CN110431270A - 压桩机和压桩方法 - Google Patents

Abstract

一种压桩机，其接收来自已有的桩的反作用力以压入新的桩，所述压桩机包括：反作用力块，其通过夹持部夹持已有的桩以接收反作用力；平台，其能够相对于反作用力块水平运动；以及压入块，其联接到平台、被支撑为能够在夹持部的前方相对于平台自由地上升和下降，并且夹持和压入新的桩，其中根据已有的桩的种类和尺寸的多种反作用力块能够自由地安装到一个平台并从该一个平台拆卸。

Description

压桩机和压桩方法

技术领域

本发明涉及压桩机(pile press-in machine)和将桩压入地面的压桩方法。

背景技术

作为将各种钢管桩和钢板桩安装到地面中的方法，存在一种已知的建筑方法，例如如专利文献1等所公开的，其通过夹持部夹持在地面中先前安装的桩的上端以接收反作用力，使抓住桩的卡盘上升和下降以将新的桩依次压入与已有的桩相邻的位置。

用于该建筑的压桩机包括经由多个夹持部固定到已有的桩的鞍部，以及相对于鞍部可在前后方向上运动的滑动框架。对于滑动框架，卡盘经由领导桅杆(leader mast)和卡盘框架附接。此外，卡盘设置有卡盘机构，该卡盘机构抓住待压入的桩。卡盘机构抓住待压入的桩并且卡盘相对于鞍部定位在预定位置处，然后，卡盘框架和卡盘沿着领导桅杆一体地上升和下降，以将桩压入地面。为了提高此时的工作效率，例如，在专利文献2公开了可以从鞍部滑动并且可以附接到鞍部以及从鞍部拆卸的夹持机构。

作为用于压入的桩，例如，已知诸如钢板桩、管状板桩、钢管桩和混凝土桩的桩。这些桩具有各种形状和尺寸。传统地，在建筑种类不同的桩(诸如钢板桩和钢管桩或者钢板桩和混凝土桩)时，每次使用根据桩的尺寸独立制造的专用压桩机。

可选地，当桩是尺寸不同的相同种类时，已知分别根据与待建筑的桩的尺寸和接合节距制备多个卡盘并更换卡盘部的方法。在该情况下，在专利文献3中公开了例如在将具有小直径的钢管桩更换为直径相对于已有的桩更大的桩的情况下，将盖放在夹持部上以应对尺寸不同的钢管桩。此外，专利文献4、5公开了通过调节夹持部的配置应对接合节距的改变(例如，将钢板桩从400mm宽改变为600mm宽的情况)的方法。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2004-270156号公报

[专利文献2]日本特开平H2-282514号公报

[专利文献3]日本特开2004-316116号公报

[专利文献4]日本特开2011-226209号公报

[专利文献5]日本特开2014-62458号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述方法仅能够应对尺寸相对接近的桩，并且上述专利文献3不能应对如下的情况：例如，钢管桩尺寸差异极大，诸如从φ为1000mm至φ为1500mm。此外，上述专利文献4、5公开了应对板桩的宽度从大约400mm至大约600mm的情况，因此不能应对尺寸变化非常大的情况(诸如从400mm到900mm)。另外，根据专利文献4、5，当就约束鞍部空间而言宽度增大时，夹持部的数量减小，但是在建筑具有大尺寸的桩时，需要相当大的反作用力，因此夹持部的数量减少不是优选的。因此，当桩在种类、尺寸和宽度上差异极大时，传统地需要使用为它们专门设计不同种类的压桩机，这带来了劳力和成本增加的问题。

此外，在专利文献4、5中，移除并更换多个夹持部以更换夹持部。在更换夹持部时，必须移除并连接连接到各夹持部的多个液压管，以便打开/关闭夹持部并使夹持部向右/向左运动，以及更换夹持部本身，这需要大量的作业时间。另外，液压管的更换需要技巧，引起诸如归因于漏油和错误作业的机械故障的风险的问题。

