CN113356207B - 一种灌桩用的连续挤压设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种灌桩用的连续挤压设备，属于土木工程技术领域。包括基板、若干固定在基板上的定位桩、励磁线圈、永磁盘、导向筒和安装盘，励磁线圈固定在基板上，导向筒的顶壁与安装盘之间连接有复位弹簧一，安装盘上设置有能够对穿孔内的桩柱进行锁紧的夹持机构，夹持机构包括周向均匀设置在导向筒与安装盘之间的若干个夹持组件，夹持组件包括转动连接在安装盘上的齿轮、沿导向筒径向开设的滑孔、滑动连接在滑孔内的调节杆、螺纹连接在调节杆上的锁紧螺母和固定在调节杆内端的同步块，同步块包括分别位于齿轮两侧的齿条一和齿条二，齿条一和齿条二之间的间距大于齿轮的直径。本发明具有能够切换作用方向等优点。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，涉及一种灌桩用的连续挤压设备。
背景技术
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类，在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，桩混凝土强度满足要求后，将水泥浆液通过钢管由压力作用压入桩端的碎石层孔隙中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体。
在穿过地下水层的土体进行灌桩施工时，由于桩基在施工过程中，地下水或泥水会进入沉管中，从而影响桩基施工工效和桩基混凝土施工质量，施工难度较大。尤其是沉管效率较低的情况下，土体受到沉管过程中挤压力作用，含水量较大的土体容易堵塞原本成型的桩孔，对沉管造成困难。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种灌桩用的连续挤压设备，本发明所要解决的技术问题是如何使挤压力方向可切换。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种灌桩用的连续挤压设备，其特征在于，包括基板、若干固定在基板上的定位桩、励磁线圈、永磁盘、导向筒和安装盘，所述励磁线圈固定在基板上，所述永磁盘固定在安装盘上，所述导向筒下端开口，所述导向筒纵向滑动连接在基板上，所述导向筒的顶壁与安装盘之间连接有复位弹簧一，所述基板、励磁线圈、永磁盘、导向筒和安装盘的中部均具有一穿孔，所述安装盘上设置有能够对穿孔内的桩柱进行锁紧的夹持机构，所述夹持机构包括周向均匀设置在导向筒与安装盘之间的若干个夹持组件，所述夹持组件包括转动连接在安装盘上的齿轮、沿导向筒径向开设的滑孔、滑动连接在滑孔内的调节杆、螺纹连接在调节杆上的锁紧螺母和固定在调节杆内端的同步块，所述同步块包括分别位于齿轮两侧的齿条一和齿条二，所述齿条一和齿条二之间的间距大于齿轮的直径，滑动所述调节杆可使齿条一或齿条二与齿轮啮合，所述齿条二位于齿条一内侧，所述齿轮上固定设置有一锁紧臂，所述锁紧臂的内端下倾；当齿条一与齿轮啮合时为所述连续挤压设备的拔出模式，当齿条二与齿轮啮合时为所述连续挤压设备的压入模式。
进一步的，所述基板与安装盘之间设置有复位弹簧二。
连续挤压设备能够自动实现对穿孔内的桩柱的夹持和松开，具体而言，在压入模式下，励磁线圈与永磁盘相互吸引时，由于安装盘快速下行，使齿条二带动齿轮旋转，驱使锁紧臂内端上摆，将桩柱抱紧，导向筒下移的过程中能够对被锁紧的桩柱产生下压力；当励磁线圈与永磁盘之间相互排斥时，由于安装盘快速上行，使齿条二带动齿轮反向旋转，驱使锁紧臂内端下摆，将桩柱松开，导向筒上移至桩柱更上端的位置，如此反复，可将桩柱持续下压。
在拔出模式下，励磁线圈与永磁盘相互吸引时，由于安装盘快速下行，使齿条一带动齿轮旋转，驱使锁紧臂内端下摆，将桩柱松开，导向筒下移至桩柱更下端的位置；当励磁线圈与永磁盘之间相互排斥时，由于安装盘快速上行，使齿条一带动齿轮反向旋转，驱使锁紧臂内端上摆，将桩柱抱紧，导向筒上移过程中能够对桩柱产生上拉力，如此反复，可将桩柱持续拔出。
