CN106567386A - 一种浇筑式打桩机及其打桩方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浇筑式打桩机及其打桩方法，改变传统的打桩方式，桩体不在预留在地下，打桩与浇筑实现同步完成，不需要再次浇筑，即可实现水泥填充料形成的桩体的牢固下桩作业；打桩方法与本发明所述的设备高效不可分割的结合，利用本发明所述的打桩机，并配合本发明所述的打桩方法，实现打桩机配合打桩方法的高效结合，保证水泥料在打桩作业完成后，拔桩的同时进行浇筑，不留时间间隙，水泥料快速填充到桩体拔出后的空间内，并且在水泥料浇筑完成并凝固后，凝固的水泥桩体底部与底面接触面积较大，顶部与桩体拔出的空间紧密接触，形成大小不一的柱台状结构，增强了桩体的稳定性。

Description

一种浇筑式打桩机及其打桩方法

技术领域

本发明涉及机械领域，具体涉及一种打桩设备，特别涉及一种浇筑式打桩机及其打桩方法。

背景技术

打桩机由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩锤依附在桩架前部两根平行的竖直导杆，俗称龙门之间，用提升吊钩吊升。桩架为一钢结构塔架，在其后部设有卷扬机，用以起吊桩和桩锤。桩架前面有两根导杆组成的导向架，用以控制打桩方向，使桩按照设计方位准确地贯入地层。桩锤按运动的动力来源可分为落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等。打桩机是利用冲击力将桩贯入地层的桩工机械。塔架和导向架可以一起偏斜，用以打斜桩。桩架能转动，也能移行。

打桩机分为以下几类：落锤打桩机桩锤是一钢质重块，由卷扬机用吊钩提升，脱钩后沿导向架自由下落而打桩。汽锤打桩机的桩锤由锤头和锤座组成，以蒸汽或压缩空气为动力，有单动汽锤和双动汽锤两种。柴油锤打桩机的主体也是由汽缸和柱塞组成，其工作原理和单缸二冲程柴油机相似，利用喷入汽缸燃烧室内的雾化柴油受高压高温后燃爆所产生的强大压力驱动锤头工作。液压锤打桩机是柴油带启动，以油液压力为动力，可按地层土质不同调整液压，以达到适当的冲击力进行打桩，是一种新型打桩机。螺旋打桩机是一种通过动力头带动钻杆钻头向地下钻机成孔的打桩设备。螺旋打桩机可以分为两个部分：桩架和钻进部分。

综上所述，传统的打桩机无论类型怎样变化，均是利用打桩动力源将桩体打入地下，并将桩体保留到地下的机械设备。这种打桩方式需要浪费较多的资源和设备。在打桩作业时，受到桩体直径的限制，落桩作业完成后，桩体留在地下，桩体直径无变化，受力点全部由桩体制成，桩体自上而下受理不均匀，影响上层建筑物的搭建。桩体留在地下作为必要的预留件，不能周转反复使用，浪费了资源。并且，传统的打桩机在使用时容易出现缺陷桩，传统的处理方法有扩大承台、原位复桩、接桩、桩心凿井、补桩、钻孔加强、改变施工方法或者修改设计方案。有些重大桩基事故处理困难，耗资巨大。一旦出现缺陷桩，采取上述审核一种方法都会造成成本加大，增加开支，并且可能造成整体设计改变后的缺陷问题。因此，采用传统打桩机预留桩体在地下的方式容易造成施工的不方便，一旦出现缺陷桩，会给生产和工期带来滞后，并给施工方带来巨大的经济损失，给上层建筑物带来安全隐患。

