CN103669351B - 一种全程引孔式液压静力压桩机 - Google Patents

Abstract

一种桩中心全程引孔式液压静力压桩机，其包括机身平台、桅杆（3）、压桩机构和钻孔机构，所述钻孔机构通过抱起夹持机构装配在所述桅杆（3）上，所述钻孔装置包括动力头（6）和钻杆（12），所述抱起夹持机构包括上抱杆装置（7）、下抱杆装置（8）、主卷扬（9）和副卷扬（10），所述主卷扬钢丝绳通过滑轮架与所述动力头相连，所述副卷扬钢丝绳通过滑轮架与上抱杆装置(7)相连，所述动力头（6）下方固定安装有下抱杆装置（8），所述上抱杆装置（7）和下抱杆装置（8）沿设在桅杆上的导轨上下滑动；本发明通过上下抱杆装置及主副卷扬的交替作用，将钻杆提升到足够高度让出压桩位，考虑单节桩长15米，在不拆卸钻杆的情况下打同样的孔深，采用本发明所需要的桅杆高度至少可以矮15米。

Description

一种全程引孔式液压静力压桩机

技术领域

本发明涉及一种液压静力压桩机，尤其是一种桩中心全程引孔式液压静力压桩机。

背景技术

目前，预制桩基础成桩主要有以下两种方式：一是用柴油锤击打预制桩顶，把预制桩打入地基中成桩；另一种是用液压静力压桩机，将预制桩压入地基中成桩。柴油锤冲击力大，穿透力强，转场灵活，但施工噪音大，油烟多，污染严重，冲击力易损坏桩，尤其是对于承载力较大的桩，施工质量很难控制，受施工人员的影响较大。液压静力压桩机施工无震动，噪声较小，高效节能，成桩质量高；但机器笨重，对施工场地要求高；倘若地层中存在密实硬层，特别是厚沙砾层，因沉桩阻力大，桩端难以穿透，适用范围受到限制。

针对地层中存在密实硬层时的静压桩工法，各地根据自身地质条件的特点，发展出多种施工方法：如在预制桩中心孔中冲入高压水及高压气，将硬沙层冲松，沙粒随水流排出的冲水桩法；预先利用长螺旋引孔、先引孔再压桩的预引孔法等等。但这些工法适应范围小，且存在各种弊病。如冲水桩法工作环境差，容易对机器上的液压油缸、液压***等造成损害；预引孔法长螺旋预先引孔后，后续静压桩机施工就位时容易将孔压塌压偏。而且预引孔法只适合地表有密实沙层的情况，有的地质静压桩很难穿过，预引孔的话只要一提钻就塌孔，有很大的施工难度。

部分厂家采用在桩机上装桅杆及螺旋钻杆，螺旋钻杆从桩中心穿过。边压边钻，预制桩同时起到对引孔护壁的作用，以实现桩中心全程引孔，可以解决上述问题，如图7所示。但是桅杆高度受到压桩机的整体平衡稳定的限制，钻杆不能提高到足够高。由于受桅杆的高度限制和结构影响，只能压一节根桩装拆一次钻杆，辅助工时太长，工人劳动强度大，一天压不了几根桩。而若将钻杆设计成如旋挖钻杆式的伸缩式，因钻杆必须要考虑在桩中心孔放入，不能做得太大，几节伸缩式的钻杆显然难以实现。

在上述现有技术缺陷的基础上，申请人经过改进，提出了结构简单，不用频繁拆卸钻杆，能有效利用桅杆高度的桩中心全程引孔式液压静力压桩机。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种适用范围广的，不用频繁拆卸钻杆，能有效利用桅杆高度的桩中心全程引孔式液压静力压桩机。

本发明是这样实现的，一种桩中心全程引孔式液压静力压桩机，包括静力压桩机，压桩机构和钻孔机构,所述压桩机构包括设在静力压桩机上的压桩台，设在所述压桩台上的夹桩箱和设在夹桩箱上的压桩油缸；其特征在于：在静力压桩机上还设有钻孔装置，所述的钻孔装置包括桅杆、钻杆、动力头和抱起夹持机构,所述桅杆通过底座装配在静力压桩机的机身平台上，所述钻孔机构通过抱起夹持机构装配在所述桅杆上，所述钻杆与动力头固定连接、并且所示钻杆和动力头被抱起夹持机构夹持沿桅杆上下滑动，所述动力头、抱起夹持机构与夹桩箱同中心轴线。

