CN109736310A - 一种能够准确定位打桩的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够准确定位打桩的方法，包括通过比对下一预设打桩点的定位参数信息与打桩机上实际打桩点的定位参数信息分析得出打桩机的行走信号；实际打桩点为打桩机任意时刻不在进行行走和姿态的调整直接进行打桩、打桩后预制桩在地面上的位置点称为实际打桩点；打桩机根据行走信号进行行走或姿态调整使得打桩机到达打桩状态，打桩状态下打桩机上实际打桩点的定位参数信息与预设打桩点的定位参数信息相一致；打桩机到达打桩状态后将桩帽上夹持的预制桩压入地下完成打桩操作。上述技术方案，可有效地预制桩的坐标和朝向进行定位，使得预制桩能够按照预设的状态打入地面，实现准确可靠的快速打桩。

Description

一种能够准确定位打桩的方法

技术领域

本发明涉及桩基施工领域，具体涉及一种能够准确定位打桩的方法。

背景技术

桩基施工领域，经常需要将预制桩压入地下形成护岸堤坝。由于压入桩有些为非圆形，如截面为H型的预制桩，而护岸堤坝的往往不是一条直线，因此，压入地下的每根预制桩的姿态都不一样，传统打桩设备主要依靠人工经验进行调节，这样压入的预制桩姿态与预设的姿态相差较大，使得整个护岸河堤的外观凌乱不堪或局部形成漏缺。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够准确定位打桩的方法，其可以对预制桩的压入姿态进行精确的调控。

一种能够准确定位打桩的方法，包括如下步骤：

S1:根据施工图纸计算出各预设打桩点的定位参数信息，安装移动定位设备，将预设打桩点的定位参数信息、打桩机的四参数输入至移动定位设备；

S2：移动定位设备实时定位打桩机上实际打桩点的定位参数信息，通过比对下一预设打桩点的定位参数信息与打桩机上实际打桩点的定位参数信息分析得出打桩机的行走信号；

实际打桩点为打桩机任意时刻不在进行行走和姿态的调整直接进行打桩、打桩后预制桩在地面上的位置点称为实际打桩点；

S3：打桩机根据行走信号进行行走或姿态调整使得打桩机到达打桩状态，打桩状态下打桩机上实际打桩点的定位参数信息与预设打桩点的定位参数信息相一致；打桩机到达打桩状态后将桩帽上夹持的预制桩压入地下完成打桩操作；

S4：重复操作S2和S3，依次完成各个预制桩的打桩。

具体的方案为：定位参数信息包括打桩点的地理坐标信息和该打桩点处预制桩的朝向信息。获取组成移动定位设备的两信号发射器以及打桩机上实际打桩点的坐标信息，根据坐标信息计算出打桩机的四参数。两信号发射器与打桩机上实际打桩点在水平面上的投影呈等腰三角形布置，实际打桩点的投影位于等腰三角形的顶角，两移动定位设备的投影位于等腰三角形的两底角。两移动定位设备与打桩机上实际打桩点之间还取有两点，该两点与实际打桩点在同一水平面上的投影也呈等腰三角形状布置，采用该两点的坐标、两移动定位设备的坐标、打桩机上实际打桩点的坐标计算打桩机的四参数。

步骤S3中打桩机根据行走信号进行行走或姿态调整的具体操作如下：先调节打桩机横向和/或纵向移动，使得打桩机上实际打桩点在预设打桩点的1m范围内，然后调节机架进行转动使得打桩机上实际打桩点与预设打桩点处预制桩的朝向信息保持一致，然后将预制桩装配至夹桩装置上，随后再调节打桩机横向和/或纵向移动，打桩机上实际打桩点的定位参数信息与预设打桩点处预制桩的坐标信息和朝向信息均相一致，然后启动压桩装置将预制桩打入地面。步骤S3中预制桩装配至夹桩装置上的操作为：先用吊桩装置将预制桩吊起，然后将预制桩的顶端插入桩帽中固定住，然后采用夹持机构对预制桩的桩身进行夹持，使得预制桩呈立状布置。

打桩机为水上打桩机，主底座和第一、二支座均为浮箱构成，将主底座和第一、二支座上支脚全部抬起，然后调节第一二支座分别向两个相反的方向移动，从而实现机架的转动调节。打桩机为陆地打桩机，机架转动安装在主底座上，通过驱动装置实现机架的转动调节。

