CN102733388B - 混凝土桩的埋设方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种能够对应各种土壤条件容易地进行混凝土桩的埋设作业且能够降低施工费用的混凝土桩的埋设方法及装置。本发明的混凝土桩的埋设方法为，在设置混凝土桩(K)的位置的地基(S)的上面设置压入装置(T)，该压入装置(T)通过设置为能够自由升降的卡盘机构(17)的多个夹紧部件(18)能够使混凝土桩(K)压入下降，在所述压入装置(T)设置用于支撑悬挂在起重机的钢丝绳(33)的钻孔装置(30)的支撑机构(31)，通过所述卡盘机构(17)选择进行混凝土桩(K)的压入作业和所述钻孔装置(30)的钻孔作业。

Description

混凝土桩的埋设方法及装置

技术领域

本发明涉及向地基埋设混凝土桩的混凝土桩的埋设方法及装置。

背景技术

以往，通过卡盘机构夹紧壳体或钢管桩，旋转壳体或钢管桩的同时压入壳体或钢管桩的旋转压入方法是公知的(参照专利文献一)。

并且，以往，基于预先钻探(preboring)方法的桩的埋设方法是公知的(参照专利文献二)，在此，所述预先钻探方法使用了具有钻轴(mast)的大型机器。

现有技术文献

专利文献

专利文献一：日本特开2008-202370号公报

专利文献二：日本特开2009-243186号公报

在广泛分布有上下均匀的土壤的地区中普遍使用着上述公知例子中的前者的方法，但是当例如中国、日本等一样存在砾岩等的土中障碍时，利用旋转压入方法不能将桩压入至目标深度，在这种情况下，需要中止作业之后搬入大型机器，利用预先钻探方法进行再作业。

并且，即使是旋转压入方法也需要旋转桩的同时压入该桩，因此装置变得大型化，难以在狭小的现场中进行作业。

并且，在使用旋转压入方法时，如果旋转混凝土桩的同时压入该混凝土桩，则存在混凝土桩破损的顾虑，因此，一直以来混凝土桩的埋设通过预先钻探方法进行。

对于所述公知例子中的后者的预先钻探方法而言，即使存在土中障碍也能够进行钻孔，所以能够解决前者的公知例子的问题，但是，预先钻探方法由于使用前头并用式的大型的螺旋钻或混凝土桩打桩机，因此导致增加施工费用，而且，存在不能在狭小的施工现场中搬进大型机器的问题。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决以上的问题而提出的，其目的在于提供一种混凝土桩的埋设方法及装置，本申请的装置即是用于埋设混凝土桩的压入装置，同时也是通过钻孔装置能够进行钻孔的装置，可通过选择进行压入作业和钻孔作业来应对各种土壤条件，从而使混凝土桩的埋设作业变得更加容易。

技术方案

本发明提供这样一种混凝土桩的埋设方法，即，在设置混凝土桩K的位置的地基S的上面设置压入装置T，该压入装置T通过设置为能够自由升降的卡盘机构17的多个夹紧部件18能够使混凝土桩K压入下降，在所述压入装置T设置用于支撑悬挂在起重机的钢丝绳33的钻孔装置30的支撑机构31，通过所述卡盘机构17选择进行混凝土桩K的压入作业和所述钻孔装置30的钻孔作业。

本发明提供这样一种混凝土桩的埋设方法，即，在设置混凝土桩K的位置的地基S的上面设置压入装置T，该压入装置T通过设置为能够自由升降的卡盘机构17的多个夹紧部件18能够使混凝土桩K压入下降，当因地基S的土中障碍而无法进行由压入装置T进行的混凝土桩K的压入时，将压入装置T的混凝土桩K替换为钻孔装置30，通过由压入装置T的支撑机构31支撑所述钻孔装置30来对地基S进行钻孔，在去除地基S的土中障碍之后，将压入装置T的钻孔装置30替换为混凝土桩K，由压入装置T压入混凝土桩K。

