CN105780776A - 一种旋压钢管桩施工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋压钢管桩施工设备，包括驱动钢管桩的主机、为主机提供液压动力的液压站以及连接在液压站与主机之间的液压电气控制管路，主机包括底盘、设置在底盘上的桅杆机构以及安装在桅杆机构上驱动钢管桩的动力头。本发明适用于淤泥、粘土、沙层、卵砾石层等土层的施工，其具有适应狭窄低空特殊施工场地、对施工场地无扰动或扰动极小、施工效率高、加固效果较好、施工现场文明等优点。

Description

一种旋压钢管桩施工设备

技术领域

本发明涉及一种建筑工程施工机械，尤其涉及一种用于狭窄低矮空间建筑地基基础改造、处理等的地基基础改良钻机。

背景技术

现有建筑地基基础加固的施工方法较多，按照加固方式有树根桩、预制桩、基础补强注浆加固等。

树根桩是小型的钻孔灌注桩，按照钻孔的方式分为循环排渣钻孔法、螺旋钻孔法等。采用钻孔后下钢筋笼、注入混凝土方式形成小直径桩。

预制桩按照桩的植入方式分为锤击打桩、锚杆法静压桩（压管法）、坑式静压桩。

锤击打桩是采用落锤、柴油锤、液压锤等锤击预制桩进入土中。优点是施工速度较快，但是存在振动较大的缺点。柴油锤、液压锤打桩设备体积较大，高度较高，适合用于较大、较高的施工空间，一般情况下不能在既有建筑室内加固地基基础中。

锚杆静压桩是先在建筑物底板上开凿压桩孔和锚杆孔，种植锚杆后安装反力架，利用建筑物自重作反力，用千斤顶将钢桩或预制桩逐段压入土中，将桩与基础连结在一起，达到提高地基承载力和控制建筑物沉降的目的。坑式静压桩是对既有建筑物地基的加固方法，是采用既有建筑物自重做反力，用千斤顶将桩段逐段压入土中的托换方法。国内坑式静压桩的桩身多数采用预制钢筋混凝土方桩、开口钢管。

现有的树根桩施工方法，采用循环排渣法钻孔施工时，设备较为轻便，移动方便，在空间受到严格控制的地方较合适，其缺点是施工过程有泥浆需要处理，施工过程中需严格管理，因而受到限制。长螺旋钻孔法施工效率较高，无泥浆排放问题，但是不适合对空间要求严格的室内施工。

锚杆静压桩、坑式静压桩适合空间要求严格的室内施工，设备投入小，设备费用低，无泥浆排放问题，但是施工效率低，不适合紧急处理工程。

基础补强注浆加固是将水泥浆或树脂类加固材料按照一定压力通过管路注入或者通过旋喷法注入在既有建筑地基内，对地基承载力加固补强。由于注浆加固材料达到一定的强度需要较长的时间，且可能在施工过程中出现建筑基础因注浆而产生附加沉降，加固的均匀性差距较大，因而有些工程不适合适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以在狭窄低空间场地工作，对施工场地无扰动或少扰动，又能以较高效率工作，加固工期较短的旋压钢管桩施工设备。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种旋压钢管桩施工设备，包括驱动钢管桩的主机、为主机提供液压动力的液压站以及连接在液压站与主机之间的液压电气控制管路。

作为本发明进一步的改进，所述主机包括底盘、设置在底盘上的桅杆机构以及安装在桅杆机构上驱动钢管桩的动力头。

作为本发明进一步的改进，所述动力头下部设有带开口槽的传动接头。

作为本发明进一步的改进，所述桅杆机构包括桅杆、设置在底盘上的桅杆转向支架、下端安装在桅杆转向支架上的桅杆升降机构。

作为本发明进一步的改进，所述桅杆包括桅杆主体和加压提升机构；所述桅杆转向支架和桅杆之间设置有桅杆侧向摆动油缸机构；所述底盘的上平台与桅杆转向支架之间设置有桅杆起落油缸机构。

作为本发明进一步的改进，所述加压提升机构包括位于桅杆主体上部的上导向链轮、位于桅杆主体下部的下导向链轮、设置在上导向链轮和下导向链轮之间的油缸链条行程倍增装置、驱动油缸链条行程倍增装置的液压缸、一端绕过上导向链轮另一端经过油缸链条行程倍增装置后绕过下导向链轮的提升链条以及一端绕过下导向链轮且经过油缸链条行程倍增装置的加压链条；

