CN115341543B - 一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构，包括：底座，所述底座上固定连接有第一支架，所述第一支架上固定连接有第二支架，所述第一支架、第二支架上设置有限位件，所述限位件上转动连接有螺纹钻杆，所述螺纹钻杆插接于通孔内，所述通孔位于所述底座上，所述通孔上方设置有桩基，所述桩基内设置有引孔，所述螺纹钻杆插接于桩基的引孔内。在静压桩机对桩基压制过程中，通过螺纹钻杆预先对压桩位钻孔，再将桩基压入螺纹钻杆钻的孔内，且在此过程中，螺纹钻杆插接于桩基的引孔内，引导桩基按照螺纹钻杆的方向下压，有效解决了采用静压桩机进行预制桩贯穿沙层地质夹层压桩时，容易导致滞桩、偏桩或断桩，甚至导致夹桩出现折断的问题。

Description

一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构

技术领域

本发明涉及桩基工程技术领域，具体为一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构。

背景技术

桩基由桩和连接桩顶的桩承台组成的深基础或由柱与桩基连接的单桩基础，简称桩基。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基应用广泛。

桩基是一种古老的基础型式。桩工技术经历了几千年的发展过程。无论是桩基材料和桩类型，或者是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系。在某些情况下，采用桩基可以大量减少施工现场工作量和材料的消耗。

桩基中桩的数量和排列应根据上部结构和荷载情况确定。柱下桩基可以用一根也可用一群桩并排列成多边形；墙下桩基常成排布置，当建筑物荷载大和占地面积小时，则要成片布置成满堂桩。桩基上作用的荷载以竖向荷载为主时,桩都是竖直的；如有较大的水平荷载,就要布置斜桩以抵抗水平力。

目前，采用静压桩机进行预制桩的压桩施工方法，主要应用于粘性土或沙性较轻的软粘性土层施工，当需要贯穿沙层地质夹层时，容易导致滞桩、偏桩或断桩，甚至导致夹桩出现折断的情况。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构，解决了上述背景技术中提出的目前采用静压桩机进行预制桩的压桩施工方法，当需要贯穿沙层地质夹层时，容易导致滞桩、偏桩或断桩，甚至导致夹桩出现折断的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构，包括：底座，所述底座上固定连接有第一支架，所述第一支架上固定连接有第二支架，所述第一支架、第二支架上设置有限位件，所述限位件上转动连接有螺纹钻杆，所述螺纹钻杆插接于通孔内，所述通孔位于所述底座上，所述通孔上方设置有桩基，所述桩基内设置有引孔，所述螺纹钻杆插接于桩基的引孔内。

优选的，所述限位件包括第一限位件、第二限位件，所述第一限位件固定连接于所述第二支架，所述第二限位件固定连接于所述第一支架。

优选的，所述第二限位件上固定连接有液压马达，所述液压马达输出端固定连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮转动连接于所述第二限位件，所述蜗轮内环设置有螺纹，所述蜗轮内的螺纹与螺纹钻杆啮合，所述螺纹钻杆贯穿所述第二限位件。