本发明提供这样一种混凝土桩的埋设方法，即，所述钻孔装置30通过在由外壳35内的旋转驱动机构36驱动旋转的螺旋钻37的外周设置壳体41而构成，所述钻孔装置30的上部悬挂在起重机的钢丝绳33，利用由所述卡盘机构17构成的所述支撑机构31来摩擦支撑所述壳体41的外周，或者在设置于所述压入装置T的所述支撑机构31的引导槽43卡合支撑所述钻孔装置30的壳体41的外周的轨道部件42，以支撑所述钻孔装置30的螺旋钻37的旋转力所对应的反作用力的同时进行钻孔。

本发明提供这样一种混凝土桩的埋设方法，即，所述支撑机构31构成为通过将所述钻孔装置30的壳体41的外周的轨道部件42卡合于设置在压入装置T的引导槽43来支撑反作用力，所述引导槽43形成于引导部件45的插入孔46，该引导部件45可自由装卸地设置在压入装置T的卡盘架15的插入孔16的上方，或者所述引导槽43形成在与所述壳体41的轨道部件42对应的部位的所述卡盘机构17的加紧部件18。

本发明提供这样一种混凝土桩的埋设装置，包括：底座1，设置在用于设置混凝土桩K的位置的地基S的上面；具有卡盘机构17的卡盘架15，根据压入气缸10而相对于所述底座1进行升降，在所述卡盘架15侧设置支撑机构31，以用于支撑单另设置的由钢丝绳33悬挂的钻孔装置30，所述支撑机构31由引导部件45构成，所述引导部件45设置有引导槽43，该引导槽43用于卡合设置于所述钻孔装置30的壳体41的外周的轨道部件42，或者所述支撑机构31在与所述壳体41的轨道部件42对应的部位的卡盘机构17的夹紧部件18上形成所述引导槽43而构成。

发明效果

在本发明中，由于通过压入装置T压入混凝土桩K，因此可在不破损混凝土桩K的状态下埋设混凝土桩K，从而能够降低作业噪音，降低施工费用。

并且，即使土中存在障碍，也能够以钻孔装置30代替混凝土桩K安装于压入装置T而进行钻孔，因此能够在不中断混凝土桩K的埋设作业的状态下继续完成，从而能够缩短作业工程，从这一点上来看，也能够降低施工费用。

并且，由于可通过压入装置T支撑钻孔装置30来进行钻孔作业，因此能够在利用压入装置T使混凝土桩K下降并压入之前，事先去除土中的障碍，且可高效率地组合钻孔装置30。

而且，钻孔装置30能够在没有钻轴的、由起重机(crane)吊着的状态下进行作业，因此能够在狭小的现场中进行施工，无需搬来及使用多余的大型机器，从而能够降低施工费用。

尤其，由于压入装置T是在不旋转混凝土桩K的状态下压入混凝土桩K，因此无需在压入装置T中设置旋转机构，从这一点上来看，可利用小型的压入装置T进行作业，且能够在狭小的现场中进行施工，同时能够降低施工费用。

在本发明中，能够实现通过由起重机吊着的钻孔装置30进行的作业。

在本发明中，能够容易地支撑钻孔装置30，尤其，即使是直径不相同的钻孔装置30，也可通过准备各种的具有引导槽43的引导部件45来选择性地使用或者通过变更夹紧部件18的位置而使用直径不相同的所述钻孔装置30。

在本发明中，能够提供可在不旋转混凝土桩K的情况下压入混凝土桩K的压入装置T，压入装置T可在不破损混凝土桩K的情况下埋设混凝土桩K，从而能够降低作业噪音，降低施工费用。并且，压入装置T还可通过钻孔装置30进行钻孔作业，因此可与土中障碍有无无关地进行混凝土桩K的埋设作业，从而能够使整体作业简单化，降低施工费用。