由于能够自动实现对桩柱的锁紧和松开，使打桩和拔桩的效率更高，在打入沉管时能够更加快速，避免穿过地下水层时泥土堵塞原本成型的桩孔。
励磁线圈为通电可产生磁场的电磁结构，永磁盘为盘面两侧为两个磁极方向的永磁材料。
附图说明
图1是本连续挤压设备在拔出模式下的结构示意图。
图2是本连续挤压设备在压入模式下的结构示意图。
图3是本连续挤压设备在压入沉管时的结构示意图。
图4是图1中局部A的放大图。
图5是图2中局部B的放大图。
图6是图3中局部C的放大图。
图7是沉管在变形套外扩后的结构示意图。
图中，1、基板；11、定位桩；21、励磁线圈；22、永磁盘；23、导向筒；24、安装盘；25、复位弹簧一；26、齿轮；27、调节杆；28、齿条一；29、齿条二；3、锁紧臂；41、中空管体；42、变形套；43、定位孔；44、可拆杆；5、复位弹簧二。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图7所示，连续挤压设备包括基板1、若干固定在基板1上的定位桩11、励磁线圈21、永磁盘22、导向筒23和安装盘24，励磁线圈21固定在基板1上，永磁盘22固定在安装盘24上，导向筒23下端开口，导向筒23纵向滑动连接在基板1上，导向筒23的顶壁与安装盘24之间连接有复位弹簧一25，基板1、励磁线圈21、永磁盘22、导向筒23和安装盘24的中部均具有一穿孔，安装盘24上设置有能够对穿孔内的桩柱进行锁紧的夹持机构，夹持机构包括周向均匀设置在导向筒23与安装盘24之间的若干个夹持组件，夹持组件包括转动连接在安装盘24上的齿轮26、沿导向筒23径向开设的滑孔、滑动连接在滑孔内的调节杆27、螺纹连接在调节杆27上的锁紧螺母和固定在调节杆27内端的同步块，同步块包括分别位于齿轮26两侧的齿条一28和齿条二29，齿条一28和齿条二29之间的间距大于齿轮26的直径，滑动调节杆27可使齿条一28或齿条二29与齿轮26啮合，齿条二29位于齿条一28内侧，齿轮26上固定设置有一锁紧臂3，锁紧臂3的内端下倾；当齿条一28与齿轮26啮合时为连续挤压设备的拔出模式，当齿条二29与齿轮26啮合时为连续挤压设备的压入模式；
灌桩施工方法包括如下步骤：
一、打孔：调整连续挤压设备至压入模式，将定位桩11固定在地面上，在励磁线圈21与永磁盘22相斥的情况下将打孔用的桩杆插入穿孔内，间歇性的使励磁线圈21与永磁盘22之间相吸和相斥，直至桩杆插入指定深度；调整连续挤压设备至拔出模式，间歇性的使励磁线圈21与永磁盘22之间相吸和相斥，直至桩杆拔出桩孔，即完成打孔；
二、压入沉管：调整连续挤压设备至压入模式，将沉管快速挤入桩孔内；
三、灌桩：在沉管内放置钢筋笼，然后灌注混凝土，待混凝土固化即完成灌桩。
基板1与安装盘24之间设置有复位弹簧二5。
沉管包括多段中空管体41，相邻中空管体41之间通过一软质的变形套42相连，中空管体41的管壁上周向均匀开始有若干与中空管体41平行的定位孔43，各中空管体41之间设置有若干维持沉管为刚性状态的可拆杆44。
定位孔43为螺纹孔，可拆杆44为螺纹连接在处于同一直线上的各定位孔43内的螺杆。
作为另一种选择，可拆杆44为穿射在处于同一直线上的各定位孔43内的支撑杆，支撑杆的上端通过螺帽固定在位于最上方的中空管体41上。
变形套42为具有弹性的塑胶套或筒状的金属片。
步骤三中，维持连续挤压设备为压入模式，将沉管压入桩孔后，取出可拆杆44，使各中空管之间可相互靠近，混凝土灌入的同时，连续挤压设备将顶部的中空管体41下压至变形套42外扩。
连续挤压设备能够自动实现对穿孔内的桩柱的夹持和松开，具体而言，在压入模式下，励磁线圈21与永磁盘22相互吸引时，由于安装盘24快速下行，使齿条二29带动齿轮26旋转，驱使锁紧臂3内端上摆，将桩柱抱紧，导向筒23下移的过程中能够对被锁紧的桩柱产生下压力；当励磁线圈21与永磁盘22之间相互排斥时，由于安装盘24快速上行，使齿条二29带动齿轮26反向旋转，驱使锁紧臂3内端下摆，将桩柱松开，导向筒23上移至桩柱更上端的位置，如此反复，可将桩柱持续下压。