考虑到上述问题作出了本发明，并且本发明的目的是提供压桩机和压桩方法，其能够以低成本和短时间应对种类、尺寸和宽度不同的桩的建筑。

用于解决问题的方案

为了实现以上目的，根据本发明，提供了一种压桩机，其接收来自已有的桩的反作用力以压入新的桩，该压桩机包括：反作用力块，其通过夹持部夹持已有的桩来接收反作用力；平台，其能够相对于反作用力块水平运动；以及压入块，其联接到平台，压入块被支撑为能够在夹持部的前方相对于平台自由地上升和下降，并且夹持和压入新的桩，其中，根据已有的桩的种类和尺寸的多种反作用力块均能够自由地安装到一个平台并从该一个平台拆卸。

此外，根据本发明，提供了一种使用压桩机的压桩方法，该压桩机包括：反作用力块，其通过夹持部夹持已有的桩来接收反作用力；平台，其能够相对于反作用力块水平地运动；以及压入块，其联接到平台，压入块被支撑为在夹持部的前方相对于平台自由地上升和下降，并且压入块夹持和压入新的桩，其中，从能够自由地安装到一个平台并从该一个平台拆卸的多种反作用力块中选择对应于已有的桩的种类和尺寸的反作用力块，并且将该反作用力块安装到平台。

发明的效果

根据本发明，能够在不耗费较大成本和劳力的情况下，通过将应对各种桩的建筑的反作用力块安装到通用平台来进行形状和尺寸差异极大的桩的建筑。

附图说明

[图1]图1是根据本发明的实施方式的压桩机的处于分解状态的侧视图。

[图2]图2的(a)至图2的(d)是示出通过根据本发明的实施方式的压桩机建筑一堆钢板桩的外观的示意图，图2的(a)是侧视图，图2的(b)是后视图，图2的(c)是从上方观察的平面图，并且图2的(d)是示出夹持部和卡盘与桩之间的关系的平面图。

[图3]图3是图1中的压桩机的液压管的说明图。

[图4]图4的(a)至图4的(c)是示出通过根据本发明的不同实施方式的压桩机建筑一堆混凝土壁的外观的示意图，图4的(a)是侧视图，图4的(b)是从上方观察的平面图，并且图4的(c)是示出夹持部和卡盘与桩之间的关系的平面图。

[图5]图5的(a)至图5的(c)是示出通过根据本发明的另一不同实施方式的压桩机建筑一堆钢管桩的外观的示意图，图5的(a)是侧视图，图5的(b)是从上方观察的平面图，并且图5的(c)是示出夹持部和卡盘与桩之间的关系的平面图。

[图6]是示出当建筑由比图2的(a)至图2的(d)中的尺寸大的钢板桩组成的桩时夹持部和卡盘与桩之间的关系的平面图。

[图7]是示出本发明的压桩机的液压管的不同实施方式的说明图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明本发明的实施方式。注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记表示具有大致相同的功能性构造的部件以省略重复说明。

图1是分解成块的根据本发明的实施方式的压桩机1的视图，图2的(a)至图2的(d)是示出在桩是钢板桩的情况下通过压桩机1进行建筑时的外观的视图，并且图3是示出压桩机1的液压管的示例的放大图。如图1所示，通过将反作用力块2、平台3以及压入块4组合来构成压桩机1。

反作用力块2包括多个夹持部11和安装有夹持部11的鞍部12。在该实施方式中，在鞍部12的前后方向上安装四个夹持部11。夹持部11具有如下功能：通过液压压力夹持先前安装在地面中的已有的桩9的上端来固定鞍部12，以便接收用于压入的反作用力。在该实施方式中，多个夹持部11之中的最靠近压入块4的位置处的夹持部11’被设置为不同的(eccentric)，以便突出到比鞍部12更靠压入块4侧，其它夹持部均被成形为沿上下方向的直线，以便与弯曲的夹持部相比实现更好的强度平衡，并且实现重量减小。对于位置关系而言，夹持部11能够在鞍部12的下表面处向右/向左运动。

注意，在本说明书中，前是通过压桩机1推进压入建筑的方向，而在图2的(a)、图2的(c)、图2的(d)中，纸面的右侧为前，纸面的左侧为后。在从上方观察压入建筑的推前方向的状态下确定左右方向，在图2的(c)、图2的(d)中，纸面的下侧为右，纸面的上侧为左。