附图说明

图1为由压入装置进行的混凝土桩的压入状态图。

图2为组合使用压入装置和钻孔装置的钻孔状态图。

图3为压入装置的俯视图。

图4为钻孔装置的侧面图。

图5为由压入装置进行的其他实施例的混凝土桩的压入状态图。

图6为组合使用压入装置和钻孔装置的另一实施例的钻孔状态图。

图7为压入装置的另一实施例的俯视图。

图8为钻孔装置的另一实施例的侧面图。

图9为钻孔装置的部分省略横截面图。

图10为支撑机构的一例的平面图和侧面图。

图11为压入装置的卡盘机构的关闭状态的剖面图。

图12为压入装置的卡盘机构的打开状态的剖面图。

符号说明：

1：底座            2：上下气缸

3：支撑部件        4：杆

5：开口部          6：重量块

10：压入气缸       11：支柱

12：气缸           13：杆

15：卡盘架         16：插入孔

17：卡盘机构       18：夹紧部件

19：气缸           20：杆

21：配管            30：钻孔装置

31：支撑机构        32：上部安装部

33：钢丝绳          35：外壳

36：旋转驱动机构    37：螺旋钻

38：旋转轴          39：钻孔头

41：壳体            42：轨道部件

43：引导槽          45：引导部件

46：插入孔

具体实施方式

以下，参照附图说明实施本发明的方法的装置的例子。

符号1为用于将由混凝土构成的混凝土桩K压入地基S的压入装置T的底座，其在俯视图上来看形成为长方形，且在四个拐角处设有上下气缸2。上下气缸2通过校正底座1的前后左右的倾斜以使底座1大致呈水平状态。符号3为上下气缸2的杆4的支撑部件，其接触于地基S的上面。

在底座1的左右中间位置形成上下贯通的大致呈四边形的开口部5，在开口部5的左右两侧的上面放置并固定重量块6。重量块6设定为其重量达到压入混凝土桩K时的反作用力以上。

在所述开口部5的周围的底座1设置压入气缸10。对于压入气缸10，在固定于底座1的支柱11设置气缸12的基部，在压入气缸10的杆13上设置卡盘架15。在卡盘架15的中央设置圆形的插入孔16，在插入孔16内设置用于紧固(夹紧)插入于插入孔16的混凝土桩K的卡盘机构17。

卡盘机构17设有可朝插入孔16的中心进出的多个夹紧部件18。用于使夹紧部件18进出的进出机构的构成可以是任意的，但是在本实施例中通过夹紧用气缸19使各个夹紧部件18进出。符号20是卡盘用气缸19的杆，符号21为卡盘用气缸19的液压配管部件。

在压入装置T中，在缩小压入气缸10的杆13的状态下将混凝土桩K插入到卡盘架14的插入孔16内，并由卡盘机构17紧固混凝土桩K，通过伸长压入气缸10的杆13使卡盘架15下降，由此将混凝土桩K压入到地基S。

在卡盘架15侧设置用于支撑单独准备的钻孔装置30的支撑机构31。

因此，即使是仅有的悬挂在起重机的钢丝绳33的钻孔装置30，由于通过设置于压入装置T的支撑机构31来支撑钻孔装置30的反作用力，因此也可以进行钻孔作业。

即，在由压入装置T进行的混凝土桩K的压入作业中，当地基S内存在因存在砾岩等而引起的土中障碍时，先拔出混凝土桩K，由压入装置T的支撑机构31支撑钻孔装置30，由此通过钻孔装置30的钻孔作业去除土中障碍，然后，再利用压入装置T压入混凝土桩K即可。

对于钻孔装置30而言，只要能够进行钻孔作业即可，其构成可以是任意的，但是若示出一个例子，则可以为如下，在从起重机(未图示)的臂部(未图示)垂下来的钢丝绳33的吊钩34上悬挂设置于钻孔装置30的上部的上部安装部32。在上部安装部32的外壳35内设置旋转驱动机构36，在旋转驱动机构36安装螺旋钻37的旋转轴38的上部，在螺旋钻37的下部设置钻孔头39。在所述螺旋钻37的外周设置壳体41，壳体41的上部固定在所述上部安装部32。

