CN110424392A - 一种钢管桩施工设备以及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域领域，更具体地说，它涉及一种钢管桩施工设备以及施工方法，其技术方案要点是：包括机身、立柱以及悬臂，悬臂沿竖直向下的方向设置有升降气缸，升降气缸的活塞杆固定连接有伺服电机，伺服电机的输出轴连接有固定座，还包括固定设置于钢管桩顶部的安装座，固定座和安装座之间设置有锁合组件；机身相对的两侧壁沿竖直方向分别设有若干根固定套筒，固定套筒内活动套接有支撑臂，支撑臂的底端伸出于固定套筒，固定套筒上设置有用于驱动支撑臂缩入和伸出固定套筒的驱动组件，支撑臂上设置有紧固组件，对钢管桩施工的过程中能够保持良好的稳定性，不易发生偏移，方便将钢管桩安装于土壤。

Description

一种钢管桩施工设备以及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域领域，更具体地说，它涉及一种钢管桩施工设备以及施工方法。

背景技术

目前建筑工程的地基混凝土管桩的成型方法有很多种，包括夯扩和静压两种。现有的夯扩桩技术采用重锤夯击成孔，在夯击过程中，随着夯击的重锤的下降护筒跟着下降对桩的孔壁进行保护，形成桩孔，然后在桩孔内填入建筑垃圾，继续夯击，在桩的下端形成桩端散体承力台，再在桩孔内填入干硬性混凝土，继续夯击形成桩端固体承力台，桩端散体承力台和桩端固体承力台与桩身一起承担建筑物的荷载。

例如公开号为CN103339325B的中国专利公开了一种钢管桩以及钢管桩施工方法，包括钢管主体，其呈细长圆筒状且前端敞口；螺旋状的叶片，其固定在所述钢管主体的由前端部起始的具有规定高度范围的外周面上，所述钢管桩通过旋转压入被贯入地基中，在所述钢管主体的前端部上形成有：倾斜开口部，其由所述钢管主体的前端缘向着径向方向上的一侧向上方倾斜对所述钢管主体进行切断而形成。

该钢管桩通过旋入式的方式将钢管桩安装于土壤内，相比于现有技术中利用锤机竖直敲击的方式，钢管桩的安装更加容易，但如何设计出一种方便于安装旋入式的钢管桩的设备和方法是急需解决的事情。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种钢管桩施工设备，该设备具有良好的机动性，且在对钢管桩施工的过程中能够保持良好的稳定性，不易发生偏移，方便将钢管桩安装于土壤。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钢管桩施工设备，包括机身、设置于机身上的立柱以及一端固定连接于立柱顶端的悬臂，所述悬臂沿竖直向下的方向设置有升降气缸，所述升降气缸的活塞杆固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接有固定座，所述固定座绕活塞杆的轴长方向旋转；还包括固定设置于钢管桩顶部的安装座，所述固定座与安装座对接，所述固定座和安装座之间设置有用于锁合和解锁安装座的锁合组件；所述机身的底部设置有若干个滚轮，所述机身相对的两侧壁沿竖直方向分别设有若干根固定套筒，所述固定套筒内沿固定套筒的长度方向活动套接有支撑臂，所述支撑臂的底端伸出于固定套筒，所述固定套筒上设置有用于驱动支撑臂缩入和伸出固定套筒的驱动组件，所述支撑臂上设置有用于将所述支撑臂紧固于土壤的紧固组件。

通过采用上述技术方案，当需要将钢管桩安装于土壤时，将设备移动至钢管桩的一侧，使得固定座与安装座对接，在锁合组件的作用下实现了固定座与安装座之间的固定；同时，驱动组件驱动支撑座伸出于固定套筒且在紧固组件配合下牢固的固定于土壤，进而升降气缸向下伸长以及电机的作用令钢管桩一步步旋入土壤内进行安装工作，该设备具有良好的机动性，且在对钢管桩施工的过程中能够保持良好的稳定性，不易发生偏移，方便将钢管桩安装于土壤。

优选的，所述锁合组件包括周向设置于安装座侧壁的多根螺栓、螺纹套接于螺栓尾部的螺母、固定设置于固定座且数量与螺栓相同的定位块以及设置于定位块上的缺口，所述螺栓的头部转动连接于安装座且沿安装座的长度方向转动，所述螺栓转动与所述缺口插接配合，所述定位块远离固定座的一侧开设有与缺口相连通的定位槽，当所述螺栓与缺口插接配合时，所述螺母靠近螺栓的头部的一侧容置于所述定位槽内。

通过采用上述技术方案，当需要将固定座安装于安装座时，将固定座与安装座对接，并使缺口与螺栓对应，这时将螺栓往上转动至与缺口插接配合，并将螺母套接于螺栓，使螺母转动容置于定位槽，即可实现固定座与安装座之间的固定，安装工作方便简单，提高了工作效率。