在鞍部12的右侧和左侧两者的上部，例如，设置有滑动引导部13，该滑动引导部均为从位于前侧的顶端向后延伸的槽形状。此外，在鞍部12的宽度方向上的中间处，在后侧的端部设置有作为固定部的支架14，前-后缸23的一端固定于后述的平台3，前-后缸23的另一端固定于该支架14。

平台3包括滑动框架21和领导桅杆22，其中滑动框架21安装到鞍部12的上表面。滑动框架21置于鞍部12的上表面并且沿着滑动引导部13滑动。此外，前-后缸23的一端固定于滑动框架21。在前-后缸23的另一端处形成的孔25与支架14的孔15对准并且被销、管等紧固，由此反作用力块2和平台3经由前-后缸23联接。注意，前-后缸23的一端可以固定到反作用力块2侧，并且可以在滑动框架21侧设置固定部。可选地，可以在反作用力块2侧和滑动框架21侧都设置固定部，并且前-后缸23的两端都可以固定到固定部。

此外，如图3所示，领导桅杆22装配有控制歧管43，从液压单元5延伸的油供给管41和油返回管42连接到控制歧管43。从控制歧管43，油经由液压软管供给到夹持部11的液压缸16并供给到后述的压入块4的升降缸33，以控制夹持部11和压入块4的运动。

滑动引导部26设置于领导桅杆22的前侧，各滑动引导部26均例如形成为槽形状并且压入块4的滑动部36嵌合到滑动引导部26中，用于供压入块4安装的支架27设置于领导桅杆22的前下部的右侧和左侧两者。

压入块4包括：卡盘31，其夹持新被驱动(或拉出)的桩10；卡盘框架32，其支撑卡盘31；以及升降缸33，其使卡盘框架32相对于平台3上升和下降。卡盘31设置有开口部34和卡盘机构35，桩10在上下方向上穿过开口部34，卡盘机构35抓住穿过开口部34的桩10。在图2的(c)示出的实施方式中，卡盘机构35由一对爪组成，该对爪将桩10夹在两爪之间。

卡盘框架32在后侧包括滑动部36和一对升降缸33，滑动部36在嵌合于平台3的滑动引导部26的状态下沿着滑动引导部26滑动，一对升降缸33的顶端固定到平台3的支架27。升降缸33的顶端处的孔38与支架27的孔28对准并且被销、管等紧固，由此压入块4和平台3经由升降缸33联接。

如图3所示，连接到设置于压桩机1的外部的液压单元5的油供给管41和油返回管42连接到控制歧管43，控制歧管43安装于领导桅杆22，通过切换阀44将油供给到夹持部11侧或升降缸33侧，以控制夹持部11的打开/关闭和向右/向左运动或向前/向后运动，以及由卡盘框架32支撑的卡盘31的向上/向下运动。对于至夹持部11的管，如图3所示，例如，用于夹持部打开/关闭、用于向右/向左运动以及用于向前/向后运动的液压软管45、46、47分别连接到控制歧管43，并且分配歧管48、49经由液压软管连接到液压缸16，其中液压缸16定位四个夹持部11的相应运动。这些管通过联接件50a和联接件50b之间的连接而联接，其中联接件50a设置于分配歧管48、49的上游侧，联接件50b安装到液压软管45、46、47的顶端。联接件50a、50b配置于鞍部12的定位于领导桅杆22的后方的后部。注意，图3是用于图2的(a)至图2的(d)示出的钢板桩的管的示例，其中，由于夹持部11的向前/向后调节不是必须的，所以用于向前/向后运动的液压软管47的顶端关闭，使得在该实施方式中夹持部11不向前/向后运动。然而，当像钢管桩等那样在前后方向上的位置调节是必须的情况下，液压软管47被类似地连接。此外，在图3中存在各液压软管中的用于夹持部11的打开/关闭和定位向右/向左运动的两个管，但是被示出为一个管。在更换反作用力块2时，液压软管可以在不使用联接件50的情况下一个连接一个，但是使用联接件50能够简化复杂的配管作业并且防止漏油和错误作业。注意，尽管图3示出的平台3包括用于夹持部11的打开/关闭、用于夹持部11的向右/向左运动以及用于夹持部11的向前/向后运动的液压软管45、46、47，但是在为桩指定的平台不需要夹持部11的向前/向后运动的情况下，不需要设置用于向前/向后运动的液压软管47。

