CN107435326A - 挤密砂桩成桩设备及挤密砂桩成桩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤密砂桩成桩设备。所述挤密砂桩成桩设备包括支撑件、加固部件及驱动装置。所述加固部件可往复移动设置，并可挤压砂土以形成砂桩。所述驱动装置设置在所述支撑件上，并可驱动所述加固部件往复移动地设置。本发明挤密砂桩成桩设备操控便利且安全稳定。

Description

挤密砂桩成桩设备及挤密砂桩成桩方法

技术领域

本发明涉及一种施工设备，特别是一种挤密砂桩成桩设备及挤密砂桩成桩方法。

背景技术

挤密砂桩法，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后再将砂挤入土中，形成大直径的密实砂柱体的加固地基的方法。如何实现对沙桩成型工艺受控、便利于实施则成为了需要考虑的问题。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种操控便利、安全稳定的挤密砂桩成桩设备及挤密砂桩成桩方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供一种挤密砂桩成桩设备。所述挤密砂桩成桩设备包括支撑件、加固部件及驱动装置。所述加固部件可往复移动设置，并可挤压砂土以形成砂桩。所述驱动装置设置在所述支撑件上，并可驱动所述加固部件往复移动地设置。

优选地，所述挤密砂桩成桩设备还包括钢丝绳。所述钢丝绳分别连接所述加固部件及所述驱动装置。所述驱动装置通过所述钢丝绳驱动所述加固部件可往复移动地设置。

优选地，所述驱动装置包括第一卷扬机及第二卷扬机。所述钢丝绳依次与所述第一卷扬机、所述加固部件及第二卷扬机配合地设置。所述第一卷扬机为主动卷扬机，并可实现对所述钢丝绳的一端部的缠绕及释放。所述第二卷扬机可用于监测所述钢丝绳的另一端部的长度。

优选地，所述的挤密砂桩成桩设备还包括处理装置。所述处理装置依据所述第二卷扬机所监测的所述钢丝绳的另一端部的长度而控制所述第一卷扬机。

优选地，所述处理装置包括计算单元。所述计算单元根据所述第二卷扬机在两个时刻监测得到的所述钢丝绳的另一端部的长度而计算所述加固部件的当前移动距离与当前移动速度中至少一个地设置。

优选地，所述处理装置还包括控制单元。所述控制单元依据所述加固部件的当前移动距离和/或当前移动速度而控制所述第一卷扬机。

优选地，所述处理装置还包括比较单元及存储单元。所述存储单元设置为存储所述加固部件的预设移动距离及预设移动速度。所述比较单元设置为比较所述加固部件的当前移动距离和/或当前移动速度与预设移动距离和/或预设移动速度的大小。所述控制单元依据所述比较单元的比较结果而通过所述第一卷扬机以控制所述加固部件的当前移动距离和/或当前移动速度至与预设移动距离和/或预设移动速度相匹配。

优选地，所述的挤密砂桩成桩设备还包括导轨。所述加固部件沿所述导轨可滑动地设置。

优选地，所述钢丝绳具有标示长度的刻度。

本发明还提供一种挤密砂桩成桩方法。所述挤密砂桩成桩方法包括以下步骤：

提供支撑件；

提供加固部件，所述加固部件可往复移动设置，并挤压砂土以形成砂桩；及

提供驱动装置，所述驱动装置设置在所述支撑件上，并驱动所述加固部件往复移动。

优选地，所述驱动装置包括第一卷扬机及第二卷扬机；

所述第一卷扬机、所述加固部件及所述第二卷扬机通过钢丝绳实现连接；

所述第一卷扬机为主动卷扬机，并可实现对钢丝绳的一端部的缠绕及释放；

所述第二卷扬机监测所述钢丝绳的另一端部的长度。

优选地，提供处理装置，所述处理装置包括计算单元、存储单元、比较单元及控制单元；

所述计算单元根据所述第二卷扬机在两个时刻监测得到的所述钢丝绳的另一端部的长度而计算所述加固部件的当前移动距离与当前移动速度中至少一个；

所述存储单元设置为存储所述加固部件的预设移动距离及预设移动速度；

所述比较单元设置为比较所述加固部件的当前移动距离和/或当前移动速度与预设移动距离和/或预设移动速度的大小；

所述控制单元依据所述比较单元的比较结果而通过所述第一卷扬机以控制所述加固部件的当前移动距离和/或当前移动速度至与预设移动距离和/或预设移动速度相匹配。

与现有技术相比，本发明挤密砂桩成桩设备通过驱动装置能够驱动加固部件可往复移动，从而能够实现相对于砂土的靠近及远离，并形成相应的砂桩。所述挤密砂桩成桩设备整体结构精简、操作便利且便于维护。进一步地，所述驱动装置采用第一卷扬机、第二卷扬机与钢丝绳配合，能够进一步使得施工操作安全稳定。优选地，所述挤密砂桩成桩设备通过处理装置能够实现对加固部件移动距离、移动速度的监测，从而对施工质量进行监控。进一步地，所述处理装置能够控制、调整加固部件移动距离、移动速度，极大提升砂桩成型品质。

