CN112832238B - 一种混凝土管桩的施工方法及其结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种混凝土管桩的施工方法及其结构，属于建筑施工技术领域，包括运输车，运输车的下端对称设有四个伸缩支撑柱，运输车上设有起吊机构，起吊机构的前端设有钻桩机构，钻桩机构的侧端设有送桩机构，起吊机构的侧端设有控制台，控制台分别与起吊机构、钻桩机构以及送桩机构电性连接；本发明通过先进行钻孔工作，再将管桩放入钻孔内进行压桩，避免了在压桩时容易出现管桩偏移现象，同时通过固定机构上设有的两个第一弧形夹持槽以及强力磁铁的相互配合，可将管桩夹起固定，代替传统钩链固定，节约了安装时间，使固定管桩时更加方便快捷。

Description

一种混凝土管桩的施工方法及其结构

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种混凝土管桩的施工方法及其结构。

背景技术

管桩分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩、预应力混凝土管桩(PC管桩)和预应力混凝土薄壁管桩(PTC管桩)及高强度预应力混凝土管桩(PHC管桩)。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。先张法预应力混凝土管桩凭借桩身质量可靠、承载力高、施工快速、经济性好等一系列优点开始大量应用于铁道系统，并扩大到工业与民用建筑、市政、冶金、港口、公路等领域。在长江三角洲和珠江三角洲地区，由于地质条件适合管桩的使用特点，管桩的需求量猛增，从而迅速形成一个新兴的行业。

在混凝土管桩施工时，一般都是先测量好放桩点，然后将管桩插入放桩点，进行压桩，这种施工方法在压桩时比较费力，且容易在压桩时出现管桩偏移现象，影响施工，在将管桩放入放桩点时，一般都会用到起吊机，起吊机大多数都为钩式，在固定管桩时不方便，需要用铁链等辅助装置辅助固定，浪费时间，在固定不同粗细的管桩时固定不稳，容易发生事故。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种混凝土管桩的施工方法及其结构，用以解决上述背景技术中所面临的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种混凝土管桩的施工装置，包括运输车，所述运输车的下端对称设有四个伸缩支撑柱，所述运输车上设有起吊机构，所述起吊机构的前端设有钻桩机构，所述钻桩机构的侧端设有送桩机构，所述起吊机构的侧端设有控制台，所述控制台分别与起吊机构、钻桩机构以及送桩机构电性连接；

所述起吊机构包括第一安装台，所述第一安装台与运输车固定连接，所述第一安装台的顶端设有第一连接柱，所述第一连接柱的顶端设有第一安装槽，所述第一安装槽内设有第一转轴，所述第一转轴上设有转动块，所述转动块的顶端固定连接有第二连接柱，所述第二连接柱的顶端设有第二安装槽，所述第二安装槽内焊接有固定机构；

所述钻桩机构包括第一液压气缸，所述第一液压气缸的顶端固定设有第一支撑块，所述第一支撑块的顶端设有滑槽，所述滑槽内设有第二液压气缸，所述第二液压气缸的顶端设有第二支撑块，所述第二支撑块上设有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有转动轴，所述转动轴的底端螺纹连接有调节机构，所述调节机构的底端螺纹连接有钻柱，所述钻柱的底端固定连接有金刚石钻头，所述钻柱的外表面盘旋设有螺旋刀片；

所述送桩机构包括第二安装台，所述第二安装台上固定设有安装架，所述安装架的两侧对称设有滑柱，所述滑柱上均设有滑块，所述滑块之间夹持有固定台，所述安装架上设有滑杆，所述滑杆贯穿固定台分别与安装架的顶端和底端连接，所述安装架的顶端设有第三液压气缸，所述第三液压气缸的输出端与固定台连接，所述固定台上设有挤压柱，所述挤压柱的下方连接有连接头。

进一步的，所述固定机构包括连接板，所述连接板的两侧对称设有第三安装槽，所述第三安装槽内设有第二转轴，所述第二转轴上均连接有第一弧形夹持槽，所述第一弧形夹持槽的一端与第二转轴转动连接，所述第一弧形夹持槽的另一端上均设有强力磁铁，所述第一弧形夹持槽内设有第一防滑齿。

