CN102561323A - 定位旋切挤扩支盘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定位旋切挤扩支盘机，属于基础工程用桩的设备及其工法，特别是一种形成挤扩支盘桩的盘腔的挤扩支盘设备及其施工方法。此设备在桩孔中通过挤扩土体，将此过程中油缸压力和挤扩臂位移两个因素相结合，判断出做盘的合理挤扩尺寸。成盘作业时支臂按照计算所得的数据，首先往返旋切土体到合理挤扩部位——挤扩——转动角度——再挤扩——形成初步盘腔——最后支臂再往返旋转清理盘腔的工序。此工法使支盘适应的土层更为广泛。解决了以往挤扩做盘设备有时无法达到设计尺寸、挤扩缩径、大体积沉渣和扰动土体的问题，做出的盘腔完全能达到设计要求并且完整规则，能够进一步提高桩的承载力。

Description

定位旋切挤扩支盘机

技术领域

本发明涉及一种形成基础工程用桩的设备及其工法，特别是一种形成挤扩支盘桩盘腔的挤扩支盘设备及其施工方法。

背景技术

目前，在工业和民用建筑、桥梁、高架路等施工中，常需要在桩孔的不同位置，通过成形机构对桩孔周围的土体施加侧向挤压力而在桩身侧面形成盘型扩大腔，可以沿桩身孔垂直方向设置多个这样的盘型扩大腔，在这种具有盘型扩大腔的桩孔内灌注砼后，形成的桩被称为挤扩支盘桩，相比与普通灌注，挤扩支盘桩不但可以大幅度提高桩的承载力，而且能节约建筑材料50％左右，实现节能减排。挤扩支盘桩技术取得了良好的社会经济效益，但现有的挤扩支盘设备在成盘作业时是按挤扩——转动角度——再挤扩的顺序作业形成盘腔。由于土体只能有限度的被挤压密实，1、这种作业在部分的土层中，无法挤扩到设计的盘腔直径；2、在对腔体土体挤扩的同时产生剪切，形成大体积的孔底沉渣同时造成的缩径现象，需要钻机二次回钻来解决加大了施工量；3、对腔体内部土层产生扰动，降低了挤密效果，对桩的承载力有一定影响；4、采用人推的方式转动角度具有不确定性。

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种支盘成形工法及设备。此设备在桩孔中可以通过挤扩土体，将此过程中油缸压力和挤扩臂位移两个因素相结合，计算出做盘的合理挤扩尺寸，为设备操作人员提供应该先旋切多少土体形成空腔，然后再挤扩剩余土体形成盘腔的数字依据。具体来讲就是对设备能够挤密的土层进行挤密，对超过设备挤密能力的土层首先将其切掉，旋切的土层尺寸和挤扩的土层尺寸是设备通过挤扩土体，将此过程中油缸压力和挤扩臂位移两个因素相结合，计算所得的数据。这是构成本发明“定位旋切挤扩支盘机”中“定位”二字的内涵。本发明的设备已经在宁波工程和天津工程做了实际使用。

成盘作业时支臂按照计算所得的数据，首先进行大于180°往返旋切上体到合理挤扩的起始位——挤扩——转动15°——再挤扩——形成初步盘腔——最后支臂按照大于180°往返旋转清理盘腔的工序。通过上述支盘机和工艺施工，可解决现有挤扩支盘设备有时无法挤扩到设计的盘径、大体积的孔底沉渣和挤扩缩径问题，适应的土层更为广泛，并且使作业完成的盘腔完整规则，可进步提高桩的承载力。

本发明是这样实现的：设备由机架、动力头、连接杆、挤扩头和控制面板五个部分组成(机架和动力头见图1；连接杆和挤扩头见图2；控制面板见图3)。机架由平台、立柱、卷扬、回转、支腿、油管卷盘、液压系统组成；挤扩头由挤扩臂、销轴、切削齿、挤扩油缸组成。动力头安装在机架立柱上，通过连接杆连接挤扩头。旋切作业时，人员操作控制面板相关按钮使动力头通过连接杆带动挤扩头做大于180°往返转动，同时挤扩油缸慢速打开挤扩臂，由切削齿切削土体，达到合理切削直径后，再通过挤扩油缸带动挤扩工臂挤扩土体，回收挤扩工臂，然后动力头通过连接杆带动挤扩头做15°旋转角度后，再挤扩土体，重复上述作业，直至形成一个初步盘腔，然后动力头再通过连接杆带动挤扩头转动打开的挤扩臂清理盘腔，最终形成一个完整并规则的盘腔。

