CN107023003A - 一种混凝土桩机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土桩机，所述桩机包括底座、驾驶室、桩机钻杆架、浆料输送系统、震动送桩杆和抱压桩机构，桩机的起吊机构的吊钩置于抱压桩机构和震动送桩杆的上方；桩机钻杆架包括主桩架、动力头、灌浆板，灌浆板与浆料输送系统连接，钻杆与动力头之间通过万向节连接；灌浆装置下侧设置有钻杆自动拆卸机构，钻杆自动拆卸机构与设置在主桩架中的钻杆可拆卸式连接，主桩架一侧还设置有备用桩架组。本发明的桩机钻杆自动更换装置能够自行将备用位的钻杆自动转移至主桩架的位置，并能够实现自动安装，进而可节省大量的安装时间，节省劳动力成本，提高桩机的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土桩机，属于建筑工程设备技术领域。
背景技术
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型，钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量。
随着经济建设与城市化的高速发展，但在现代都市中，往往需要对老建筑物进行改造，而老建筑物地层中常有用水泥土加固过，在新改造过程中需在水泥土加固区加桩，而现有技术的三翼钻头时则很难圆磨钻进水泥土加固的地层，施工速度慢，不仅消耗人力物力，还费时费财，大大增加了工程造价。且现有的桩机在进行钻头更换使，一般都采用人工操作，效率底下，且耗费较多人力成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种混凝土桩机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种混凝土桩机，其包括底座，所述底座的一端设置有驾驶室，所述底座的另一端设置有桩机钻杆架，所述桩机钻杆架和所述驾驶室之间设置有浆料输送系统、震动送桩杆和抱压桩机构，所述桩机的起吊机构的吊钩置于所述抱压桩机构和所述震动送桩杆的上方；所述桩机钻杆架包括主桩架，所述主桩架上端设置有动力头，所述动力头的上连接有驱动所述动力头升降的驱动装置，所述动力头的下端连接有灌浆板，所述灌浆板与所述浆料输送系统连接向钻杆内输送浆液，所述钻杆与所述动力头之间通过万向节连接；所述灌浆装置下侧设置有钻杆自动拆卸机构，所述钻杆自动拆卸机构与设置在所述主桩架中的钻杆可拆卸式连接，所述主桩架一侧还设置有备用桩架组，所述备用桩架组包括与所述主桩架对齐设置的中间备用桩架和所述中间备用桩架两侧并列设置的多个边侧备用桩架，所述中间备用桩架上设置有将所述中间备用桩架中的钻杆组输送到所述主桩架中的X轴钻杆输送装置，所述多个边侧备用桩架上设置有将所述边侧备用桩架中钻杆组输送到所述中间备用桩架中的Y轴钻杆输送装置。
优选的，所述钻杆自动拆卸机构包括与所述钻杆同轴设置的八角套，所述八角套固定在角套板上，所述角套板上至少设置有一个用于驱动所述角套板向下运动的顶出机构，所述顶出机构的顶出端竖直向上设置，所述顶出端的端部连接在灌浆板的下侧面上，所述顶出机构驱动所述八角套向下运动，使所述八角套抵触并将钻杆上端的钻杆套向下压以便于所述万向节与所述钻杆转动拆卸。
