CN114482033B - 一种适用于孤石地层的phc管桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于孤石地层的PHC管桩，涉及预制管桩技术领域，针对现有的不能适应的各种工况问题，现提出如下方案，其包括外保护层；钢结构架，其设置在所述外保护层内，其外侧填充有与外保护层相连接的混凝土层，所述钢结构架的外壁固定焊接有支撑架；抗击板，其位于混凝土层的两端，且与刚结构架固定焊接；辅助机构，其位于刚结构架内，本发明结构简单，使用方便，使得管桩可以适应一定的扭矩以及较大的冲击，同时提升整体的刚度，保证工作时整体工作的安全，保证工程的进行，同时辅助机构可以进行必要的回收，节约成本。

Description

一种适用于孤石地层的PHC管桩

技术领域

本发明涉及预制管桩技术领域，尤其涉及一种适用于孤石地层的PHC管桩。

背景技术

PHC管桩即预应力高强度混凝土管桩。是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、180℃左右的蒸汽养护，制成一种空心圆筒型混凝土预制构件。

现有的PHC管桩虽然能进行工作，但是在外界地底环境复杂，尤其是有石头时，由于工作时的撞击，容易使得管桩破碎断裂，影响整个工程的施工，影响进程。

发明内容

本发明提出的一种适用于孤石地层的PHC管桩，解决了不能适应的各种工况的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种适用于孤石地层的PHC管桩，包括：