预制桩为H形预制桩，方向a为基准方向，预制桩的宽度方向为方向b，预制桩顺时针转动θ角度后b方向与方向a重合，朝向信息包括θ。

上述技术方案，可有效地预制桩的坐标和朝向进行定位，使得预制桩能够按照预设的状态打入地面，实现准确可靠的快速打桩。

附图说明

图1为预设打桩点处的定位参数信息示意图；

图2为本发明进行实际打桩点定位的结构示意图；

图3为打桩设备的结构示意图；

图4为夹桩装置的装配示意图；

图5为桩帽器的结构示意图；

附图标记的说明具体如下：

行走装置-10、机架-20、吊桩装置-30、压桩装置-40、夹桩装置-50、夹持件-51、转臂-52、驱动机构-53、桩帽-60、预制桩-100。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

如在本文中所使用，术语“平行”、“垂直”等等词语不限于其严格的几何定义，而是包括对于机加工或人类误差合理和不一致性的容限。

如图2所示，一种能够准确打桩的打桩设备，包括打桩机和移动定位设备，移动定位设备上设置有输入单元、定位分析单元、显示单元；输入单元用于输入预设打桩点的定位参数信息；定位分析单元用于实时定位打桩机上实际打桩点的定位参数信息、以及将打桩机上实际打桩点的定位参数信息与预设打桩点的定位参数信息进行比对计算出打桩机的行走信号；显示单元用于显示行走信号；打桩机按照行走信号进行行走或调整使得打桩机到达打桩状态，打桩状态下打桩机上实际打桩点的定位参数信息与预设打桩点的定位参数信息相一致。通过上述方案的实施，可以实现预制桩的可靠的定点打桩，保证打桩的可靠性。

由于所采用的的预制桩大多情况下为非圆形桩，因此，打桩时就需要对每个桩的朝向信息进行确定，使得打桩后的河岸堤坝或桩挡墙整齐状排列，提高美观度，以及保证能够在相邻预制桩之间安装其他的预制件。因此，定位参数信息包括该打桩点的地理坐标信息和该打桩点处预制桩的朝向信息。如图1所示，预制桩为H形预制桩，方向a为设定的基准方向，如可以选用正北方向为基准方向，预制桩的宽度方向为方向b，预制桩顺时针转动θ角度后b方向与方向a重合，朝向信息包括θ。这样将预设打桩点处的坐标信息和 θ输入移动定位设备上，这样通过定位打桩机上实际打桩点的定位参数信息，当实际打桩点的坐标、θ和预设打桩点的坐标、θ相一致或者在误差允许范围内时，就可进行打桩，这样打下的预制桩就与需求的一样。

定位分析单元包括安装在打桩机上的移动机300和打桩船外部固定安装的主机200，移动机300包括打桩机上设置的A信号发射器、B信号发射器、A天线和移动控制器，主机包括卫星接收器、电台、主控制器和B天线；A天线接收主机中通过电台发送的信号，移动控制器对A天线接收的信号进行分析处理、并将处理的结果通过显示单元进行显示以及调控A、B信号发射器向主机发送信号；B天线用于接收移动机发送的信号，主控制器对卫星接收器和B天线接收的信号进行分析处理，并通过电台向移动机发射分析处理的结果。两个信号发射器与初始状态下的打桩机上的桩帽在水平面上投影呈等腰三角形布置，桩帽的投影处在该等腰三角形的顶角，两个信号发射器的投影分处在该等腰三角形的两底角处。这样设置的目的主要是便于定位打桩机上实际打桩点的坐标信息和朝向信息。

具体的，移动定位装置定位的原理可以是差分定位、基站定位等等可实现准确移动定位的原理进行设置。

本发明上述方案中，A天线接收主机发送的打桩机的实际打桩点的定位参数信息，比较分析得出打桩机的实时坐标信息以及测算出打桩机的实时坐标，然后通过A、B发射器将打桩机的坐标和A、B发射器的坐标发送至主控器进行分析处理，主控器计算出打桩机实际打桩点的实时定位参数信息并进行反馈。如此实现打桩机的实际打桩点的实时定位。