此外，从控制歧管43向升降缸33侧供给油的液压软管51通过联接件52的连接而类似地联接。联接件52配置在领导桅杆22的上部或升降缸33的下部。

如上所述，反作用力块2、平台3和压入块4如图1中箭头所示地组合以构成压桩机1。更具体地，平台3的滑动框架21沿着反作用力2的滑动引导部13安装，以通过销、管等固定前-后缸23和支架14，并且压入块4的滑动部36沿着平台3的滑动引导部26安装，以通过销、管等固定升降缸33和支架27。在此之后，液压管被连接，夹持部11的位置适当移动，并且夹持部11夹持已有的桩9的上端部。在压桩机1中，领导桅杆22经由在前后方向上可运动的滑动框架21安装于反作用力块2的上表面，并且装配有卡盘31的压入块4配置在领导桅杆22的前方。位于鞍部12的上表面的滑动框架21的前后方向上的运动使平台3和压入块4向前/向后一体地运动。此外，升降缸33的操作使由卡盘框架32支撑的卡盘31上升和下降。此外，卡盘31在卡盘框架32的下表面可转动。在桩10被驱动、然后压桩机1推进到前方以建筑下一个桩10时，压桩机1在夹持部11打开且在左右方向上适当运动(撤退)的情况下推进，并且压桩机1转换为夹持下一个已有的桩9的运动。

对于反作用力块2和压入块4，使用根据待处理的已有的桩9和新被驱动的桩10的种类和尺寸的那些反作用力块2和压入块4。预先使作为块之间的联接部的反作用力块2的滑动引导部13、支架14的孔15、压入块4的滑动部36以及在升降缸33的顶端处的孔38的尺寸与平台3的滑动框架21、前-后缸23的孔25、滑动引导部26以及支架27的孔28的尺寸分别统一，能够相对于一种平台3、根据桩的类型仅通过更换反作用力块2和压入块4来使用压桩机1建筑各种种类和尺寸的桩。特别地，根据本发明，由于能够根据已有的桩9更换反作用力块2，所以能够根据已有的桩9来适当地配置期望数量的夹持部11，使得能够在不考虑已有的桩9的种类的情况下稳定压桩机1的姿势，并且能够获得足够的反作用力。

在如上所述地构造的压桩机1建筑桩10时，反作用力块2首先通过夹持部11固定到已有的桩9，在该状态下，滑动框架21在前后方向上运动，并且抓住桩10的卡盘31定位在鞍部12前方的预定位置。在如此定位桩10的状态下，卡盘框架32和卡盘31通过升降缸33的操作而一体地上升和下降，并且卡盘31在下降时抓住桩10并且在上升时解除该抓住状态，由此桩10被压入与已有的桩9的前端相邻的位置。

图4的(a)、图4的(b)、图4的(c)示出了在建筑混凝土壁的桩的情况下的压桩机1a的实施方式。压桩机1a共通地具有根据上述实施方式的平台3，并且具有根据各混凝土壁的已有的桩9a和桩10a制造的更换的反作用力块2a和压入块4a，并且除了反作用力块2a和压入块4a夹持已有的桩9a和桩10a的结构之外与上述实施方式的压桩机相同。在反作用力块2a中，通过前后运动的液压缸17使夹持部11a运动，由此应对已有的桩9a的尺寸和接合节距，以接收来自已有的桩9a的反作用力。

图5的(a)、图5的(b)、图5的(c)示出了在建筑钢管桩的情况下的压桩机1b的实施方式。同样，在该情况下，压桩机1b共通地具有根据上述实施方式的平台3，并且具有根据各钢管的已有的桩9b和桩10b制造的更换的反作用力块2b和压入块4b，并且除了反作用力块2b和压入块4b夹持已有的桩9b和桩10b的结构之外与上述实施方式的压桩机相同。注意，压入方法包括利用转动进行压入的情况和不利用转动进行压入的情况。在反作用力块2b中，根据已有的桩9b的尺寸和接合节距来调节夹持部11b的安装角度，以接收来自已有的桩9b的反作用力。

