CN114351710B - 一种能够穿透砂层的静压管桩施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够穿透砂层的静压管桩施工装置，包括有管桩本体，所述管桩本体的底部具有圆锥块，圆锥块的外侧设有旋转破碎机构，所述旋转破碎机构包括圆管、圆环和多个切刀，圆管可转动地设置在圆锥块的内部，并与圆锥体同轴心，且其下端伸出圆锥块外；多个切刀呈环形阵列地分布圆锥块的周侧，且下端与伸出圆锥块外的圆管连接固定，多个切刀的上端与圆锥块外表面套有的圆环连接固定；所述管桩本体的内部设有水管，水管的下端与圆管连接，以将高压水经圆管输出，对砂层进行冲刷和切割，同时通过流经圆管的高压水驱使旋转破碎机构转动，对砂层进行破碎，从而提高对砂层的破碎效率，以及静压管桩施工装置的砂层穿透能力，方便静压桩的施工。

Description

一种能够穿透砂层的静压管桩施工装置

技术领域

本发明属于静压管桩设备技术领域，具体涉及一种能够穿透砂层的静压管桩施工装置。

背景技术

静压桩是工程桩基施工的一种方法，静压桩法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将预制桩压入土中的沉桩工艺。静压桩：优点完全避免了锤击打桩所产生的振动、噪音和污染，因此施工时具有对桩无破坏、施工无噪音、无振动、无冲击力、无污染等优点。

在桩基工程施工中，静压法沉桩因无污染、噪声小越来越受到人们的重视。水冲法作为一种辅助沉桩方法能有效解决静压法施工穿透深厚砂层难的问题，在静力压桩过程中，通过高压水冲刷桩端砂层，并利用高压水、气混合物将泥砂排出桩外，以消除桩端砂层对桩端的阻力。另一方面，高压水在渗入砂层后，亦可减小砂层对桩身的摩阻力，使桩身在较小的压桩力下顺利进入持力层。

但是，申请人发现：现有技术中的静压管桩施工时，主要存在以下缺陷问题：

1、仅通过高压水冲刷桩端砂层，对砂层的破碎效率不高，从而影响了穿透能力；

2、在高压水冲刷桩端砂层的过程，将砂水混合物通过回水孔排出至桩外，但由于砂石颗粒大小不同，极易堵塞及卡滞在回水孔内部，影响砂水混合物的排出，造成沉桩误判及影响使用效果，使用不便。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种对砂层的破碎效率高、穿透砂层能力强的静压管桩施工装置。

本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种能够穿透砂层的静压管桩施工装置，包括有管桩本体，所述管桩本体的底部具有圆锥块，所述圆锥块的外侧设有旋转破碎机构，所述旋转破碎机构包括圆管、圆环和多个切刀，所述圆管可转动地设置在圆锥块的内部，并与圆锥体同轴心，且其下端伸出圆锥块外；多个所述切刀呈环形阵列地分布圆锥块的周侧，且下端与伸出圆锥块外的圆管连接固定，多个所述切刀的上端与圆锥块外表面套有的圆环连接固定；

所述管桩本体的内部设有水管，所述水管的下端与圆管连接，以将高压水经圆管输出，对砂层进行冲刷和切割，同时通过流经圆管的高压水驱使旋转破碎机构转动，对砂层进行破碎。

作为本发明的一种优选方案，所述圆管的内壁具有多个凸起的翅片，多个所述翅片为圆弧形，沿圆管的内壁倾斜设置，呈环形阵列分布，在高压水冲击在翅片时，使所述圆管转动，带动多个所述切刀转动，对砂层进行破碎。

作为本发明的一种优选方案，所述圆锥块的外表面设置有环形导轨，所述切刀上设置有通槽，所述通槽卡在环形导轨上。

作为本发明的一种优选方案，所述环形导轨的截面呈“T”字形，所述通槽为T形槽。

作为本发明的一种优选方案，所述圆锥块的回水孔内设置有可转动的破碎辊，所述水管靠近圆锥块的一端内部设置有叶轮，所述叶轮的转轴与破碎辊驱动连接。

作为本发明的一种优选方案，所述叶轮的转轴伸出水管外，并设置有锥齿轮A，所述破碎辊的转轴伸入连接管桩本体内，并连接有传动杆，所述传动杆上设置有锥齿轮B，所述锥齿轮A与锥齿轮B啮合连接。