优选的，所述通孔的直径大于所述桩基的直径，所述螺纹钻杆上固定连接有联动板，所述联动板抵接于所述桩基上表面。

优选的，所述底座上设置有起吊机构，所述起吊机构用于转移所述桩基。

优选的，所述第一支架、第二支架均为桁架结构。

优选的，所述底座上设置有辅助稳定机构；

所述辅助稳定机构包括稳定块及驱动稳定块的驱动装置；

所述稳定块位于所述底座外侧，所述稳定块固定连接于固定板，所述固定板与所述驱动装置连接。

优选的，所述驱动装置位于所述底座内，所述驱动装置包括液压杆，所述液压杆转动连接于所述底座内壁，所述液压杆输出端转动连接于第一连杆中段；

所述第一连杆一端转动连接于所述底座内壁，所述第一连杆另一端转动连接有第三连杆一端，所述第三连杆另一端转动连接于调节块；

所述第三连杆中段转动连接于第二连杆中段，所述第二连杆一端转动连接于所述底座内壁，所述第二连杆另一端转动连接有第四连杆一端，所述第四连杆另一端转动连接于调节块；

所述调节块固定连接于所述固定板。

优选的，所述联动板上设置有位置调整机构，所述位置调整机构用于调整所述螺纹钻杆与桩基上引孔的相对位置。

优选的，所述位置调整机构包括：

伸缩杆、弹簧、压力环、压力杆、压轮、固定杆、受力杆、随动杆、连接杆、转杆、调整板；

所述伸缩杆固定连接与所述联动板下表面，所述伸缩杆下端固定连接有压力环，所述压力环与桩基抵接，所述压力环位于所述螺纹钻杆外周；

所述伸缩杆外套接有弹簧，所述弹簧两端分别固定连接于联动板、压力环；

所述压力环上固定连接有压力杆，所述压力杆上转动连接有压轮；

所述联动板下表面固定连接有固定杆，所述固定杆下端转动连接有连接杆，所述连接杆固定连接于随动杆，所述随动杆上端固定连接有受力杆，所述受力杆与压轮滚动连接；

所述随动杆下端转动连接有转杆，所述转杆上固定连接有调整板，所述调整板位于所述桩基外周，所述调整板与所述桩基抵接。

附图说明

图1为本发明的主体结构主视示意图；

图2为本发明的第二限位件结构俯视示意图；

图3为本发明的辅助稳定机构结构收拢状态主视示意图；

图4为本发明的辅助稳定机构结构展开状态主视示意图；

图5为本发明的位置调整机构主视示意图。

图中：1、底座；2、第一支架；3、第二支架；4、第一限位件；5、第二限位件；6、螺纹钻杆；7、联动板；8、桩基；9、通孔；10、起吊机构；11、液压马达；12、蜗杆；13、蜗轮；14、辅助稳定机构；15、位置调整机构；1401、液压杆；1402、第一连杆；1403、第二连杆；1404、第三连杆；1405、第四连杆；1406、调节块；1407、固定板；1408、稳定块；1501、伸缩杆；1502、弹簧；1503、压力环；1504、压力杆；1505、压轮；1506、固定杆；1507、受力杆；1508、随动杆；1509、连接杆；1510、转杆；1511、调整板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构，包括：底座1，所述底座1上固定连接有第一支架2，所述第一支架2上固定连接有第二支架3，所述第一支架2、第二支架3上设置有限位件，所述限位件上转动连接有螺纹钻杆6，所述螺纹钻杆6插接于通孔9内，所述通孔9位于所述底座1上，所述通孔9上方设置有桩基8，所述桩基8内设置有引孔，所述螺纹钻杆6插接于桩基8的引孔内；

所述限位件包括第一限位件4、第二限位件5，所述第一限位件4固定连接于所述第二支架3，所述第二限位件5固定连接于所述第一支架2；

所述第二限位件5上固定连接有液压马达11，所述液压马达11输出端固定连接有蜗杆12，所述蜗杆12与蜗轮13啮合，所述蜗轮13转动连接于所述第二限位件5，所述蜗轮13内环设置有螺纹，所述蜗轮13内的螺纹与螺纹钻杆6啮合，所述螺纹钻杆6贯穿所述第二限位件5；

所述通孔9的直径大于所述桩基8的直径，所述螺纹钻杆6上固定连接有联动板7，所述联动板7抵接于所述桩基8上表面；

所述底座1上设置有起吊机构10，所述起吊机构10用于转移所述桩基8；

所述第一支架2、第二支架3均为桁架结构。

上述方案的工作原理及有益效果：在静压桩机对桩基8压制过程中，通过螺纹钻杆6预先对压桩位钻孔，再将桩基8压入螺纹钻杆6钻的孔内，且在此过程中，螺纹钻杆6插接于桩基8的引孔内，引导桩基8按照螺纹钻杆6的方向下压，有效解决了采用静压桩机进行预制桩贯穿沙层地质夹层压桩时，容易导致滞桩、偏桩或断桩，甚至导致夹桩出现折断的问题；

通过液压马达11带动蜗杆12、蜗轮13进而驱动螺纹钻杆6下移，减缓螺纹钻杆6的转速，提高螺纹钻杆6的扭矩，提高了螺纹钻杆6钻孔的动力；

设置联动板7对桩基8进行同时压入，减少了压入步骤，也使得桩基8的压入更加符合预设位；

设置起吊机构10对桩基8进行移动，节约了人力资源。

实施例2

请参阅图3-4，在实施例1的基础上，所述底座1上设置有辅助稳定机构14；

所述辅助稳定机构14包括稳定块1408及驱动稳定块1408的驱动装置；

所述稳定块1408位于所述底座1外侧，所述稳定块1408固定连接于固定板1407，所述固定板1407与所述驱动装置连接；

所述驱动装置位于所述底座1内，所述驱动装置包括液压杆1401，所述液压杆1401转动连接于所述底座1内壁，所述液压杆1401输出端转动连接于第一连杆1402中段；

所述第一连杆1402一端转动连接于所述底座1内壁，所述第一连杆1402另一端转动连接有第三连杆1404一端，所述第三连杆1404另一端转动连接于调节块1406；

所述第三连杆1404中段转动连接于第二连杆1403中段，所述第二连杆1403一端转动连接于所述底座1内壁，所述第二连杆1403另一端转动连接有第四连杆1405一端，所述第四连杆1405另一端转动连接于调节块1406；

