專利名稱：液壓搖動式全套管灌柱樁機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種灌注樁機。
目前，隨著大型工業(yè)建筑和高層建筑的不斷發(fā)展，對地基的承載力要求也越來越高。為了提高地基的承載能力，建筑施工中常采用混凝土樁基礎(chǔ)方法加固地基，混凝土樁基礎(chǔ)的施工方法分為予制樁和現(xiàn)場灌注樁兩種。予制樁是將予制好的樁用重錘的沖擊或機械靜壓力將予制樁打(或壓)入地下，但該方法由于樁的長度有限，沖擊或靜壓力難于達到較大值，不能滿足更高地基承載力的要求，且震動大、噪音高，對施工場地附近的建筑物和居民帶來很大的影響；而現(xiàn)場灌注樁的方法是在地上開鑿成孔，將按一定比例工藝要求的澆灌混凝土灌入空洞，形成混凝土樁基礎(chǔ)，此方法克服了打(或壓)予制樁方法的缺點和不足，大大提高了樁的深度和地基的承載力，而該方法的關(guān)鍵技術(shù)在于開鑿成孔。常見的施工機械有循環(huán)鉆機、潛水鉆機、沖抓機等，但也存在著一定的局限性，遇地下水和流沙時難予施工、灌注樁質(zhì)量不穩(wěn)定、泥漿排放量大等問題。
現(xiàn)有技術(shù)的沖抓機，是采用沖抓頭，依靠沖抓頭下落的自重，沖擊進入地下沖抓取土，并配制一定比例的泥漿用泥漿循環(huán)泵進行泥漿護壁，防止孔洞內(nèi)地下水的滲入和泥沙的脫落；主要機械為塔架、卷揚機、沖抓頭和泥漿循環(huán)泵等組成，傳動系統(tǒng)為變速箱或皮帶傳動。該機械雖有許多優(yōu)點，但也存在著明顯的不足，如必須配制大量的泥漿循環(huán)護壁，泥漿排放量大造成環(huán)境污染；遇大量地下滲入或流沙泥漿無法護壁時，只有放棄該孔另行開鑿，影響施工質(zhì)量，甚至放棄在該地基上建筑高層建筑；而且開鑿孔徑不易調(diào)整、成孔深度有限、沖抓頭沖擊或拉出時易形成沙石陷落等問題。
本實用新型的目的，就是提供一種機械性能好、成孔深、孔徑大、震動小、噪音低、無需泥漿護壁、灌注樁質(zhì)量穩(wěn)定、適應(yīng)各種土層性質(zhì)和更高地基承載力的灌注樁施工機械。
本實用新型的液壓搖動式全套管灌注樁機，由磨樁機、鋼套管、液壓系統(tǒng)、沖抓頭和牽引吊組成；在磨樁機底座的一端用定位組件定位兩個提升油缸，提升油缸上用定位組件定位在一個機架，機架隨提升油缸升降，機架上固定至少兩個鎖定油缸，鎖定油缸上分別安裝鎖定夾具，并帶動鎖定夾具夾緊或放松鋼套管，在磨樁機底座的另一端固定一個支架，支架上用定位組件定位二個搖動油缸的一端，另一端分別用定位組件定位在左夾、右夾上；定位組件可選用萬向接頭、球鉸、雙向圓軸或其它可任意角度轉(zhuǎn)動的組件；鋼套管的底部安裝一個切割環(huán)；液壓系統(tǒng)用雙流量柱塞泵控制各油缸工作；沖抓頭用牽引吊的鋼繩牽引。為了避免沖抓頭損壞鋼套管的端口，可在鋼套管頂部套上一個鋼套管護筒。為了使鋼套管被牢牢夾緊，可設(shè)置五個鎖定油缸，分別安裝左夾、右夾、前夾、左后夾、右后夾五個鎖定夾具，并用鎖定連桿鎖定。為了便于調(diào)節(jié)鋼套管的垂直度，在支架上用定位組件定位在調(diào)節(jié)油缸的一端，另一端用定位組件定位在機架上。