详细的，打桩机包括机架、安装在机架底部的行走装置以及机架上设置的夹桩装置、压桩装置、吊桩装置以及驱动装置；操作人员可依据显示单元显示的行走信号人工操控行走装置使得打桩机调整至打桩状态；也可，移动分析单元依据分析处理的结果自动调控行走装置使得打桩机调整至打桩状态。根据具体的打桩机自动化程度进行设置。

打桩机可以为水上打桩机、陆地打桩机和水陆两用打桩机。如果为水上打桩船，可采用如下方案进行实施。行走装置包括主底座以及主底座两侧分别设置的第一、二支座，机架固定安装在主底座上，第一、二支座通过连接支架相连接，主底座与连接支架沿第一方向构成滑动导向配合，第一调节机构调节主底座和连接支架沿第一方向发生相对运动，第一、二支座分别与连接支架沿第二方向构成滑动导向连接配合，第二调节机构分别调节第一、二支座和连接支架沿第二方向发生相对运动，主底座上设置有用于对其进行支撑定位的第一支脚，第一、二支座上分别设置有用于对其进行支撑定位的第二支脚，第三调节机构调节第一支脚进行抬升和下落动作，第四调节机构调节第二支脚进行抬升和下落动作，第一、二方向相垂直布置，第一方向为第一、二支座之间的间距方向，分析单元调控第一、二、三、四调节机构的运行状态。主底座和第一、二支座均为浮箱构成。

如果为陆地打桩船，可采用如下方案进行实施。行走装置包括机身平台、机身平台身长方向的两侧分别设置的A支撑座、机身平台的身宽方向的两侧分别设置的B支撑座，A支撑座和B支撑座分别沿铅垂方向升降式安装在机身平台上，驱动机构A驱使A支撑座进行升降，驱动机构B驱使B支撑座进行升降，A支撑座内设置滑座A，滑座A与A支撑座沿机身平台的身长方向构成滑动导向配合连接，B支撑座内设置滑座B，滑座B与B支撑座沿机身平台的身长方向构成滑动导向配合连接，机身平台分别与滑座A、滑座B固定连接，驱动机构C调节滑座A与A支撑座发生相对滑动，驱动机构D调节滑座B与B支撑座发生相对滑动，机架转动安装在机身平台上。

更为具体的，如图3所示，夹桩装置包括机架20上安装的桩帽60，桩帽60的上方设置压桩装置（具体可为液压冲击锤），桩帽60的下方设置有夹桩装置50，预制桩100的桩身被夹桩装置50所夹持且与夹桩装置50沿铅垂方向构成滑动导向配合。通过夹桩装置50的设置，其可以对预制桩进行夹持，防止预制桩在进行位置或姿态调节时发生摆动。同时可以对预制桩的下压进行导向，保证预制桩的打桩竖直不偏移。这里所有能够实现对预制桩的夹持以及预制桩下压时的导向作用的结构或装置都属于本申请限定的夹桩装置50的范畴，不限于下述具体阐述的实施例。

进一步的方案为：夹桩装置50包括左右相对布置的两夹持部，两夹持部可以相互靠近和远离。这样通过调控两夹持部的远离，使得吊桩装置30吊起的预制桩能够进入夹桩装置50之间被夹持，当吊桩装置30吊起的预制桩移动，使得预制桩的上端被上方的桩帽60夹持，预制桩的桩身立状布置，此时调节两夹持部靠近，对预制桩进行夹紧，这样后续移动预制桩到达预定的打桩点时，预制桩就不会发生晃动。另外，桩锤40下压预制桩时，夹桩装置50进行导向，使得打桩不会偏移。