作为本发明的一种优选方案，所述圆管的上端通过卡环可转动在安装在圆锥块与水管连接的端面上，所述水管的上端端面设有卡槽，所述卡槽可分离地卡接在卡环上；所述破碎辊的转轴的端部具有多边形锥形块，所述传动杆远离锥齿轮B的一端具有多边形锥形孔，所述多边形锥形块可分离地安装在多边形锥形孔内。

作为本发明的一种优选方案，所述水管的外侧表面设置有密封盒，所述锥齿轮A与锥齿轮B位于密封盒的内部。

作为本发明的一种优选方案，所述管桩本体的内壁设有呈左右对称设置两个纵向凹槽，所述水管的外表面左右两侧设有呈线性等间距设置的多个卡块，所述卡块卡在纵向凹槽内。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过在管桩本体的底部设置圆锥块和旋转破碎机构，即可通过高压水对砂层进行冲刷和切割的同时，通过高压水驱使旋转破碎机构转动，对砂层进行破碎，从而提高对砂层的破碎效率，以及静压管桩施工装置的砂层穿透能力，方便了静压桩的施工；

2、通过在圆锥块的外表面设置有环形导轨和在切刀上设置有通槽，进一步提高切刀转动的稳定性，从而提升切刀对砂层的破碎性能；

3、通过在回水孔内设置有可转动的破碎辊，能够对回水孔内部较大的砂石进行挤压破碎或粉碎，有效避免了砂石堵塞回水孔，提高了回水孔内部砂水混合物的排出效果；

4、通过将水管的卡槽与卡环设计为可分离对接、传动杆与破碎辊之间的多边形锥形块与多边形锥形孔设计为可分离对接，既方便取出水管重复使用，降低了使用成本，且安装操作方便快捷。

附图说明

图1是本发明所述的能够穿透砂层的静压管桩施工装置实施例的结构示意图；

图2是本发明所述的能够穿透砂层的静压管桩施工装置实施例的局部剖视结构示意图；

图3是本发明所述的能够穿透砂层的静压管桩施工装置实施例中圆锥块和水管的局部剖视结构示意图；

图4是本发明所述的能够穿透砂层的静压管桩施工装置实施例中圆锥块和旋转破碎机构的剖视结构示意图；

图5是本发明所述的能够穿透砂层的静压管桩施工装置实施例中切刀和环形导轨的局部结构示意图；

图6是本发明所述的能够穿透砂层的静压管桩施工装置实施例中水管的局部结构示意图。

附图标记说明：

1、管桩本体；2、圆锥块；3、水管；4、纵向凹槽；5、挂钩；6、卡块；7、卡槽；8、卡环；9、圆管；10、翅片；11、环形导轨；12、圆环；13、切刀；14、通槽；15、回水孔；16、破碎辊；17、弧形块；18、叶轮；19、转轴；20、密封盒；21、锥齿轮A；22、锥齿轮B；23、传动杆；24、多边形锥形孔；25、多边形锥形块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1-4，本发明实施例所述能够穿透砂层的静压管桩施工装置，包括有管桩本体1，所述管桩本体1的底部具有圆锥块2，所述圆锥块2的外侧设有旋转破碎机构，所述旋转破碎机构包括圆管9、圆环12和多个切刀13，所述圆管9可转动地设置在圆锥块2的内部，具体结构可以如图4，所述圆管9的上端通过卡环8可转动在安装在圆锥块2与水管3连接的端面上；所述圆管9与圆锥体2同轴心，且其下端伸出圆锥块2外；多个所述切刀13呈环形阵列地分布圆锥块2的周侧，且下端与伸出圆锥块2外的圆管9连接固定，多个所述切刀13的上端与圆锥块2外表面套有的圆环12连接固定；所述管桩本体1的内部设有水管3，所述水管3的下端与圆管9连接。