符号40为用于给旋转驱动机构传递动力的液压管。

支撑所述钻孔装置30的支撑机构31由卡盘架15的卡盘机构17构成，利用卡盘机构17紧固钻孔装置30的壳体41的外周，并利用该紧固的摩擦力来支撑由钻孔装置30进行钻孔作业时的反作用力(参照图1～图4、图11、图12)。

并且，在所述壳体41中，设置与壳体41的轴心方向平行且沿辐射方向始终以相同尺寸朝外侧突出的轨道部件(链突条)42，该轨道部件42构成为卡合于设置在卡盘架15侧的引导槽(链槽)43，由此支撑有关钻孔装置30的螺旋钻37的旋转力的反作用力，并且支撑机构31也可以由轨道部件42和引导槽43构成(图5至图10)。

在实施例中，卡盘架15的插入孔16的上方设置具有引导槽43的引导部件45。引导部件45形成有用于插入所述钻孔装置30的壳体41的圆形的插入孔46，在插入孔46的内周的对应于所述壳体41的轨道部件42的部位形成所述引导槽43(图10)。

此时，引导部件45通过改变插入孔46的直径以及引导槽43的宽度等，准备更多种类的引导部件45，由此选择交换使用引导部件45。

并且，图11和图12示出了支撑机构31的其他实施例，在与所述壳体41的轨道部件42对应的部位的卡盘机构17的夹紧部件18上形成所述引导槽43，由此构成支撑机构31。

其中，在图9和图10中该轨道部件42和链槽43设置为一对，而在图11、图12中，设置在前后左右共设置四个。

(实施例的作用)

通过所谓的钻探调查待埋设混凝土桩K的地基S的土质，如果是没有砾岩(该砾岩会成为作业障碍)等的地基S，则在该地基S的待埋设混凝土桩K的所定的位置的上方设置压入装置T，在压入装置T的卡盘架15的插入孔的卡盘机构17中安装混凝土桩K，并通过压入气缸10使卡盘架15下降至预定深度，然后，使卡盘机构17从混凝土桩K分离，并使卡盘架15上升至最上方位置，然后再次利用卡盘机构17夹紧混凝土桩K之后利用压入气缸10压入紧混凝土桩K，由此反复该作业，将混凝土桩K压入至预定深度。

因此，如果是没有砾岩(该砾岩会成为作业障碍)等的地基S上的作业，则可利用压入装置T压入混凝土桩K，且能够省略由钻孔装置30进行的钻孔工程或由锤子(hammer)进行的打入混凝土桩K的打桩工艺，从而显著地简化作业工程。

并且，由压入装置T进行的压入作业由于省略了由锤子进行的打桩工程等，从而能够显著降低作业噪音。

并且，在压入装置T的混凝土桩K的压入作业中，仅根据压入气缸10的伸缩来压入混凝土桩K，不用旋转混凝土桩K的状态下进行压入，因此混凝土桩K不会受到扭转载荷，防止产生裂纹等的破损，能够顺畅可靠地进行混凝土桩K的埋设作业。

然而，在通过所谓的钻探进行的调查中，即使是认为没有土中障碍的地基S，根据场所不同而可能存在土中障碍。在由于存在该土中障碍而无法继续进行压入作业的状况下，在本申请中，首先将正在利用压入装置T进行压入的混凝土桩K拔出之后，由设置于压入装置T的支撑机构31支撑钻孔装置30，以替换混凝土桩K，由此通过钻孔装置30进行钻孔而去除土中障碍，之后再互换压入装置T的钻孔装置30和混凝土桩K，由压入装置T压入混凝土桩K。

因而，通过压入装置T单独进行混凝土桩K的埋设作业，省略了钻孔作业，从而显著地简化作业工艺，同时，如果因为由地基S内的砾岩引起的土中障碍而无法进行由压入装置T进行的压入作业，也能够通过支撑机构31利用压入装置T以钻孔装置30进行混凝土桩K的埋设作业，因此能够在不中断作业的情况下继续完成，从而可提高作业效率。