进一步的，所述第二连接柱为可伸缩型柱，且第二连接柱与第一连接柱之间设有电控伸缩气缸，所述电控伸缩气缸与控制台电性连接。

进一步的，所述强力磁铁之间相互吸引。

进一步的，所述调节机构包括连接轴，所述连接轴的两端均设有螺纹口，且两个螺纹口分别与转动轴和钻柱连接，所述连接轴上开设有第四安装槽，所述第四安装槽内上下对称设有两个十字型电控伸缩杆，所述连接轴的侧壁上等距设有若干个通孔，且十字型电控伸缩杆的杆端位于通孔内，所述十字型电控伸缩杆的顶端电性连接有单片机控制器，所述十字型电控伸缩杆的顶端设有弧形松土片，所述弧形松土片上固定设有若干个螺牙。

进一步的，所述通孔的数量为八个，四个为一组，上下对称设置在连接轴的外壁上。

进一步的，所述连接头的顶端设有第一螺纹柱，所述第一螺纹柱与挤压柱螺纹连接，所述连接头的下端开设有固定槽，所述固定槽的外壁圆周阵列有四个螺纹孔，所述螺纹孔内均配合有第二螺纹柱，所述第二螺纹柱位于固定槽内的一端上设有第二弧形夹持槽，所述第二弧形夹持槽上固定设有若干个第二防滑齿。

一种混凝土管桩的施工方法，包括一种混凝土管桩的施工装置，所述方法包括以下步骤：

步骤一：事先测量好需要打的桩位，并用白灰标记好桩位；

步骤二：启动钻桩机构，通过控制台操控第一液压气缸、第二液压气缸的伸缩以及驱动电机对标记好的桩位进行钻孔工作；

步骤三：钻孔完成后，启动起吊机构，通过固定机构对管桩进行固定，并通过控制台的控制将管桩放入钻好的桩孔内；

步骤三：放入桩孔后，通过液压锤对桩孔内的管桩进行打桩操作；

步骤四：打桩完成后，启动送桩机构，通过连接头将管桩与挤压柱连接，操控控制台控制第三液压气缸下移，进行送桩操作；

步骤五：送桩完成后，将送桩留下的孔回填密实，并进行检查验收。

本发明的有益效果：

1、本发明通过先进行钻孔工作，再将管桩放入钻孔内进行压桩，避免了在压桩时容易出现管桩偏移现象，同时通过固定机构上设有的两个第一弧形夹持槽以及强力磁铁的相互配合，可将管桩夹起固定，代替传统钩链固定，节约了安装时间，使固定管桩时更加方便快捷。

2、本发明通过十字型电控伸缩杆顶端设有的四个弧形松土片以及钻头和螺旋刀片的相互配合，可使装置按照不同管桩的直径，钻出合适的桩孔，方便工人操作。

3、本发明通过送桩机构上设有的连接头，可将管桩与挤压柱连接起来，通过第二螺纹柱在螺纹孔内的转动从而调节第二弧形夹持槽的距离，方便连接头与不同粗细的管桩连接，方便工人后续送桩操作，节约了时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是起吊机构的结构示意图；

图3是固定机构的结构示意图；

图4是钻桩机构的结构示意图；

图5是调节机构的结构示意图；

图6是送桩机构的结构示意图；

图7是图6中A处的放大结构示意图；

图8是连接头的结构示意图；

图9是连接头的俯视图。

图中标号说明：

1、运输车；2、伸缩支撑柱；3、起吊机构；301、第一安装台；302、第一连接柱；303、第一安装槽；304、第一转轴；305、转动块；306、第二连接柱；307、第二安装槽；308、固定机构；309、连接板；310、第三安装槽；311、第二转轴；312、第一弧形夹持槽；313、强力磁铁；314、第一防滑齿；315、电控伸缩气缸；4、钻桩机构；401、第一液压气缸；402、第一支撑块；403、滑槽；404、第二液压气缸；405、第二支撑块；406、驱动电机；407、转动轴；408、调节机构；409、钻柱；410、金刚石钻头；411、螺旋刀片；412、连接轴；413、螺纹口；414、第四安装槽；415、十字型电控伸缩杆；416、通孔；417、单片机控制器；418、弧形松土片；419、螺牙；5、送桩机构；501、第二安装台；502、安装架；503、滑柱；504、滑块；505、固定台；506、滑杆；507、第三液压气缸；508、挤压柱；509、连接头；510、第一螺纹柱；511、固定槽；512、螺纹孔；513、第二螺纹柱；514、第二弧形夹持槽；515、第二防滑齿；6、控制台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种混凝土管桩的施工装置，如图1所示，包括运输车1，运输车1的下端对称设有四个伸缩支撑柱2，运输车1上设有起吊机构3，起吊机构3的前端设有钻桩机构4，钻桩机构4的侧端设有送桩机构5，起吊机构3的侧端设有控制台6，控制台6分别与起吊机构3、钻桩机构4以及送桩机构5电性连接，四个伸缩支撑柱2对运输车1进行支撑，防止在工作时，运输车1不稳侧翻。

