CN116043846B - 灌桩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种灌桩机，属于工程机械技术领域，包括主机体、桩位平台、导管夹取机构以及拆卸与安装机构。本发明提供的灌桩机，通过设置有挖掘机构与反循环泥浆泵，实现挖护筒坑，下护筒、洗桩、吊钢筋笼、全自动灌桩一体机作业功能。将省去挖掘机、吊车、反循环洗桩机等几种机械围绕一个桩孔位置的多次稳机、作业、撤场周转，大大节省成桩时间，节省多次机械搬运的燃油消耗，充分利用该机一次稳机，完成除钻桩外的所有桩孔成桩工序，不仅大大提高本发明设备利用率，本发明式灌桩机，还能完全根据桩孔各工序要求特点形成适配度极高的动力、控制、操作单元。

Description

灌桩机

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，更具体地说，是涉及一种灌桩机。

背景技术

灌桩是铁路、公路、建筑基坑桩基工程中广泛采用的工艺。其中沉管灌桩是常采用的一种方式，具体过程是采用与桩的设计尺寸相适应的钢管（即套管），在端部套上桩尖后沉入土中后，在套管内吊放钢筋骨架，然后边浇筑混凝土边振动或锤击拔管，利用拔管时的振动捣实混凝土而形成所需要的灌注桩。目前工程建设中沉管灌桩普遍采用简易灌桩架，由吊车起吊套管和漏斗，人工装配（相互连接）和拆卸套管。但是目前在一个桩基工程中有近百根桩需要灌注混凝土，采用传统的灌桩工艺，导致人工劳动强度大，灌桩作业效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灌桩机，旨在解决现有技术中采用传统灌桩工艺进行灌装存在着的人工劳动强度大以及灌桩作业效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种灌桩机，包括：

主机体，所述主机体上设置有存放机构；

桩位平台，设置在所述主机体的前端，所述桩位平台上还设置有用于导管通过的安装过孔，所述安装过孔处还设置有用于将导管卡紧的卡紧单元；

导管夹取机构，设置在所述主机体上且位于存放机构的侧面，用于将所述存放机构上放置的导管移动到所述安装过孔处并使导管处于竖直状态；

拆卸与安装机构，位于所述桩位平台的上方，且设置在所述主机体的前端，用于转动位于所述安装过孔处的导管并将导管与其他导管连接。

在一种可能的实现方式中，所述导管夹取机构包括设置在主机体上的升降部件、转动设置在所述升降部件顶部处的水平横杆、滑动设置在所述水平横杆上的滑动部件、以及设置在所述滑动部件上的夹持单元。

在一种可能的实现方式中，所述夹持单元包括两个中部铰接设置在所述滑动部件上的夹持臂、以及用于驱动两个夹持臂相互张开或闭合的夹持缸，所述夹持缸的驱动端与所述夹持臂之间均设置有驱动连杆。

在一种可能的实现方式中，所述拆卸与安装机构包括设置在所述主机体前端的安装杆体、两个铰接设置在所述安装杆体上的工作臂、设置在安装杆体上用于驱动两个工作臂转动的工作缸体、以及设置所述工作臂的内壁上的扭动单元，所述扭动单元用于驱动两工作臂之间的导管转动。

在一种可能的实现方式中，所述安装杆体内部为中空结构，所述安装杆体的内部还滑动设置有伸缩支架，所述工作臂铰接设置在所述伸缩支架上，并且所述扭动单元与所述工作缸体均设置在所述伸缩支架上。

在一种可能的实现方式中，所述扭动单元包括多个设置在所述工作臂上的转动轮、绕设在所述转动轮上的转动链圈、以及用于驱动转动链圈转动的主动链轮，所述转动链圈在转动轮的作用下沿工作臂长度方向运动，所述伸缩支架上还设置有用于驱动所述主动链轮转动的转动电机。

在一种可能的实现方式中，所述存放机构包括设置在所述主机体上的存放平台、多个设置在存放平台上的定位销体，所述定位销体之间相互间隔设置，所述定位销体用于插入到导管内部保持导管竖直放置。

在一种可能的实现方式中，所述定位销体均包括安装盘体、设置在所述安装盘体顶面上的第一支撑板、以及设置在所述安装盘体顶面上的第二支撑板，且所述第一支撑板与所述第二支撑板相互交叉设置。

在一种可能的实现方式中，所述卡紧单元包括位于所述安装过孔侧面且铰接在桩位平台顶面上的第一限位板、以及位于所述安装过孔另一侧且铰接在桩位平台顶面上的第二限位板，所述第一限位板与所述第二限位板上均设置有让位槽，两个让位槽组成用于导管主体通过的让位过孔。

在一种可能的实现方式中，所述主机体上还设置有用于挖掘作业坑的挖掘机构、及用于清洗基桩孔的反循环泥浆泵。

本发明提供的灌桩机的有益效果在于：与现有技术相比，通过在主机体上设置有用于容纳多个导管的存放机构，并且在主机体的前端还设置有桩位平台，桩位平台上还设置有用于导管通过的安装过孔，安装过孔处还设置有用于将导管卡紧的卡紧单元。且在主机体上分别还设置有导管夹取机构与拆卸与安装机构，本发明灌桩机，在进行沉管灌桩中的导管安装时，首先将主机体移动到指定位置，并将桩位平台盖设到施工部位并使安装过孔与基桩位置对齐。通过导管夹取机构将放置在存放机构上的导管夹取后，通过安装过孔处伸入到基桩孔内，并在导管放置到一定深度后通过卡紧单元将导管固定。然后导管夹取机构夹取新的导管并移动运输到安装过孔处与被卡紧的导管相互抵靠，在两个导管的端部相互抵接后，通过拆卸与安装机构推动新的导管转动使两个导管实现螺纹连接，并在连接完成后卡紧单元松开、导管夹取机构继续将组装完成后的套管向下输送一段距离后重新通过卡紧单元卡紧，导管夹取机构再夹取新的导管并重复上述过程直至导管全部安装完毕。在导管需要拆卸时，只需要将上述过程翻转即可实现套管的拆卸。使灌装作业导管的安装更加方便快捷自动化程度更高，减少了工人的劳动强度，同时也提高了灌装作业的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的灌桩机的结构图；