具体的，夹持部包括用于夹持桩身并与桩身构成滑动配合的夹持件51，夹持件51安装在转臂52的一端，转臂52的另一端通过A铰接轴与行走装置10铰接连接，转臂52与驱动其转动的驱动机构53相连接。转臂52水平布置，A铰接轴沿铅垂方向布置。夹持件51为滚轮构成，滚轮转动安装在转臂52的端部，滚轮的芯线水平布置，如图4所示。该方式主要用于对截面为H行的预制桩进行夹持。也可采用夹持件51为导卫轮构成，导卫轮为辊轮构成，辊轮的中部向内内凹形成环形的夹持和导向的凹槽，导卫轮转动安装在转臂52的端部，导卫轮的芯线水平布置。该方式主要用于夹持截面为多边形的预制桩的夹持，如正六边形。优选在转臂52的端部设置转换支架，转换支架转动安装在转臂52上，转换支架上装配有不同结构的夹持件51，通过转动转换支架调节不同结构的夹持件51对预制桩进行夹持和导向配合，转臂52或转换支架上设置对转换支架的转动进行锁紧的锁紧件。这样夹持不同型号的预制桩时，就调节不同型号的夹持件51进行夹持，使得所有型号的预制桩均能被可靠的夹持和导向。

由于吊桩装置30吊起预制桩进行夹桩前，预制桩是被倾斜状吊起的，而桩帽的夹口是竖直向下的，因此，为了使得吊起的预制桩的上端能够落入桩帽内被夹持，将桩帽60设置为一开口向下的槽型件构成，槽型件的槽长方向与两夹持部之间的间距保持一致，槽型件的槽宽由上至下逐渐增大，如图3所示。这样便于倾斜状的预制桩的上端落至桩帽60内，并且通过桩帽60的导向可以使得预制桩的姿态逐渐调整为立状布置。另外可在槽型件的两端设置夹持块，实现对预制桩的可靠夹持。

更为具体的，驱动机构53为油缸构成，油缸的缸体与行走装置10铰接连接，油缸的活塞杆与转臂52的中部铰接连接。

本发明还提供了一种能够准确定位打桩的方法，包括如下步骤：

S1:根据施工图纸计算出各预设打桩点的定位参数信息，在打桩机上安装移动定位设备，将预设打桩点的定位参数信息、打桩机的四参数输入至移动定位设备；

S2：移动定位设备实时定位打桩机上实际打桩点的定位参数信息，通过比对下一预设打桩点的定位参数信息与打桩机上实际打桩点的定位参数信息分析得出打桩机的行走信号；

实际打桩点为打桩机任意时刻不在进行行走和姿态的调整直接进行打桩、打桩后预制桩在地面上的位置点称为实际打桩点；

S3：打桩机根据行走信号进行行走或姿态调整使得打桩机到达打桩状态，打桩状态下打桩机上实际打桩点的定位参数信息与预设打桩点的定位参数信息相一致；打桩机到达打桩状态后将桩帽上夹持的预制桩压入地下完成打桩操作；

S4：重复操作S2和S3，依次完成各个预制桩的打桩。

具体的：定位参数信息包括打桩点的地理坐标信息和该打桩点处预制桩的朝向信息。

打桩机外部设置有基准定位装置，基准定位装置和移动定位设备采用拆分定位的方法实时定位打桩机上实际打桩点的定位参数信息。

获取组成移动定位设备的两信号发射器以及打桩机上实际打桩点的坐标信息，根据坐标信息计算出打桩机的四参数。两移动定位设备与打桩机上实际打桩点在水平面上的投影呈等腰三角形布置，实际打桩点的投影位于等腰三角形的顶角，两移动定位设备的投影位于等腰三角形的两底角。两移动定位设备与打桩机上实际打桩点之间还取有两点，该两点与实际打桩点在同一水平面上的投影也呈等腰三角形状布置，采用该两点的坐标、两移动定位设备的坐标、打桩机上实际打桩点的坐标计算打桩机的四参数。五组坐标能够消除误差，结果更加准确。

步骤S3中打桩机根据行走信号进行行走或姿态调整的具体操作如下：先调节打桩机横向和/或纵向移动，使得打桩机上实际打桩点在预设打桩点的1m范围内，然后调节机架进行转动使得打桩机上实际打桩点与预设打桩点处预制桩的朝向信息保持一致，然后将预制桩装配至夹桩装置上，随后再调节打桩机横向和/或纵向移动，打桩机上实际打桩点的定位参数信息与预设打桩点处预制桩的坐标信息和朝向信息均相一致，然后启动压桩装置将预制桩打入地面。