如图2、图3所示，起吊机构3包括第一安装台301，第一安装台301与运输车1固定连接，第一安装台301的顶端设有第一连接柱302，第一连接柱302的顶端设有第一安装槽303，第一安装槽303内设有第一转轴304，第一转轴304上设有转动块305，转动块305的顶端固定连接有第二连接柱306，第二连接柱306的顶端设有第二安装槽307，第二安装槽307内焊接有固定机构308，固定机构308包括连接板309，连接板309的两侧对称设有第三安装槽310，第三安装槽310内设有第二转轴311，第二转轴311上均连接有第一弧形夹持槽312，第一弧形夹持槽312的一端与第二转轴311转动连接，第一弧形夹持槽312的另一端上均设有强力磁铁313，第一弧形夹持槽312内设有第一防滑齿314。第二连接柱306为可伸缩型柱，且第二连接柱306与第一连接柱302之间设有电控伸缩气缸315，电控伸缩气缸315与控制台6电性连接，设有的两个第一弧形夹持槽312的弧径一致，可对圆形管桩进行夹持，通过两个强力磁铁313之间的相互吸引，从而将管桩固定在固定机构308上，设有的第一防滑齿314可加大第一弧形夹持槽312与管桩之间的摩擦力，使起吊时管桩更加稳固，不易掉落。

如图4、图5所示，钻桩机构4包括第一液压气缸401，第一液压气缸401的顶端固定设有第一支撑块402，第一支撑块402的顶端设有滑槽403，滑槽403内设有第二液压气缸404，第二液压气缸404的顶端设有第二支撑块405，第二支撑块405上设有驱动电机406，驱动电机406的输出端连接有转动轴407，转动轴407的底端螺纹连接有调节机构408，调节机构408的底端螺纹连接有钻柱409，钻柱409的底端固定连接有金刚石钻头410，钻柱409的外表面盘旋设有螺旋刀片411，通过金刚石钻头410和螺旋刀片411的旋转，可使钻孔更加快速，调节机构408包括连接轴412，连接轴412的两端均设有螺纹口413，且两个螺纹口413分别与转动轴407和钻柱409连接，连接轴412上开设有第四安装槽414，第四安装槽414内上下对称设有两个十字型电控伸缩杆415，连接轴412的侧壁上等距设有若干个通孔416，通孔416的数量为八个，四个为一组，上下对称设置在连接轴412的外壁，且十字型电控伸缩杆415的杆端位于通孔416内，十字型电控伸缩杆415的顶端电性连接有单片机控制器417，十字型电控伸缩杆415的顶端设有弧形松土片418，弧形松土片418上固定设有若干个螺牙419，通过设有的十字型电控伸缩杆415的伸缩，可操控四个弧形松土片418之间的距离，可使钻桩机构4钻出适合不同管桩直径的孔桩，方便后续操作。