进一步地，所述的桅杆顶端设有滑轮架，所述抱起夹持机构包括上抱杆机构、下抱杆机构、主卷扬和副卷扬，所述主卷扬安装于所述底座上，所述副卷扬安装于底座或桅杆上，所述主卷扬的钢丝绳通过滑轮架与所述动力头的滑轮联接，所述副卷扬钢丝绳通过滑轮架与上抱杆机构相连，所述上抱杆机构和下抱杆机构交替夹持所述钻杆，并分别被主卷扬和副卷扬驱动沿桅杆上下滑动。

进一步地，所述上抱杆机构和所述下抱杆机构均包括基础座和夹持器，可选择地包括滑道、滑轮，所述滑道设置在所述基础座的一侧，在基础座上设有可供钻杆穿过的孔，在孔的周围固定安装有夹持器，在基础座上位于夹持器和滑道之间固定安装有滑轮。

进一步地，所述夹持器包括至少2个抱紧油缸。

进一步地，下抱杆机构通过基础座固定安装在所述动力头下方，所述动力头的一侧设有滑道，动力头的上方设有滑轮，所述下抱杆机构不具有滑道和滑轮。

进一步地，所述下抱杆机构不与动力头连接，所述下抱杆机构具有滑道和滑轮，所述副卷扬通过滑轮架与所述下抱杆机构的滑轮连接。

进一步地，所述上抱杆机构和所述下抱杆机构的至少一个还安装有回转支撑，所述回转支撑安装在所述基础座上的供钻杆穿过的孔处。

进一步地，所述钻杆上沿圆周分布有至少2条平键，钻杆下端装有短螺旋钻头，所述动力头中心输出轴孔设有键槽，所述键槽与钻杆上的平键相匹配。

本发明的有益效果是：桅杆上设计了上抱杆机构，上抱杆机构与副卷钢丝绳相连；动力头上带有下抱杆机构，动力头与主卷扬相连。通过上下抱杆机构及主副卷扬的交替作用，将钻杆提升到足够高度让出压桩位，因钻杆可以提升至顶端超出桅杆，所以钻杆的长度也不受桅杆高度的限制。故在不拆卸钻杆的情况下打同样的孔深，如果考虑单节桩长15米，则采用本专利所需要的桅杆高度至少可以矮15米，不论从可行性、经济性等来说，采用本发明都有无可比拟的优势。

附图说明

图1为本发明桩中心全程引孔压桩机整机主视图；

图2为本发明桩中心全程引孔压桩机的钻孔装置部分主视图；

图3为本发明桩中心全程引孔压桩机的上抱杆装置主视图；

图4为本发明桩中心全程引孔压桩机的上抱杆装置俯视图；

图5为本发明桩中心全程引孔压桩机的动力头主视图；

图6为本发明桩中心全程引孔压桩机的动力头俯视图；

图7为本发明桩中心全程引孔压桩机的下抱杆装置主视图；

图8为本发明桩中心全程引孔压桩机的下抱杆装置K向视图；

图9为本发明工作状态图，其中a）第一节桩就位，b）钻杆下放到桩中心孔底钻孔，边压边钻，直至第一节桩压入地基；c）钻杆上提，让出桩位，第二节桩就位，使用本专利钻杆上提时不受桅杆高度影响；d）钻杆下放至孔底钻孔，边压边钻直至第二节桩压至设计标高；e）桩机挪至下一个桩位打桩。

图10现有技术中压桩机的工作状态图。

上述图中的附图标记：

1液压静力压桩机、2钻孔装置、3桅杆、4底座、5滑轮架、6动力头、7上抱杆机构

8下抱杆机构、9主卷扬、10副卷扬、11立桅油缸、12钻杆、13预制管桩14压桩台

60下滑道61动力头本体62下滑轮63动力头中心输出轴孔

70上滑道71上滑轮72上基础座73回转支撑74上夹持器

740上安装板741上抱紧油缸

80下回转支撑81下安装板82下抱紧油缸

具体实施方式

以下实施例用来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见附图1-2，在静力压桩机1上设有钻孔装置2。钻孔装置2包括桅杆3、底座4、上滑轮架5、动力头6、上抱杆机构7、下抱杆机构8、主卷扬9、副卷扬10等。