為了使鋼套管提升或下放、調(diào)整鎖定夾具的位置時，避免鋼套管的下落，在底座上固定至少兩個定位油缸，分別安裝定位夾具。為了適應(yīng)開鑿空洞的深度，鋼套管的相互連接采用套管的方式，用螺絲固定，即每一根鋼套管一端切割掉部分外徑，另一端切割掉部分內(nèi)徑，切割掉的外徑厚度加切割掉的內(nèi)徑厚度之和略小于鋼套管的厚度，將切割掉外徑的鋼套管插入切割掉內(nèi)徑的鋼套管中，并沿鋼套管每端的圓面上開設(shè)相應(yīng)的螺口，切割掉內(nèi)徑的鋼套管開設(shè)的螺口處應(yīng)留有螺絲螺母槽。為了使磨樁機和牽引吊聯(lián)結(jié)穩(wěn)定，在磨樁機的底座上設(shè)有牽引吊固定連接裝置。液壓系統(tǒng)由油壓站、鋼絲膠管總成、油壓控制箱、提升油缸、搖動油缸、調(diào)節(jié)油缸、鎖定油缸和定位油缸組成。
本實用新型的液壓搖動式全套管灌注樁機的工作原理，是采用液壓系統(tǒng)控制各油缸的工作，提升油缸、搖動油缸、調(diào)節(jié)油缸由于用可任意角度轉(zhuǎn)動的定位定組件定位，可以隨機架在任意角度上擺動或搖動，并通過提升油缸支起磨樁機，鎖定油缸和定位油缸夾緊鋼套管，利用磨樁機本身重量使成孔用的鋼套管受到向下的壓力，同時用搖動油缸搖動夾具，使圍繞鋼套管軸線上形成扭矩，使鋼套管反復(fù)扭動并受壓向下深入土層，用沖抓頭在鋼套管中沖擊取土，從而達到成孔的目的，隨后按一定的工藝要求澆灌混凝土即可成樁。由于將磨樁機的底座作為定位平面，因此在施工前的準(zhǔn)備時，除了將地面夯實外，還須平整場地以保證施工質(zhì)量。
具體施工程序如下一、開鑿空洞1、將磨樁機的底座上設(shè)有的牽引吊固定連接裝置同牽引吊聯(lián)結(jié)，并使相互保持穩(wěn)定，形成一個整體，并移動到樁位上，找好樁位，將底部裝有切割環(huán)的鋼套管對準(zhǔn)樁位后，啟動定位油缸用定位夾具夾緊鋼套管；2、將提升油缸提升到最大高度，啟動鎖定油缸，推動鎖定夾具夾緊鋼套管，使鋼套管定位在由鎖定夾具形成的環(huán)箍中；3、檢查鋼套管垂直度，若偏差超過允許范圍，則啟動調(diào)節(jié)油缸工作，使機架帶動鎖定夾具和鋼套管移動，達到調(diào)節(jié)鋼套管垂直度的要求，鋼套管垂直度校驗完畢后，收縮定位油缸，使定位夾具脫離鋼套管；4、提升油缸收縮，由于鎖定夾具形成的環(huán)箍已夾緊在鋼套管上，故鋼套管插入地層、而底座被支起離開地面，此時搖動油缸開始工作，通過兩個搖動油缸的分別不斷的伸展和收縮，帶動鎖定夾具搖動，轉(zhuǎn)矩并被同時傳遞到鎖定夾具夾緊的鋼套管上，鋼套管也隨著進行正、反方向不斷扭動，使鋼套管下端的切割環(huán)開割土方，加上提升油缸的收縮，使鋼套管同時受到向下的壓力，逐漸被壓入地下；5、鋼套管在扭動過程中不斷下陷入地，當(dāng)?shù)鬃畲笙薅鹊亟咏孛妗⑻嵘透资湛s到最小位置時，應(yīng)停止搖動油缸工作，并收縮鎖定油缸，使鎖定夾具放松并脫離鋼套管，底座也隨之落地；6、將提升油缸再升回到最大高度，再啟動鎖定油缸，推動鎖定夾具夾緊鋼套管，使鋼套管定位在由鎖定夾具形成的環(huán)箍中，然后提升油缸收縮，底座又被支起離開地面，此時搖動油缸重新恢復(fù)工作；7、重復(fù)5、6的施工程序，直到需要加裝另一節(jié)鋼套管；此時，停止各油缸的工作，將加裝的鋼套管插入已被鎖定夾具夾緊鋼套管中，對準(zhǔn)相應(yīng)的螺口，上緊螺絲；8、重復(fù)5、6、7的施工程序，直到鋼套管達到灌注樁需要的深度要求。