其中，根据本申请，由于存在压入装置T的支撑机构31，因此能够选择压入装置T单独进行的混凝土桩K的压入作业和由钻孔装置30进行的钻孔作业中的某一个作业，因而压入作业和钻孔作业之间的作业顺序的选择可以是任意的，例如，根据所谓钻探进行地基S的土质调查，确认是没有砾岩(该砾岩会成为作业障碍)等的地基S，在一个地方事先进行钻孔作业，当没有土中障碍时，判定为土中障碍较少，之后，在压入作业中心埋设混凝土桩K，在压入作业中若发生土中障碍，则返回到钻孔作业。

然而，对于由设置于压入装置T的支撑机构31支撑钻孔装置30而进行的钻孔作业进行说明的话，由卡盘架15的卡盘机构17构成用于支撑钻孔装置30的支撑机构31，因此由卡盘机构17紧固钻孔装置30的壳体41的外周，并利用该紧固的摩擦力来支撑在由钻孔装置30进行钻孔作业时产生的反作用力。

因此，由于通过压入装置T的支撑机构31进行支撑，因此仅依靠悬挂在起重机的钢丝绳33的钻孔装置30也能够简单地进行钻孔作业。

在此，对于钻孔装置30而言，按照与混凝土桩K的压入作业相同的顺序，利用卡盘机构17使固定状态的壳体41与卡盘架15一起下降，以在壳体41内旋转螺旋钻37和钻孔头39而进行钻孔。

并且，由于利用压入装置T的卡盘机构17构成了支撑机构31，因此只要准备好钻孔装置30就可利用简单构成的压入装置T进行混凝土桩K的埋设。

并且，当由钻孔装置30侧的导轨部件42和压入装置T侧的引导槽43构成支撑机构31时，在钻孔装置30的壳体41设置导轨部件42，并将导轨部件42卡合到设置于压入装置T的引导槽43中，这样就可通过导轨部件42和引导槽43支撑钻孔装置30的螺旋钻37的旋转力所对应的反作用力。

因此，即使发生以摩擦力不能支撑壳体41的作业反作用力的状况，也能够利用导轨部件42和引导槽43的卡合力来支撑钻孔作业的反作用力，因此，仅依靠悬挂在起重机的钢丝绳33的钻孔装置30也能够由压入装置T进行混凝土桩K的埋设。

此时，在卡盘架15的插入孔16的上方设置引导部件45，并在引导部件45上形成用于插入钻孔装置30的壳体41的圆形的插入孔46和在插入孔46的内周的对应于所述壳体41的轨道部件42的部位形成所述引导槽43而构成支撑机构31，因此，只要将压入装置T的壳体41从上方插入到引导部件45的插入孔46，并放松钢丝绳而使钻孔装置30下降，由此将轨道部件42卡合到设置于压入装置T的引导槽43时，就可以由轨道部件42和引导槽43支撑钻孔装置30的螺旋钻37的旋转力所对应的反作用力，由此对地基S进行钻孔。

此时，准备插入孔46的直径以及引导槽43的宽度等各不相同的多种的引导部件45，由此可以选择交换使用不同的引导部件45，因此使得直径以及长度不相同的混凝土桩K所对应的钻孔装置30的使用变得可能，且能够以最佳状态进行作业。

并且，在图11的支撑机构31的其他实施例中，在所述壳体41的轨道部件42所对应的部位的卡盘机构17的夹紧部件18上形成所述引导槽43，由此构成所述支撑机构31，因此通过壳体41的轨道部件42卡合于夹紧部件18的引导槽43来支撑钻孔装置30的螺旋钻37的旋转力所对应的反作用力，由此对地基S进行钻孔。

在此，在上述的各实施例中，为了便于理解，通过个别或者混合的方式进行了图示以及说明，但是这些实施例可具有各种组合，不能根据这些表现来限定本发明的构成和作用等，此外，当然也会存在协同效果的情况。

Claims (4)