因此，生产一种结构简单，操作方便，施工和运行效率高，节能环保，安全系数高，稳定牢固，桩体成桩率高，节省成本，打桩方式新颖高效，打桩方法突破传统方式，高效快捷的浇筑式打桩机及其打桩方法，具有广阔的市场前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，操作方便，施工和运行效率高，节能环保，安全系数高，稳定牢固，桩体成桩率高，节省成本，打桩方式新颖高效，打桩方法突破传统方式，高效快捷的浇筑式打桩机及其打桩方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种浇筑式打桩机，包括桩架、安装在桩架下方的履带轮、设置在桩架上的支撑千斤顶、安装在支撑千斤顶底部的支撑盘、设置在桩架上的导向架、活动安装在导向架一侧的卷扬轴、通过提升绳索与卷扬轴相连接的卷扬机、与卷扬机相连接的油压导杆、设置在油压导杆下部的桩锤，所述的桩架上方设置有连接架，连接架与导向架活动连接，在连接架的一侧设置有油压控制站，油压控制站通过导管与油压导杆相连接，在桩锤的下方设置有支撑连接管，支撑连接管上安装有装载有水泥的水泥料搅拌仓，水泥料搅拌仓通过搅拌轴与搅拌电机相连接，水泥料搅拌仓下方与支撑连接管相连通，支撑连接管的下方连接有内管，内管的外部套装有外管，外管的下方连接有桩头，桩头的上部设置有与内管相连接的内管连接头，所述的桩头为空心结构，内管连接头与桩头相连通，在内管连接头的下方通过铁链活动连接有堵头，在堵头下方的桩架上开设有下桩孔。

所述的外管套装在内管的外部，外管的上部设置有第一连接盘，第一连接盘上开设有第一连接孔，内管的上部设置有第二连接盘，第二连接盘上开设有与第一连接孔相配合的第二连接孔，在第二连接盘的上方固定安装有支撑连接管连接盘，支撑连接管连接盘和支撑连接管之间设置有铰接法兰，支撑连接管连接盘上开设有支撑连接管连接孔。

所述的连接架通过连接架支撑座安装在桩架上，连接架通过液压支撑杆与导向架活动连接，液压支撑杆的上端设置有与导向架相连接上部连接座，液压支撑杆的下端设置有连接架相连接下部连接座，在连接架和导向架的连接处设置有旋转支座，所述的导向架通过导向架扩展支座与导向架扩展支架相连接，导向架和导向架扩展支架上均设置有人梯，导向架扩展支架的顶部设置有提升绳索支撑轮，导向架扩展支架的侧面固定连接有横杆，横杆下方连接有与导向架扩展支架相连接的斜拉杆，卷扬机安装在横杆上。

所述的桩架上设置有桩架护板，桩架护板上设置有导向架支撑架，在桩架护板的一侧设置有操控室，油压控制站安装在操控室内，操控室的上方安装有探照灯，操控室的一侧安装有活动门，活动门的一侧设置有散热孔，操控室的后部设置有冷油器。

所述的卷扬轴设置在连接架的一侧，卷扬轴与卷扬轴支撑架相连接，在卷扬轴下方的桩架上固定安装有加重块支架，加重块支架上活动安装有加重块。

所述的内管连接头通过连接螺纹与内管相连接，内管连接头的外径与外管内径相等所述的桩头的外径与外管的外径相等, 在桩头的外侧面开设有排气槽。

一种如上述浇筑式打桩机的打桩方法，其打桩方法如下：开启油压控制站，带动油压导杆作业，油压导杆带动桩锤下行，将内管和外管一同打入到地下，达到设定深度后，启动卷扬机，带动内管上行运动，外管预留在桩洞内，内管上行运动的同时，开启搅拌电机，搅拌电机带动搅拌轴运行，水泥料搅拌仓内的水泥料下料到支撑连接管中，支撑连接管的水泥进一步下料到内管中，水泥料通过内管向内管连接头内下料，内管连接头向桩头内下料，堵头在内管上升的同时振动摆动，开启桩头底部开孔，水泥料最终从内管连接头下部下料到外管内部，下料完成后内管下压，外管上拔再下压成桩体。