9、在造孔過程中，可在鋼套管頂部套上一個鋼套管護筒，防止沖抓頭損壞鋼套管的端口，加裝鋼套管時，應(yīng)先取下鋼套管護筒再安裝鋼套管，裝好后再安上鋼套管護筒；沖抓頭依靠下落的自重，不斷地從鋼套管中抓取泥土，并用牽引吊牽引提出鋼套管，直到將鋼套管中的泥土全部取出，達到灌注樁需要的深度要求。
二、灌注造孔結(jié)束后，為避免泥土往孔內(nèi)塌陷，則采取拔套管與灌注交替進行的方法，一邊拔管，一邊灌注混凝土。
1、先將提升油泵伸展拔出一段鋼套管后，停止提升油缸工作，開始進行混凝土灌注，然后再撥管、再灌注混凝土，如此循環(huán)往復(fù)，直至提升油缸達到最大高度；2、先啟動定位油缸，推動定位夾具夾緊鋼套管，然后收縮鎖定油缸，使鎖定夾具放松并脫離鋼套管，將提升油缸收縮到最小位置，再啟動鎖定油缸，推動鎖定夾具夾緊鋼套管，隨后收縮定位油缸，使定位夾具放松并脫離鋼套管；
3、提升油缸伸展，再拔出一段鋼套管，再進行混凝土灌注，循環(huán)進行直到鋼套管全部拔出，混凝土灌注完成；4、拔出鋼套管時，可將連接兩段鋼套管的螺絲取除，并取下上面一段的鋼套管。
本實用新型的液壓搖動式全套管灌注樁機同現(xiàn)有技術(shù)的沖抓機比較，具有明顯的優(yōu)點，主要表現(xiàn)在采用了液壓系統(tǒng)工作，便于自動調(diào)節(jié)控制；由于是搖動加壓式下壓鋼套管，則不產(chǎn)生震動和噪音，并且成孔深、孔徑易調(diào)節(jié)(選用不同口徑的鋼套管)；由于是套管護壁，不須泥漿循環(huán)，故沒有泥漿排放，遇地下水、流沙地質(zhì)時，仍可以正常施工；取土是在鋼套管內(nèi)進行，克服了沖抓頭下落、提升時帶來的泥土陷落等，是一種新型的、理想的、高效的灌注樁施工機械，特別適用于對地基承載要求高地基工程的施工。
附圖及實施例


圖1、液壓搖動式全套管灌注樁機配套設(shè)備示意圖；圖2、液壓搖動式全套管灌注樁機俯視圖；圖3、液壓搖動式全套管灌注樁機側(cè)視圖；圖4、液壓搖動式全套管灌注樁機液壓系統(tǒng)示意圖；圖5、鋼套管結(jié)構(gòu)示意圖；圖6、鋼套管連接方式剖面示意圖。
實施例1、如
圖1、2、3、4所示的液壓搖動式全套管灌注樁機，由磨樁機(1)、鋼套管(2)、液壓系統(tǒng)(3)、沖抓頭(4)和牽引吊(5)組成；在磨樁機底座(8)的一端用定位組件(9)定位提升油缸(10)(最大行程可選用600mm)的底端，提升油缸上端用定位組件定位在機架(11)上，機架隨提升油缸升降，機架上固定至少兩個鎖定油缸(12)，鎖定油缸上分別安裝鎖定夾具(13)，并帶動鎖定夾具夾緊或放松鋼套管，在磨樁機底座的另一端用定位組件定位一個支架(14)，支架上用定位組件定位二個搖動油缸(15a、b)的一端，另一端分別用定位組件定位在兩個鎖定夾具(13a、b)上，通過兩個搖動油缸不同的伸展和