所述调节块1406固定连接于所述固定板1407。

上述方案的工作原理及有益效果：通过液压杆1401驱动第一连杆1402围绕底座1与第一连杆1402的连接点转动，进而带动第二连杆1403、第三连杆1404转动，由于第一连杆1402、第二连杆1403、第三连杆1404、第四连杆1405、调节块1406及底座1组成的双四边形结构，在第一连杆1402转动时，固定于调节块1406上的稳定块1408转动，变为垂直于之前状态，稳定块1408与地面抵接，变形增大了压桩机与地面的接触面积，提高了压桩机压桩的稳定性；

当压桩结束后，液压杆1401驱动稳定块1408回收，使其与底座1贴合，减小了压桩机的占地面积，提升了压桩机的便捷性。

实施例3

请参阅图5，在实施例1-2的基础上，所述联动板7上设置有位置调整机构15，所述位置调整机构15用于调整所述螺纹钻杆6与桩基8上引孔的相对位置；

所述位置调整机构15包括：

伸缩杆1501、弹簧1502、压力环1503、压力杆1504、压轮1505、固定杆1506、受力杆1507、随动杆1508、连接杆1509、转杆1510、调整板1511；

所述伸缩杆1501固定连接与所述联动板7下表面，所述伸缩杆1501下端固定连接有压力环1503，所述压力环1503与桩基8抵接，所述压力环1503位于所述螺纹钻杆6外周；

所述伸缩杆1501外套接有弹簧1502，所述弹簧1502两端分别固定连接于联动板7、压力环1503；

所述压力环1503上固定连接有压力杆1504，所述压力杆1504上转动连接有压轮1505；

所述联动板7下表面固定连接有固定杆1506，所述固定杆1506下端转动连接有连接杆1509，所述连接杆1509固定连接于随动杆1508，所述随动杆1508上端固定连接有受力杆1507，所述受力杆1507与压轮1505滚动连接；

所述随动杆1508下端转动连接有转杆1510，所述转杆1510上固定连接有调整板1511，所述调整板1511位于所述桩基8外周，所述调整板1511与所述桩基8抵接。

上述方案的工作原理及有益效果：压桩时，联动板7上固定的伸缩杆1501下端的压力环1503受到联动板7与桩基8之间的压力，伸缩杆1501缩短，弹簧1502收缩，通过压力杆1504与压力环1503连接的压轮1505挤压受力杆1507，使得受力杆1507带动随动杆1508、连接杆1509围绕连接杆1509与固定杆1506的连接点旋转，使得随动杆1508下端连接的调整板1511抱紧桩基8，并调整桩基8的位置，使得桩基8的中心处于螺纹钻杆6的中心处对正，提高了桩基8压入的准确度，进一步避免了进行预制桩贯穿沙层地质夹层压桩时，容易导致滞桩、偏桩或断桩，甚至导致夹桩出现折断的问题。

实施例4

在实施例1-3的基础上，包括引导稳定性检测装置，所述引导稳定性检测装置包括：

压力传感器，压力传感器设置在联动板7与桩基8之间，用于检测联动板7与桩基8之间的压力；

距离传感器，距离传感器设置在联动板7上，用于检测螺纹钻杆6钻孔的深度；

报警器，报警器设置在底座1上；

控制器，控制器分别与压力传感器、距离传感器、报警器电性连接，控制器基于压力传感器、距离传感器控制报警器工作，包括以下步骤：

步骤一：控制器基于压力传感器、距离传感器及公式得到引导稳定性指数：

其中，A为引导稳定性指数，F为压力传感器检测的联动板7与桩基8之间的压力，C为距离传感器检测的螺纹钻杆6钻孔的深度，σ为螺纹钻杆6材料的屈服强度，G为螺纹钻杆6材料的弹性模量，为螺纹钻杆6材料的泊松比，ln为以自然常数e为底的对数函数；

步骤二：基于步骤一的计算结果，当引导稳定性指数小于预设的基准值时，控制器控制报警器进行报警。

假设，压力传感器检测的联动板7与桩基8之间的压力F＝10000000N，距离传感器检测的螺纹钻杆6钻孔的深度C＝20m，螺纹钻杆6材料的屈服强度σ＝200MPa，螺纹钻杆6材料的弹性模量G＝200000MPa，螺纹钻杆6材料的泊松比则通过上述可计算得到引导稳定性指数A＝2.065(取小数点后三位)，计算得到的引导稳定性指数A＝2.065大于预设的基准值2，此时控制器控制报警器不发出报警提示。

上述方案的工作原理及有益效果：设置压力传感器用于检测联动板7与桩基8之间的压力，设置距离传感器用于检测螺纹钻杆6钻孔的深度，通过压力传感器检测的联动板7与桩基8之间的压力、距离传感器检测的螺纹钻杆6钻孔的深度以及公式来计算得到引导稳定性指数，当引导稳定性指数小于预设的基准范围时，控制器控制报警器报警，以通知相关人员对桩基的压入装置进行检查，以保证桩基压入的稳定，通过设置控制器控制报警器报警，及时通知相关工作人员进行检查，增加了装置的智能性。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，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，也可以是活动连接，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构，其特征在于：