附图说明

图1为本发明提供的一种挤密砂桩成桩设备的主视图。

图2为图1的挤密砂桩成桩设备的侧视图。

图3为图1的挤密砂桩成桩设备的局部俯视图。

图4为图1中的处理装置的结构框图。

图5为本发明提供的一种挤密砂桩成桩方法的实施方式之一的流程图。

图6为本发明提供的挤密砂桩成桩方法的实施方式之二的流程图。

图7为本发明提供的挤密砂桩成桩方法的实施方式之三的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例一：

请参阅图1及图2，其为本发明提供的一种挤密砂桩成桩设备300。所述挤密砂桩成桩设备300包括支撑件310、加固部件320及驱动装置330。

所述支撑件310用于支撑所述挤密砂桩成桩设备300的其他部件。所述支撑件310只要能够起到相应的支撑即可。所述支撑件310可以为相应的平台或机架。在本实施例中，为了便利于整体移动所述挤密砂桩成桩设备300，所述支撑件310为平板车。

所述加固部件320相对于所述支撑件310可靠近及远离地设置。在本实施例中，所述加固部件320可以沿竖直方向往复移动。具体地，所述加固部件320竖直向下移动时，输出贯入力至砂桩上，并通过振动挤压砂桩，从而使得砂桩的深度符合预设的要求。所述加固部件320的具体形状及构造只要能够施加挤压力在相应的砂土上以形成相应的沙桩即可。所述加固部件320为可以为重力锤，譬如落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等桩锤。在本实施例中，所述加固部件320可滑动地设置在下述导轨318上。更具体地，所述加固部件320沿竖直方向可往复移动地设置。可以理解的是，由于加固部件320直接挤压(接触)在砂土上并形成相应的沙桩，因而加固部件320的深度也即是砂桩的深度。

所述挤密砂桩成桩设备300还包括驱动装置330。所述驱动装置330的具体规格、种类及参数只要能够输出相应的驱动力即可。相应地，所述驱动装置330可以电动机、内燃机等。在本实施例中，为了提升驱动所述加固部件320竖直方向活动的效率，所述驱动装置330包括卷扬机。所述卷扬机，也即是绞车。作为变形，所述加固部件320及所述驱动装置330可以构造为相应的打桩机。

为了便利于实现对所述加固部件320的操控，在本实施例中，所述驱动装置330包括第一卷扬机332及第二卷扬机334。所述第一卷扬机332用于提供动力，以可缠绕及释放下述钢丝绳350的一端部352。所述第一卷扬机332设置在所述支撑件310上。可以理解的是，第一卷扬机332释放钢丝绳350，即松开至少部分钢丝绳350，从而使得加固部件320可以向下移动。反之，所述第一卷扬机332缠绕钢丝绳350，则使得加固部件320向上提升。

所述第二卷扬机334设置在所述支撑件310上。所述第二卷扬机334与所述第一卷扬机334大致呈直角三角形分布。所述第二卷扬机334用于使得所述连接所述加固部件320的钢丝绳350的另一端部354得以张紧。也即是，所述第二卷扬机334为自动张力调整式卷扬机，能够自动调整内部张力，保证钢丝绳350在加固部件320上下移动过程中一直保持张紧状态。所述第二卷扬机334用于监控钢丝绳350的另一端部354的长度变化，并将该钢丝绳350的另一端部354的长度数据传输至下述处理装置380。在本实施例中，所述第二卷扬机334通过编码器(图中未示出)而实现对所述钢丝绳350的另一端部354的长度数据的传输。当然，所述第二卷扬机334也可以采用其他可以传输数据的装置。