收縮(即a缸伸展，則b缸收縮；而b缸伸展，則a缸收縮)，帶動鎖定夾具搖動(搖動角度可設(shè)計為35度以內(nèi))，轉(zhuǎn)矩并被同時傳遞到鎖定夾具夾緊的鋼套管上，鋼套管也隨著進行正、反方向不斷扭動，使鋼套管下端的切割環(huán)(7)開割土方，加上提升油缸的收縮，使鋼套管同時受到向下的壓力，逐漸被壓入地下；沖抓頭在鋼套管中以自重下落沖抓取土，用牽引吊的鋼繩(6)牽引；液壓系統(tǒng)由油壓站(23)、鋼絲膠管總成(24)、油壓控制箱(25)、提升油缸、搖動油缸、鎖定油缸組成，用雙流量柱塞泵控制各油缸工作。
實施例2、如圖2、3、4所示的液壓搖動式全套管灌注樁機，設(shè)置五個鎖定油缸(12)，分別安裝左夾(13a)、右夾(13b)、前夾(13c)、左后夾(13d)、右后夾(13e)五個鎖定夾具，并用鎖定連桿(16)鎖定，兩個搖動油缸(15)的一端分別定位在左、右鎖定夾具上；在支架(14)上用定位組件(9)定位在調(diào)節(jié)油缸(17)的一端，另一端用定位組件定位在機架(11)上，在檢查鋼套管(2)垂直度，若偏差超過允許范圍，則啟動調(diào)節(jié)油缸調(diào)節(jié)(調(diào)節(jié)范圍以10度為宜)，使機架帶動鎖定夾具和鋼套管移動，達到調(diào)節(jié)鋼套管垂直度的要求；液壓系統(tǒng)(3)應(yīng)增設(shè)調(diào)節(jié)油缸。
實施例3、如圖2、3、4所示的液壓搖動式全套管灌注樁機，為了使鋼套管(2)提升或下放、調(diào)整垂直度時，避免鋼套管的下落，在底座(8)上固定至少兩個定位油缸(18)，分別安裝定位夾具(19)。當(dāng)鋼套管提升、下放或調(diào)整垂直度時，啟動定位油缸，推動定位夾具夾緊鋼套管，即可以收縮鎖定油缸(12)，使鎖定夾具(13)放松并脫離鋼套管，提升油缸(10)收縮或提升到需要的位置，再啟動鎖定油缸，推動鎖定夾具夾緊鋼套管后，收縮定位油缸，使定位夾具放松并脫離鋼套管；液壓系統(tǒng)(3)應(yīng)增設(shè)定位油缸。
實施例4、如圖5、6所示的液壓搖動式全套管灌注樁機，為了避免沖抓頭損壞鋼套管的端口，可在鋼套管頂部套上一個鋼套管護筒(21)。為了適應(yīng)開鑿空洞的深度，鋼套管(2)的相互連接采用套管的方式，用螺絲(20)固定；即每一根鋼套管一端切割掉部分外徑，另一端切割掉部分內(nèi)徑，切割掉的外徑厚度加切割掉的內(nèi)徑厚度之和略小于鋼套管的厚度，將切割掉外徑的鋼套管插入切割掉內(nèi)徑的鋼套管中，并沿鋼套管每端的圓面上開設(shè)相應(yīng)的螺口，切割掉內(nèi)徑的鋼套管開設(shè)的螺口處應(yīng)留有螺絲螺母槽。鋼套管長度一般選定為4-12M為宜。
實施例5、如圖所示2、3的液壓搖動式全套管灌注樁機，為了使磨樁機(1)和牽引吊(5)聯(lián)結(jié)穩(wěn)定，在磨樁機的底座(8)上設(shè)有牽引吊固定連接裝置(22)，最好選用16T-25T履帶吊車，方便移動和選定樁位。