外保护层；

钢结构架，其设置在所述外保护层内，其外侧填充有与外保护层相连接的混凝土层，所述钢结构架的外壁固定焊接有支撑架；

抗击板，其位于混凝土层的两端，且与刚结构架固定焊接；

辅助机构，其位于刚结构架内。

优选的，所述钢结构架采用螺旋形结构，用于承受扭矩，所述支撑架对钢结构架进行必要的支撑。

优选的，所述辅助机构包括：

传动轴，其位于钢结构架内，其底部套接有与混凝土层内壁相接触的执行机构；

导流道，其位于所述传动轴内，其一侧连通有与传动轴固定连接的导流管；以及

固定机构，其位于传动轴的一端，且与执行机构相连接。

优选的，所述执行机构包括：

执行管，其与传动轴螺纹套接，其一侧设置有与固定机构相连接的连接槽；

中间板，其固定连接在所述执行管内，且其设置有与导流管相配合的导流孔；

防护圈，其内部设置有第一液压缸，其一侧固定连接有第一弹簧，且第一弹簧的另一端固定连接有与执行管滑动调节的移动圈；

执行轴，其与移动圈转动连接，且其一端通过花键与传动轴传动连接，另一端连接有接触头；

传动管，其一端与传动轴相连接，另一端连接有与执行管相连接的展开机构。

优选的，所述展开机构包括：

第一展开杆，其与传动轴转动连接，其另一端转动连接有第二展开杆，所述第一展开杆的一侧滑动连接有滑块，所述滑块与第一液压缸的输出端转动连接。

外切割圈，其与第二展开杆转动连接，且其一侧转动连接有与第二展开杆转动连接的第二液压缸；

第三液压缸，其一端与第一展开杆转动连接，另一端与第二展开杆转动连接；以及

辅助单元，其设置有多个，其位于两个所述第一展开杆或两个所述第二展开杆之间。

优选的，所述辅助单元包括：

固定弧，其一端与第一展开杆固定连接，两个所述固定弧之间滑动套接有移动弧；

导流圈，其设置有多个，分别均匀固定连接在所述固定弧或移动弧内，其上设置有用于进液和出液的流动孔；

承重轴，其与导流圈转动连接，其一端固定连接有多个位于导流圈内的桨叶；

切割圈，其位于导流圈的外侧，且与承重轴固定连接；

进液管，其一端与固定弧相连通，其一侧设置有与与另一个固定弧相连通的出液管，所述进液管和出液管均位于穿过第二展开杆到达第一展开杆内，且其一端与软管相连接。

优选的，所述接触头包括：

接触锥，其采用圆锥形结构；

接触板，其与接触锥固定焊接，且其一侧设置有缓冲槽；

缓冲圈，其与缓冲槽滑动套接，其一侧固定焊接有稳定板，所述稳定板与执行轴固定连接；

第二弹簧，其设置有多个，且其一端与缓冲圈固定连接，另一端与接触板固定连接；

优选的，所述固定机构包括：

固定块，其设置有多个，且其与传动轴固定连接；

容积槽，其设置在固定块内，且其一侧侧壁固定连接有第三弹簧，且第三弹簧的另一端的固定连接有与固定块滑动连接的滑动块；

第四弹簧，其延长线与第三弹簧的垂直橡胶，其一端与固定块固定连接连接，另一端固定连接有与固定块滑动套接的导电块。

优选的，所述固定块与连接槽相配合，所述连接槽内设置有与滑动块相配合的工作块，所述连接槽的一侧连通有位于执行管上的工作孔。

优选的，所述抗击板的一侧设置有多个连接槽，所述外保护层上设置有螺纹槽。

本发明的有益效果：

1：通过对管桩内部的机构进行必要的改造，使得管桩可以适应一定的扭矩以及较大的冲击，同时提升整体的刚度，保证工作时整体工作的安全。

2：通过辅助机构的前期缓冲，后期切割等动作，使得管桩可以在安装时，可以适应较硬固体，减少管桩的损坏，同时可以使得管桩适应不同地面，继续往下运行，保证工程的进行，同时辅助机构可以进行必要的回收，节约成本。

附图说明

图1为本发明提出的一种适用于孤石地层的PHC管桩的主视剖视示意图；

图2为本发明提出的一种适用于孤石地层的PHC管桩的辅助机构俯视示意图；

图3为本发明提出的一种适用于孤石地层的PHC管桩的左视剖视示意图；

图4为本发明提出的一种适用于孤石地层的PHC管桩的局部左视剖视示意图；

图5为本发明提出的一种适用于孤石地层的PHC管桩的局部俯视剖视示意图；

图6为本发明提出的一种适用于孤石地层的PHC管桩的接触头剖视示意图；

图7为本发明提出的一种适用于孤石地层的PHC管桩的固定机构左视剖视示意图。

图中标号：1、外保护层；2、凝土层；3、钢结构架；4、支撑架；5、抗击板；6、辅助机构；7、第二展开杆；8、外切割圈；9、移动弧；10、固定弧；11、第三液压缸；12、第一展开杆；13、切割圈；14、第二液压缸；15、传动管；16、执行机构；17、进液管；18、桨叶；19、流动孔；20、导流圈；21、承重轴；22、出液管；23、执行管；24、移动圈；25、第一弹簧；26、第一液压缸；27、导流孔；28、导流管；29、导流道；30、传动轴；31、固定机构；32、连接槽；33、中间板；34、防护圈；35、执行轴；36、接触头；37、固定块；38、滑动块；39、容积槽；40、导电块；41、第三弹簧；42、第四弹簧；43、接触板；44、稳定板；45、第二弹簧；46、缓冲圈；47、接触锥。

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。

参照图1-7，一种适用于孤石地层的PHC管桩，包括：

外保护层1；，外保护层1可以根据需要选定较为耐磨且较抗冲击的材质，保证进入时整体的稳定，同时对水泥层进行必要保护。

钢结构架3，其设置在外保护层1内，其外侧填充有与外保护层1相连接的混凝土层2，钢结构架3的外壁固定焊接有支撑架4，钢结构架3进行必要的支撑，同时螺旋形的钢结构架3可以承受一定的扭矩，保证管桩下落的受力均衡，支撑架4进一步的保证整体的结构的刚度。