优选的，所述螺母靠近螺栓尾部的一侧固定设置有旋钮。

通过采用上述技术方案，旋钮的设置方便工作人员转动螺母。

优选的，所述固定座朝向安装座的一端设有环形凸块，所述安装座朝向固定的一端设有环形凹槽，所述环形凸块与环形凹槽插接配合。

通过采用上述技术方案，固定座与安装座对接时，将固定座的环形凸块与安装座的环形凹槽插接，进一步提高了钢管桩与固定座连接的稳定性。

优选的，所述驱动组件包括沿竖直向下方向固定设置于固定套筒内顶部的调节气缸，所述调节气缸的活塞杆连接于支撑座的顶部。

通过采用上述技术方案，利用调节气缸活塞杆的伸缩快速实现支撑座高度的调节，结构简单实用。

优选的，所述紧固组件包括沿竖直方向固定连接于支撑臂底部的锚杆，所述锚杆远离支撑座的一端呈圆锥状设置，且锚杆的侧壁设有若干个呈J形的倒刺，所述倒刺的顶端自锚杆远离土壤的一侧倾斜。

通过采用上述技术方案，锚杆插入土壤的端部呈圆锥状的设置便于将支撑座固定于土壤，减少设备在对钢管桩施工过程中设备的偏移；同时，J形的倒有利于增强锚杆上施加的预应力，倒刺钩在土壤内部，使得锚杆不容易脱离土壤，从而提高了设备与土壤连接的牢固性。

优选的，所述倒刺与锚杆形成的夹角的位置在30°到36°之间。

通过采用上述技术方案，夹角在呈30°到36°之间的设置，有利于增强锚杆上施加的预应力，使得倒刺更加牢固的钩在土壤，具有优秀的抗拔性能。

优选的，所述安装座与钢管桩之间通过法兰盘固定连接。

通过采用上述技术方案，法兰盘作为的固定连接件，方便将安装座固定于钢管桩上。

本发明第二目的在于提供了一种钢管桩的施工方法，该方法具有方便将钢管桩安装于土壤，施工步骤简单的优点。

为实现上述目的，本发明具体包括如下步骤：

1）将钢管桩顶部通过法兰盘固定安装上安装座；

2）将机身移动至待钢管桩的一侧，令安装座与固定座对接，使得固定座与安装座对齐后，进而将固定座上的环形凸块插入环形凹槽内；

3）将螺栓向上转动插入缺口内，旋动旋钮，直至螺母容置于定位槽内；

4）控制升降气缸向下伸长，同时伺服电机启动，将钢管桩一步步旋入土壤内直至完成安装工作。

通过采用上述技术方案，利用螺栓与缺口插接配合，并将螺母套接于螺栓，使螺母转动容置于定位槽后，伺服电机启动，同时在升降气缸活塞杆向下伸出的配合下，方便快捷的将钢管桩旋入至土壤内直至完成安装工作，施工方法简单实用。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、当需要将钢管桩安装于土壤时，将设备移动至钢管桩的一侧，使得固定座与安装座对接，在锁合组件的作用下实现了固定座与安装座之间的固定，驱动组件驱动支撑座伸出于固定套筒且在紧固组件配合下牢固的固定于土壤，进而升降气缸向下伸长以及电机的作用令钢管桩一步步旋入土壤内进行安装工作，该设备具有良好的机动性，且在对钢管桩施工的过程中能够保持良好的稳定性，不易发生偏移，方便将钢管桩安装于土壤。；

2、当需要将固定座安装于安装座时，将固定座与安装座对接，并使缺口与螺栓对应，这时将螺栓往上转动至与缺口插接配合，并将螺母套接于螺栓，使螺母转动容置于定位槽，即可实现固定座与安装座之间的固定，安装工作方便简单，提高了工作效率；

3、锚杆插入土壤的端部呈圆锥状的设置便于将支撑座固定于土壤，减少设备在对钢管桩施工过程中设备的偏移；同时，J形的倒有利于增强锚杆上施加的预应力，倒刺钩在土壤内部，使得锚杆不容易脱离土壤，从而提高了设备与土壤连接的牢固性。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的部分剖视图；

图3是本发明实施例中安装座与固定座的装配关系示意图；

图4是图3中A部分的放大图。

图中：1、钢管桩；2、机身；3、立柱；4、悬臂；5、升降气缸；6、伺服电机；7、滚轮；8、握柄；9、固定套筒；10、支撑臂；11、调节气缸；12、锚杆；13、倒刺；14、固定座；15、安装座；16、螺栓；17、螺母；18、定位块；19、缺口；20、定位槽；21、旋钮；22、环形凸块；23、环形凹槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种钢管桩施工设备，参照图1，包括机身2、呈竖直焊接于机身2上表面一侧的立柱3以及一端焊接于立柱3顶端的悬臂4，悬臂4呈水平设置，悬臂4远离立柱3的一端沿竖直向下的方向固定安装有升降气缸5，升降气缸5的活塞杆固定连接有伺服电机6。同时，伺服电机6的输出轴通过法兰盘固定连接有固定座14，固定座14绕升降气缸5的活塞杆的轴长方向旋转。机身2的底部分别固定安装有四个滚轮7，方便设备的移动，机身2的一侧边焊接有握柄8。

