CN208251095U - 一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，涉及地基打桩工程技术领域，旨在解决管桩不能穿透砂砾层等坚硬地层，从而影响成桩质量的问题，其技术要点在于：包括操作平台，所述操作平台上安装有卷扬机，所述卷扬机通过加压钢绳滑轮组连接有活动压梁，所述活动压梁底侧设有管桩，所述管桩位于桩尖一端设有通过夹桩钳口固定的钻头，所述钻头上设有可驱动钻头自转的旋转机构，并且所述钻头内设有可驱动钻头侧壁向外张拓的膨胀机构，本实用新型在保证工作平稳，施工过程中无振动无噪音污染的同时，可适用于多种复杂的地质条件。

Description

一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机

技术领域

本实用新型涉及地基打桩工程技术领域，尤其涉及一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机。

背景技术

建筑工程施工过程中，一般根据土层情况、周边环境状况以及上部载荷大小等确定桩的类型和施工方法。静力压桩法是利用压桩机的自重和配重来平衡沉桩阻力，在静压力下将预制钢筋混凝土桩分节压入土层中。静力压桩的特点是桩定位准确，不易产生偏心，可提高桩基质量；施工过程中无噪声、无振动、无污染。静力压桩适用于软土、填土及一般黏性土层中，特别适合于建筑密集及危房附近、环境保护要求严格的地区；但不宜用在地下有较多孤石、障碍物或有4m以上硬隔层的情况。

现有授权公告号为CN204875792U的中国专利公开了一种建筑工程静力压桩机，包括：活动压梁、油压表、桩帽、上段桩、加重物仓、底盘、轨道、上段接桩锚筋、桩、压头、操作平台、卷扬机、加压钢绳滑轮组和桩架导向笼，所述轨道水平设置，底盘和操作平台水平设置在该轨道上，卷扬机固定安装在该操作平台上，卷扬机通过钢丝绳和加压钢绳滑轮组与活动压梁连接，该活动压梁的下表面与桩帽接触，该桩帽设置在上段桩的顶端，上段桩通过上段接桩锚筋与桩连接。

但是采用静力压桩机实际施工时，其桩不易穿透砂砾层等地层，因此压头不能达到预定的设计标高，从而影响桩基的成桩质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，解决管桩穿透力不足的问题，以适用于如砂砾层等复杂地质条件。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，包括操作平台，所述操作平台上安装有卷扬机，所述卷扬机通过加压钢绳滑轮组连接有活动压梁，所述活动压梁底侧设有管桩，所述管桩位于桩尖一端设有通过夹桩钳口固定的钻头，所述钻头上设有可驱动钻头自转的旋转机构，并且所述钻头内设有可驱动钻头侧壁向外张拓的膨胀机构。

通过采用上述技术方案，将静力压桩和钻孔松土两个工序合二为一，即在静力压桩的过程中，安装在位于桩尖一端的钻头跟随管桩向下移动，利用钻头上的旋转机构驱使钻头自转松土并利用钻头内的膨胀机构将松动的砂土外侧抷开，从而在管桩孔内完成松土施工，可减少管桩端部的下压阻力，确保管桩顺利压入地基，进而解决了管桩穿透力不足的问题，能适用于多种复杂的地质条件。

进一步地，所述旋转机构包括固定在管桩内部的第一驱动件，所述第一驱动件的输出轴延伸有传动杆，所述传动杆与钻头一体连接。

通过采用上述技术方案，由控制端开启固定在管桩内的第一驱动件，从而驱使钻头自转，以松动管桩端部的土层或较硬的砂砾层。

进一步地，所述膨胀机构包括铰接在钻头侧壁内表面的支杆，所述支杆相对钻头侧壁一端铰接有膨胀头，所述膨胀头连接有设置在钻头内的连杆。

通过采用上述技术方案，在钻头侧壁内表面铰接设置支杆，从而沿钻头长度方向驱使设置在钻头内的连杆位移，来带动位于支杆相对钻头侧壁一端铰接的膨胀头，可利用膨胀头和支杆的铰接关系控制钻头侧壁向外张拓的角度，由此预留出管桩的下压空间。

进一步地，所述连杆远离膨胀头一侧设有第二驱动件，且所述第二驱动件固定设置在钻头内部。

通过采用上述技术方案，将固定安装在钻头内部的第二驱动件与连杆相连以驱动连杆沿钻头长度方向位移，以减少管桩端部的下压阻力，其对土层的扰动范围较小，可灵活应用在砂砾层这样的地质情况。

