CN101672033A - 一种多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械 - Google Patents
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Abstract
一种多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，包括机架、电动机、减速箱、转盘、钻塔、内钻杆、外钻杆、正反箱，其特征在于：还包括压桩油缸，导向支架，桩夹持器，卷扬机和天车。桩夹持器包括两组分别铰接在一起的连杆板和卡夹头；连杆板与导向支架之间为铰链连接；连杆板与压桩油缸的活塞杆之间为铰链连接；导向支架和压桩油缸均固定在压桩平台上，压桩支架与夹持器在导向支架上移动；天车固定于钻塔上，并带有滑轮组。因贯入芯桩时采用液压静压施工，降低了噪音；搅拌桩成桩和芯桩贯入的动力系统相互独立，因此可以同步作业，大大提高了工作效率；可以调节天车与钻塔或者压桩平台与压桩支架之间的距离，以适应不同的桩设计间距，提高了设备的通用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种施工机械，尤其是一种软土地基处理设备。
背景技术
针对软土加固问题，我国冶金工业部、建研院于70年代提出深搅处理方式。80年代，铁道部第四勘察设计院及武汉工程机械研究所共同开发的单轴单向水泥土搅拌桩机(俗称粉喷桩机)在软土加固中获得成功，得到多方面认定。多年来，水泥土搅拌桩在应用中因设备工艺和地层等原因，成桩质量不易控制，往往达不到设计要求，发生了不少工程质量事故，致使人们对水泥土搅拌桩的质量、加固深度、加固效果产生了怀疑，影响了水泥土搅拌桩的应用。
由于上述问题存在，直接影响了水泥土搅拌桩的质量及应用范围。专利申请号200810197379.4提出了多向多轴搅拌水泥土桩机，虽然达到了搅拌均匀、不冒浆、工效高的目的，但其缺点是水泥土桩对软土层强度提高有限，桩身强度低，不能达到高速公路、铁路路基软基处理的要求，特别是高速铁路工后沉降(接近零沉降)的要求，若采用CFG桩、预制桩、灌注桩等刚性桩处理，在桩身材料强度的很大部分尚未发挥时，桩周土层已达到极限承载力，造成桩身材料的浪费，而且桩头须做桩帽，否则容易发生向上的刺入破坏，施工烦琐，很不经济。在公路、铁路软基处理等柔性荷载条件下，寻找一种技术上可行、经济合理的地基处理方式，在目前大力发展高速铁路的条件下尤为重要。我们通过潜心研究搅拌桩、刚桩桩、长短桩技术加固机理及优缺点，以多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩机为基础，对几种工艺进行组合，扬长避短，发明了多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，可以实现搅拌桩及内芯刚性桩(芯桩)同一机械成桩，并可实现搅拌桩与芯桩作业同步进行，大大提高工作效率，施工方便，桩体受力更趋合理，桩身强度提高2～10倍。查阅地基处理方面的书籍及专利网，加芯搅拌桩施工工艺在国内使用很普遍，但总局限在某一方面，针对多向多轴搅拌水泥土成桩机械的加芯搅拌桩成桩机械尚未发现。
发明内容
本发明的目的是：克服背景技术的不足，在多向多轴搅拌水泥土桩机基础上，改造现有桩机，提供一种搅拌桩及芯桩压入在同一设备上实现的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，不仅在芯桩压入时噪音小，而且施工效率高，并且设备的通用性好。
本发明的技术方案是：一种多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，包括机架、电动机、减速箱、转盘、钻塔、内钻杆、外钻杆和正反箱，其特征在于：还包括压桩油缸，导向支架，桩夹持器；桩夹持器包括两组对称的分别铰接在一起的连杆板和卡夹头；连杆板与导向支架之间为铰链连接；连杆板与压桩油缸的活塞杆之间为铰链连接；导向支架和压桩油缸均固定在压桩平台上，压桩支架与桩夹持器在导向支架上移动。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的导向支架中的桩夹持器至少有一个。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：包括卷扬机和天车，天车固定于钻塔上，并带有滑轮组。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，所述的卷扬机通过卷扬机平台安装在机架上。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于，所述的天车与钻塔之间的水平相对位置可调。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的压桩平台与压桩支架的水平相对位置可调。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的压桩平台上装有桩夹持器。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的压桩平台上所装的桩夹持器上，连接有起辅助夹持作用的夹持油缸。