本发明具有如下的积极效果：首先本发明结构简单，操作方便，改变传统的打桩方式，桩体不在预留在地下，打桩与浇筑实现同步完成，在打桩作业完成后，退桩的同时将水泥料浇筑到桩体形成的空间内，利用水泥料填充外管打桩形成的空间，凝固后形成自然的桩体，不需要再次浇筑，即可实现水泥填充料形成的桩体的牢固下桩作业；其次，本发明所述的打桩方法与本发明所述的设备高效不可分割的结合，利用本发明所述的打桩机，并配合本发明所述的打桩方法，实现打桩机配合打桩方法的高效结合，保证水泥料在打桩作业完成后，拔桩的同时进行浇筑，不留时间间隙，水泥料快速填充到桩体拔出后的空间内，并且在水泥料浇筑完成并凝固后，凝固的水泥桩体底部与底面接触面积较大，桩体与四周的空间紧密接触，形成大小不一的柱台状结构，增大了桩体与地面的接触面积，增大了桩体底部的承载面积，增强了桩体的稳定性；再次，本发明所述的打桩机设计合理，可以移动作业，整体设备元器件均由桩架承载，并配备有加重块，可以实现移动、定位、支撑、打桩作业，灵活方便，操作快捷，桩架下部设置有履带，可以适合多种地形的形的稳定停放，桩头采用独特的设计方式，不仅方便向下部着力打桩，并且不会影响内管内部的水泥料的输送。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图。

图2为本发明的后视结构示意图。

图3为本发明的侧视结构示意图。

图4为本发明的内管和外管套装结构示意图。

图5为本发明桩头结构示意图。

图6为本发明内管与外管和桩头的连接结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6所示，一种浇筑式打桩机，包括桩架1、安装在桩架1下方的履带轮2、设置在桩架1上的支撑千斤顶3、安装在支撑千斤顶3底部的支撑盘4、设置在桩架1上的导向架15、活动安装在导向架15一侧的卷扬轴33、通过提升绳索35与卷扬轴33相连接的卷扬机24、与卷扬机24相连接的油压导杆36、设置在油压导杆36下部的桩锤37，所述的桩架1上方设置有连接架7，连接架7与导向架15活动连接，在连接架7的一侧设置有油压控制站44，油压控制站44通过导管与油压导杆36相连接，在桩锤37的下方设置有支撑连接管38，支撑连接管38上安装有装载有水泥的水泥料搅拌仓21，水泥料搅拌仓21通过搅拌轴19与搅拌电机20相连接，水泥料搅拌仓21下方与支撑连接管38相连通，支撑连接管38的下方连接有内管43，内管43的外部套装有外管42，外管42的下方连接有桩头58，桩头58的上部设置有与内管43相连接的内管连接头51，所述的桩头58为空心结构，内管连接头51与桩头58相连通，在内管连接头51的下方通过铁链56活动连接有堵头57，在堵头57下方的桩架1上开设有下桩孔45。

所述的外管42套装在内管43的外部，外管42的上部设置有第一连接盘46，第一连接盘46上开设有第一连接孔49，内管43的上部设置有第二连接盘47，第二连接盘47上开设有与第一连接孔49相配合的第二连接孔61，在第二连接盘47的上方固定安装有支撑连接管连接盘48，支撑连接管连接盘48和支撑连接管38之间设置有铰接法兰，支撑连接管连接盘48上开设有支撑连接管连接孔50。所述的连接架7通过连接架支撑座14安装在桩架1上，连接架7通过液压支撑杆8与导向架15活动连接，液压支撑杆8的上端设置有与导向架15相连接上部连接座29，液压支撑杆8的下端设置有连接架7相连接下部连接座30，在连接架7和导向架15的连接处设置有旋转支座28，所述的导向架15通过导向架扩展支座18与导向架扩展支架17相连接，导向架15和导向架扩展支架17上均设置有人梯16，导向架扩展支架17的顶部设置有提升绳索支撑轮27，导向架扩展支架17的侧面固定连接有横杆26，横杆26下方连接有与导向架扩展支架17相连接的斜拉杆25，卷扬机24安装在横杆26上。所述的桩架1上设置有桩架护板5，桩架护板5上设置有导向架支撑架6，在桩架护板5的一侧设置有操控室9，油压控制站44安装在操控室9内，操控室9的上方安装有探照灯10，操控室9的一侧安装有活动门13，活动门13的一侧设置有散热孔12，操控室9的后部设置有冷油器11。所述的卷扬轴33设置在连接架7的一侧，卷扬轴33与卷扬轴支撑架34相连接，在卷扬轴33下方的桩架1上固定安装有加重块支架31，加重块支架31上活动安装有加重块32。所述的内管连接头51通过连接螺纹52与内管43相连接，内管连接头51的外径与外管42内径相等所述的桩头58的外径与外管42的外径相等，在桩头58的外侧面开设有排气槽100。

