CN115506352A - 一种静压桩垂直度控制装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静压桩垂直度控制装置，包括固定装置、施力装置和监测装置，固定装置用于夹持桩的内壁；施力装置包括施力件、点块、T形件、弹簧、滚珠和稳桩顶块，T形件通过点块与施力件相连，通过滚珠与稳桩顶块相连，T形件与监测装置之间设置可伸缩的复位件，T形件与稳桩顶块之间设置弹簧，稳桩顶块设置在桩的顶部；监测装置包括垂度监测器，垂度监测器设置在桩的外壁，垂度监测器、点块与控制器相连。本发明能够据点调偏，施力得当，能够保护桩体，精准调偏，结构简单，操作便捷，解决垂直度难以检测和调整的问题；固定夹块为柔性缓冲材质，能够在夹紧桩内壁的同时，保护桩体不被破坏；电极外设置绝缘外壳，既隔绝电流，又保护整个装置。

Description

一种静压桩垂直度控制装置及其使用方法

技术领域

本发明属于监测装置及其使用方法，具体为一种静压桩垂直度控制装置及其使用方法。

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。静压桩的优点在于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。静压桩机在对桩体进行沉降的过程中，为防止静压桩机在桩体上发生偏移，需要对静压桩桩顶处进行垂直度控制。

申请号为202123114304.5的中国专利提出了一种静压桩施工自动记录装置，结构简单，使用方便，便于根据不同直径桩体进行调节，方便对桩体垂直度进行检测记录，提高使用效果。然而，在对于静压桩垂直度控制时，其针对的是静压桩垂直度检测的问题，整个装置结构繁多，检测过程复杂，桩体发生偏移时，无法在检测到偏差的同时及时作出调整。

申请号为201910555181.7的中国专利公开了一种液压静力压桩机倾斜桩施工方法与一种中置式龙门架总成，施工方便、施工效率高、环境污染小、结构简单及施工、适用范围广。在对静压桩垂直度检测及调整过程中，其对桩体的调整是对整体的调整，稍有不慎便会调幅过大，不能精准调幅。

总的来说，现有的施力系统通常是对桩体整体的调整，稍有不慎就会调幅过大或者引起其他的偏差，不能精准调偏。现有的桩夹持部通常在桩的外壁，忽略内壁，只夹持外壁时，如果夹力过大会导致桩体变形，影响施工效果。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种施力得当、保护桩体、精准调偏的静压桩垂直度控制装置，本发明的另一目的是提供一种操作便捷的静压桩垂直度控制装置的使用方法。

技术方案：本发明的所述的一种静压桩垂直度控制装置，包括固定装置、施力装置和监测装置，固定装置用于夹持桩的内壁；施力装置包括施力件、点块、T形件、弹簧、滚珠和稳桩顶块，T形件通过点块与施力件相连，通过滚珠与稳桩顶块相连，T形件与监测装置之间设置可伸缩的复位件，T形件与稳桩顶块之间设置弹簧，稳桩顶块设置在桩的顶部；监测装置包括垂度监测器，垂度监测器设置在桩的外壁，垂度监测器、点块与控制器相连。

进一步地，固定装置包括发动机、转轴、联动杆、固定夹块、螺纹杆、螺旋件和固定件，发动机与转轴相连，转轴与螺纹杆相连，联动杆分别与固定件、固定夹块相连，螺旋件套在螺纹杆上。固定夹块由柔性缓冲材质制成，以便在能够在夹紧桩内壁的同时，保护桩体不被破坏。发动机通过转轴带动螺纹杆转动，螺旋件沿螺纹杆旋转上升，联动杆弯折，固定夹块被推挤到两边直至夹紧桩的内壁。

进一步地，联动杆包括杆一和杆二，杆一的一端与固定件铰接，另一端与固定夹块滑动连接，杆二的一端与螺旋件铰接，另一端与固定夹块滑动连接。

进一步地，监测装置还包括电极和电线，垂度监测器与电极相连，电极通过电线与固定装置、点块相连。电极外设置绝缘外壳，既隔绝电流，又保护了整个装置。

进一步地，T形件的底部为球形。施力件上设置把手。

上述静压桩垂直度控制装置的使用方法，包括以下步骤：

当桩在指定位置就位后，将垂直度控制装置对准桩，固定装置压紧桩的内部；

步骤二，在压桩过程中，监测装置时刻监测桩体位移偏差，当垂度监测器监测到桩发生偏差时，发出异常警报，并将位置偏差的信号传递到点块；

步骤三，施力件收到监测装置传来的信息，并将信息传至点块，点块接收到信号之后，在控制器作用下对桩进行纠正偏差；

步骤四，不同位置的点块在桩顶部施加不同大小的作用力，对桩精准纠偏，T形件在点块施力作用下依靠滚珠左右晃动，对两边施加压力，从而达到纠偏目的，稳桩顶块封住桩顶部，免受破坏。