请一并参阅图3，为了提升所述驱动装置330驱动所述加固部件320的效率，本实施例中采用滑轮312实现对加固部件320的传动。当然，所述滑轮312也可以采用相应的滑轮组替代。本实施实例中采用支架314支撑所述滑轮312。具体地，所述滑轮312设置在所述支架314的顶端上。所述驱动装置330通过钢丝绳216驱动所述加固部件320。相应地，所述钢丝绳216穿过所述滑轮312，并连接所述加固部件320。也即是，在本实施例中，所述驱动装置330通过所述钢丝绳216牵拽所述加固部件320，实现对所述加固部件320的上述操作。所述加固部件320也可以通过自重而自由下落以施加冲击力在砂桩上。可以理解的是，所述加固部件320下落的距离的长短使得转化为贯入力的数值大小发生相应的变化。也即是，所述加固部件320下落的距离越长，最终转化为贯入力越大，反之亦然。所述驱动装置330通过所述钢丝绳216输出的拉力与所述加固部件320的重力相当时，可以实现对该加固部件320的悬停操作。

为了进一步稳定地实现加固部件320的移动，所述挤密砂桩成桩设备300还包括导轨318。所述导轨318设置在所述支架314上，并用于引导所述加固部件320的移动。在本实施例中，所述导轨318沿竖直方向延伸设置。所述导轨318上设置有贯穿孔319以通过钢丝绳350的另一端部354。

为了进一步提升所述驱动装置330驱动所述加固部件320的效率，所述挤密砂桩成桩设备300还包括第二滑轮316。所述第二滑轮316设置在所述支架314的顶端上。相应地，所述滑轮312及所述第二滑轮316可以分别设置在所述导轨318的顶端及底端上。所述第二滑轮316可以为定滑轮。所述滑轮312也可以为定滑轮。

另外，为了便利于支撑其他部件及提升一体性能，本实施例中采用支撑件310实现前述部件的支撑。具体地，所述驱动装置330、所述处理装置380及所述支架314均设置在所述支撑件310上。在本实施例中，所述处理装置380与所述驱动装置330电连接。当然，所述处理装置380与所述驱动装置330可以通过无线方式实现信号传递及控制。

请一并参阅图4，所述处理装置380用于控制所述加固部件320的运行距离和/或速度。相应地，所述处理装置380通过控制所述加固部件320的运行距离而控制砂桩的深度。在本实施例中，所述处理装置380通过控制所述驱动装置330而控制所述加固部件320的运行距离和/或速度。具体地，所述处理装置380通过第一卷扬机332而控制所述钢丝绳350，并进而控制所述加固部件320的运行距离和/或速度。在本实施例中，钢丝绳350的一端部352设置在所述第一卷扬机332与滑轮312之间。所述钢丝绳350的另一端部354设置在所述第二卷扬机334与加固部件320之间。所述钢丝绳350设置有显示长度的刻度，从而便利于直观地得到移动距离。具体地，所述钢丝绳350的另一端部354设置有显示长度的刻度数值。

为了便利于实现对沙桩成型周期的控制，所述处理装置380包括计算单元382。所述计算单元382依据所述第二卷扬机334所传输的钢丝绳350的另一端部354的长度数据而计算两个不同时刻内该钢丝绳350的另一端部354的长度变化，进而得到所述加固部件320相对于静止的所述支撑件310的移动速度。

具体地，在本实施例中，所述加固部件320的移动速度的计算公式如下：

V＝ΔL/(t2-t1)；

其中，t1时刻加固部件320的深度为H1；

t1时刻所述第二卷扬机334监测的钢丝绳350(对应钢丝绳350的另一端部354)的长度为L1；

t2时刻所述第二卷扬机334监测的钢丝绳350(对应钢丝绳350的另一端部354)的长度为L2；

从t1时刻至t2时刻，钢丝绳350的距离变化为ΔL＝L2-L1；

t2时刻所述加固部件320的深度为H2＝H1+ΔL。

所述处理装置380还包括比较单元384。所述比较单元384用于比较计算单元382计算得到的加固部件320的当前速度与预设速度之间的大小。所述比较单元384也可以比较计算单元382计算得到的加固部件320的当前深度与预设深度之间的大小。当然，所述比较单元384也可以采用相应的逻辑电路或逻辑器件实现其比较功能。

所述处理装置380还包括存储单元386。所述存储单元386用于存储相应的数据。在本实施例中，所述存储单元386存储预设的加固部件320的深度及速度数值。所述存储单元386可以为可读取、写入的存储器。所述存储单元386可以与用户界面连接，并通过用户界面而输入、修改相应的存储数据。也即是，根据需要，预设的加固部件320的深度及速度数值可以修改。

