CN102425169A - 一种开式控桩器 - Google Patents

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朱建新
唐孟雄
吴新荣
单葆岩
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Sunward Intelligent Equipment Co Ltd
Central South University
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Central South University
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Abstract

一种开式控桩器,具有第一平台、位于第一平台上方的桩夹平台、压拔油缸、第一桩夹、第二桩夹、第三桩夹、夹桩油缸、拉杆,第一桩夹和第二桩夹与桩夹平台铰接并分别通过拉杆与第三桩夹铰接,夹桩油缸与第一桩夹和第二桩夹铰接,通过油缸推动第一桩夹和第二桩夹绕其销轴转动,第一桩夹和第二桩夹带动第三桩夹移动,实现对管桩的夹紧或松开;至少三根调平油缸,位于第一平台下方与调平油缸数量相同的调平底板,调平油缸的活塞杆与所述调平底板铰接,通过调节所述调平油缸的伸缩,实现对第一平台姿态的控制;用于控桩器与桩基础施工主机连接的连接机构。

Description

一种开式控桩器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种桩基础施工桩的放置和撤去设备,尤其是涉及一种桩的导向控桩
O
背景技术
[0002] 目前出现一种新型的大直径随钻跟管桩施工方法:扩孔钻头与钻杆相连后穿入预制管桩内孔,扩孔钻头超出预制管桩下端面一定距离,动力装置驱动扩孔钻头在桩底扩径掘土成孔,扩孔钻头钻出的孔径略大于预制管桩外径,预制管桩在自身重力作用下克服较小外壁摩阻力跟随钻头下桩,当预制管桩沉入到设定深度后,钻具从预制管桩孔内拔出,浇灌混凝土。此种工法成桩效率高,承载力大,绿色环保,有极大的发展前景。
[0003] 现有桩基础施工技术中,出现了多种抱桩夹桩技术,如专利CN201738322U公开了一种具有位置补偿功能的抱桩机构,在抱桩机构座体上设有抱桩滑道,滑块对应滑动安装在所述的抱桩滑道上,抱桩回转轴安装在所述的滑块上,第一抱爪和第二抱爪安装在所述的抱桩回转轴上,抱桩油缸的活塞杆耳环和油缸座分别与所述的第一抱爪和所述的第二抱爪连接,在所述的第一抱爪和第二抱爪上分别设有与所述的抱桩机构座体对应限位的第一限位挡块和第二限位挡块。
[0004] 然而,现有抱桩夹桩技术在进桩垂直度,夹持力、进桩速度等方面的调整尚不能满足大直径随钻跟管桩施工方法对成桩垂直度、下桩速度、施工中对预制管桩的控制等要求。
发明内容
[0005] 为了克服现有技术的缺陷,一方面,本发明提供一种钻机控桩器。能有效控制预制管桩下桩垂直度,并具有拔桩功能。
[0006] 为了解决以上技术问题,本发明的基本技术方案为:一种开式控桩器,具有:第一平台、位于第一平台上方的桩夹平台、至少二只压拔油缸,所述压拔油缸的一端固定在所述第一平台上,另一端与桩夹平台铰接;第一桩夹、第二桩夹、第三桩夹、至少一夹桩油缸、拉杆,所述第一桩夹和第二桩夹通过销轴与桩夹平台铰接,所述第一桩夹、第二桩夹分别通过拉杆与第三桩夹铰接,所述夹桩油缸与第一桩夹和第二桩夹铰接,通过油缸的伸缩推动第一桩夹和第二桩夹绕其销轴转动,第一桩夹和第二桩夹通过拉杆带动第三桩夹移动,实现对管桩的夹紧或松开;至少三根调平油缸,位于所述第一平台下方与调平油缸数量相同的调平底板,所述调平油缸的缸筒固定在所述第一平台上,调平油缸的活塞杆与所述调平底板以球头铰接方式连接,通过调节所述调平油缸的伸缩,实现对第一平台姿态的控制;连接机构,用于所述控桩器与桩基础施工主机连接,以保证对桩孔位准确。