抗击板5，其位于混凝土层2的两端，且与刚结构架3固定焊接，抗击板5进行一定的防护，同时方便多个管桩的连接。

辅助机构6，其位于刚结构架3内，辅助机构6进行必要的辅助工作。

钢结构架3采用螺旋形结构，用于承受扭矩，支撑架4对钢结构架3进行必要的支撑。

辅助机构6包括：

传动轴30，其位于钢结构架3内，其底部套接有与混凝土层2内壁相接触的执行机构16，传动轴30与外界的功能机构相连接，进行必要的动能提供，执行机构16直接进行执行的工作。

导流道29，其位于传动轴30内，其一侧连通有与传动轴30固定连接的导流管28，导流道29进行导流，保证液体的流动，继而保证后续工作的需要。

固定机构31，其位于传动轴30的一端，且与执行机构16相连接，固定机构31将传动轴30与执行机构16之间进行连接固定。

执行机构16包括：

执行管23，其与传动轴30螺纹套接，其一侧设置有与固定机构31相连接的连接槽32，执行管30保证工作的执行，同时连接槽32保证固定机构31的进入。

中间板33，其固定连接在执行管23内，且其设置有与导流管28相配合的导流孔27，中间板33进行必要的分隔，同时配合防护圈34，使之两者之间形成一定的密闭空间，导流孔27使得导流管28可以插入到此密闭空间内，保证液体的流动。

防护圈34，其内部设置有第一液压缸26，其一侧固定连接有第一弹簧25，且第一弹簧25的另一端固定连接有与执行管23滑动调节的移动圈24，防护圈34进行必要的防护隔离，移动圈24可以在第一弹簧25的作用下，进行一定的移动。

执行轴35，其与移动圈24转动连接，且其一端通过花键与传动轴30传动连接，另一端连接有接触头36，执行轴35与传动轴30进行连接，传递力矩，使得接触头36转动，对石头进行一定的钻孔。

传动管15，其一端与传动轴30相连接，另一端连接有与执行管23相连接的展开机构，传动管15接收密闭空间中的液体，使得展开机构的辅助单元进行工作。

展开机构包括：

第一展开杆12，其与传动轴30转动连接，其另一端转动连接有第二展开杆7，第一展开杆12的一侧滑动连接有滑块，滑块与第一液压缸26的输出端转动连接，配合着多个液压缸和展开杆的转动和移动，调节切割圈8的位置，然后伴随着传动轴30的转动实现转动，对石块进行切割破碎，方便后续的执行。

外切割圈8，其与第二展开杆7转动连接，且其一侧转动连接有与第二展开杆7转动连接的第二液压缸14；

第三液压缸11，其一端与第一展开杆12转动连接，另一端与第二展开杆7转动连接；以及

辅助单元，其设置有多个，其位于两个第一展开杆12或两个第二展开杆7之间。

辅助单元包括：

固定弧10，其一端与第一展开杆12固定连接，两个固定弧10之间滑动套接有移动弧9，固定弧10进行必要的固定，移动弧9可以在固定弧10的外表面移动，适应必要的展开工作。

导流圈20，其设置有多个，分别均匀固定连接在固定弧10或移动弧9内，其上设置有用于进液和出液的流动孔19，导流圈20进行的必要的限定工作。

承重轴21，其与导流圈20转动连接，其一端固定连接有多个位于导流圈20内的桨叶18，在液体流动过程中，桨叶18被迫转动，进而带动承重轴21转动，实现切割圈13的转动，对石块进行破碎。

切割圈13，其位于导流圈20的外侧，且与承重轴21固定连接；

进液管17，其一端与固定弧10相连通，其一侧设置有与与另一个固定弧10相连通的出液管22，进液管17和出液管22均位于穿过第二展开杆7到达第一展开杆12内，且其一端与软管15相连接，进液管17和出液管22保证液体的流动。