如图6-9所示，送桩机构5包括第二安装台501，第二安装台501上固定设有安装架502，安装架502的两侧对称设有滑柱503，滑柱503上均设有滑块504，滑块504之间夹持有固定台505，安装架502上设有滑杆506，滑杆506贯穿固定台505分别与安装架502的顶端和底端连接，安装架502的顶端设有第三液压气缸507，第三液压气缸507的输出端与固定台505连接，固定台505上设有挤压柱508，挤压柱508的下方连接有连接头509，连接头509的顶端设有第一螺纹柱510，第一螺纹柱510与挤压柱508螺纹连接，连接头509的下端开设有固定槽511，固定槽511的外壁圆周阵列有四个螺纹孔512，螺纹孔512内均配合有第二螺纹柱513，第二螺纹柱513位于固定槽511内的一端上设有第二弧形夹持槽514，第二弧形夹持槽514上固定设有若干个第二防滑齿515，通过第三液压气缸507向下伸缩，可使固定台505在滑杆506上上下移动，从而带动挤压柱508下移，方便对管桩进行送桩操作，通过第二螺纹柱513在螺纹孔512内的转动，从而可调节四个第二弧形夹持槽514之间的距离，方便连接头509连接不同粗细的管桩，方便后续送桩。

本装置在使用时，将运输车1移动到事先标记好的桩位点上，通过驱动第一液压气缸401和第二液压气缸404将钻桩机构4移至桩位点的上方，按照管桩直径的大小调整好十字型电控伸缩杆415的长度，从而调节四个弧形松土片418之间的距离，启动驱动电机406，金刚石钻头410和螺旋刀片411旋转进行钻土，钻柱409上方的弧形松土片418与螺牙419的配合，进行二次扩孔，可按照管桩的直径，钻出适合的桩孔，钻桩完成后，将管桩套在第一弧形夹持槽312内固定起来，并通过强力磁铁313进行吸合固定，通过控制台6操控起吊机构3上的电控伸缩气缸315伸缩，从而将管桩放入钻好的桩孔内，放入后通过液压锤对放入桩孔内的管桩进行打桩操作，打桩完成后，将连接头509与管桩顶端连接起来，通过扭转四个第二螺纹柱513在螺纹孔512内转动，从而调节四个第二弧形夹持槽514之间的距离，并对管桩进行挤压固定，方便连接头509与不同之间的管桩连接，连接完成后，通过控制台6控制第三液压气缸507向下伸缩，从而进行送桩操作，送桩完成后，将送桩留下的孔回填密实，并进行检查验收。

综上所述，一种混凝土管桩的施工方法，主要包括以下步骤：

步骤一：事先测量好需要打的桩位，并用白灰标记好桩位；

步骤二：启动钻桩机构4，通过控制台6操控第一液压气缸401、第二液压气缸404的伸缩以及驱动电机406对标记好的桩位进行钻孔工作；

步骤三：钻孔完成后，启动起吊机构3，通过固定机构308对管桩进行固定，并通过控制台6的控制将管桩放入钻好的桩孔内；

步骤三：放入桩孔后，通过液压锤对桩孔内的管桩进行打桩操作；

步骤四：打桩完成后，启动送桩机构5，通过连接头509将管桩与挤压柱508连接，操控控制台6控制第三液压气缸507下移，进行送桩操作；

步骤五：送桩完成后，将送桩留下的孔回填密实，并进行检查验收。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (6)

1.一种混凝土管桩的施工装置，包括运输车(1)，其特征在于，所述运输车(1)的下端对称设有四个伸缩支撑柱(2)，所述运输车(1)上设有起吊机构(3)，所述起吊机构(3)的前端设有钻桩机构(4)，所述钻桩机构(4)的侧端设有送桩机构(5)，所述起吊机构(3)的侧端设有控制台(6)，所述控制台(6)分别与起吊机构(3)、钻桩机构(4)以及送桩机构(5)电性连接；

所述起吊机构(3)包括第一安装台(301)，所述第一安装台(301)与运输车(1)固定连接，所述第一安装台(301)的顶端设有第一连接柱(302)，所述第一连接柱(302)的顶端设有第一安装槽(303)，所述第一安装槽(303)内设有第一转轴(304)，所述第一转轴(304)上设有转动块(305)，所述转动块(305)的顶端固定连接有第二连接柱(306)，所述第二连接柱(306)的顶端设有第二安装槽(307)，所述第二安装槽(307)内焊接有固定机构(308)；

所述钻桩机构(4)包括第一液压气缸(401)，所述第一液压气缸(401)的顶端固定设有第一支撑块(402)，所述第一支撑块(402)的顶端设有滑槽(403)，所述滑槽(403)内设有第二液压气缸(404)，所述第二液压气缸(404)的顶端设有第二支撑块(405)，所述第二支撑块(405)上设有驱动电机(406)，所述驱动电机(406)的输出端连接有转动轴(407)，所述转动轴(407)的底端螺纹连接有调节机构(408)，所述调节机构(408)的底端螺纹连接有钻柱(409)，所述钻柱(409)的底端固定连接有金刚石钻头(410)，所述钻柱(409)的外表面盘旋设有螺旋刀片(411)；