所述处理装置380包括控制单元388。所述控制单元388根据砂桩深度而控制所述加固部件320的运行距离。也即是，所述处理装置380通过所述控制单元388最终实现使得所述加固部件320挤压形成所需深度的沙桩。具体地，当所述比较单元384比较得出加固部件320的当前速度大于预设速度时，所述控制单元388控制所述驱动装置330以降低所述加固部件320的当前速度；当所述比较单元384比较得出加固部件320的当前速度小于预设速度时，所述控制单元388控制所述驱动装置330以提升所述加固部件320的当前速度。所述驱动装置330可以通过改变输出功率而改变加固部件320的速度大小。所述控制单元388可以通过一次或多次调整，并使得所述加固部件320的速度保持在预设速度。

所述处理装置380可以采用硬件，或习知的硬件与软件程序的结合以实现相应的控制操作。所述处理装置380可以包括单片机或微处理器。在本实施例中，所述处理装置380采用计算机。所述计算机并可以运行相应的施工管理系统。所述处理装置380还可以作为后台施工管理系统。所述处理装置380还可以存储相应砂桩着底深度等数据，从而与上述加固部件320的深度、速度等数据一起进行演算或进行数据处理及指令执行，可以形成高品质的砂桩施工管理数据体系。

实施例二：

请参阅图5，本发明还提供一种挤密砂桩成桩方法。所述挤密砂桩成桩方法包括以下步骤：

S301：提供支撑件310；

S303：提供加固部件320，所述加固部件320可往复移动地设置在所述支撑件310上，并挤压砂土以形成砂桩；

S305：提供驱动装置330，所述驱动装置330设置在所述支撑件310上，并驱动所述加固部件320可往复移动地设置。

实施例三：

请参阅图6，本发明还提供一种挤密砂桩成桩方法。所述挤密砂桩成桩方法包括以下步骤：

S301：提供支撑件310；

S303：提供加固部件320，所述加固部件320相对于所述支撑件310可靠近及远离，并挤压砂土以形成砂桩；

S3052：提供驱动装置330，所述驱动装置330包括第一卷扬机332及第二卷扬机334。所述第一卷扬机332、所述加固部件320及所述第二卷扬机334通过钢丝绳350实现连接。所述第一卷扬机332为主动卷扬机，并可实现对钢丝绳350的一端部352的缠绕及释放。所述第二卷扬机334可用于监测所述钢丝绳350的另一端部354的长度；

S307：提供处理装置380，所述处理装置380依据所述第二卷扬机334所监测的所述钢丝绳350的另一端部354的长度而控制所述第一卷扬机332。

也即是，所述处理装置380通过控制所述第一卷扬机332而使得所述加固部件320的移动距离、移动速度符合相应的要求，进而形成符合要求的砂桩。

实施例四：

请参阅图7，本发明还提供一种挤密砂桩成桩方法。所述挤密砂桩成桩方法包括以下步骤：

S301：提供支撑件310；

S303：提供加固部件320，所述加固部件320相对于所述支撑件310可靠近及远离，并挤压砂土以形成砂桩；

S3052：提供驱动装置330，所述驱动装置330包括第一卷扬机332及第二卷扬机334。所述第一卷扬机332、所述加固部件320及所述第二卷扬机334通过钢丝绳350实现连接。所述第一卷扬机332为主动卷扬机，并可实现对钢丝绳350的一端部352的缠绕及释放。所述第二卷扬机334可用于监测所述钢丝绳350的另一端部354的长度；

S3072：提供处理装置380，所述处理装置380包括计算单元382；所述计算单元382根据所述第二卷扬机334在两个时刻发出的钢丝绳350的另一端部354的长度而计算所述加固部件320的移动距离及移动速度地设置；

S3074：提供存储单元384，以用于存储加固部件320的预设移动距离及预设移动速度；

S3076：提供比较单元386，以用于比较所述计算单元382得到的所述加固部件320的当前移动距离和/或当前移动速度与预设移动距离和/或预设移动速度；

S3078：提供控制单元388，所述控制单元388依据所述比较单元386的比较结果而通过所述第一卷扬机332以控制所述加固部件320的当前移动距离和/或当前移动速度至与预设移动距离和/或预设移动速度相匹配。