所述提升链条的一端固定在动力头的上部，所述提升链条的另一端固定在位于桅杆主体中上部；

所述加压链条的一端固定在动力头的下部，所述加压链条的另一端固定在桅杆主体的下部。

作为本发明进一步的改进，所述加压提升机构包括位于桅杆主体上部的上导向轮、位于桅杆主体下部的驱动链轮、设置在上导向轮与驱动链轮之间的链条以及驱动链条的液压马达。

作为本发明进一步的改进，所述钢管桩包括上部连接管段和下部钻孔管段。

作为本发明进一步的改进，所述上部连接管段包括连接管管体、位于连接管管体下部的下接头、位于连接管管体上部的第一上接头以及设置在连接管管体外壁上且位于第一上接头处的第一挡块；所述下部钻孔管段包括钻孔管管体、位于钻孔管管体上部且与下接头相匹配的第二上接头、设置在钻孔管管体外壁上且位于第二上接头处的第二挡块、设置在钻孔管管体下部外壁上的螺旋叶片以及设置在钻孔管管体下端的钻尖。

作为本发明进一步的改进，所述第一挡块和第二挡块的宽度均小于开口槽的槽宽；所述第一挡块和第二挡块的数量均与开口槽的数量相同；

所述下接头、第一上接头和第二上接头均设有相匹配的连接螺纹；

所述开口槽的数量为两个以上；

所述底盘为履带行走底盘。

与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：

本发明内容是一种用于钢管桩施工的设备，包括主机、液压站、钢管桩、液压电气控制管路。所述主机由动力头、桅杆、底盘、加压提升机构、桅杆调平机构、桅杆升降机构、转动支架、摆动支架、液压电气控制台等组成。所述的钢管桩由动力头驱动钻入需改良的地基基础中。所述的钢管桩由带可拆卸接头的上部连接段和下部带螺旋叶片的钻孔管段组成。所述液压站为主机提供动力。主机的动力头采用结构紧凑的低速大扭矩液压马达（或液压马达驱动行星减速器），为驱动钢管桩提供的较大扭矩。动力头的加压提升机构为液压缸驱动油缸-链条行程倍增装置或液压马达减速机装置，以驱动动力头升降，克服钻进时的较大阻力。液压缸驱动油缸-链条行程倍增装置或液压马达减速机装置内置于桅杆，结构紧凑。桅杆调平机构设有使桅杆左右方向转动的摆动油缸和前后方向转动的起架油缸，方便钻机快速、准确的调整桅杆的垂直度。桅杆升降机构由液压缸驱动桅杆使其在转动架总成的导向槽内上下移动，可以根据工程场地条件的需要，在低空间施工时桅杆下移以降低高度；在施工空间高度允许时桅杆上移以增加高度，相应的钢管桩的单根长度可以加长，减少辅助时间。底盘优选为液压马达驱动履带行走方式，设备移位行走灵活方便。动力头设有下部带开口槽的传动接头，便于动力头与钢管桩快速连接。液压站与主机为分体式，减少施工设备占地空间；液压站采用液压电气控制管路和线路与主机连接，配套行走轮便于液压站移动。钢管桩为多节组装结构，设有若干接头。每组接头优选由一对螺纹接头组成。钢管桩底节设有螺旋叶片，起到自攻入土效果，增大了钻进的压力，利于钢管桩旋转的同时压进土中。本发明适用于淤泥、粘土、沙层、卵砾石层等土层的施工，其具有适应狭窄低空特殊施工场地、对施工场地无扰动或扰动极小、施工效率高、加固效果较好、施工现场文明等优点。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明主机的结构示意图；