桅杆3通过底座4装配在静力压桩机1的机身平台上，桅杆3顶端装配有滑轮架5。底座4上还装有主卷扬9，主卷扬9上的钢丝绳绕过滑轮架5与动力头6上的下滑轮62联接，主卷扬9收绳放绳，就带着动力头6在桅杆3上上下滑动。桅杆3上或底座4上装有副卷扬10，副卷扬10上的副卷钢丝绳绕过滑轮架5与上抱杆装置7上的上滑轮71联接，副卷扬10收绳放绳，可带着上抱杆机构7在桅杆3上上下滑动。

如图5、6所示为动力头6的结构图。所述动力头包括框架、设在框架一侧的下滑道60，安装在框架内的动力头本体61，在框架顶部的下滑轮，在动力头本体61的下方还安装有下抱杆机构8，可随着动力头6一起在桅杆3上上下滑动。动力头的中心输出轴孔正对着压桩台中心。动力头的中心输出轴孔为键槽式，与钻杆12上的平键相匹配。

上抱杆机构7的结构图参见图3、4：包括上基础座72，上滑道7O，上滑轮71、上夹持器74。所述上抱杆机构可以有两种实现方案，一是不装回转支支撑，即在上基础座72上装有上夹持器74，所述上夹持器74包括一组安装板740,一组上抱紧油缸741装配在上安装板740上。不装回转支撑时抱杆机构在钻杆旋转钻进时是不能抱紧的，只是作提升钻杆用，钻杆钻进状态时钻杆在动力头内进行固定；二是装回转支撑，即在上基础座72上还装有回转支撑73。装了回转支撑73，则在钻杆钻进时上抱杆机构可抱紧钻杆并随钻杆一起旋转，从而具有固定钻杆的功能。

优选地，下抱杆机构（8）可以单独设置，也可以设置在所述的动力头（6）上。

所述下抱杆机构8与上抱杆机构相比，如果其安装在动力头的下方，则不具有滑道和滑轮，只具有下夹持器，可选择地具有回转支撑。如图7、8所示，下抱杆机构8包括下基础座，下夹持器。所述下夹持器包括一组安装板81,一组下抱紧油缸82装配在下安装板81上。下抱杆机构8的基础座上可选择地安装下回转支撑80。如果下抱杆机构8单独安装，不与动力头固定连接，则具有滑道、滑轮和下夹持器，可选择地具有回转支撑。

如图6所示，本发明桩中心全引孔压桩机的工作状态图。

如图a)所示，将预制管桩13吊至压桩位，操作压桩台14上的夹桩箱（图中未表示）抱紧预制管桩13。操作主卷扬9副卷扬10分别下放动力头6及上抱杆机构7至合适位置。

如图b）所示，利用机器自带的起重机起吊钻杆12依次穿过上抱杆机构7中心孔、动力头6及下抱杆机构8中心孔、下到预制桩13中心孔的底部。起吊钻杆12的过程中注意用手轻拨钻杆12使钻杆12上的键条与动力头6中心输出轴孔的键槽相匹配。分别操作主卷扬9副卷扬10提升动力头6及上抱杆机构8至合适位置，分别操作上下抱杆机构的油缸抱紧钻杆，开动动力头6，动力头6带动钻杆12旋转，并在动力头6的重力作用下下行加压钻孔，将沙隔层掏松，同时操作压桩油缸下压预制桩13。掏松的沙隔层使预制桩13所需的压桩力减小，而预制桩13的下压又保护了引孔的孔壁，松软的沙隔层不至于塌孔。边压边钻，边钻边压，直至一节桩打入地基。

如图c）所示，若此时需要打第二节桩，只需要停下动力头6，松开动力头6上的下抱杆机构8，同时保持上抱杆机构7夹紧，副卷扬10上提上抱杆机构7到桅杆顶端。再抱紧下抱杆机构8，松开上抱杆机构7，主卷扬9上提动力头6到合适位置。如此交替利用上下抱杆机构及主副卷扬，将钻杆提出预制桩孔至足够高度，让出第二节桩起吊空间，再重复下一节桩的压钻施工。