进一步地，所述膨胀头为四棱锥金字塔形，所述支杆铰接在膨胀头的斜面上。

通过采用上述技术方案，把膨胀头设置成四棱锥金字塔形，并将支杆铰接在膨胀头的斜面上，能有效避免钻头工作过程中经受不住外力而变形。

进一步地，所述管桩周侧设置有至少两组可伸缩的支撑件，所述支撑件一端与固定在操作平台上的支承座铰接，其另一端铰接有杠杆，所述杠杆的另一端与管桩铰接。

通过采用上述技术方案，利用可伸缩的支撑件来配合卷扬机牵引，其铰接在支撑件和管桩上的杠杆使得管桩能沿着竖直方向上下运动，确保钻头升降时位置的准确性。

进一步地，所述操作平台上铰接有曲柄，所述曲柄与杠杆一一对应铰接。

通过采用上述技术方案，在操作平台上铰接与杠杆数目及位置相应的曲柄，每一曲柄分别与所对应的杠杆铰接，使得管桩处在操作平台通口的上方，其支撑件、杠杆及曲柄会对操作平台形成一个向下的力以抵消大地对管桩向上的反作用力，确保操作平台不会向上翘起。

进一步地，所述支撑件、支承座、杠杆及曲柄沿管桩的周向均布。

通过采用上述技术方案，支撑件、支承座、杠杆及曲柄沿管桩的周向均布，进而使得管桩下压时受力均匀。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过设置旋转机构与膨胀机构，将静力压桩和钻孔松土两个工序合二为一，在满足桩基施工要求的基础上，能解决管桩穿透力不足的问题，避免在复杂地质条件下需要轮换使用多种设备的情况；

2、通过设置支撑件、支承座、杠杆及曲柄并沿管桩周向均布，一方面可提高钻头升降时位置的准确性，另一方面可形成一个向下的力以抵消大地对管桩向上的反作用力，使得静力压桩机不需另外设置配置块。

附图说明

图1是本实施例一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机的整体结构示意图；

图2是图1中A部分的放大示意图；

图3是本实施例一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机中管桩及钻头的结构示意图；

图4是图3沿B-B方向的剖视图，显示了管桩及钻头的内部结构。

图中，1、操作平台；11、卷扬机；12、活动压梁；13、管桩；14、夹持器；2、钻头；3、旋转机构；31、第一驱动件；32、传动杆；4、膨胀机构；41、支杆；42、膨胀头；43、连杆；44、第二驱动件；5、支撑件；51、支承座；52、杠杆；53、曲柄。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，如图1所示，包括操作平台1,操作平台1上安装有卷扬机11，卷扬机11通过加压钢绳滑轮组连接有活动压梁12，并在活动压梁12的底侧设置管桩13。即经过卷扬机11的牵引，把整个静力压桩机的自重力压在活动压梁12上，从而传递给管桩13，由此克服桩身下沉时与土壤的摩擦力，保证工作平稳，施工过程中无振动无噪音污染。

为了解决管桩13穿透力不足的问题，以适用于各种复杂的地质条件，如图1和图4所示，在管桩13位于桩尖一端安装通过夹桩钳口固定的钻头2，并在钻头2上设置可驱动其自转的旋转机构3，同时在钻头2内设置可驱动其侧壁向外拓张的膨胀机构4。在静力压桩的过程中，钻头2跟随管桩13向下移动，并在管桩13孔内完成松土施工，通过钻头2旋转且将松动的砂土向外侧拓张，可减少管桩13端部阻力，确保管桩13顺利压入地基。压桩完毕后将管桩13连带钻头2取出，向桩孔内灌入混凝土成灌注桩即可，避免在复杂地质条件下需要轮换使用多种设备的情况，满足桩基施工要求。

如图3和图4所示，旋转机构3包括了固定在管桩13内部的第一驱动件31，在本实用新型此实施例中，第一驱动件31为伺服电机，该伺服电机的输出轴延伸有传动杆32，将传动杆32与钻头2尾部一体连接，从而启动伺服电机可驱使钻头2旋转，松动管桩13端部的土层或砂砾层。

如图3和图4所示，膨胀机构4包括铰接在钻头2侧壁内表面的支杆41，支杆41相对钻头2侧壁一端铰接有膨胀头42，该膨胀头42连接有设置在钻头2内的连杆43。沿钻头2长度方向驱使连杆43位移来带动膨胀头42，从而利用膨胀头42与支杆41的铰接关系可控制钻头2侧壁向外张拓的角度，将钻头2松动的砂土向外侧抷开，预留出管桩13的下压空间。