接触头36包括：

接触锥47，其采用圆锥形结构，接触锥47最先接触石块，同时在整体移动过程中，在最前端，进行开路。

接触板43，其与接触锥47固定焊接，且其一侧设置有缓冲槽，接触板43和稳定板44之间通过缓冲圈46和第二弹簧45之间进行连接，进行前期的缓冲，同时配合着第一弹簧25进一步进行缓冲，减少突然遇到石块等固体物突然的冲击。

缓冲圈46，其与缓冲槽滑动套接，其一侧固定焊接有稳定板44，稳定板44与执行轴35固定连接；

第二弹簧45，其设置有多个，且其一端与缓冲圈46固定连接，另一端与接触板43固定连接；

固定机构31包括：

固定块37，其设置有多个，且其与传动轴30固定连接；

容积槽39，其设置在固定块37内，且其一侧侧壁固定连接有第三弹簧41，且第三弹簧41的另一端的固定连接有与固定块37滑动连接的滑动块38，容积槽39内填充有液体，滑动块38的移动，使得液体流动，进一步的使得导电块40移动，实现与执行管23之间的连接。

第四弹簧42，其延长线与第三弹簧41的垂直橡胶，其一端与固定块37固定连接连接，另一端固定连接有与固定块37滑动套接的导电块40。

固定块37与连接槽32相配合，连接槽32内设置有与滑动块38相配合的工作块，连接槽32的一侧连通有位于执行管23上的工作孔。

抗击板5的一侧设置有多个连接槽，外保护层1上设置有螺纹槽。

工作原理：在进行生产时，选定适宜长度的钢结构架3以及焊接上支撑架4，然后浇注混凝土层2，完成整体的生产，然后焊接上抗击板5以及套上外保护层1，完成生产，在进行工作时，将辅助机构安装到管桩的内壁，然后控制几个液压缸工作，使得外切割圈8挤压到管桩的内壁，利用摩擦力进行固定，同时抗击板5上预定的槽进行限定，然后在下落的过程中，接触锥47进行前期的泥土破开，同时接触板43和稳定板44之间第二弹簧45，进行前期的缓冲，同时配合着第一弹簧25进一步进行缓冲，减少突然遇到石块等固体物突然的冲击，在遇到较大石块时，连接上传动轴30，此时传动轴30和执行轴35通过花键连接，带动执行轴35转动，进而带动接触锥47进行钻孔破碎，如果石块较小，此时即可继续打桩，如果石块较大，控制多个液压工作，使得外切割圈8离开管柱，然后继续移动执行轴35，然后利用固定机构上的滑动块38的移动，使得液体流动，进一步的使得导电块40移动，实现与执行管23之间的连接，此时经过传动带动外切割圈8进行转动，实现较大面积的切割，同时移动执行轴30，进行更深的钻取，并且根据需要，控制液压缸，使得外切割圈8展开或者缩小，适应不同的破碎需要，在破碎的过程中，可以经过导流道29、导流管28、传动管15、进液管17和出液管22等流通，使的液体迫使桨叶18转动，进而带动承重轴21转动，实现切割圈13的转动，对石块进行破碎，完成后，可以使得支撑轴30回收，进行带动整个辅助机构6回收，等待下一次的使用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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设备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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于孤石地层的PHC管桩，其特征在于，包括：