[0007] 优选地,所述控桩器的连接机构,包括连接板,连接板的一端套接于控桩器,并通过销轴可拆卸式连接,另一端通过销轴铰接于主机挂耳的腰形孔内,所述控桩器可绕所述销轴转动,并可沿所述腰形孔滑动。以便适应控桩器调垂时产生的姿态变化,保证对桩孔位准确。[0008] 优选地,所述控桩器的连接机构,包括滑杆,滑杆的一端连接控桩器并可在第一平台上轴向滑动;另一端球头铰接于主机挂耳的腰形孔内,所述控桩器可绕球头铰接点转动, 并可沿所述腰形孔滑动。
[0009] 进一步地,所述控桩器在第一平台上远离所述连接机构的一端设有吊钩。进一步地,所述吊钩铰接于第一平台上可在水平方向旋转。
[0010] 进一步地,所述控桩器的第一平台上固定设有至少一根导向柱,所述桩夹平台设有与所述导向柱匹配的导滑槽或导滑孔,所述桩夹平台可沿所述导向柱上下滑动。
[0011] 优选地,所述控桩器的夹桩油缸为一只,夹桩油缸的两端分别与所述第一桩夹和所述第二桩夹铰接。
[0012] 优选地,所述控桩器的夹桩油缸为二只,夹桩油缸的一端铰接于桩夹平台,另一端分别铰接于所述第一桩夹和所述第二桩夹。
[0013] 优选地,所述控桩器的第一平台上设有操作台。进一步地,所述操作台采用摆臂形式,可以收拢或摆出,工作时使操作人员与所述控桩器保持一定的距离,提高安全性。
[0014] 前述优选或改进技术方案,在不冲突的情况下,可合并实施。
[0015] 本发明带来的有益效果:控桩器实现了对预制管桩垂直度、下放速度的控制,增加了对预制管桩的加压、起拔功能,能够更加灵活处理施工时出现的各种情况。控桩器采用三夹同步张开、闭合的结构,很好地解决了夹紧载荷均布加载的问题,从而有利于保护预制管桩,提高成桩质量;采用至少三根调平油缸调垂结构,可以在一定角度的范围内实现任意角度的调垂。
附图说明
[0016] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为实施例一控桩器主视图; 图2为实施例一控桩器俯视图; 图3为实施例一控桩器局部放大视图; 图4为实施例一控桩器A-A向剖视图; 图5为实施例一控桩器的桩夹连接示意图; 图6为实施例一控桩器夹桩油缸连接示意图; 图7为实施例二控桩器主视图; 图8为实施例二控桩器俯视图; 图9为实施例二控桩器的桩夹结构示意图; 图10为图7B-B向剖视图; 图11为图8C-C向剖视图。
具体实施方式
[0017] 实施例一:
如图1至图6所示实施例一的控桩器,连接板1的一端通过滑套19连接控桩器,另一端通过销轴18铰接于桩基础施工主机挂耳的腰形孔内。所述连接板1可在滑套19内滑动;
4所述控桩器可绕所述销轴18上下转动,并可沿所述腰形孔滑动,以便适应控桩器调垂时产生的姿态变化,保证对桩孔位准确。第一平台2为控桩器的支承部分,二只压拔油缸701、 702的油缸座一端固定在所述第一平台2上,压拔油缸701、702的油缸杆一端通过销轴与位于第一平台2上方桩夹平台4铰接,压拔油缸701、702的伸缩可带动所述桩夹平台4和后述夹桩机构的升降。夹桩机构包括第一桩夹12、第二桩夹13、第三桩夹17、夹桩油缸11、拉杆901和902,所述第一桩夹12的一端通过销轴802与桩夹平台4铰接,所述第二桩夹13 的一端通过销轴801与桩夹平台4铰接,所述夹桩油缸11与第一桩夹12和第二桩夹13的另一端铰接;所述第一桩夹12通过拉杆902与第三桩夹17铰接,所述第二桩夹13通过拉杆901与第三桩夹17铰接。夹桩机构通过夹桩油缸11的伸缩推动第一桩夹12和第二桩夹13绕其销轴旋转,第一桩夹12和第二桩夹13通过拉杆901和902带动第三桩夹17移动,工作时,夹桩油缸11伸长,带动第一桩夹12和第二桩夹13以其销轴轴心为圆心转动, 使第一桩夹12和第二桩夹13的夹持部位向桩心转动,拉杆901和902拉动第三桩夹17同时向桩心移动,实现三块桩夹同时夹紧,夹紧载荷均布加载到预制桩桩壁的各个方向,避免应力集中对预制管桩的伤害;夹桩油缸11缩短,带动第一桩夹12和第二桩夹13以销轴轴心为圆心转动,使第一桩夹12和第二桩夹13的夹持部位向桩心外转动,拉杆901和902推动第三桩夹17同时向桩心外移动,实现三块桩夹同时松开。三根调平油缸501、502、503的缸筒呈三角形状固定在第一平台2上,活塞杆以球铰接形式分别与位于第一平台2下方的三块调平底板301、302、303连接,控制三根调平油缸伸缩的长度,可实现对第一平台2水平姿态的控制,从而控制控桩器的水平姿态。在远离连接板1 一端的第一平台2上设有吊钩。 所述吊钩铰接于第一平台2上,可在水平方向绕铰轴旋转,更佳地,设有定位机构,在吊钩处于起吊状态和收缩状态时,可进行锁止。