优选的，所述主桩架下段位于最低打桩点的位置设置有下钻自动拆卸结构，所述下钻自动拆卸机构包括用于将所述钻杆上端的所述钻杆套下压的压叉，所述压叉铰接在所述主桩架上，所述压叉的远离所述钻杆的一端连接有驱动所述压叉下压所述钻杆套或使所述压叉转动至所述动力头竖向投影区之外的压叉动力机构，所述压叉动力机构固定在所述主桩架上。
优选的，所述边侧备用桩架包括分别设置在所述中间备用桩架左右两侧的左备用桩架和右备用桩架，所述左备用桩架的上端设置有用于夹持左备用钻杆的左钻杆夹紧机构，所述左钻杆夹紧机构的上端固定在左Y轴钻杆输送装置上；所述右备用桩架的上端设置有用于夹持右备用钻杆的右钻杆夹紧机构，所述右钻杆夹紧机构的上端固定在右Y轴钻杆输送装置上；所述左Y轴钻杆输送装置和所述右Y轴钻杆输送装置均设置在Y轴输送导轨上；所述X轴钻杆输送装置的下端连接有中间钻杆夹紧机构，所述中间钻杆夹紧机构的下方设置有中间钻杆固定机构，从所述侧备用桩架上输送过来的备用钻杆先由所述中间钻杆固定机构固定，然后再由所述中间钻杆夹紧机构夹持。
优选的，所述主桩架上设置有用于将输送过来的备用钻杆夹持固定的主夹持部，所述主夹持部包括两个水平设置并可以相向运动以从待安装钻杆的两侧将待安装钻杆夹持固定的夹持部，所述动力头的最高点的下方水平设置有限制所述动力头下降的限位板，所述限位板适于水平移入或移出所述动力头的竖向投影区，所述主桩架与所述备用桩架组为格构式一体结构。
优选的，所述主桩架内的钻杆的下端部设置有钻头，所述钻杆上在所述钻头处设置有一个或多个与所述钻杆轴线垂直的第一旋转叶，所述第一旋转叶上朝向钻头一侧设置有喷嘴，所述喷嘴通过所述第一旋转叶中的通孔与所述钻杆中的通道连通，所述第一旋转叶的边侧延伸出螺旋向所述钻头延伸的螺旋刀片，所述钻杆上还设置有多组旋转叶组，所述钻杆上还均匀间隔设置有多个倾斜推进叶。
优选的，所述喷嘴口径为锥形。
优选的，所述螺旋刀片从所述第一旋转叶的边侧螺旋延伸，一直延伸到所述钻头与所述钻杆连接处。
优选的，所述钻杆上还设置有多组弧形叶组，所述弧形叶组包括以所述钻杆中轴对称分部并倾斜设置的多个弧形叶，所述弧形叶为半圆弧形，所述弧形叶的两端侧为与所述钻杆中轴垂直的直边。
优选的，所述旋转叶组包括以所述钻杆中轴对称分部的多个旋转叶，所述旋转叶与所述钻杆中轴垂直设置，所述旋转叶设置2-8个，所述旋转叶为长方形。
优选的，所述倾斜推进叶与所述钻杆中轴的角度为30-60度，所述倾斜推进叶也为长方形，所述钻杆的末端还设置有固定槽。
本发明的有益效果是：
1.本发明的桩机钻杆自动更换装置能够自行将备用位的钻杆自动转移至主桩架的位置，并能够实现自动安装，进而可节省大量的安装时间，节省劳动力成本，提高桩机的工作效率。
2.本发明在所述第一旋转叶上设置了锥形的喷嘴，因此不但能打出方形的水泥搅拌桩，还可以喷出扇形的出浆形状，喷浆量均匀，使得成型的搅拌桩性能优异，并且本钻杆组包括正转和反转的钻杆，极大提高了搅拌作用，使浆与土得到充分的搅拌。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的混凝土桩机的主视结构示意图；
图2是本发明的混凝土桩机的左视结构示意图；
图3是本发明的混凝土桩机的俯视结构示意图；
图4是本发明钻杆一个实施例的主视图；
图5是本发明钻杆一个实施例的侧视图；
图6是本发明所述钻杆另一个实施例的主视图；
图7是本发明所述钻杆组的一个实施例的主视图；
图8是本发明所述钻杆组的另一个实施例的主视图。