外保护层（1）；

钢结构架（3），其设置在所述外保护层（1）内，其外侧填充有与外保护层（1）相连接的混凝土层（2），所述钢结构架（3）的外壁固定焊接有支撑架（4）；

抗击板（5），其位于混凝土层（2）的两端，且与刚结构架（3）固定焊接；

辅助机构（6），其位于刚结构架（3）内；

其中，所述钢结构架（3）采用螺旋形结构，用于承受扭矩，所述支撑架（4）对钢结构架（3）进行必要的支撑；

所述辅助机构（6）包括：

传动轴（30），其位于钢结构架（3）内，其底部套接有与混凝土层（2）内壁相接触的执行机构（16）；

导流道（29），其位于所述传动轴（30）内，其一侧连通有与传动轴（30）固定连接的导流管（28）；以及

固定机构（31），其位于传动轴（30）的一端，且与执行机构（16）相连接；

所述执行机构（16）包括：

执行管（23），其与传动轴（30）螺纹套接，其一侧设置有与固定机构（31）相连接的连接槽（32）；

中间板（33），其固定连接在所述执行管（23）内，且其设置有与导流管（28）相配合的导流孔（27）；

防护圈（34），其内部设置有第一液压缸（26），其一侧固定连接有第一弹簧（25），且第一弹簧（25）的另一端固定连接有与执行管（23）滑动调节的移动圈（24）；

执行轴（35），其与移动圈（24）转动连接，且其一端通过花键与传动轴（30）传动连接，另一端连接有接触头（36）；

传动管（15），其一端与传动轴（30）相连接，另一端连接有与执行管（23）相连接的展开机构；

所述展开机构包括：

第一展开杆（12），其与传动轴（30）转动连接，其另一端转动连接有第二展开杆（7），所述第一展开杆（12）的一侧滑动连接有滑块，所述滑块与第一液压缸（26）的输出端转动连接；

外切割圈（8），其与第二展开杆（7）转动连接，且其一侧转动连接有与第二展开杆（7）转动连接的第二液压缸（14）；

第三液压缸（11），其一端与第一展开杆（12）转动连接，另一端与第二展开杆（7）转动连接；以及

辅助单元，其设置有多个，其位于两个所述第一展开杆（12）或两个所述第二展开杆（7）之间；

所述辅助单元包括：

固定弧（10），其一端与第一展开杆（12）固定连接， 两个所述固定弧（10）之间滑动套接有移动弧（9）；

导流圈（20），其设置有多个，分别均匀固定连接在所述固定弧（10）或移动弧（9）内，其上设置有用于进液和出液的流动孔（19）；

承重轴（21），其与导流圈（20）转动连接，其一端固定连接有多个位于导流圈（20）内的桨叶（18）；

切割圈（13），其位于导流圈（20）的外侧，且与承重轴（21）固定连接；

进液管（17），其一端与固定弧（10）相连通，其一侧设置有与与另一个固定弧（10）相连通的出液管（22），所述进液管（17）和出液管（22）均位于穿过第二展开杆（7）到达第一展开杆（12）内，且其一端与软管（15）相连接；

所述固定机构（31）包括：

固定块（37），其设置有多个，且其与传动轴（30）固定连接；

容积槽（39），其设置在固定块（37）内，且其一侧侧壁固定连接有第三弹簧（41），且第三弹簧（41）的另一端的固定连接有与固定块（37）滑动连接的滑动块（38）；

第四弹簧（42），其延长线与第三弹簧（41）的垂直橡胶，其一端与固定块（37）固定连接连接，另一端固定连接有与固定块（37）滑动套接的导电块（40）。

2.根据权利要求1所述的一种适用于孤石地层的PHC管桩，其特征在于，所述接触头（36）包括：

接触锥（47），其采用圆锥形结构；

接触板（43），其与接触锥（47）固定焊接，且其一侧设置有缓冲槽；

缓冲圈（46），其与缓冲槽滑动套接，其一侧固定焊接有稳定板（44），所述稳定板（44）与执行轴（35）固定连接；

第二弹簧（45），其设置有多个，且其一端与缓冲圈（46）固定连接，另一端与接触板（43）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于孤石地层的PHC管桩，其特征在于，所述固定块（37）与连接槽（32）相配合，所述连接槽（32）内设置有与滑动块（38）相配合的工作块，所述连接槽（32）的一侧连通有位于执行管（23）上的工作孔。

4.根据权利要求1所述的一种适用于孤石地层的PHC管桩，其特征在于，所述抗击板（5）的一侧设置有多个连接槽，所述外保护层（1）上设置有螺纹槽。