1.一种混凝土桩的埋设方法，其特征在于，在设置混凝土桩(K)的位置的地基(S)的上面设置压入装置(T)，该压入装置(T)通过设置为能够自由升降的卡盘机构(17)的多个夹紧部件(18)能够使混凝土桩(K)压入下降，在所述压入装置(T)设置用于支撑悬挂在起重机的钢丝绳(33)的钻孔装置(30)的支撑机构(31)，通过所述卡盘机构(17)选择进行混凝土桩(K)的压入作业和所述钻孔装置(30)的钻孔作业，

所述钻孔装置(30)通过在由外壳(35)内的旋转驱动机构(36)驱动旋转的螺旋钻(37)的外周设置壳体(41)而构成，所述钻孔装置(30)的上部悬挂在起重机的钢丝绳(33)，利用由所述卡盘机构(17)构成的所述支撑机构(31)来摩擦支撑所述壳体(41)的外周，或者在设置于所述压入装置(T)的所述支撑机构(31)的引导槽(43)卡合支撑所述钻孔装置(30)的壳体(41)的外周的轨道部件(42)，以支撑所述钻孔装置(30)的螺旋钻(37)的旋转力所对应的反作用力的同时进行钻孔。

2.一种混凝土桩的埋设方法，其特征在于，在设置混凝土桩(K)的位置的地基(S)的上面设置压入装置(T)，该压入装置(T)通过设置为能够自由升降的卡盘机构(17)的多个夹紧部件(18)能够使混凝土桩(K)压入下降，当因地基(S)的土中障碍而无法进行由压入装置(T)进行的混凝土桩(K)的压入时，将压入装置(T)的混凝土桩(K)替换为钻孔装置(30)，通过由压入装置(T)的支撑机构(31)支撑所述钻孔装置(30)来对地基(S)进行钻孔，在去除地基(S)的土中障碍之后，将压入装置(T)的钻孔装置(30)替换为混凝土桩(K)，由压入装置(T)压入混凝土桩(K)，

所述钻孔装置(30)通过在由外壳(35)内的旋转驱动机构(36)驱动旋转的螺旋钻(37)的外周设置壳体(41)而构成，所述钻孔装置(30)的上部悬挂在起重机的钢丝绳(33)，利用由所述卡盘机构(17)构成的所述支撑机构(31)来摩擦支撑所述壳体(41)的外周，或者在设置于所述压入装置(T)的所述支撑机构(31)的引导槽(43)卡合支撑所述钻孔装置(30)的壳体(41)的外周的轨道部件(42)，以支撑所述钻孔装置(30)的螺旋钻(37)的旋转力所对应的反作用力的同时进行钻孔。

3.根据权利要求1或2所述的混凝土桩的埋设方法，其特征在于，所述支撑机构(31)构成为通过将所述钻孔装置(30)的壳体(41)的外周的轨道部件(42)卡合于设置在压入装置(T)的引导槽(43)来支撑反作用力，所述引导槽(43)形成于引导部件(45)的插入孔(46)，该引导部件(45)可自由装卸地设置在压入装置(T)的卡盘架(15)的插入孔(16)的上方，或者所述引导槽(43)形成在与所述壳体(41)的轨道部件(42)对应的部位的所述卡盘机构(17)的夹紧部件(18)。

4.一种混凝土桩的埋设装置，其特征在于，包括：底座(1)，设置在用于设置混凝土桩(K)的位置的地基(S)的上面；具有卡盘机构(17)的卡盘架(15)，根据压入气缸(10)而相对于所述底座(1)进行升降，

在所述卡盘架(15)侧设置支撑机构(31)，以用于支撑单另设置的由钢丝绳(33)悬挂的钻孔装置(30)，所述钻孔装置(30)通过在由外壳(35)内的旋转驱动机构(36)驱动旋转的螺旋钻(37)的外周设置壳体(41)而构成，

所述支撑机构(31)由引导部件(45)构成，所述引导部件(45)设置有引导槽(43)，该引导槽(43)用于卡合设置于所述钻孔装置(30)的壳体(41)的外周的轨道部件(42)，或者所述支撑机构(31)在与所述壳体(41)的轨道部件(42)对应的部位的卡盘机构(17)的夹紧部件(18)上形成所述引导槽(43)而构成。