为实现精准可控，无间隙的传动，如图4所示，连杆43远离膨胀头42一侧连接有第二驱动件44，在本实用新型此实施例中，第二驱动件44为液压缸，且液压缸固定安装在钻头2的内部以驱动连杆43沿钻头2长度方向位移，利用钻头2的侧壁将砂土向外侧张拓，可减少管桩13端部的下压阻力，从而提高了工作效率，对土层的扰动范围较小，以灵活应用在如砂砾层这样的地质情况。

如图4所示，为了膨胀头42位移时能更好地带动铰接的支杆41，将膨胀头42设置成四棱锥金字塔形，并将支杆41铰接在膨胀头42的斜面上，能有效避免钻头2工作过程中经受不住外力而变形。

如图1和图2所示，在管桩13周侧设置有两组可伸缩的支撑件5，在本实用新型此实施例中，支撑件5为伸缩气缸，将该伸缩气缸的缸体一端与固定在操作平台1上支承座51铰接，其活塞杆一端铰接有杠杆52，同时杠杆52的另一端与管桩13上的夹持器14相铰接。通过伸缩气缸来配合卷扬机11的牵引，使得管桩13沿着竖直方向上下运动，确保钻头2升降时位置的准确性，并作为输出扭矩的依托。

如图2所示，在操作平台1上铰接有与杠杆52数目及位置相应的曲柄53，每一曲柄53分别与所对应的杠杆52铰接，使得管桩13处在操作平台1通口的上方。因此，在压桩的过程中，大地会对管桩13有一个向上的反作用力，这个反作用力通过支撑件5、杠杆52及曲柄53会对操作平台1形成一个向下的力，以确保操作平台1不会向上翘起。

如图1和图2所示，支撑件5、支承座51、杠杆52及曲柄53沿管桩13的周向均布，进而使得管桩13下压时受力均匀。

本适用于复杂地质条件下的静力压桩机工作原理：将静力压桩和钻孔松土两个工序合二为一，即在静力压桩的过程中，钻头2跟随管桩13向下移动，随后由控制端开启第一驱动件31驱使钻头2旋转，将管桩13端部的土层或砂砾层松开，紧接着开启第二驱动件44沿钻头2长度方向驱使连杆43位移来带动膨胀头42，将钻头2松动的砂土向外侧抷开，预留出管桩13的下压空间，从而管桩13顺利压入地基后把管桩13连带钻头2取出，向桩孔内灌入混凝土成灌注桩即可。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，包括操作平台（1），所述操作平台（1）上安装有卷扬机（11），所述卷扬机（11）通过加压钢绳滑轮组连接有活动压梁（12），所述活动压梁（12）底侧设有管桩（13），其特征在于：所述管桩（13）位于桩尖一端设有通过夹桩钳口固定的钻头（2），所述钻头（2）上设有可驱动钻头自转的旋转机构（3），并且所述钻头（2）内设有可驱动钻头（2）侧壁向外张拓的膨胀机构（4）。

2.根据权利要求1所述的一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，其特征在于：所述旋转机构（3）包括固定在管桩（13）内部的第一驱动件（31），所述第一驱动件（31）的输出轴延伸有传动杆（32），所述传动杆（32）与钻头（2）一体连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，其特征在于：所述膨胀机构（4）包括铰接在钻头（2）侧壁内表面的支杆（41），所述支杆（41）相对钻头（2）侧壁一端铰接有膨胀头（42），所述膨胀头（42）连接有设置在钻头（2）内的连杆（43）。

4.根据权利要求3所述的一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，其特征在于：所述连杆（43）远离膨胀头（42）一侧设有第二驱动件（44），且所述第二驱动件（44）固定设置在钻头（2）内部。

5.根据权利要求4所述的一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，其特征在于：所述膨胀头（42）为四棱锥金字塔形，所述支杆（41）铰接在膨胀头（42）的斜面上。

6.根据权利要求1所述的一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，其特征在于：所述管桩（13）周侧设置有至少两组可伸缩的支撑件（5），所述支撑件（5）一端与固定在操作平台（1）上的支承座（51）铰接，其另一端铰接有杠杆（52），所述杠杆（52）的另一端与管桩（13）铰接。

7.根据权利要求6所述的一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，其特征在于：所述操作平台（1）上铰接有曲柄（53），所述曲柄（53）与杠杆（52）一一对应铰接。

8.根据权利要求7所述的一种适用于复杂地质条件下的静力压桩机，其特征在于：所述支撑件（5）、支承座（51）、杠杆（52）及曲柄（53）沿管桩（13）的周向均布。