参照图1和图2，机身2相对的两侧壁沿竖直方向分别焊接有一组固定套筒9，每组固定套筒9内沿固定套筒9的长度方向活动套接有支撑臂10，支撑臂10的底端伸出于固定套筒9，固定套筒9上设置有用于驱动支撑臂10缩入和伸出固定套筒9的驱动组件，支撑臂10上设置有用于将支撑臂10紧固于土壤的紧固组件。该设备还包括安装于钢管桩1顶部的安装座15，安装座15与钢管桩1之间通过法兰盘固定连接，法兰盘作为的固定连接件，方便将安装座15固定于钢管桩1上。此外，固定座14与安装座15对接配合，固定座14和安装座15之间安装有用于锁合和解锁安装座15的锁合组件；

当需要将钢管桩1安装于土壤时，将设备移动至钢管桩1的一侧，使得固定座14与安装座15对接，在锁合组件的作用下实现了固定座14与安装座15之间的固定；同时，驱动组件驱动支撑座伸出于固定套筒9且在紧固组件配合下牢固的固定于土壤，进而升降气缸5向下伸长以及电机的作用令钢管桩1一步步旋入土壤内进行安装工作；该设备具有良好的机动性，且在对钢管桩1施工的过程中能够保持良好的稳定性，不易发生偏移，方便将钢管桩1安装于土壤。

参照图3和图4，固定座14朝向安装座15的一端周向焊接有环形凸块22，安装座15朝向固定的一端周向开设有环形凹槽23，环形凸块22与环形凹槽23插接配合。固定座14与安装座15对接时，将固定座14的环形凸块22与安装座15的环形凹槽23插接，进一步提高了钢管桩1与固定座14连接的稳定性。

回看图2，具体的，驱动组件包括沿竖直向下方向固定设置于固定套筒9内顶部的调节气缸11，调节气缸11的活塞杆连接于支撑座的顶部，利用调节气缸11活塞杆的伸缩快速实现支撑座高度的调节，结构简单实用。

具体的，紧固组件包括沿竖直方向固定连接于支撑臂10底部的圆柱状的锚杆12，锚杆12远离支撑座的一端呈圆锥状设置，且锚杆12的侧壁焊接有若干个呈J形的倒刺13，若干个倒刺13均匀分布于锚杆12上，倒刺13的顶端自锚杆12远离土壤的一侧倾斜。锚杆12插入土壤的端部呈圆锥状的设置便于将支撑座固定于土壤，减少设备在对钢管桩1施工过程中设备的偏移；同时，J形的倒有利于增强锚杆12上施加的预应力，倒刺13钩在土壤内部，使得锚杆12不容易脱离土壤，从而提高了设备与土壤连接的牢固性。

倒刺13与锚杆12形成的夹角的位置在30°到36°之间。夹角在呈30°到36°之间的设置，有利于增强锚杆12上施加的预应力，使得倒刺13更加牢固的钩在土壤，具有优秀的抗拔性能，在本实施例中，倒刺13与锚杆12形成的夹角为32°。

参照图3和图4，具体的，锁合组件包括周向铰接于安装座15侧壁的多根螺栓16、螺纹套接于螺栓16尾部的螺母17、焊接于固定座14上且数量与螺栓16相同的长方体状的定位块18以及设置于定位块18上的缺口19，螺栓16的头部转动连接于安装座15且沿安装座15的长度方向转动，螺栓16转动与缺口19插接配合，定位块18远离固定座14的一侧开设有与缺口19相连通的定位槽20，当螺栓16与缺口19插接配合时，螺母17靠近螺栓16的头部的一侧容置于定位槽20内。

当需要将固定座14安装于安装座15时，将固定座14与安装座15对接，并使缺口19与螺栓16对应，这时将螺栓16往上转动至与缺口19插接配合，并将螺母17套接于螺栓16，使螺母17转动容置于定位槽20，即可实现固定座14与安装座15之间的固定，安装工作方便简单，提高了工作效率。此外，螺母17靠近螺栓16尾部的一侧一体成型有旋钮21，旋钮21的设置方便工作人员转动螺母17。