權(quán)利要求1.一種液壓搖動式全套管灌注樁機，由磨樁機(1)、鋼套管(2)、液壓系統(tǒng)(3)、沖抓頭(4)和牽引吊(5)組成，其特征在于a、兩個提升油缸(10)的一端用定位組件(9)定位在磨樁機底座(8)上，另一端用定位組件(9)定位在機架(11)上，，機架(11)隨提升油缸(10)升降，機架(11)上還固定至少兩個鎖定油缸(12)，鎖定油缸(12)上分別安裝鎖定夾具(13)，在磨樁機底座(8)上安裝有支架(14)，支架(14)上用定位組件(9)定位兩個搖動油缸(15a、b)的一端，搖動油缸(15a、b)的另一端分別用定位組件(9)定位在左右鎖定夾具(13a、b)上；b、鋼套管(2)的底部安裝一個切割環(huán)(7)；c、定位組件(9)是指萬向接頭或球鉸或雙向圓軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓搖動式全套管灌注樁機，其特征在于機架(11)上設(shè)置五個鎖定油缸(12)為最佳方案，分別安裝左夾(13a)、右夾(13b)、前夾(13c)、左后夾(13d)、右后夾(13e)五個鎖定夾具，并用鎖定連桿(16)鎖定，兩個搖動油缸(15)的一端分別定位在左、右鎖定夾具上。
3.根據(jù)權(quán)利要求求1所述的液壓搖動式全套管灌注樁機，其特征在于在支架(14)上用定位組件(9)定位調(diào)節(jié)油缸(17)的一端，另一端用定位組件(9)定位在機架(11)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓搖動式全套管灌注樁機，其特征在于在底座(8)上固定至少兩個定位油缸(18)，分別安裝定位夾具(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓搖動式全套管灌注樁機，其特征在于鋼套管(2)的相互連接采用套管的方式，用螺絲(20)固定，即每一根鋼套管一端切割掉部分外徑，另一端切割掉部分內(nèi)徑，切割掉的外徑厚度加切割掉的內(nèi)徑厚度之和略小于鋼套管的厚度，將切割掉外徑的鋼套管插入切割掉內(nèi)徑的鋼套管中，并沿鋼套管每端的圓面上開設(shè)相應(yīng)的螺口，切割掉內(nèi)徑的鋼套管開設(shè)的螺口處應(yīng)留有螺絲螺母槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、5的液壓搖動式全套管灌注樁機，其特征在于鋼套管(2)頂部上一個鋼套管護筒(21)。
專利摘要一種液壓搖動式全套管灌注樁機，由磨樁機、鋼套管、液壓系統(tǒng)、沖抓頭和牽引吊組成，磨樁機通過鎖定油缸和定位油缸夾緊鋼管套，收縮提升油缸使鋼管套受到向下的壓力，同時用搖動油缸搖動夾具，鋼套管經(jīng)反復(fù)扭動并受壓向下深入土層，用沖抓頭在鋼套管中沖擊取土，從而得到成孔的目的，再按一定的工藝要求澆灌混凝土成樁。具有震動和噪音小，成孔深、孔徑易調(diào)節(jié)、沒有泥漿排放，遇地下水、流沙地質(zhì)時，仍可以正常施工等特點。
文檔編號E02D15/00GK2244572SQ94221249
公開日1997年1月8日 申請日期1994年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月7日
發(fā)明者劉富華 申請人:劉富華