[0018] 装配了开式控桩器的钻机施工时,用第一桩夹12、第二桩夹13和第三桩夹17同时夹紧预制管桩,控制三根调平油缸501、502、503的伸缩长度,即可控制预制管桩与地面的垂直度,若施工中出现特殊情况,需要将预制管桩拔出时,在夹紧预制管桩的状态下,伸长压拔油缸701、702,可将预制管桩拔出。
[0019] 实施例二:
如图7至图11所示实施例二的控桩器,连接滑杆10的一端连接控桩器并可在第一平台2上轴向滑动;滑杆10另一端球头铰接于主机挂耳的腰形孔内,所述控桩器可绕球形铰接点转动,并可沿所述腰形孔滑动,此连接方式自由度较多,能完全弥补控桩器调垂时产生的复合角度及位置变化,方便控桩器对准桩位。第一平台2为控桩器的支承部分,二只压拔油缸701、702的油缸座一端固定在所述第一平台2上,压拔油缸701、702的油缸杆一端通过销轴与位于第一平台2上方桩夹平台4铰接,压拔油缸701、702的伸缩可带动所述桩夹平台4和后述夹桩机构的升降。所述第一平台2上固定设有两根导向柱14和15,所述桩夹平台4设有与其配套的导滑槽,桩夹平台通过导滑槽与导向柱14和15的匹配联接,可沿导向柱14和15上下滑动。夹桩机构包括第一桩夹12、第二桩夹13、第三桩夹17、夹桩油缸IlA和11B、拉杆901和902,所述第一桩夹12的夹体中部通过销轴802与桩夹平台4铰接,所述第二桩夹13的夹体中部通过销轴801与桩夹平台4铰接,所述夹桩油缸IlB分别与第一桩夹12的尾端和桩夹平台4铰接,所述夹桩油缸IlA分别与第二桩夹13的尾端和桩夹平台4铰接;所述第一桩夹12的夹体尾部通过拉杆902与第三桩夹17铰接,所述第二桩夹13的夹体尾部通过拉杆901与第三桩夹17铰接。夹桩机构通过夹桩油缸IlB和IlA 的伸缩分别推动第一桩夹12和第二桩夹13绕其销轴旋转,第一桩夹12和第二桩夹13通过拉杆901和902带动第三桩夹17移动,工作时,夹桩油缸IlB和IlA伸长,推动第一桩夹 12和第二桩夹13绕其销轴转动,桩夹前端的夹持部位向桩心移动,拉杆901和902拉动第三桩夹17同时向孔心移动,实现三块桩夹的夹持部位同时向孔心闭合,对预制桩16夹紧, 夹紧载荷均布加载到预制桩16桩壁的各个方向,避免应力集中对预制管桩16的伤害;夹桩油缸IlB和IlA缩短,带动第一桩夹12和第二桩夹13绕其销轴转动,桩夹前端的夹持部位向桩心外移动,拉杆901和902推动第三桩夹17同时向桩心外移动,三块桩夹的夹持部位同时向孔心外侧张开松开,脱离对预制桩16的夹紧。三根调平油缸501、502、503的缸筒呈三角形状固定在第一平台2上,活塞杆以球铰接形式与位于第一平台2下方的三块调平底板301、302、303连接,控制三根调平油缸伸缩的长度,实现对第一平台2水平姿态的控制, 从而控制控桩器的水平姿态。第一平台2呈U型状,其开口朝向远离滑杆10的一端,在第一平台2远离滑杆10的一端两侧上设有吊钩601和602,所述吊钩601和602铰接于第一平台2上,可在水平方向绕铰轴旋转,更佳地,设有插销定位机构,在吊钩处于起吊状态和收缩状态时,可进行锁止。在第一平台2的上方设有操作台20,操作台20与摆臂21的一端固定连接,摆臂21的另一端铰接在第一平台2上,操作台20通过摆臂21绕其铰轴旋转,实现收拢或摆出,摆臂21设有插销锁止机构,在收拢或摆出状态时通过插销固定操作台20的停留位置。