附图3为本发明动力头的结构示意图；

附图4为本发明桅杆与加压提升机构的实施方式一的结构示意图；

附图5为本发明桅杆与加压提升机构的实施方式二的结构示意图；

附图6为本发明液压站的结构示意图；

附图7为本发明钢管桩的结构示意图；

附图8为本发明传动接头的结构示意图；

附图9为本发明传动接头开口槽的剖面示意图。

在附图中：

1主机、1-1动力头、1-2桅杆、1-3桅杆升降机构、1-4桅杆侧向摆动油缸机构、1-5桅杆转向支架、1-6桅杆起落油缸机构、1-7上平台、1-8液压电气控制台、1-9底盘、1-1-3传动接头、1-1-5开口槽、1-2-1桅杆主体、1-2-2液压缸、1-2-3提升链条、1-2-4油缸-链条行程倍增装置、1-2-5驱动链轮、1-2-6下导向链轮、1-2-7上导向链轮、1-2-8上导向轮、1-2-9链条、1-2-10液压马达、1-2-11加压链条、2液压站、3液压电气控制管路、4钢管桩、4-1连接管管体、4-2下接头、4-3第一上接头、4-4第一挡块、4-5螺旋叶片、4-6钻尖、4-7第二上接头、4-8第二挡块、4-9钻孔管管体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步详细的叙述。

如附图1-9所示，一种旋压钢管桩施工设备，包括驱动钢管桩4的主机1、为主机1提供液压动力的液压站2以及连接在液压站2与主机1之间的液压电气控制管路3，所述主机1包括底盘1-9、设置在底盘1-9上的桅杆机构以及安装在桅杆机构上驱动钢管桩4的动力头1-1，所述液压站2包括车架、设置在车架上的电机、液压泵、油箱总成、连接在液压泵和油箱总成之间的管路和阀组以及设置在车架下方的行走轮。所述动力头1-1下部设有带开口槽1-1-5的传动接头1-1-3。所述桅杆机构包括桅杆1-2、设置在底盘1-9上的桅杆转向支架1-5、下端安装在桅杆转向支架1-5上的桅杆升降机构1-3。所述桅杆1-2包括桅杆主体1-2-1和加压提升机构；所述桅杆转向支架1-5和桅杆1-2之间设置有桅杆侧向摆动油缸机构1-4；所述底盘1-9的上平台1-7与桅杆转向支架1-5之间设置有桅杆起落油缸机构1-6。

加压提升机构的实施方式一，所述加压提升机构包括位于桅杆主体1-2-1上部的上导向链轮1-2-7、位于桅杆主体1-2-1下部的下导向链轮1-2-6、设置在上导向链轮1-2-7和下导向链轮1-2-6之间的油缸-链条行程倍增装置1-2-4、驱动油缸-链条行程倍增装置1-2-4的液压缸1-2-2、一端绕过上导向链轮1-2-7另一端经过油缸-链条行程倍增装置1-2-4后绕过下导向链轮1-2-6的提升链条1-2-3以及一端绕过下导向链轮1-2-6且经过油缸-链条行程倍增装置1-2-4的加压链条1-2-11，所述提升链条1-2-3的一端固定在动力头1-1的上部，所述提升链条1-2-3的另一端固定在位于桅杆主体1-2-1中上部，所述加压链条1-2-11的一端固定在动力头1-1的下部，所述加压链条1-2-11的另一端固定在桅杆主体1-2-1的下部。加压提升机构的实施方式二，所述加压提升机构包括位于桅杆主体1-2-1上部的上导向轮1-2-8、位于桅杆主体1-2-1下部的驱动链轮1-2-5、设置在上导向轮1-2-8与驱动链轮1-2-5之间的链条1-2-9以及驱动链条1-2-9的液压马达1-2-10。

所述钢管桩4包括上部连接管段和下部钻孔管段。所述上部连接管段包括连接管管体4-1、位于连接管管体4-1下部的下接头4-2、位于连接管管体4-1上部的第一上接头4-3以及设置在连接管管体4-1外壁上且位于第一上接头4-3处的第一挡块4-4；所述下部钻孔管段包括钻孔管管体4-9、位于钻孔管管体4-9上部且与下接头4-2相匹配的第二上接头4-7、设置在钻孔管管体4-9外壁上且位于第二上接头4-7处的第二挡块4-8、设置在钻孔管管体4-9下部外壁上的螺旋叶片4-5以及设置在钻孔管管体4-9下端的钻尖4-6。所述第一挡块4-4和第二挡块4-8的宽度均小于开口槽1-1-5的槽宽；所述第一挡块4-4和第二挡块4-8的数量均与开口槽1-1-5的数量相同，所述下接头4-2、第一上接头4-3和第二上接头4-7均设有相匹配的连接螺纹；所述开口槽1-1-5的数量为两个以上，所述底盘1-9为履带行走底盘，在所述底盘1-9上设置有用来控制操作设备液压电气的1-8液压电气控制台。