图中标记：1-钻杆，2-钻头，3-第一旋转叶，4-喷嘴，5-螺旋刀片，6-旋转叶组，61-旋转叶，7-倾斜推进叶，8-固定槽，9-弧形叶，91-直边，10-主桩架，11-动力头，12-灌浆板，13-钻杆组，14-万向节，15-钻杆自动拆卸机构，16-备用桩架组，17-中间备用桩架，18-左备用桩架，19-右备用桩架，20-X轴钻杆输送装置，21-八角套，22-角套板，23-顶出机构，24-钻杆套，25-下钻自动拆卸结构，26-压叉，27-压叉动力机构，28-左钻杆夹紧机构，29-左Y轴钻杆输送装置，30-右钻杆夹紧机构，31-右Y轴钻杆输送装置，32-Y轴输送导轨，33-中间钻杆夹紧机构，34-中间钻杆固定机构，35-底座，36-驾驶室，37-桩机钻杆架，38-浆料输送系统，39-震动送桩杆，40-抱压桩机构，41-起吊机构，42-吊钩。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1-3所示的本发明所述一种混凝土桩机的结构示意图，其包括底座35，所述底座35的一端设置有驾驶室36，所述底座35的另一端设置有桩机钻杆架37，所述桩机钻杆架37和所述驾驶室36之间设置有浆料输送系统38、震动送桩杆39和抱压桩机构40，所述桩机的起吊机构41的吊钩42置于所述抱压桩机构40和所述震动送桩杆39的上方；所述桩机钻杆架37包括主桩架10，所述主桩架10上端设置有动力头11，所述动力头11的上连接有驱动所述动力头11升降的驱动装置，所述动力头11的下端连接有灌浆板12，所述灌浆板12与灌浆装置连接向钻杆组13内输送浆液，所述钻杆组13与所述动力头11之间通过万向节14连接；所述灌浆装置下侧设置有钻杆自动拆卸机构15，所述钻杆自动拆卸机构15与设置在所述主桩架10中的钻杆可拆卸式连接，所述主桩架10中的钻杆为3×3矩阵排列的钻杆组13，所述主桩架10一侧还设置有备用桩架组16，所述备用桩架组16包括与所述主桩架10对齐设置的中间备用桩架17和所述中间备用桩架17两侧的左备用桩架18、右备用桩架19，所述备用桩架17还可根据需要设置其他数量的边侧备用桩架；所述中间备用桩架17上设置有将所述中间备用桩架17中的钻杆组输送到所述主桩架10中的X轴钻杆输送装置20，所述边侧备用桩架上设置有将所述边侧备用桩架中钻杆组输送到所述中间备用桩架中的Y轴钻杆输送装置。本发明的桩机钻杆自动更换装置能够自行将备用位的钻杆自动转移至主桩架的位置，并能够实现自动安装，进而可节省大量的安装时间，节省劳动力成本，提高桩机的工作效率。
本实施例中，所述钻杆自动拆卸机构15包括与所述钻杆同轴设置的八角套21，所述八角套21固定在角套板22上，所述角套板22上至少设置有一个用于驱动所述角套板22向下运动的顶出机构23，所述顶出机构23可为气缸或油缸，所述顶出机构23优选设置两个，并对称设置在角套板的两侧；所述顶出机构23的顶出端竖直向上设置，所述顶出端的端部连接在灌浆板12的下侧面上，所述顶出机构23驱动所述八角套22向下运动，使所述八角套22抵触并将钻杆上端的钻杆套24向下压以便于所述万向节14与所述钻杆转动拆卸，也即所述八角套22先带动所述钻杆套24下降一定距离使钻杆套脱离万向节，然后动力头驱动万向节翻转使万向节与钻杆分离，进而实现自动拆卸钻杆。