先用吊桩装置将预制桩吊起，然后将预制桩的顶端插入桩帽中固定住，然后采用夹持机构对预制桩的桩身进行夹持，使得预制桩呈立状布置。

若打桩机为水上打桩机，主底座和第一、二支座均为浮箱构成，将主底座和第一、二支座上支脚全部抬起，然后调节第一二支座分别向两个相反的方向移动，从而实现机架的转动调节；若打桩机为陆地打桩机，机架转动安装在主底座上，通过驱动装置实现机架的转动调节。

通过上述方案的实施，可以实现预制桩的准确可靠的打桩，且打桩速度快。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (10)

1.一种能够准确定位打桩的方法，包括如下步骤：

S1:根据施工图纸计算出各预设打桩点的定位参数信息，安装移动定位设备，将预设打桩点的定位参数信息、打桩机的四参数输入至移动定位设备；

S2：移动定位设备实时定位打桩机上实际打桩点的定位参数信息，通过比对下一预设打桩点的定位参数信息与打桩机上实际打桩点的定位参数信息分析得出打桩机的行走信号；

实际打桩点为打桩机任意时刻不在进行行走和姿态的调整直接进行打桩、打桩后预制桩在地面上的位置点称为实际打桩点；

S3：打桩机根据行走信号进行行走或姿态调整使得打桩机到达打桩状态，打桩状态下打桩机上实际打桩点的定位参数信息与预设打桩点的定位参数信息相一致；打桩机到达打桩状态后将桩帽上夹持的预制桩压入地下完成打桩操作；

S4：重复操作S2和S3，依次完成各个预制桩的打桩。

2.根据权利要求1所述的能够准确定位打桩的方法，其特征在于：定位参数信息包括打桩点的地理坐标信息和该打桩点处预制桩的朝向信息。

3.根据权利要求1所述的能够准确定位打桩的方法，其特征在于，打桩机的四参数采用如下方法取得：获取组成移动定位设备的两信号发射器以及打桩机上实际打桩点的坐标信息，根据坐标信息计算出打桩机的四参数。

4.根据权利要求3所述的能够准确定位打桩的方法，其特征在于：两信号发射器与打桩机上实际打桩点在水平面上的投影呈等腰三角形布置，实际打桩点的投影位于等腰三角形的顶角，两移动定位设备的投影位于等腰三角形的两底角。

5.根据权利要求3所述的能够准确定位打桩的方法，其特征在于：两移动定位设备与打桩机上实际打桩点之间还取有两点，该两点与实际打桩点在同一水平面上的投影也呈等腰三角形状布置，采用该两点的坐标、两移动定位设备的坐标、打桩机上实际打桩点的坐标计算打桩机的四参数。

6.根据权利要求1所述的能够准确定位打桩的方法，其特征在于，步骤S3中打桩机根据行走信号进行行走或姿态调整的具体操作如下：先调节打桩机横向和/或纵向移动，使得打桩机上实际打桩点在预设打桩点的1m范围内，然后调节机架进行转动使得打桩机上实际打桩点与预设打桩点处预制桩的朝向信息保持一致，然后将预制桩装配至夹桩装置上，随后再调节打桩机横向和/或纵向移动，打桩机上实际打桩点的定位参数信息与预设打桩点处预制桩的坐标信息和朝向信息均相一致，然后启动压桩装置将预制桩打入地面。

7.根据权利要求1或6所述的能够准确定位打桩的方法，其特征在于，步骤S3中预制桩装配至夹桩装置上的操作为：先用吊桩装置将预制桩吊起，然后将预制桩的顶端插入桩帽中固定住，然后采用夹持机构对预制桩的桩身进行夹持，使得预制桩呈立状布置。

8.根据权利要求6所述的能够准确定位打桩的方法，其特征在于：打桩机为水上打桩机，主底座和第一、二支座均为浮箱构成，将主底座和第一、二支座上支脚全部抬起，然后调节第一二支座分别向两个相反的方向移动，从而实现机架的转动调节。

9.根据权利要求6所述的能够准确定位打桩的方法，其特征在于：打桩机为陆地打桩机，机架转动安装在主底座上，通过驱动装置实现机架的转动调节。

10.根据权利要求2所述的能够准确定位打桩的方法，其特征在于：预制桩为H形预制桩，方向a为基准方向，预制桩的宽度方向为方向b，预制桩顺时针转动θ角度后b方向与方向a重合，朝向信息包括θ。