图6示出了在如下情况的已有的桩9c和桩10c的支撑状态：桩的种类是，与图2的(a)至图2的(d)中的实施方式中的种类相同的钢板桩并且桩的尺寸(宽度)大。例如，图2的(a)至图2的(d)示出了400mm节距的情况，

图6示出了900mm宽度的情况。同样，在该情况下，压桩机1共通地具有与图2的(a)至图2的(d)中相同的平台3，并且具有装配有用于宽桩的夹持部11c的反作用力块和装配有供宽桩安装的卡盘31c的压入块，从而支撑已有的桩9c，由此能够建筑桩10c。根据该实施方式，更换用于宽桩的反作用力块使得能够通过使用与在小直径的情况下相同数量的夹持部11c或者所需数量的夹持部11c而不受空间等的限制地从已有的桩9c接收反作用力。

此外，在例如用于通过驱动除已有的钢板桩之外的钢板桩来加强钢板桩的建筑方法的情况下，通过将相应规格的反作用力块2和压入块4安装到平台3，本发明还能够容易地应对如下的情况：反作用力块2和压入块4用于不同种类的桩，诸如用于接收反作用力的已有的桩9是钢板桩而新被驱动的桩10是钢管桩。

图7示出了本发明的不同实施方式并且示出了液压管的不同示例。在图7的情况下，进行配管使得油通过总共两个液压软管61(一个用于油供给，一个用于油返回)被供给到一个分配歧管62并且从该处分配到夹持部11的液压缸中，其中两个液压软管61作为用于夹持部11的打开/关闭和向右/向左运动的液压软管。在该情况下，更换反作用力块2，仅通过两个联接件63来进行液压软管与平台3的连接，从而能够节省劳力并防止归因于漏油和错误作业的机械故障。例如，在装配有液压管(然而，未装配有联接件50)的传统压桩机的情况下，例如图3中示出的反作用力块2，由于在改变桩的种类时重新配置除了最靠近压入块4的位置处的夹持部以外的三个夹持部，所以总共需要12根液压软管的连接和插接。实现图7中的实施方式仅需要安装和拆卸两个联接件63，从而减少了与10个液压软管对应的作业量。注意，在图7中，以各一个的方式示出了用于油供给和油返回的管(液压软管)以及连接(联接件)。

根据以上实施方式，能够通过相对于一个平台3根据待建筑的桩更换反作用力块2和压入块4中的两者或一者来应对桩的种类不同的情况和相同种类的桩尺寸差异大的情况。另外，将联接件用于液压管使得即使在不具有特殊技能等的情况下，也能够容易地进行更换作业，而没有错误作业的风险。

注意，尽管在上述实施方式中根据桩的种类和尺寸更换了压入块4，但是压入块4不必构造为自由地安装于平台3或自由地从平台3拆卸。同样在该情况下，能够根据桩的种类和尺寸更换反作用力块2，使得能够在不需要较多成本和劳力的情况下进行桩的建筑。此外，即使压入块4自身不能被更换的构造也可以被构造为：根据桩的种类和尺寸，仅能够更换压入块4的卡盘31。

本发明能够应对各种桩并且在安装装配有钻机单元(drilling unit)的压入块情况下也类似地适用，钻机单元具有应对硬地面的各种能力(诸如螺旋钻(auger screw)等)。此外，例如在钢板桩壁附近建筑钢管桩的情况下，仅需要用定制为钢板桩规格的反作用力块2并用钢管桩规格的压入块4更换钢板桩规格的压入块4来进行建筑。本发明可以适用于其它市售桩，诸如管状板桩、帽状钢板桩、直网板桩、Z字形钢板桩、混凝土桩或混凝土板桩或通过对它们加工而制造的桩。本发明类似地适用于例如甚至H形钢桩或特殊形状的桩，只要它能够被夹持部和卡盘夹持即可。

注意，根据待处理的桩材料、压入力以及可移动尺寸，可以制造平台3的两种或三种或更多种的强度和尺寸不同的滑动框架21和领导桅杆22。这使得能够应对更多不同种类的桩和尺寸差异大的相同种类的桩。