本实施例中，所述主桩架10下段位于最低打桩点(此处所述的最低打桩点是指动力头运行到此处时开始进行对钻杆加长的位置)的位置设置有下钻自动拆卸结构25，所述下钻自动拆卸机构25包括用于将所述钻杆上端的所述钻杆套24下压的压叉26，所述压叉26铰接在所述主桩架10上，所述压叉26的远离所述钻杆的一端连接有驱动所述压叉26下压所述钻杆套24或使所述压叉26转动至所述动力头11竖向投影区之外的压叉动力机构27，所述压叉动力机构27固定在所述主桩架10上。所述压叉动力机构27驱动所述压叉26下压钻杆套24，使所述钻杆套24与万向节14分离，动力头11驱动万向节14反转，使万向节14与钻杆分离，然后动力头向上移动至顶端，从备用桩架组中调取钻杆对已打入地下的钻杆加长。
本实施例中，所述左备用桩架18的上端设置有用于夹持左备用钻杆的左钻杆夹紧机构28，所述左钻杆夹紧机构28的上端固定在左Y轴钻杆输送装置29上；所述右备用桩架19的上端设置有用于夹持右备用钻杆的右钻杆夹紧机构30，所述右钻杆夹紧机构30的上端固定在右Y轴钻杆输送装置31上；所述左Y轴钻杆输送装置29和所述右Y轴钻杆输送装置31均设置在Y轴输送导轨32上。
本实施例中，所述X轴钻杆输送装置20的下端连接有中间钻杆夹紧机构33，所述中间钻杆夹紧机构33的下方设置有中间钻杆固定机构34，从所述侧备用桩架(左备用桩架或右备用桩架)上输送过来的备用钻杆先由所述中间钻杆固定机构34固定，然后再由所述中间钻杆夹紧机构33夹持，最后再通过X轴钻杆输送装置20输送至主桩架内对钻杆加长。
本实施例中，所述主桩架10上设置有用于将输送过来的备用钻杆夹持固定的主夹持部，所述主夹持部首先将备用钻杆加持固定，然后动力头和万向节下移先与备用钻杆的上端连接，接着主夹持部释放备用钻杆，动力头带动备用钻杆下降与钻入地面的钻杆连接，进而完成对钻杆的加长。所述主夹持部包括两个水平设置并可以相向运动以从待安装钻杆(此处所述的待安装钻杆为移动至主桩架内的备用钻杆)的两侧将待安装钻杆夹持固定的夹持部。所述主夹持部的具体结构形式不限，只要能将备用钻杆有效加紧即可。
本实施例中，所述动力头11的最高点的下方水平设置有限制所述动力头11下降的限位板，所述限位板适于水平移入或移出所述动力头11的竖向投影区。在进行备用钻杆的平移操作时，限位板移入动力头11的竖向投影区的正下方，一防止动力头下降，当备用钻杆平移至主桩架内以后，限位板移出动力头11的竖向投影区，以便于动力头下降与备用钻杆的上端连接。
本实施例中，所述主桩架10与所述备用桩架组16为格构式一体结构，该结构便于组装，并能够达到预期的支撑强度和稳定性。
如图4和图5所示的钻杆1，所述钻杆1的端部设置有钻头2，所述钻头2优选的采用硬度较大的合金制成，可根据土质情况来更换相应硬度的合金钻头2，所述钻杆1上在所述钻头2出设置有一个或多个与所述钻杆1轴线垂直的第一旋转叶3，所述第一旋转叶3上朝向钻头2一侧设置有喷嘴4，所述喷嘴4通过所述第一旋转叶3中的通孔与所述钻杆1中的通道连通，所述钻杆1中设置的通道一直从其尾端通至钻头2处，被钻头2堵住，所述喷嘴4如图中所示，为长条形，其长度方形优选的与所述第一旋转叶3的长度方形相同，所述第一旋转叶3的长度方向的边侧延伸出螺旋向所述钻头2延伸的螺旋刀片5，所述螺旋刀片5用于将钻头2钻开的土向四周分拨，在旋转的过程中向下推动，所述钻杆1上还设置有多组旋转叶组6，所述旋转叶组6用于搅拌，所述钻杆1上还均匀间隔设置有多个倾斜推进叶7，所述倾斜推进叶7在旋转的过程中使钻杆1向下推进，本发明在所述第一旋转叶3上设置了锥形的喷嘴4，因此不但能打出方形的水泥搅拌桩，还可以喷出扇形的出浆形状，喷浆量均匀，使得成型的搅拌桩性能优异。