一种如上述浇筑式打桩机的打桩方法，其打桩方法如下：开启油压控制站44，带动油压导杆36作业，油压导杆36带动桩锤37下行，将内管43和外管42一同打入到地下，达到设定深度后，启动卷扬机24，带动内管43上行运动，外管42预留在桩洞内，内管43上行运动的同时，开启搅拌电机20，搅拌电机20带动搅拌轴19运行，水泥料搅拌仓21内的水泥料下料到支撑连接管38中，支撑连接管38的水泥进一步下料到内管43中，水泥料通过内管43向内管连接头51内下料，内管连接头51向桩头58内下料，堵头57在内管43上升的同时振动摆动，开启桩头58底部开孔，水泥料最终从内管连接头51下部下料到外管42内部，下料完成后内管43下压，外管42上拔再下压成桩体。

本发明在具体操作时，打桩机本体行进到打桩位置后，履带轮2停止作业，并稳固的停放，将支撑千斤顶3开启，利用支撑盘4对设备进行支撑，开启油压控制站44，带动油压导杆36作业，油压导杆36带动桩锤37下行，将内管43和外管42一同打入到地下，达到设定深度后，启动卷扬机24，带动内管43上行运动，外管42预留在桩洞内，内管43上行运动的同时，开启搅拌电机20，搅拌电机20带动搅拌轴19运行，水泥料搅拌仓21内的水泥料下料到支撑连接管38中，支撑连接管38的水泥进一步下料道内管43中，水泥料通过内管43向内管连接头51内下料，内管连接头51向桩头58内下料，堵头57在内管43上升的同时振动摆动，开启桩头58底部开孔，水泥料最终从内管连接头51下部下料到外管42内部，下料完成后内管43下压，外管42上拔再下压成桩体。

采用本发明所述的打桩机以及打桩方法，可以替代传统的打桩设备和打桩方法，经过多次试验，其打出的水泥桩体结实牢固，在水泥料中可以混合石子等加固凝固和提高结实程度的混合料，进一步达到稳定桩体凝固的效果，并且，在水泥料下料后，桩体可以形成下部大、上部相对较小的圆台状结构，形成稳定的桩体基座，方便后期上层建筑物施工要求。

Claims (7)

1.一种浇筑式打桩机，包括桩架（1）、安装在桩架（1）下方的履带轮（2）、设置在桩架（1）上的支撑千斤顶（3）、安装在支撑千斤顶（3）底部的支撑盘（4）、设置在桩架（1）上的导向架（15）、活动安装在导向架（15）一侧的卷扬轴（33）、通过提升绳索（35）与卷扬轴（33）相连接的卷扬机（24）、与卷扬机（24）相连接的油压导杆（36）、设置在油压导杆（36）下部的桩锤（37），其特征在于：所述的桩架（1）上方设置有连接架（7），连接架（7）与导向架（15）活动连接，在连接架（7）的一侧设置有油压控制站（44），油压控制站（44）通过导管与油压导杆（36）相连接，在桩锤（37）的下方设置有支撑连接管（38），支撑连接管（38）上安装有装载有水泥的水泥料搅拌仓（21），水泥料搅拌仓（21）通过搅拌轴（19）与搅拌电机（20）相连接，水泥料搅拌仓（21）下方与支撑连接管（38）相连通，支撑连接管（38）的下方连接有内管（43），内管（43）的外部套装有外管（42），外管（42）的下方连接有桩头（58），桩头（58）的上部设置有与内管（43）相连接的内管连接头（51），所述的桩头（58）为空心结构，内管连接头（51）与桩头（58）相连通，在内管连接头（51）的下方通过铁链（56）活动连接有堵头（57），在堵头（57）下方的桩架（1）上开设有下桩孔（45）。