本发明能够穿透砂层的静压管桩施工装置使用时，水管3外接的高压水经圆管9输出(即高压水从圆锥体2的下端输出)，对砂层进行冲刷和切割，同时通过流经圆管9的高压水驱使旋转破碎机构转动(具体结构如图4所示，所述圆管9的内壁具有多个凸起的翅片10，多个所述翅片10为圆弧形，沿圆管9的内壁倾斜设置，呈环形阵列分布，在高压水冲击在翅片10时，使所述圆管9转动，带动多个所述切刀13转动)，对砂层进行破碎，这样即可大大提高砂层的破碎效率，同时方便对坚硬的砂层进行破碎及切割，提高静压管桩施工装置的砂层穿透能力，方便了静压桩的施工。

又参见图1、2、4和5，所述圆锥块2的外表面设置有环形导轨11，所述切刀13上设置有通槽14，所述通槽14卡在环形导轨11上；其中所述环形导轨11的截面呈“T”字形，所述通槽14为T形槽。通过环形导轨11和通槽14，即可进一步提高切刀13转动的稳定性，从而提升切刀13对砂层的破碎性能。

参见图1-6，所述圆锥块2的回水孔15内设置有可转动的破碎辊16，所述水管3靠近圆锥块2的一端内部设置有叶轮18，所述叶轮18的转轴19与破碎辊16驱动连接。具体结构可以如图2、4、6所示，所述圆锥块2具有两个左右对称分布的回水孔15，所述叶轮18的转轴19两端分别与两个回水孔15的破碎辊16驱动连接，其中所述叶轮18的转轴19伸出水管3外，并设置有锥齿轮A 21，所述破碎辊16的转轴伸入连接管桩本体1内，并连接有传动杆23，所述传动杆23上设置有锥齿轮B 22，所述锥齿轮A 21与锥齿轮B 22啮合连接。

本发明所述静压管桩施工装置使用时，通过高压水推动叶轮18旋转，带动破碎辊16转动(具体为：高压水推动叶轮18旋转带动锥齿轮A21旋转，锥齿轮A21啮合传动至锥齿轮B 22同步旋转，带动传动杆23转动，驱使破碎辊16同步旋转)，转动的破碎辊16能够对回水孔15内部较大的砂石进行挤压破碎或粉碎，有效避免了砂石堵塞回水孔15，提高了回水孔15内部砂水混合物的排出效果。

所述水管3的下端管壁位于所述叶轮18的位置设有外凸的弧形块17，以便叶轮18的安装。

再参见图3、4和6，所述水管3的上端端面设有卡槽7，所述卡槽7卡接在卡环8上；所述破碎辊16的转轴的端部具有多边形锥形块25，所述传动杆23远离锥齿轮B 22的一端具有多边形锥形孔24(具体为：所述多边形锥形孔24的下端呈圆锥状，上端呈棱锥状)，所述多边形锥形块25安装在多边形锥形孔24内。这样，当完成静压桩的安装后，通过外部起吊设备将水管3向上提升，使水管3的卡槽7和卡环8分离、多边形锥形块25与多边形锥形孔24分离，方便取出水管3重复使用，降低了使用成本；相反，将水管3向下放入管桩本体1内时，水管3的卡槽7和卡环8自动对接、多边形锥形块25与多边形锥形孔24自动对接，安装操作方便快捷。

而且，所述管桩本体1的内壁设有呈左右对称设置两个纵向凹槽4，所述水管3的外表面左右两侧设有呈线性等间距设置的多个卡块6，所述卡块6卡在纵向凹槽4内。通过卡块6和纵向凹槽4能够提升外部起吊设备将水管3装入管桩本体1内的便利性，起导向作用，使水管3与卡环8能够准确对接、多边形锥形块25与多边形锥形孔24能够准确对接。