本发明的施工工序：

1.设备按照施工组织要求就位，连接主机1与液压站2的液压电气控制管路3后，接通电源；

2.钻机就位：操控液压电气控制台，启动液压站2的电机驱动液压泵工作，使履带底盘前后、左右行走使主机1的传动接头中心对准桩位，通过桅杆起落油缸1-6、桅杆侧向摆动油缸机构1-4调整桅杆1-2的垂直度；根据空间高度和钢管桩4的长度，通过桅杆升降机构1-3调整桅杆1-2的工作高度。

3.通过液压电气控制管路3输送动力给动力头液压马达，驱动传动接头1-1-3旋转试车，运转正常后开始工作；

4.传动接头1-1-3停止旋转，将钢管桩4底节与传动接头1-1-3连接；

5.动力头1-1驱动钢管桩4底节，旋转的同时下压，使其钻入土中；

6.动力头1-1停止旋转，将钢管桩4单节的上、下接头分别与传动接头1-1-3和钢管桩4底节连接；

7.动力头1-1驱动钢管桩4单节旋转并下压，使钢管桩4钻入土中，重复钢管桩4单节连接、下压过程，直到钻至施工要求设定深度后停钻；

8.提升动力头1-1，将主机移到下一个桩位，完成一个工作循环；

9.重复步骤2～8，直到完成第一个工段工作；

10.根据场地情况，将主机、液压站移动到下一个工段的预定位置。

按照以上顺序继续施工，完成全部过程施工。

本发明内容是一种用于钢管桩施工的设备，包括主机、液压站、钢管桩、液压电气控制管路。所述主机由动力头、桅杆、底盘、上平台、加压提升机构、桅杆调平机构、桅杆升降机构、转动支架、摆动支架、液压电气控制台等组成。所述的钢管桩由动力头驱动钻入需改良的地基基础中。所述的钢管桩由带可拆卸接头的钻杆和带螺旋叶片的钻头组成。所述液压站为主机提供动力。主机的动力头采用低速大扭矩液压马达（或液压马达驱动行星减速器），为驱动钢管桩提供的较大扭矩。动力头的加压提升机构为液压缸驱动油缸-链条行程倍增装置或液压马达减速机装置，以驱动动力头升降，克服钻进时的较大阻力。液压缸驱动油缸-链条行程倍增装置或液压马达减速机装置内置于桅杆，结构紧凑。桅杆调平机构设有使桅杆左右方向转动的摆动油缸和前后方向转动的起架油缸，方便钻机快速、准确的调整桅杆的垂直度。桅杆升降机构由液压缸驱动，使桅杆在转动架总成的导向槽内上下移动实现桅杆升降，可以根据工程场地条件的需要，在低矮空间施工时桅杆工作高度可以降低；在施工空间高度允许时可以增加桅杆工作高度，相应的单根钢管桩长度可以加长，减少辅助时间。底盘为液压马达驱动履带行走方式，钻机移位行走灵活方便。动力头设有下部带开口槽的传动接头，便于动力头与钢管桩快速连接。液压站与主机为分体式，采用液压电气控制管路和线路与主机连接。液压站配套行走轮便于移动。钢管桩为多节组装结构，设有若干接头。每组接头由一对螺纹接头组成。钢管桩底节设有螺旋叶片，起到自攻入土效果，增大了钻进的压力，利于钢管桩旋转的同时压进土中。本发明适用于淤泥、粘土、沙层、卵砾石层等土层的施工，其具有适应狭窄低矮空间特殊施工场地、对施工场地无扰动或扰动极小、施工效率高、加固效果较好、施工现场文明等优点。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋压钢管桩施工设备，其特征在于：其包括驱动钢管桩（4）的主机（1）、为主机（1）提供液压动力的液压站（2）以及连接在液压站（2）与主机（1）之间的液压电气控制管路（3）。

