圈組通入同極性的脈沖電流,兩個(gè)線(xiàn)圈組之間產(chǎn)生吸引力,從而通過(guò)夾持部件帶動(dòng)樁體向下移動(dòng)一段距離;(5)然后松開(kāi)夾持機(jī)構(gòu),使其和樁體線(xiàn)圈組回到初始位置,準(zhǔn)備下一次打樁。相應(yīng)地,本發(fā)明還提出一種電磁拔樁方法,包括如下步驟:(1)在地面設(shè)置基座,在基座中部開(kāi)設(shè)樁孔和線(xiàn)槽,線(xiàn)槽用于安裝地面線(xiàn)圈組;(2)在地面的基座上安裝支架,用于固定夾持機(jī)構(gòu),在夾持機(jī)構(gòu)外部固定安裝樁體線(xiàn)圈組;其與地面線(xiàn)圈組同軸設(shè)置,距離較近,以確保兩線(xiàn)圈組間有足夠的電磁力;(3)將待拔出樁體通過(guò)夾持部件固定在夾持機(jī)構(gòu)上,樁體位于基座樁孔之中;(4)在地面線(xiàn)圈組和樁體線(xiàn)圈組通入反極性的脈沖電流,兩個(gè)線(xiàn)圈組之間產(chǎn)生排斥,從而通過(guò)夾持部件帶動(dòng)樁體向上移動(dòng)一段距離;(5)然后松開(kāi)夾持機(jī)構(gòu),使其和樁體線(xiàn)圈組回到初始位置,準(zhǔn)備下一次拔樁??傮w而言,通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明利用線(xiàn)圈組之間產(chǎn)生的電磁排斥/吸引力,可完全替代傳統(tǒng)打樁中所產(chǎn)生的沖擊力/靜壓力,降低制造成本和設(shè)備自重,無(wú)污染,低噪聲,安裝方便,施工簡(jiǎn)單,適應(yīng)性和可擴(kuò)容性強(qiáng),安全系數(shù)高,不受土質(zhì)和樁類(lèi)型影響。特別適合城市施工和夜間施工需要,尤其是建筑物密集處、高層建筑、狹小空間建筑物的樁基礎(chǔ)工程。2、本發(fā)明中可以通過(guò)設(shè)計(jì)不同的電流波形實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁打樁力的靈活控制,從而達(dá)到最佳的打樁效果。同時(shí),由于電流脈寬極短,單次打樁速度快,打樁效率高,對(duì)周?chē)馏w的振動(dòng)和影響較小。因而該方案特別適用于軟土地區(qū)樁基礎(chǔ)工程。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明...