一种钢管桩施工方法，具体包括以下几个步骤：

1）将钢管桩1顶部通过法兰盘固定安装上安装座15；

2）将机身2移动至待钢管桩1的一侧，令安装座15与固定座14对接，使得固定座14与安装座15对齐后，进而将固定座14上的环形凸块22插入环形凹槽23内；

3）将螺栓16向上转动插入缺口19内，旋动旋钮21，直至螺母17容置于定位槽20内；

4）控制升降气缸5向下伸长，同时伺服电机6启动，将钢管桩1一步步旋入土壤内直至完成安装工作。

该施工方法利用螺栓16与缺口19插接配合，并将螺母17套接于螺栓16，使螺母17转动容置于定位槽20后，伺服电机6启动，同时在升降气缸5活塞杆向下伸出的配合下，方便快捷的将钢管桩1旋入至土壤内直至完成安装工作，施工方法简单实用。

上述实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种钢管桩施工设备，其特征是，包括机身(2)、设置于机身(2)上的立柱(3)以及一端固定连接于立柱(3)顶端的悬臂(4)，所述悬臂(4)沿竖直向下的方向设置有升降气缸(5)，所述升降气缸(5)的活塞杆固定连接有伺服电机(6)，所述伺服电机(6)的输出轴连接有固定座(14)，所述固定座(14)绕活塞杆的轴长方向旋转；还包括固定设置于钢管桩(1)顶部的安装座(15)，所述固定座(14)与安装座(15)对接，所述固定座(14)和安装座(15)之间设置有用于锁合和解锁安装座(15)的锁合组件；所述机身(2)的底部设置有若干个滚轮(7)，所述机身(2)相对的两侧壁沿竖直方向分别设有若干根固定套筒(9)，所述固定套筒(9)内沿固定套筒(9)的长度方向活动套接有支撑臂(10)，所述支撑臂(10)的底端伸出于固定套筒(9)，所述固定套筒(9)上设置有用于驱动支撑臂(10)缩入和伸出固定套筒(9)的驱动组件，所述支撑臂(10)上设置有用于将所述支撑臂(10)紧固于土壤的紧固组件。

2.根据权利要求1所述的一种钢管桩施工设备，其特征是，所述锁合组件包括周向设置于安装座(15)侧壁的多根螺栓(16)、螺纹套接于螺栓(16)尾部的螺母(17)、固定设置于固定座(14)且数量与螺栓(16)相同的定位块(18)以及设置于定位块(18)上的缺口(19)，所述螺栓(16)的头部转动连接于安装座(15)且沿安装座(15)的长度方向转动，所述螺栓(16)转动与所述缺口(19)插接配合，所述定位块(18)远离固定座(14)的一侧开设有与缺口(19)相连通的定位槽(20)，当所述螺栓(16)与缺口(19)插接配合时，所述螺母(17)靠近螺栓(16)的头部的一侧容置于所述定位槽(20)内。

3.根据权利要求2所述的一种钢管桩施工设备，其特征是，所述螺母(17)靠近螺栓(16)尾部的一侧固定设置有旋钮(21)。

4.根据权利要求3所述的一种钢管桩施工设备，其特征是，所述固定座(14)朝向安装座(15)的一端设有环形凸块(22)，所述安装座(15)朝向固定的一端设有环形凹槽(23)，所述环形凸块(22)与环形凹槽(23)插接配合。

5.根据权利要求1所述的一种钢管桩施工设备，其特征是，所述驱动组件包括沿竖直向下方向固定设置于固定套筒(9)内顶部的调节气缸(11)，所述调节气缸(11)的活塞杆连接于支撑座的顶部。

6.根据权利要求5所述的一种钢管桩施工设备，其特征是，所述紧固组件包括沿竖直方向固定连接于支撑臂(10)底部的锚杆(12)，所述锚杆(12)远离支撑座的一端呈圆锥状设置，且锚杆(12)的侧壁设有若干个呈J形的倒刺(13)，所述倒刺(13)的顶端自锚杆(12)远离土壤的一侧倾斜。

7.根据权利要求6所述的一种钢管桩施工设备，其特征是，所述倒刺(13)与锚杆(12)形成的夹角的位置在30°到36°之间。

8.根据权利要求1所述的一种钢管桩施工设备，其特征是，所述安装座(15)与钢管桩(1)之间通过法兰盘固定连接。

9.一种钢管桩的施工方法，其特征是，具体包括以下几个步骤：

1）将钢管桩(1)顶部通过法兰盘固定安装上安装座(15)；

2）将机身(2)移动至待钢管桩(1)的一侧，令安装座(15)与固定座(14)对接，使得固定座(14)与安装座(15)对齐后，进而将固定座(14)上的环形凸块(22)插入环形凹槽(23)内；

3）将螺栓(16)向上转动插入缺口(19)内，旋动旋钮(21)，直至螺母(17)容置于定位槽(20)内；

4）控制升降气缸(5)向下伸长，同时伺服电机(6)启动，将钢管桩(1)一步步旋入土壤内直至完成安装工作。