另外，为了对锥齿轮A 21和锥齿轮B 22进行有效保护，确保稳定的传动性能，所述水管3的外侧表面设置有密封盒20，所述锥齿轮A 21与锥齿轮B 22位于密封盒20的内部，具体为：所述叶轮18的转轴19外端穿过密封盒20的外壁延伸至内部并套接有锥齿轮A 21，所述传动杆23的上端穿过密封盒20的外壁延伸至内部并套接有锥齿轮B 22，所述锥齿轮A 21的下端啮合连接有锥齿轮B 22。

所水管3的上端外表面还设置有挂钩5，以便外部起吊设备与挂钩5连接，将水管3吊起，完成安装和拆卸。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种能够穿透砂层的静压管桩施工装置，其特征在于，包括有管桩本体（1），所述管桩本体（1）的底部具有圆锥块（2），所述圆锥块（2）的外侧设有旋转破碎机构，所述旋转破碎机构包括圆管（9）、圆环（12）和多个切刀（13），所述圆管（9）可转动地设置在圆锥块（2）的内部，并与圆锥块（2）同轴心，且其下端伸出圆锥块（2）外；多个所述切刀（13）呈环形阵列地分布圆锥块（2）的周侧，且下端与伸出圆锥块（2）外的圆管（9）连接固定，多个所述切刀（13）的上端与圆锥块（2）外表面套有的圆环（12）连接固定；

所述管桩本体（1）的内部设有水管（3），所述水管（3）的下端与圆管（9）连接，以将高压水经圆管（9）输出，对砂层进行冲刷和切割，同时通过流经圆管（9）的高压水驱使旋转破碎机构转动，对砂层进行破碎；

所述圆管（9）的内壁具有多个凸起的翅片（10），多个所述翅片（10）为圆弧形，沿圆管（9）的内壁倾斜设置，呈环形阵列分布，在高压水冲击翅片（10）时，使所述圆管（9）转动，带动多个所述切刀（13）转动，对砂层进行破碎；

所述圆锥块（2）的回水孔（15）内设置有可转动的破碎辊（16），所述水管（3）靠近圆锥块（2）的一端内部设置有叶轮（18），所述叶轮（18）的转轴（19）与破碎辊（16）驱动连接；其中所述叶轮（18）的转轴（19）伸出水管（3）外，并设置有锥齿轮A（21），所述破碎辊（16）的转轴伸入连接管桩本体（1）内，并连接有传动杆（23），所述传动杆（23）上设置有锥齿轮B（22），所述锥齿轮A（21）与锥齿轮B（22）啮合连接；

所述圆管（9）的上端通过卡环（8）可转动安装在圆锥块（2）与水管（3）连接的端面上，所述水管（3）的下端端面设有卡槽（7），所述卡槽（7）可分离地卡接在卡环（8）上；所述破碎辊（16）的转轴的端部具有多边形锥形块（25），所述传动杆（23）远离锥齿轮B（22）的一端具有多边形锥形孔（24），所述多边形锥形块（25）可分离地安装在多边形锥形孔（24）内。

2.根据权利要求1所述的能够穿透砂层的静压管桩施工装置，其特征在于，所述圆锥块（2）的外表面设置有环形导轨（11），所述切刀（13）上设置有通槽（14），所述通槽（14）卡在环形导轨（11）上。

3.根据权利要求2所述的能够穿透砂层的静压管桩施工装置，其特征在于，所述环形导轨（11）的截面呈“T”字形，所述通槽（14）为T形槽。

4.根据权利要求1或2或3所述的能够穿透砂层的静压管桩施工装置，其特征在于，所述水管（3）的外侧表面设置有密封盒（20），所述锥齿轮A（21）与锥齿轮B（22）位于密封盒（20）的内部。

5.根据权利要求1或2或3所述的能够穿透砂层的静压管桩施工装置，其特征在于，所述管桩本体（1）的内壁设有呈左右对称设置两个纵向凹槽（4），所述水管（3）的外表面左右两侧设有呈线性等间距设置的多个卡块（6），所述卡块（6）卡在纵向凹槽（4）内。