以上参照附图说明了本发明的优选实施方式，但是本发明不限于这些实施方式。应当理解的是，在权利要求中列举的技术主旨的范围内，各种改变和变型对于本领域技术人员是显而易见的，并且这些改变和变型也应当被本发明的技术范围覆盖。

尽管例如在上述实施方式中说明了使卡盘下降以压入桩的情况，但是本发明类似地还适用于通过在抓住已有的桩的同时使卡盘上升而从地面拉出桩的情况。

产业上的可利用性

本发明适用于将桩压入地面的建筑和从地面拉出桩的建筑。

附图标记说明

1、1a、1b 压桩机

2、2a、2b 反作用力块

3 平台

4、4a、4b 压入块

5 液压单元

11、11a、11b、11c 夹持部

12 鞍部

13、26 滑动引导部

14、27 支架

16、17 液压缸

21 滑动框架

22 领导桅杆

23 前-后缸

31 卡盘

32 卡盘框架

33 升降缸

36 滑动部

43 控制歧管

45、46、47、51 液压软管

48、49 分配歧管

50、52 联接件

Claims (8)

1.一种压桩机，其接收来自已有的桩的反作用力以压入新的桩，所述压桩机包括：

反作用力块，其通过夹持部夹持所述已有的桩来接收所述反作用力；

平台，其能够相对于所述反作用力块水平运动；以及

压入块，其联接到所述平台，所述压入块被支撑为能够在所述夹持部的前方相对于所述平台自由地上升和下降，并且夹持和压入所述新的桩，

其中，根据所述已有的桩的种类和尺寸的多种所述反作用力块均能够自由地安装到一个平台并从该一个平台拆卸。

2.根据权利要求1所述的压桩机，其特征在于，

根据所述新的桩的种类和尺寸的多种所述压入块能够自由地安装到一个平台并从该一个平台拆卸。

3.根据权利要求1或2所述的压桩机，其特征在于，

在所述反作用力块中，所述夹持部的配置通过液压缸定位，并且连接到所述液压缸的液压管和供给液压压力的液压管通过联接件连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压桩机，其特征在于，

通过将所述平台的滑动框架安装到设置于所述反作用力块的滑动引导部以及通过将一端固定到所述滑动框架和所述反作用力块中的一者的液压缸的另一端固定到设置于所述滑动框架和所述反作用力块中的另一者的固定部，使所述反作用力块和所述平台彼此安装，其中所述平台的所述滑动框架能够沿着所述滑动引导部水平地滑动。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的压桩机，其特征在于，

通过将所述平台的滑动框架安装到设置于所述反作用力块的滑动引导部以及通过将液压缸的两端分别固定到设置于所述滑动框架和所述反作用力块的固定部，使所述反作用力块和所述平台彼此安装，其中所述平台的所述滑动框架能够沿着所述滑动引导部水平地滑动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的压桩机，其特征在于，

通过将所述压入块的滑动部安装到设置于所述平台的滑动引导部以及通过将一端固定到所述压入块的液压缸的另一端固定到设置于所述平台的固定部，使所述压入块和所述平台彼此安装，其中所述压入块的滑动部能够沿着所述滑动引导部在升降方向上滑动。

7.一种使用压桩机的压桩方法，

所述压桩机包括：

反作用力块，其通过夹持部夹持已有的桩来接收反作用力；

平台，其能够相对于所述反作用力块水平地运动；以及

压入块，其联接到所述平台，所述压入块被支撑为在所述夹持部的前方相对于所述平台自由地上升和下降，并且所述压入块夹持和压入新的桩，

其中，从能够自由地安装到一个平台并从该一个平台拆卸的多种反作用力块中选择对应于所述已有的桩的种类和尺寸的所述反作用力块，并且将该反作用力块安装到所述平台。

8.根据权利要求7所述的压桩方法，其特征在于，

从能够自由地安装到一个平台并从该一个平台拆卸的多种压入块中选择对应于所述已有的桩的种类和尺寸的所述压入块，并且将所述压入块安装到所述平台。