在拔出模式下，励磁线圈21与永磁盘22相互吸引时，由于安装盘24快速下行，使齿条一28带动齿轮26旋转，驱使锁紧臂3内端下摆，将桩柱松开，导向筒23下移至桩柱更下端的位置；当励磁线圈21与永磁盘22之间相互排斥时，由于安装盘24快速上行，使齿条一28带动齿轮26反向旋转，驱使锁紧臂3内端上摆，将桩柱抱紧，导向筒23上移过程中能够对桩柱产生上拉力，如此反复，可将桩柱持续拔出。
由于能够自动实现对桩柱的锁紧和松开，使打桩和拔桩的效率更高，在打入沉管时能够更加快速，避免穿过地下水层时泥土堵塞原本成型的桩孔。
采用沉管的方式不仅可以对钢筋笼外的混凝土进行防护，避免积水进入，使混凝土固化时间内可维持基本形状，还可以通过变形套42的外扩变形，使沉管与土体之间具有更好的连接强度，桩结构具有更高承载强度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种灌桩用的连续挤压设备，其特征在于，包括基板(1)、若干固定在基板(1)上的定位桩(11)、励磁线圈(21)、永磁盘(22)、导向筒(23)和安装盘(24)，所述励磁线圈(21)固定在基板(1)上，所述永磁盘(22)固定在安装盘(24)上，所述导向筒(23)下端开口，所述导向筒(23)纵向滑动连接在基板(1)上，所述导向筒(23)的顶壁与安装盘(24)之间连接有复位弹簧一(25)，所述基板(1)、励磁线圈(21)、永磁盘(22)、导向筒(23)和安装盘(24)的中部均具有一穿孔，所述安装盘(24)上设置有能够对穿孔内的桩柱进行锁紧的夹持机构，所述夹持机构包括周向均匀设置在导向筒(23)与安装盘(24)之间的若干个夹持组件。
2.根据权利要求1所述一种灌桩用的连续挤压设备，其特征在于，所述夹持组件包括转动连接在安装盘(24)上的齿轮(26)、沿导向筒(23)径向开设的滑孔、滑动连接在滑孔内的调节杆(27)、螺纹连接在调节杆(27)上的锁紧螺母和固定在调节杆(27)内端的同步块，所述同步块包括分别位于齿轮(26)两侧的齿条一(28)和齿条二(29)，所述齿条一(28)和齿条二(29)之间的间距大于齿轮(26)的直径，滑动所述调节杆(27)可使齿条一(28)或齿条二(29)与齿轮(26)啮合，所述齿条二(29)位于齿条一(28)内侧，所述齿轮(26)上固定设置有一锁紧臂(3)，所述锁紧臂(3)的内端下倾。
3.根据权利要求2所述一种灌桩用的连续挤压设备，其特征在于，当齿条一(28)与齿轮(26)啮合时为所述连续挤压设备的拔出模式，当齿条二(29)与齿轮(26)啮合时为所述连续挤压设备的压入模式。
4.根据权利要求1或2或3所述一种灌桩用的连续挤压设备，其特征在于，所述基板(1)与安装盘(24)之间设置有复位弹簧二(5)。
5.根据权利要求1所述一种灌桩用的连续挤压设备，其特征在于，所述桩柱包括多段中空管体(41)，相邻中空管体(41)之间通过一软质的变形套(42)相连，所述中空管体(41)的管壁上周向均匀开始有若干与中空管体(41)平行的定位孔(43)，各中空管体(41)之间设置有若干维持桩柱为刚性状态的可拆杆(44)。
6.根据权利要求5所述一种灌桩用的连续挤压设备，其特征在于，所述定位孔(43)为螺纹孔，所述可拆杆(44)为螺纹连接在处于同一直线上的各定位孔(43)内的螺杆。
7.根据权利要求5所述一种灌桩用的连续挤压设备，其特征在于，所述可拆杆(44)为穿射在处于同一直线上的各定位孔(43)内的支撑杆，所述支撑杆的上端通过螺帽固定在位于最上方的中空管体(41)上。
8.根据权利要求5或6或7所述一种灌桩用的连续挤压设备，其特征在于，所述变形套(42)为具有弹性的塑胶套或筒状的金属片。
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