也即是，所述处理装置380通过控制所述第一卷扬机332而使得所述加固部件320的移动距离、移动速度符合相应的要求，进而形成符合要求的砂桩。具体地，当所述加固部件320的当前移动距离大于预设移动距离时，所述控制单元388通过第一卷扬机332缩小所述加固部件320的当前移动距离，并使得当前移动距离减小至与预锁移动距离相当；当所述加固部件320的当前移动距离小于预设移动距离时，所述控制单元388通过第一卷扬机332扩大所述加固部件320的当前移动距离，并使得该当前移动距离增大至与预锁移动距离相当；当所述加固部件320的当前移动速度大于预设移动速度时，所述控制单元388通过第一卷扬机322减小当前移动速度至与预锁移动速度相当；当所述加固部件320的当前移动速度小于预设移动速度时，所述控制单元388通过第一卷扬机322增大当前移动速度至与预锁移动速度相当。可以理解的是，所述第一卷扬机332通过缠绕、释放钢丝绳350的一端部352的长度，调整所述加固部件320的移动距离，从而使得对应的砂桩深度符合预期的要求；所述第一卷扬机332通过缠绕、释放钢丝绳350的一端部352的速度，调整所述加固部件320的移动速度，从而使得对应的砂桩深度符合预期的要求。

以上仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种挤密砂桩成桩设备，其特征在于，包括：

支撑件；

加固部件，所述加固部件可往复移动设置，并可挤压砂土以形成砂桩；及

驱动装置，所述驱动装置设置在所述支撑件上，并可驱动所述加固部件往复移动地设置。

2.根据权利要求1所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于，还包括：

钢丝绳，所述钢丝绳分别连接所述加固部件及所述驱动装置；

所述驱动装置通过所述钢丝绳驱动所述加固部件可往复移动地设置。

3.根据权利要求2所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于：

所述驱动装置包括第一卷扬机及第二卷扬机；

所述钢丝绳依次与述第一卷扬机、所述加固部件及第二卷扬机配合地设置；

所述第一卷扬机为主动卷扬机，并可实现对所述钢丝绳的一端部的缠绕及释放；

所述第二卷扬机可用于监测所述钢丝绳的另一端部的长度。

4.根据权利要求3所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于：

所述钢丝绳具有标示长度的刻度。

5.根据权利要求3所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于，还包括：

处理装置，所述处理装置依据所述第二卷扬机所监测的所述钢丝绳的另一端部的长度而控制所述第一卷扬机。

6.根据权利要求5所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于：

所述处理装置包括计算单元；

所述计算单元根据所述第二卷扬机在两个时刻监测得到的所述钢丝绳的另一端部的长度而计算所述加固部件的当前移动距离与当前移动速度中至少一个地设置。

7.根据权利要求6所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于：

所述处理装置还包括控制单元；

所述控制单元依据所述加固部件的当前移动距离和/或当前移动速度而控制所述第一卷扬机。

8.根据权利要求7所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于：

所述处理装置还包括比较单元及存储单元；

所述存储单元设置为存储所述加固部件的预设移动距离及预设移动速度；

所述比较单元设置为比较所述加固部件的当前移动距离和/或当前移动速度与预设移动距离和/或预设移动速度的大小；

所述控制单元依据所述比较单元的比较结果而通过所述第一卷扬机以控制所述加固部件的当前移动距离和/或当前移动速度至与预设移动距离和/或预设移动速度相匹配。

9.根据权利要求1所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于，还包括：导轨；

所述加固部件沿所述导轨可滑动地设置。

10.一种挤密砂桩成桩方法，其特征在于，包括：

提供支撑件；

提供加固部件，所述加固部件可往复移动设置，并挤压砂土以形成砂桩；及提供驱动装置，所述驱动装置设置在所述支撑件上，并驱动所述加固部件往复移动。

11.根据权利要求10所述的挤密砂桩成桩方法，其特征在于：

所述驱动装置包括第一卷扬机及第二卷扬机；

所述第一卷扬机、所述加固部件及所述第二卷扬机通过钢丝绳实现连接；

所述第一卷扬机为主动卷扬机，并可实现对钢丝绳的一端部的缠绕及释放；

所述第二卷扬机监测所述钢丝绳的另一端部的长度。

12.根据权利要求10所述的挤密砂桩成桩方法，其特征在于：

提供处理装置，所述处理装置包括计算单元、存储单元、比较单元及控制单元；

所述计算单元根据所述第二卷扬机在两个时刻监测得到的所述钢丝绳的另一端部的长度而计算所述加固部件的当前移动距离与当前移动速度中至少一个；

所述存储单元设置为存储所述加固部件的预设移动距离及预设移动速度；

所述比较单元设置为比较所述加固部件的当前移动距离和/或当前移动速度与预设移动距离和/或预设移动速度的大小；

所述控制单元依据所述比较单元的比较结果而通过所述第一卷扬机以控制所述加固部件的当前移动距离和/或当前移动速度至与预设移动距离和/或预设移动速度相匹配。