包括：底座（1），所述底座（1）上固定连接有第一支架（2），所述第一支架（2）上固定连接有第二支架（3），所述第一支架（2）、第二支架（3）上设置有限位件，所述限位件上转动连接有螺纹钻杆（6），所述螺纹钻杆（6）插接于通孔（9）内，所述通孔（9）位于所述底座（1）上，所述通孔（9）上方设置有桩基（8），所述桩基（8）内设置有引孔，所述螺纹钻杆（6）插接于桩基（8）的引孔内；

所述限位件包括第一限位件（4）、第二限位件（5），所述第一限位件（4）固定连接于所述第二支架（3），所述第二限位件（5）固定连接于所述第一支架（2）；

所述通孔（9）的直径大于所述桩基（8）的直径，所述螺纹钻杆（6）上固定连接有联动板（7），所述联动板（7）抵接于所述桩基（8）上表面；

所述联动板（7）上设置有位置调整机构（15），所述位置调整机构（15）用于调整所述螺纹钻杆（6）与桩基（8）上引孔的相对位置；

所述位置调整机构（15）包括：

伸缩杆（1501）、弹簧（1502）、压力环（1503）、压力杆（1504）、压轮（1505）、固定杆（1506）、受力杆（1507）、随动杆（1508）、连接杆（1509）、转杆（1510）、调整板（1511）；

所述伸缩杆（1501）固定连接与所述联动板（7）下表面，所述伸缩杆（1501）下端固定连接有压力环（1503），所述压力环（1503）与桩基（8）抵接，所述压力环（1503）位于所述螺纹钻杆（6）外周；

所述伸缩杆（1501）外套接有弹簧（1502），所述弹簧（1502）两端分别固定连接于联动板（7）、压力环（1503）；

所述压力环（1503）上固定连接有压力杆（1504），所述压力杆（1504）上转动连接有压轮（1505）；

所述联动板（7）下表面固定连接有固定杆（1506），所述固定杆（1506）下端转动连接有连接杆（1509），所述连接杆（1509）固定连接于随动杆（1508），所述随动杆（1508）上端固定连接有受力杆（1507），所述受力杆（1507）与压轮（1505）滚动连接；

所述随动杆（1508）下端转动连接有转杆（1510），所述转杆（1510）上固定连接有调整板（1511），所述调整板（1511）位于所述桩基（8）外周，所述调整板（1511）与所述桩基（8）抵接。

2.根据权利要求1所述的一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构，其特征在于：

所述第二限位件（5）上固定连接有液压马达（11），所述液压马达（11）输出端固定连接有蜗杆（12），所述蜗杆（12）与蜗轮（13）啮合，所述蜗轮（13）转动连接于所述第二限位件（5），所述蜗轮（13）内环设置有螺纹，所述蜗轮（13）内的螺纹与螺纹钻杆（6）啮合，所述螺纹钻杆（6）贯穿所述第二限位件（5）。

3.根据权利要求1所述的一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构，其特征在于：

所述底座（1）上设置有起吊机构（10），所述起吊机构（10）用于转移所述桩基（8）。

4.根据权利要求1所述的一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构，其特征在于：

所述第一支架（2）、第二支架（3）均为桁架结构。

5.根据权利要求1所述的一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构，其特征在于：

所述底座（1）上设置有辅助稳定机构（14）；

所述辅助稳定机构（14）包括稳定块（1408）及驱动稳定块（1408）的驱动装置；

所述稳定块（1408）位于所述底座（1）外侧，所述稳定块（1408）固定连接于固定板（1407），所述固定板（1407）与所述驱动装置连接。

6.根据权利要求5所述的一种引孔式静压桩机的半自动压桩机构，其特征在于：

所述驱动装置位于所述底座（1）内，所述驱动装置包括液压杆（1401），所述液压杆（1401）转动连接于所述底座（1）内壁，所述液压杆（1401）输出端转动连接于第一连杆（1402）中段；

所述第一连杆（1402）一端转动连接于所述底座（1）内壁，所述第一连杆（1402）另一端转动连接有第三连杆（1404）一端，所述第三连杆（1404）另一端转动连接于调节块（1406）；

所述第三连杆（1404）中段转动连接于第二连杆（1403）中段，所述第二连杆（1403）一端转动连接于所述底座（1）内壁，所述第二连杆（1403）另一端转动连接有第四连杆（1405）一端，所述第四连杆（1405）另一端转动连接于调节块（1406）；

所述调节块（1406）固定连接于所述固定板（1407）。