[0020] 装有开式控桩器的钻机施工时,钻机搭载控桩器至桩位,调整位置,使控桩器的桩夹中心与桩位中心重合;调节三根调平油缸501、502、503的伸缩长度,即可控制预制管桩与地面的垂直度,使桩夹平台4处于水平姿态,锁定姿态;控制夹桩油缸IlB和IlA同步缩短,带动第一桩夹12和第二桩夹13绕其销轴转动,桩夹前端的夹持部位向桩心外移动,控制三个桩夹的夹持部位同步张开,放入预制管桩,控制夹桩油缸IlB和IlA同步伸长,用第一桩夹12、第二桩夹13和第三桩夹17同时夹紧预制管桩,约束预制管桩垂直于水平面; 钻具、预制管桩与钻机连接固定好后,稍微松开桩夹,使预制管桩能够自由下放即可;启动主机钻进,预制管桩自由跟进下放。当预制管桩上端降至高出桩夹约200mm时,暂停钻进, 桩夹同步夹紧预制管桩,钻机转台转动让开桩位,吊起另一节预制桩与已经入孔的预制桩连接成一起后,微松桩夹,继续施工,入桩至设计深度后;主机吊起控桩器,三根调平油缸 501、502、503收缩,拖动控桩器后退,使地面上的桩脱离控桩器桩夹,转场至下一处桩位。若施工中需要将预制管桩拔出,在夹紧预制管桩的状态下,伸长压拔油缸701、702,可将预制管桩拔出。
[0021] 通常预制管桩是标准长度,当一节桩入孔后需要接另一根预制管桩,接好后再继续施工,当桩入到设计深度后,接的最后一根预制管桩有可能还有一部分桩体仍留在地面以上,此时控桩器转场时就需要将控桩器与主机的连接脱离,使用吊机将控桩器吊起越过多余的桩后落地,再与主机相连,才能转场,严重影响施工效率。实施例二中桩夹和第一平台2设有供预制桩进出的缺口,施工过程中,当有多余的桩留在地面以上,只需收缩夹桩油缸IlB和11A,松开控桩器的桩夹,倒退主机,余留下的桩便可从桩夹缺口处脱离,大大简化了转场步骤,提高了施工效率。
[0022] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,对于本领域技术人员来说,本发明可以
6有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种开式控桩器,其特征在于,具有:第一平台、位于第一平台上方的桩夹平台、至少二只压拔油缸,所述压拔油缸的一端固定在所述第一平台上,另一端与桩夹平台铰接;第一桩夹、第二桩夹、第三桩夹、至少一夹桩油缸、拉杆,所述第一桩夹和第二桩夹通过销轴与桩夹平台铰接,所述第一桩夹、第二桩夹分别通过拉杆与第三桩夹铰接,所述夹桩油缸与第一桩夹和第二桩夹铰接,通过油缸的伸缩推动第一桩夹和第二桩夹绕其销轴转动, 第一桩夹和第二桩夹通过拉杆带动第三桩夹移动,实现对管桩的夹紧或松开;至少三根调平油缸,位于所述第一平台下方与调平油缸数量相同的调平底板,所述调平油缸的缸筒固定在所述第一平台上,调平油缸的活塞杆与所述调平底板以球头铰接方式连接,通过调节所述调平油缸的伸缩,实现对第一平台姿态的控制;连接机构,用于将所述控桩器与桩基础施工主机连接。
2.根据权利要求1所述的开式控桩器,其特征在于:所述连接机构,包括连接板,连接板的一端套接于控桩器,并通过销轴可拆卸式连接,另一端通过销轴铰接于主机挂耳的腰形孔内,所述控桩器可绕所述销轴转动,并可沿所述腰形孔滑动。
3.根据权利要求1所述的开式控桩器,其特征在于:所述连接机构,包括滑杆,滑杆的一端连接控桩器并可在第一平台上轴向滑动;另一端球头铰接于主机挂耳的腰形孔内,所述控桩器可绕球头铰接点转动,并可沿所述腰形孔滑动。
4.根据权利要求1所述的开式控桩器,其特征在于:在第一平台上远离所述连接机构的一端设有吊钩。
5.根据权利要求4所述的开式控桩器,其特征在于:所述吊钩铰接于第一平台上,并设有定位机构。
6.根据权利要求1所述的开式控桩器,其特征在于:所述第一平台上固定设有至少一根导向柱,所述桩夹平台设有与所述导向柱匹配的导滑槽或导滑孔,所述桩夹平台可沿所述导向柱上下滑动。
7.根据权利要求1所述的开式控桩器,其特征在于:所述夹桩油缸为一只,两端分别与所述第一桩夹和所述第二桩夹铰接。
8.根据权利要求1所述的开式控桩器,其特征在于:所述夹桩油缸为二只,夹桩油缸的一端铰接于所述桩夹平台,另一端分别铰接于所述第一桩夹和所述第二桩夹。
9.根据权利要求1所述的开式控桩器,其特征在于:所述第一平台上方设有操作台。
10.根据权利要求9所述的开式控桩器,其特征在于:所述操作台采用摆臂形式,可以摆出,使操作人员与所述控桩器保持一定距离。
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