2.根据权利要求1所述的浇筑式打桩机，其特征在于：所述的外管（42）套装在内管（43）的外部，外管（42）的上部设置有第一连接盘（46），第一连接盘（46）上开设有第一连接孔（49），内管（43）的上部设置有第二连接盘（47），第二连接盘（47）上开设有与第一连接孔（49）相配合的第二连接孔（61），在第二连接盘（47）的上方固定安装有支撑连接管连接盘（48），支撑连接管连接盘（48）和支撑连接管（38）之间设置有铰接法兰，支撑连接管连接盘（48）上开设有支撑连接管连接孔（50）。

3.根据权利要求1所述的浇筑式打桩机，其特征在于：所述的连接架（7）通过连接架支撑座（14）安装在桩架（1）上，连接架（7）通过液压支撑杆（8）与导向架（15）活动连接，液压支撑杆（8）的上端设置有与导向架（15）相连接上部连接座（29），液压支撑杆（8）的下端设置有连接架（7）相连接下部连接座（30），在连接架（7）和导向架（15）的连接处设置有旋转支座（28），所述的导向架（15）通过导向架扩展支座（18）与导向架扩展支架（17）相连接，导向架（15）和导向架扩展支架（17）上均设置有人梯（16），导向架扩展支架（17）的顶部设置有提升绳索支撑轮（27），导向架扩展支架（17）的侧面固定连接有横杆（26），横杆（26）下方连接有与导向架扩展支架（17）相连接的斜拉杆（25），卷扬机（24）安装在横杆（26）上。

4.根据权利要求1所述的浇筑式打桩机，其特征在于：所述的桩架（1）上设置有桩架护板（5），桩架护板（5）上设置有导向架支撑架（6），在桩架护板（5）的一侧设置有操控室（9），油压控制站（44）安装在操控室（9）内，操控室（9）的上方安装有探照灯（10），操控室（9）的一侧安装有活动门（13），活动门（13）的一侧设置有散热孔（12），操控室（9）的后部设置有冷油器（11）。

5.根据权利要求1所述的浇筑式打桩机，其特征在于：所述的卷扬轴（33）设置在连接架（7）的一侧，卷扬轴（33）与卷扬轴支撑架（34）相连接，在卷扬轴（33）下方的桩架（1）上固定安装有加重块支架（31），加重块支架（31）上活动安装有加重块（32）。

6.根据权利要求1所述的浇筑式打桩机，其特征在于：所述的内管连接头（51）通过连接螺纹（52）与内管（43）相连接，内管连接头（51）的外径与外管（42）内径相等，所述的桩头（58）的外径与外管（42）的外径相等，在桩头（58）的外侧面开设有排气槽（100）。

7.一种如权利要求1所述的浇筑式打桩机的打桩方法，其特征在于，其打桩方法如下：开启油压控制站（44），带动油压导杆（36）作业，油压导杆（36）带动桩锤（37）下行，将内管（43）和外管（42）一同打入到地下，达到设定深度后，启动卷扬机（24），带动内管（43）上行运动，外管（42）预留在桩洞内，内管（43）上行运动的同时，开启搅拌电机（20），搅拌电机（20）带动搅拌轴（19）运行，水泥料搅拌仓（21）内的水泥料下料到支撑连接管（38）中，支撑连接管（38）的水泥进一步下料到内管（43）中，水泥料通过内管（43）向内管连接头（51）内下料，内管连接头（51）向桩头（58）内下料，堵头（57）在内管（43）上升的同时振动摆动，开启桩头（58）底部开孔，水泥料最终从内管连接头（51）下部下料到外管（42）内部，下料完成后内管（43）下压，外管（42）上拔再下压成桩体。