本发明有以下有益效果：

由于是先旋切部分土体，再挤扩土体，此工法使支盘只对设备能够挤密的土层进行挤扩，对超过设备挤扩能力的土层首先进行旋切，结果是适应的土层更为广泛。解决了以往挤扩做盘设备有时达不到设计尺寸、挤扩缩径、大体积沉渣和扰动土体的问题。做出的盘腔完全达到设计要求并且非常完整规则，能够进一步提高桩的承载力。

附图说明：

附图1是本设备的机架和动力头结构示意图

附图2是本设备的连接杆和挤扩头结构示意图

附图3是本设备的操作面板及显示屏幕示意图

具体实施方式：

安装在机架立柱上的动力头通过连接杆1连接挤扩头上油缸2，上挤扩油缸2的上活塞杆3通过销轴4连接上工臂5，上工臂5通过销轴6连接下工臂8，下工臂8通过销轴9连接下活塞杆10，下活塞杆10与下挤扩油缸连接，切削齿7分部在上工臂5和下工臂8上。

本设备是这样工作的：

在旋切时，上挤扩油缸2推动上活塞杆3向下带动上工臂5缓慢打开；下挤扩油缸11推动下活塞杆10向上带动下工臂8缓慢打开，动力头通过连接杆带动逐渐打开支臂的挤扩头进行大于180°往返旋转，切削齿7切削土体。

在挤扩时，上挤扩油缸2进一步推动上活塞杆3向下带动上工臂5打开；下挤扩油缸11进一步推动下活塞杆10向下带动下工臂8打开，上、下工臂挤扩土体。

清理盘腔时，动力头通过连接杆带动打开支臂的挤扩头进行大于180°往返旋转。

Claims (6)

1.一种定位旋切挤扩支盘机，由机架、动力头、连接杆挤扩头和控制面板五个部分组成。机架由平台、立柱、卷扬、回转、支腿、油管卷盘、液压系统组成；挤扩头由挤扩臂、销轴、切削齿、挤扩油缸组成。动力头安装在机架立柱上，通过连接杆连接挤扩头。控制面板可实现：控制动力头大于180°往返旋转、控制动力头15°转动、油位数据传输(即挤扩尺寸)、油压数据传输(即挤扩压力)、反映电器状态和数据计算与时间显示。

2.根据权利要求1所述的定位旋切挤扩支盘机，其特征在于：可以通过挤扩土体，将此过程中油缸压力和挤扩臂位移两个因素相结合，判断出做盘的合理挤扩尺寸，为设备操作人员提供先旋切多少土体形成空腔，然后再挤扩剩余土体形成盘腔的数字依据。

旋切盘径尺寸公式：支臂张开尺寸-挤扩尺寸(在一定的油缸压力的条件时)+支臂收回尺寸

此公式的支臂张开尺寸和支臂收回尺寸，因设备型号不同而不同。

此公式的在一定的油缸压力的条件时，因设备型号不同而不同。

3.根据权利要求1所述的定位旋切挤扩支盘机，其特征在于：成盘作业时支臂按照计算所得的数据，首先进行支臂按照大于180°往返旋切土体到合理挤扩的起始位(即旋切盘径尺寸)——挤扩——转动15°——再挤扩——形成初步盘腔——最后支臂按照大于180°往返旋转清理盘腔，最终形成一个完整的盘腔。

4.根据权利要求1所述的定位旋切挤扩支盘机，其特征在于：挤扩油缸通过销轴连接挤扩臂，切削齿固定在挤扩臂上。

5.根据权利要求1所述的定位旋切挤扩支盘机，其特征在于：数据计算与显示内容包括日期时间、盘径尺寸、挤扩压力、挤扩尺寸、挤扩次数、旋切盘径以及当前完成盘的质量评估，承盘质量评估计的土层范围：粘土、粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂。

6.根据权利要求1所述的定位旋切挤扩支盘机，其特征在于：通过挤扩土体，计算得到当前完成盘的质量评估，这为操作人员在土质过软，原设计的盘数不能满足设计承载要求时，可以通过增加支盘数量来确保桩的承载力达到设计要求提供了参考数据。

承载力程度估计值公式：((1-(挤扩尺寸(在一定的油缸压力的条件时)-支臂收回尺寸)/(支臂张开尺寸-支臂收回尺寸))+(支臂打开尺寸(清理盘腔时)/支臂张开尺寸))X 100

此公式的支臂张开尺寸和支臂收回尺寸，因设备型号不同而不同。

此公式的在一定的油缸压力的条件时，因设备型号不同而不同。

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