工作原理：当桩身垂直度发生偏差，垂度监测器检测器能检测到并将信号传递到控制器，控制器控制点块依据信号沿着倾斜最大的地方，对需要纠偏处施加相应的力，不同位置施加的力不同。

有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：

1、能够据点调偏，施力得当，能够保护桩体，精准调偏，结构简单，操作便捷，解决垂直度难以检测和调整的问题；

2、固定夹块为柔性缓冲材质，以便在能够在夹紧桩内壁的同时，保护桩体不被破坏；

3、电极外设置绝缘外壳，既隔绝电流，又保护了整个装置。

附图说明

图1是本发明第一种工作状态的结构示意图；

图2是本发明第二种工作状态的结构示意图；

图3是本发明的A-A面剖视图；

图4是本发明的B-B面剖视图；

图5是本发明的C-C面剖视图。

具体实施方式

如图1～5，静压桩垂直度控制装置的固定装置1位于桩4的内部。固定装置1包括发动机101、转轴102、联动杆103、固定夹块104、螺纹杆105和螺旋件106。发动机101通过电线303与电极302相连接，转轴102与发动机101的输出轴同轴固定连接，螺纹杆105与转轴102固定连接，联动杆103连接于固定件107上，固定夹块104与联动杆103铰接，螺旋件106套在螺纹杆105上。联动杆103包括杆一1031和杆二1032，杆一1031的一端与固定件107铰接，另一端与固定夹块104滑动连接，杆二1032的一端与螺旋件106铰接，另一端与固定夹块104滑动连接。当在发动机101的作用下转轴102转动时，螺旋件106沿着螺纹杆105上升，联动杆103上件与下件弯折有角度，将与中件连接的固定夹块104向两边挤压压于桩4内壁上，此设计可以适配各种桩4内径大小。使用时，发动机101通过电线303与电极302连接，在发动机101的发动下转轴102转动，与转轴102固定连接的螺纹杆105转动，套在螺纹杆105上的螺旋件106旋转上升，与之相连的联动杆103弯折，固定夹块104被推挤到两边，从而能够夹紧桩4内壁。固定夹块104为柔性缓冲材质，以便在能够在夹紧桩4内壁的同时，保护桩4体不被破坏。当固定夹块104被压紧在桩4内壁上时，固定夹块104被挤压变形，产生了一个相反方向的回力，使固定夹块104和桩4内壁的结合更牢固。

施力装置2位于桩4顶，并与固定装置1相连接，施力装置2主要包括：施力件201、点块202、T形件203、弹簧204、滚珠205和稳桩顶块206和复位件5。T形件203通过点块202与施力件201相连，通过滚珠205与稳桩顶块206相连，T形件203与监测装置3之间设置可伸缩的复位件5，T形件203与稳桩顶块206之间设置弹簧204，稳桩顶块206设置在桩4的顶部；监测装置3包括垂度监测器301，垂度监测器301设置在桩4的外壁，垂度监测器301、点块202与控制器相连。把手7位于整个装置最上方与施力件201相连接，用于提起与放下装置。此设计使得整个装置轻松便捷，灵活性较高。

监测装置3位于桩4外壳处，与施力装置2相连接，监测装置3包括垂度监测器301、电极302和电线303。垂度监测器301分布于桩4的两端外壁，与桩4紧密连接，电极302分布于整体装置的两端，与垂度监测器301连接，与发动机101、点块202通过电线303连接。电极302外包裹有绝缘外壳6，既隔绝电流，又保护了整个装置。

如图3，监测装置3内有两对电极302。安装在桩4外壁的垂度监测器301紧贴着桩4身设置，在静压桩4施工过程中，垂度监测器301时刻关注桩4身垂直度，一般情况下，桩4身应与底面保持90°，以此为标准，若桩4身垂直度发生偏差，那么垂度检测器能检测到并将信号传递到点块202。

如图4，施力件201在T形件203上方，施力件201与T形块之间有若干点块202，点块202均匀地分布在T形件203的两翼，分别有一横列和一纵列的点块202均匀分布，对应整个垂直度控制装置下的桩4壁。点块202通过电线303与电极302连接。点块202接收从垂度监测器301传来的倾斜信号，桩4在倾斜状态下，每个点块202接受到的倾斜信息也不同，根据中央调度装置可以控制需要施力调整的范围点块202以及所施加的力的大小。

如图5，稳桩顶块206覆合在桩4顶上方，其顶面为半圆凹形，T形件203形状为T形，且两翼端朝上，半圆形T形底部朝下。T形件203与稳桩顶块206在半圆凹形处相覆合，覆合处有若干滚珠205。T形件203两端翼扇有弹簧204与稳桩顶块206连接，两翼有可伸缩的复位件5与绝缘外壳6连接。施力件201根据施力点块202传递的信息对T形件203施力，T形件203在底部滚珠205的作用下左右轻微晃动对两边施加压力，弹簧204在T形件203晃动的过程中保护T形件203避免因施压过大而倾倒，复位件5另T行件在施力完成后复归原位，保持稳定，滚珠205减少了T形件203在施力过程中底部的磨损破坏。