上述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，上述技术方案中与现有技术相比，其新增的部件和设备工艺构思，涵盖和适用于原液压步履式(如PH-5系列搅拌桩机)和SJB系列搅拌桩机。
本发明的有益效果是：导向支架和桩夹持器能够实现把芯桩压入搅拌桩中的功能，增加搅拌桩的强度；桩夹持器的运动动力由压桩油缸提供，降低了噪声，改善了工作环境；由于钻孔和加芯的动力相互独立，可以实现同时进行一序桩的加芯和二序桩的钻孔，大大提高了施工效率；可以调节天车与钻塔或者压桩平台与压桩支架之间的距离，以适应不同的桩设计间距，提高了设备的通用性。
附图说明
图1是本发明实施例的一种多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械侧向示意图。
图2为本发明实施例的一种多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械正前方立面示意图。
图3为本发明实施例的一种多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械俯视图。
具体实施方式
图1中标记的说明，电动机1，离合器2，卷扬机平台3，卷扬机4，转盘5，外钻杆6，正反箱7，滑轮组8，天车9，斜支撑10，钢绳11，芯桩12，导向支架13，桩夹持器14，外钻头15，内钻头16，内钻杆28，一序搅拌桩I，二序搅拌桩II。
图2中标记的说明，钻塔17，压桩支架18，卡夹头19，连杆板20，穿销21，压桩油缸22，绞支座23，压桩平台24，夹持油缸25。
图3中标记的说明，机架26，开合销27。
参见图1，图2，图3。一种多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，包括机架26、电动机1、减速箱、转盘5、钻塔17、内钻杆28、外钻杆6和正反箱7，其特征在于：还包括压桩油缸22，导向支架13，桩夹持器14；桩夹持器包括两组对称的分别铰接在一起的连杆板20和卡夹头19；夹持油缸25的活塞杆与连杆板为铰链连接；连杆板20与导向支架13之间为铰链连接；连杆板20与压桩油缸22的活塞之间为铰链连接；导向支架13和压桩油缸22均固定在压桩平台上，压桩支架18与桩夹持器14在导向支架13上移动；压桩油缸22与压桩平台24之间通过铰支座23连接；连杆板20与压桩油缸22的活塞连接处有穿销21；压桩平台24与机架26之间用开合销27连接，并用螺栓紧固。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的导向支架13中的桩夹持器14至少有一个。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：包括卷扬机4和天车9，天车9固定于钻塔17上，并带有滑轮组8。为了增加天车9的稳定性，在天车9和钻塔17之间连接有斜支撑10；卷扬机4用于提吊芯桩和工器具，并在遇到地层条件发生差异变化的特殊情况下，用于提吊振动激振器或冲击锤，满足贯入刚性芯桩的目的。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，所述的卷扬机4通过卷扬机平台3安装在机架26上。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于，所述的天车9与钻塔17之间的水平相对位置可调。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的压桩平台24与压桩支架18之间的水平相对位置可调。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的压桩平台24上装有由夹持油缸25辅助的桩夹持器；桩夹持器中的卡夹头松开时作为导向器。
如上所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的桩夹持器上，连接有起辅助夹持作用的夹持油缸25。
所有的桩夹持器中的连杆板分为左右两组，每一组连杆板以上下串联形式铰接于一个压桩油缸的活塞上，即本发明实施例中有两个压桩油缸。