在优选的实施方式中，所述螺旋刀片5从所述第一旋转叶3的边侧螺旋延伸，一直延伸到所述钻头2与所述钻杆1连接处，所述螺旋刀片5可有效的将钻头2钻开的土质分开并增大推动力。
实施例2
如图6所示为本发明混凝土钻杆另一个实施例，在实施例1的基础上，所述钻杆1上还设置有多组弧形叶组，所述弧形叶组包括以所述钻杆1中轴对称分部并倾斜设置的多个弧形叶9，所述弧形叶9为半圆弧形，所述弧形叶9的两端侧为与所述钻杆1中轴垂直的直边91。
在优选的实施方式中，所述旋转叶组6包括以所述钻杆1中轴对称分部的多个旋转叶61，所述旋转叶61与所述钻杆1中轴垂直设置。
在优选的实施方式中，所述旋转叶61设置2-8个，所述旋转叶61为长方形，所述旋转叶61的形状和数量都不限于此，还可根据需要选择其他数量和形状。
在优选的实施方式中，所述倾斜推进叶7与所述钻杆1中轴的角度为30-60度，所述倾斜推进叶7的角度还可根据需要进行选择，不限于此。
在优选的实施方式中，所述倾斜推进叶7优选的为长方形，但不限于此。
在优选的实施方式中，所述钻杆1的末端还设置有固定槽8，所述固定槽8用于与后续的连接钻杆1连接。
实施例3
一种钻杆组，如图7所示，包括9个呈正方形设置的上述桩机钻杆。
在优选的实施方式中，标记为B的5个桩机钻杆的旋转方向为正向旋转，其他4个所述桩机钻杆的旋转方向为反向旋转，此种设置可以极大提高搅拌能力，使浆与土得到充分的搅拌。
实施例4
一种钻杆组，如图8所示，包括4个呈三角形分布设置的上述桩机钻杆，并且如图6所示，所述钻杆的钻头部分可不位于同一水平面上，优选的将最中间的钻杆设置的更靠下，形成一个尖，更容易钻开土质，但本发明不限定具体位置，可根据需要进行设定。
在优选的实施方式中，其中最中间的桩机钻杆的旋转方向为正向旋转，边缘3个所述桩机钻杆的旋转方向为反向旋转，此种设置可以极大提高搅拌能力，使浆与土得到充分的搅拌，以上两种桩机钻杆组的设置为其中一种选择，只要是呈三角形或正方形分部设置的都为本发明的保护范围。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (11)
1.一种混凝土桩机，其特征在于：包括底座，所述底座的一端设置有驾驶室，所述底座的另一端设置有桩机钻杆架，所述桩机钻杆架和所述驾驶室之间设置有浆料输送系统、震动送桩杆和抱压桩机构，所述桩机的起吊机构的吊钩置于所述抱压桩机构和所述震动送桩杆的上方；所述桩机钻杆架包括主桩架，所述主桩架上端设置有动力头，所述动力头的上连接有驱动所述动力头升降的驱动装置，所述动力头的下端连接有灌浆板，所述灌浆板与所述浆料输送系统连接向钻杆内输送浆液，所述钻杆与所述动力头之间通过万向节连接；所述灌浆装置下侧设置有钻杆自动拆卸机构，所述钻杆自动拆卸机构与设置在所述主桩架中的钻杆可拆卸式连接，所述主桩架一侧还设置有备用桩架组，所述备用桩架组包括与所述主桩架对齐设置的中间备用桩架和所述中间备用桩架两侧并列设置的多个边侧备用桩架，所述中间备用桩架上设置有将所述中间备用桩架中的钻杆组输送到所述主桩架中的X轴钻杆输送装置，所述多个边侧备用桩架上设置有将所述边侧备用桩架中钻杆组输送到所述中间备用桩架中的Y轴钻杆输送装置。