2.根据权利要求1所述的一种旋压钢管桩施工设备，其特征在于：所述主机（1）包括底盘（1-9）、设置在底盘（1-9）上的桅杆机构以及安装在桅杆机构上驱动钢管桩（4）的动力头（1-1）。

3.根据权利要求2所述的一种旋压钢管桩施工设备，其特征在于：所述动力头（1-1）下部设有带开口槽（1-1-5）的传动接头（1-1-3）。

4.根据权利要求2所述的一种旋压钢管桩施工设备，其特征在于：所述桅杆机构包括桅杆（1-2）、设置在底盘（1-9）上的桅杆转向支架（1-5）、下端安装在桅杆转向支架（1-5）上的桅杆升降机构（1-3）。

5.根据权利要求4所述的一种旋压钢管桩施工设备，其特征在于：所述桅杆（1-2）包括桅杆主体（1-2-1）和加压提升机构；所述桅杆转向支架（1-5）和桅杆（1-2）之间设置有桅杆侧向摆动油缸机构（1-4）；所述底盘（1-9）的上平台与桅杆转向支架（1-5）之间设置有桅杆起落油缸机构（1-6）。

6.根据权利要求5所述的一种旋压钢管桩施工设备，其特征在于：所述加压提升机构包括位于桅杆主体（1-2-1）上部的上导向链轮（1-2-7）、位于桅杆主体（1-2-1）下部的下导向链轮（1-2-6）、设置在上导向链轮（1-2-7）和下导向链轮（1-2-6）之间的油缸-链条行程倍增装置（1-2-4）、驱动油缸-链条行程倍增装置（1-2-4）的液压缸（1-2-2）、一端绕过上导向链轮（1-2-7）另一端经过油缸-链条行程倍增装置（1-2-4）后绕过下导向链轮（1-2-6）的提升链条（1-2-3）以及一端绕过下导向链轮（1-2-6）且经过油缸-链条行程倍增装置（1-2-4）

的加压链条（1-2-11）；

所述提升链条（1-2-3）的一端固定在动力头（1-1）的上部，所述提升链条（1-2-3）的另一端固定在位于桅杆主体（1-2-1）中上部；

所述加压链条（1-2-11）的一端固定在动力头（1-1）的下部，所述加压链条（1-2-11）的另一端固定在桅杆主体（1-2-1）的下部。

7.根据权利要求5所述的一种旋压钢管桩施工设备，其特征在于：所述加压提升机构包括位于桅杆主体（1-2-1）上部的上导向轮（1-2-8）、位于桅杆主体（1-2-1）下部的驱动链轮（1-2-5）、设置在上导向轮（1-2-8）与驱动链轮（1-2-5）之间的链条（1-2-9）以及驱动链条（1-2-9）的液压马达（1-2-10）。

8.根据权利要求1所述的一种旋压钢管桩施工设备，其特征在于：所述钢管桩（4）包括上部连接管段和下部钻孔管段。

9.根据权利要求8所述的一种旋压钢管桩施工设备，其特征在于：所述上部连接管段包括连接管管体（4-1）、位于连接管管体（4-1）下部的下接头（4-2）、位于连接管管体（4-1）上部的第一上接头（4-3）以及设置在连接管管体（4-1）外壁上且位于第一上接头（4-3）处的第一挡块（4-4）；所述下部钻孔管段包括钻孔管管体（4-9）、位于钻孔管管体（4-9）上部且与下接头（4-2）相匹配的第二上接头（4-7）、设置在钻孔管管体（4-9）外壁上且位于第二上接头（4-7）处的第二挡块（4-8）、设置在钻孔管管体（4-9）下部外壁上的螺旋叶片（4-5）以及设置在钻孔管管体（4-9）下端的钻尖（4-6）。

10.根据权利要求9所述的一种旋压钢管桩施工设备，其特征在于：所述第一挡块（4-4）和第二挡块（4-8）的宽度均小于开口槽（1-1-5）的槽宽；所述第一挡块（4-4）和第二挡块（4-8）的数量均与开口槽（1-1-5）的数量相同；

所述下接头（4-2）、第一上接头（4-3）和第二上接头（4-7）均设有相匹配的连接螺纹；

所述开口槽（1-1-5）的数量为两个以上；

所述底盘（1-9）为履带行走底盘。