参见图1、图2、图3。本发明实施例的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，电动机1经离合器2和减速箱将动力传至转盘5，转盘5带动外钻杆6将动力经正反箱7传到内钻杆28，形成内、外钻杆互为相反方向回转，经外钻头15和内钻头16进行双向搅拌，完成水泥土搅拌桩(图示为一序搅拌桩I)。当搅拌桩完成后，移孔并对准下一个桩II(图示为二序搅拌桩II)的桩位进行搅拌。同时，启动卷扬机4，连接于其上的钢绳11经天车9和滑轮组8变向后，提吊芯桩12，穿过导向支架13和卡夹头19，快速对准完工后的一序搅拌桩搅拌I的桩心；启动压桩油缸22向下运动，在夹持油缸25的辅助作用下，带动连杆板20与卡夹头19运动，从而达到夹紧芯桩12的目的，芯桩12在压桩油缸22工作行程内完成芯桩12夹紧、压桩、压桩油缸22上移、桩夹持器14松开这样一种单元循环，经过多个单元循环，将芯桩12压入一序搅拌桩内，必要时借助于送桩器，直至达到设计芯桩顶高程，完成在多向搅拌桩(水泥砂浆桩)工后加芯的目的。当芯桩设计较长时，可进行两节芯桩或多节芯桩形式贯入，此时，上一节芯桩的上端，被固定在压桩平台24上，用桩夹持器14卡夹紧芯桩，便于下一节芯桩的对接和焊接。直至将芯桩压入设计桩顶标高，结束整桩的施工。由于压桩平台24的连接采用的是铰接，并使用了开合销27，安装与拆卸均较为方便。可以调节天车9与钻塔17或者压桩平台24与机架26之间的距离，以适应不同的桩设计间距，提高了设备的通用性。因采用液压静压施工，降低了噪声，改善了人员劳动强度，符合国家环保要求的产业政策。本发明实施例的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，涵盖了PH-5系列粉喷机及SJB系列深层搅拌桩机改装的多向搅拌桩机。
本发明实施例的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，包括两个驱动桩夹持器运动的压桩油缸；也可以仅采用一个压桩油缸完成桩夹持器的驱动，当然，这时桩夹持器的内部结构要发生相应的变化，无论采用一个还是两个压桩油缸的驱动方式，均落在本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，包括机架(26)、电动机(1)、减速箱、转盘(5)、钻塔(17)、内钻杆(28)、外钻杆(6)、正反箱(7)，其特征在于：还包括压桩油缸(22)，导向支架(13)，桩夹持器(14)；桩夹持器包括两组对称的分别铰接在一起的连杆板(20)和卡夹头(19)；连杆板(20)与导向支架(13)之间为铰链连接；连杆板(20)与压桩油缸(22)的活塞杆之间为铰链连接；导向支架(13)和压桩油缸(22)均通过压桩平台(24)固定在压桩支架(18)上；压桩支架(18)固定在机架(26)上。
2.根据权利要求1所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的导向支架(13)中的桩夹持器至少有一个。
3.根据权利要求1所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：包括卷扬机(4)和天车(9)，天车(9)固定于钻塔(17)上，并带有滑轮组(8)。
4.根据权利要求1或3所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的卷扬机(4)通过卷扬机平台(3)安装在机架(26)上。
5.根据权利要求1所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于，所述的天车(9)与钻塔(17)之间的水平相对位置可调。
6.根据权利要求1所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的压桩平台(24)与压桩支架(18)的水平相对位置可调。
7.根据权利要求1所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的压桩平台(24)上装有桩夹持器(14)。
8.根据权利要求1所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的桩夹持器上，连接有起辅助夹持作用的夹持油缸(25)。
9.根据权利要求1或7所述的多向水泥土或水泥砂浆加芯搅拌桩成桩机械，其特征在于：所述的压桩平台(24)上所装的桩夹持器上，连接有起辅助夹持作用的夹持油缸。
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