本实施例的静压桩垂直度控制装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，当桩4在指定位置就位后，将垂直度控制装置通过吊装设备精准地对准桩口，并将装置放下。与联动杆103连接的固定夹块104往桩4壁方向伸出，依靠固定夹块104自身的弹力作用压紧桩4内部，从而保证桩4与装置的连接紧密。

步骤二，在压桩过程中，监测装置3时刻监测桩体位移偏差，当垂度监测器301监测到桩4发生偏差时，发出异常警报，并将位置偏差的信号传递到点块202。

步骤三，此时施力件201收到监测装置3传来的信息，并将信息传至点块202，点块202接收到信号之后，在控制器作用下对桩4进行纠正偏差。

步骤四，不同位置的点块202在桩4顶部施加不同大小的作用力，对桩精准纠偏，T形件203在点块202施力作用下依靠滚珠205左右晃动，对两边施加压力，从而达到纠偏目的，稳桩顶块206封住桩4的顶部，免受破坏。

Claims (10)

1.一种静压桩垂直度控制装置，其特征在于：包括固定装置(1)、施力装置(2)和监测装置(3)，所述固定装置(1)用于夹持桩(4)的内壁；所述施力装置(2)包括施力件(201)、点块(202)、T形件(203)、弹簧(204)、滚珠(205)和稳桩顶块(206)，所述T形件(203)通过点块(202)与施力件(201)相连，通过滚珠(205)与稳桩顶块(206)相连，所述T形件(203)与监测装置(3)之间设置可伸缩的复位件(5)，所述T形件(203)与稳桩顶块(206)之间设置弹簧(204)，所述稳桩顶块(206)设置在桩(4)的顶部；所述监测装置(3)包括垂度监测器(301)，所述垂度监测器(301)设置在桩(4)的外壁，所述垂度监测器(301)、点块(202)与控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种静压桩垂直度控制装置，其特征在于：所述固定装置(1)包括发动机(101)、转轴(102)、联动杆(103)、固定夹块(104)、螺纹杆(105)、螺旋件(106)和固定件(107)，所述发动机(101)与转轴(102)相连，所述转轴(102)与螺纹杆(105)相连，所述联动杆(103)分别与固定件(107)、固定夹块(104)相连，所述螺旋件(106)套在螺纹杆(105)上。

3.根据权利要求2所述的一种静压桩垂直度控制装置，其特征在于：所述固定夹块(104)由柔性缓冲材质制成。

4.根据权利要求2所述的一种静压桩垂直度控制装置，其特征在于：所述发动机(101)通过转轴(102)带动螺纹杆(105)转动，所述螺旋件(106)沿螺纹杆(105)旋转上升，所述联动杆(103)弯折，固定夹块(104)被推挤到两边直至夹紧桩(4)的内壁。

5.根据权利要求2所述的一种静压桩垂直度控制装置，其特征在于：所述联动杆(103)包括杆一(1031)和杆二(1032)，所述杆一(1031)的一端与固定件(107)铰接，另一端与固定夹块(104)滑动连接，所述杆二(1032)的一端与螺旋件(105)铰接，另一端与固定夹块(104)滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种静压桩垂直度控制装置，其特征在于：所述监测装置(3)还包括电极(302)和电线(303)，所述垂度监测器(301)与电极(302)相连，所述电极(302)通过电线(303)与固定装置(1)、点块(202)相连。

7.根据权利要求6所述的一种静压桩垂直度控制装置，其特征在于：所述电极(302)外设置绝缘外壳(6)。

8.根据权利要求1所述的一种静压桩垂直度控制装置，其特征在于：所述T形件(203)的底部为球形。

9.根据权利要求1所述的一种静压桩垂直度控制装置，其特征在于：所述施力件(201)上设置把手(7)。

10.根据权利要求1～9任一所述的一种静压桩垂直度控制装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，当桩(4)在指定位置就位后，将垂直度控制装置对准桩(4)，固定装置(1)压紧桩(4)的内部；

步骤二，在压桩过程中，监测装置(3)时刻监测桩体位移偏差，当垂度监测器(301)监测到桩(4)发生偏差时，发出异常警报，并将位置偏差的信号传递到点块(202)；

步骤三，施力件(201)收到监测装置(3)传来的信息，并将信息传至点块(202)，所述点块(202)接收到信号之后，在控制器作用下对桩(4)进行纠正偏差；

步骤四，不同位置的点块(202)在桩(4)顶部施加不同大小的作用力，对桩精准纠偏，T形件(203)在点块(202)施力作用下依靠滚珠(205)左右晃动，对两边施加压力，从而达到纠偏目的，稳桩顶块(206)封住桩(4)顶部，免受破坏。

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