所述送桩机构(5)包括第二安装台(501)，所述第二安装台(501)上固定设有安装架(502)，所述安装架(502)的两侧对称设有滑柱(503)，所述滑柱(503)上均设有滑块(504)，所述滑块(504)之间夹持有固定台(505)，所述安装架(502)上设有滑杆(506)，所述滑杆(506)贯穿固定台(505)分别与安装架(502)的顶端和底端连接，所述安装架(502)的顶端设有第三液压气缸(507)，所述第三液压气缸(507)的输出端与固定台(505)连接，所述固定台(505)上设有挤压柱(508)，所述挤压柱(508)的下方连接有连接头(509)；

调节机构(408)包括连接轴(412)，所述连接轴(412)的两端均设有螺纹口(413)，且两个螺纹口(413)分别与转动轴(407)和钻柱(409)连接，所述连接轴(412)上开设有第四安装槽(414)，所述第四安装槽(414)内上下对称设有两个十字型电控伸缩杆(415)，所述连接轴(412)的侧壁上等距设有若干个通孔(416)，且十字型电控伸缩杆(415)的杆端位于通孔(416)内，所述十字型电控伸缩杆(415)的顶端电性连接有单片机控制器(417)，所述十字型电控伸缩杆(415)的顶端设有弧形松土片(418)，所述弧形松土片(418)上固定设有若干个螺牙(419)；

所述连接头(509)的顶端设有第一螺纹柱(510)，所述第一螺纹柱(510)与挤压柱(508)螺纹连接，所述连接头(509)的下端开设有固定槽(511)，所述固定槽(511)的外壁圆周阵列有四个螺纹孔(512)，所述螺纹孔(512)内均配合有第二螺纹柱(513)，所述第二螺纹柱(513)位于固定槽(511)内的一端上设有第二弧形夹持槽(514)，所述第二弧形夹持槽(514)上固定设有若干个第二防滑齿(515)。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土管桩的施工装置，其特征在于，所述固定机构(308)包括连接板(309)，所述连接板(309)的两侧对称设有第三安装槽(310)，所述第三安装槽(310)内设有第二转轴(311)，所述第二转轴(311)上均连接有第一弧形夹持槽(312)，所述第一弧形夹持槽(312)的一端与第二转轴(311)转动连接，所述第一弧形夹持槽(312)的另一端上均设有强力磁铁(313)，所述第一弧形夹持槽(312)内设有第一防滑齿(314)。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土管桩的施工装置，其特征在于，所述第二连接柱(306)为可伸缩型柱，且第二连接柱(306)与第一连接柱(302)之间设有电控伸缩气缸(315)，所述电控伸缩气缸(315)与控制台(6)电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种混凝土管桩的施工装置，其特征在于，所述强力磁铁(313)之间相互吸引。

5.根据权利要求1所述的一种混凝土管桩的施工装置，其特征在于，所述通孔(416)的数量为八个，四个为一组，上下对称设置在连接轴(412)的外壁上。

6.一种混凝土管桩的施工方法，包括如权利要求1-5任一项所述的一种混凝土管桩的施工装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一：事先测量好需要打的桩位，并用白灰标记好桩位；

步骤二：启动钻桩机构(4)，通过控制台(6)操控第一液压气缸(401)、第二液压气缸(404)的伸缩以及驱动电机(406)对标记好的桩位进行钻孔工作；

步骤三：钻孔完成后，启动起吊机构(3)，通过固定机构(308)对管桩进行固定，并通过控制台(6)的控制将管桩放入钻好的桩孔内；

步骤三：放入桩孔后，通过液压锤对桩孔内的管桩进行打桩操作；

步骤四：打桩完成后，启动送桩机构(5)，通过连接头(509)将管桩与挤压柱(508)连接，操控控制台(6)控制第三液压气缸(507)下移，进行送桩操作；

步骤五：送桩完成后，将送桩留下的孔回填密实，并进行检查验收。

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