2.如权利要求1所述的混凝土桩机，其特征在于，所述钻杆自动拆卸机构包括与所述钻杆同轴设置的八角套，所述八角套固定在角套板上，所述角套板上至少设置有一个用于驱动所述角套板向下运动的顶出机构，所述顶出机构的顶出端竖直向上设置，所述顶出端的端部连接在灌浆板的下侧面上，所述顶出机构驱动所述八角套向下运动，使所述八角套抵触并将钻杆上端的钻杆套向下压以便于所述万向节与所述钻杆转动拆卸。
3.如权利要求1所述的混凝土桩机，其特征在于，所述主桩架下段位于最低打桩点的位置设置有下钻自动拆卸结构，所述下钻自动拆卸机构包括用于将所述钻杆上端的所述钻杆套下压的压叉，所述压叉铰接在所述主桩架上，所述压叉的远离所述钻杆的一端连接有驱动所述压叉下压所述钻杆套或使所述压叉转动至所述动力头竖向投影区之外的压叉动力机构，所述压叉动力机构固定在所述主桩架上。
4.如权利要求1所述的混凝土桩机，其特征在于，所述边侧备用桩架包括分别设置在所述中间备用桩架左右两侧的左备用桩架和右备用桩架，所述左备用桩架的上端设置有用于夹持左备用钻杆的左钻杆夹紧机构，所述左钻杆夹紧机构的上端固定在左Y轴钻杆输送装置上；所述右备用桩架的上端设置有用于夹持右备用钻杆的右钻杆夹紧机构，所述右钻杆夹紧机构的上端固定在右Y轴钻杆输送装置上；所述左Y轴钻杆输送装置和所述右Y轴钻杆输送装置均设置在Y轴输送导轨上；所述X轴钻杆输送装置的下端连接有中间钻杆夹紧机构，所述中间钻杆夹紧机构的下方设置有中间钻杆固定机构，从所述侧备用桩架上输送过来的备用钻杆先由所述中间钻杆固定机构固定，然后再由所述中间钻杆夹紧机构夹持。
5.如权利要求1所述的混凝土桩机，其特征在于，所述主桩架上设置有用于将输送过来的备用钻杆夹持固定的主夹持部，所述主夹持部包括两个水平设置并可以相向运动以从待安装钻杆的两侧将待安装钻杆夹持固定的夹持部，所述动力头的最高点的下方水平设置有限制所述动力头下降的限位板，所述限位板适于水平移入或移出所述动力头的竖向投影区，所述主桩架与所述备用桩架组为格构式一体结构。
6.如权利要求1-5任一所述的混凝土桩机，其特征在于，所述主桩架内的钻杆的下端部设置有钻头，所述钻杆上在所述钻头处设置有一个或多个与所述钻杆轴线垂直的第一旋转叶，所述第一旋转叶上朝向钻头一侧设置有喷嘴，所述喷嘴通过所述第一旋转叶中的通孔与所述钻杆中的通道连通，所述第一旋转叶的边侧延伸出螺旋向所述钻头延伸的螺旋刀片，所述钻杆上还设置有多组旋转叶组，所述钻杆上还均匀间隔设置有多个倾斜推进叶。
7.如权利要求6所述的混凝土桩机，其特征在于，所述喷嘴口径为锥形。
8.如权利要求6或7所述的混凝土桩机，其特征在于，所述螺旋刀片从所述第一旋转叶的边侧螺旋延伸，一直延伸到所述钻头与所述钻杆连接处。
9.如权利要求6-8任一项所述的混凝土桩机，其特征在于，所述钻杆上还设置有多组弧形叶组，所述弧形叶组包括以所述钻杆中轴对称分部并倾斜设置的多个弧形叶，所述弧形叶为半圆弧形，所述弧形叶的两端侧为与所述钻杆中轴垂直的直边。
10.如权利要求6-9任一项所述的混凝土桩机，其特征在于，所述旋转叶组包括以所述钻杆中轴对称分部的多个旋转叶，所述旋转叶与所述钻杆中轴垂直设置，所述旋转叶设置2-8个，所述旋转叶为长方形。
11.如权利要求6-10任一项所述的混凝土桩机，其特征在于，所述倾斜推进叶与所述钻杆中轴的角度为30-60度，所述倾斜推进叶也为长方形，所述钻杆的末端还设置有固定槽。
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