如图d）所示，分别操作主卷扬9副卷扬10提升动力头6及上抱杆机构8至合适位置，分别操作上下抱杆机构的油缸抱紧钻杆，开动动力头6，动力头6带动钻杆12旋转，并在动力头6的重力作用下下行加压钻孔，将沙隔层掏松，同时操作压桩油缸下压预制桩13。掏松的沙隔层使预制桩13所需的压桩力减小，而预制桩13的下压又保护了引孔的孔壁，松软的沙隔层不至于塌孔。边压边钻，边钻边压，直至第二节桩压至设计标高。

如图e）所示，若此时需要打下一个桩位，驱动压桩机的地脚，将压桩机定位到下一个桩位，继续如图a）所示的步骤。

本申请的优点是：桅杆上设计了上抱杆装置，上抱杆装置与副卷钢丝绳相连；动力头上带有下抱杆装置，动力头与主卷扬相连。通过上下抱杆装置及主副卷扬的交替作用，将钻杆提升到足够高度让出压桩位，在不拆卸钻杆的情况下打同样的孔深，采用本专利所需要的桅杆高度至少可以矮15米（考虑单节桩长15米）。不论从可行性、经济性等来说，采用本专利都有无可比拟的优势。

Claims (8)

1.一种桩中心全程引孔式液压静力压桩机，包括静力压桩机，压桩机构和钻孔机构,所述压桩机构包括设在静力压桩机上的压桩台，设在所述压桩台上的夹桩箱和设在夹桩箱上的压桩油缸，其特征在于：在静力压桩机上还设有钻孔装置，所述的钻孔机构包括桅杆、钻杆、动力头和抱起夹持机构,所述桅杆通过底座装配在静力压桩机的机身平台上，所述钻杆通过抱起夹持机构装配在所述桅杆上，所述钻杆与动力头固定连接，并且所述钻杆被动力头和抱起夹持机构夹持沿桅杆上下滑动，所述动力头、抱起夹持机构与夹桩箱同中心轴线。

2.一种如权利要求1所述的全程引孔式液压静力压桩机，其特征在于：所述桅杆顶端设有滑轮架，所述抱起夹持机构包括上抱杆机构、下抱杆机构、主卷扬和副卷扬，所述主卷扬安装于所述底座上，所述副卷扬安装于底座或桅杆上，所述主卷扬的钢丝绳通过滑轮架与所述动力头联接，所述副卷扬钢丝绳通过滑轮架与上抱杆机构相连，所述上抱杆机构和下抱杆机构交替夹持所述钻杆，并分别被主卷扬和副卷扬驱动沿桅杆上下滑动。

3.一种如权利要求2所述的全程引孔式液压静力压桩机，其特征是：所述上抱杆机构和所述下抱杆机构均包括基础座和夹持器，可选择地包括滑道、滑轮，所述滑道设置在所述基础座的一侧，在基础座上设有可供钻杆穿过的孔，在孔的周围固定安装有夹持器，在基础座上位于夹持器和滑道之间固定安装有滑轮。

4.一种如权利要求3所述的桩中心全程引孔式液压静力压桩机，其特征在于，所述夹持器包括至少2个抱紧油缸。

5.一种如权利要求2所述的桩中心全程引孔式液压静力压桩机，其特征在于，下抱杆机构通过基础座固定安装在所述动力头下方，所述动力头的一侧设有滑道，动力头的上方设有滑轮，所述下抱杆机构不具有滑道和滑轮。

6.一种如权利要求2所述的桩中心全程引孔式液压静力压桩机，其特征在于，所述下抱杆机构不与动力头连接，所述下抱杆机构具有滑道和滑轮，所述副卷扬通过滑轮架与所述下抱杆机构的滑轮连接。

7.一种如权利要求2所述的全程引孔式液压静力压桩机，其特征在于：所述上抱杆机构和所述下抱杆机构的至少一个还安装有回转支撑，所述回转支撑安装在所述基础座上的供钻杆穿过的孔处。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的桩中心全程引孔式液压静力压桩机，其特征在于，所述钻杆上沿圆周分布有至少2条平键，钻杆下端装有短螺旋钻头，所述动力头中心输出轴孔设有键槽，所述键槽与钻杆上的平键相匹配。