图2为本发明实施例提供的灌桩机的侧视结构图；

图3为本发明实施例所采用的导管夹取机构的结构图；

图4为本发明实施例所采用的拆卸与安装机构的结构图；

图5为本发明实施例所采用的桩位平台的结构图；

图6为本发明实施例所采用的存放机构的结构图。

图中：1、主机体；11、行走机构；12、动力机构；2、存放机构；21、存放平台；22、定位销体；3、桩位平台；4、高度调节机构；5、导管夹取机构；51、升降部件；52、水平横杆；53、滑动部件；54、夹持单元；541、夹持臂；542、夹持缸；543、驱动连杆；6、拆卸与安装机构；61、安装杆体；62、工作臂；63、工作缸体；64、扭动单元；641、转动轮；642、转动链圈；643、主动链轮；65、伸缩支架；66、伸缩缸体；7、卡紧单元；71、第一限位板；72、第二限位板；73、让位槽；8、挖掘机构；9、反循环泥浆泵；10、导管。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的灌桩机进行说明。一种灌桩机，包括主机体1、桩位平台3、导管夹取机构5以及拆卸与安装机构6。主机体1上设置有存放机构2；桩位平台3设置在主机体1的前端，桩位平台3上还设置有用于导管通过的安装过孔，安装过孔处还设置有用于将导管卡紧的卡紧单元7；导管夹取机构5设置在主机体1上且位于存放机构2的侧面，用于将存放机构2上放置的导管移动到安装过孔处并使导管处于竖直状态；拆卸与安装机构6位于桩位平台3的上方，且设置在主机体1的前端，用于转动位于安装过孔处的导管并将导管与其他导管连接（导管为标准构件在端部均设置有连接用的螺纹与导向套）。

本实施例提供的灌桩机，与现有技术相比，通过在主机体1上设置有用于容纳多个导管的存放机构2，并且在主机体1的前端还设置有桩位平台3，桩位平台3上还设置有用于导管通过的安装过孔，安装过孔处还设置有用于将导管卡紧的卡紧单元7。且在主机体1上分别还设置有导管夹取机构5与拆卸与安装机构6，本发明灌桩机，在进行沉管灌桩中的导管安装时，首先将主机体1移动到指定位置，并将桩位平台3盖设到施工部位并使安装过孔与基桩位置对齐。通过导管夹取机构5将放置在存放机构2上的导管夹取后，通过安装过孔处伸入到基桩孔内，并在导管放置到一定深度后通过卡紧单元7将导管固定。然后导管夹取机构5夹取新的导管并移动运输到安装过孔处与被卡紧的导管相互抵靠，在两个导管的端部相互抵接后，通过拆卸与安装机构6推动新的导管转动使两个导管实现螺纹连接，并在连接完成后卡紧单元7松开、导管夹取机构5继续将组装完成后的套管向下输送一段距离后重新通过卡紧单元7卡紧，导管夹取机构5再夹取新的导管并重复上述过程直至导管全部安装完毕。在导管需要拆卸时，只需要将上述过程翻转即可实现套管的拆卸。使灌装作业导管的安装更加方便快捷自动化程度更高，减少了工人的劳动强度，同时也提高了灌装作业的工作效率。

需要说明的是，在主机体1的底面上还设置有行走机构11便于设备的整体移动与行走，并且在主机体1的周圈一般设置有伸缩支腿，可以在移动到指定位置后对主机体1进行支撑，行走机构11一般为履带机构，此外在主机体1上还设置有动力机构12，可以为行走机构11以及整个设备上的液压系统提供动力的供应。

一些可能的实现方式中，如图1与图3所示，导管夹取机构5包括设置在主机体1上的升降部件51、转动设置在升降部件51顶部处的水平横杆52、滑动设置在水平横杆52上的滑动部件53、以及设置在滑动部件53上的夹持单元54。具体的，导管一般竖直放置在存放机构2的存放平台21上，在工作中时通过升降部件51来根据导管的长度来将水平横杆52调整到合适的高度，并且通过调整水平横杆52在水平面内角度以及滑动部件53在水平横杆52上的位置来实现夹持单元54的移动，从而可以实现夹持单元54在三维空间中各处的移动，使夹取以及移动导管更加方便快捷。

其中，升降部件51包括端部固设在主机体1上的固定套管、以及滑动设置在所述固定套管内部的滑动套管，水平横杆52设置在滑动套管的顶部。并且在固定套管内还设置有用于驱动滑动套管滑动的升降单元。升降单元可以使用齿轮齿条结构，通过电机驱动齿轮转动来实现动套管的上升与下降。升降单元也可以采用液压缸进行驱动升降，通过将液压缸与主机体1上液压系统相连。

滑动部件53通常为一个块体，在水平横杆52上还设置有用于容纳滑动部件53的滑动槽，滑动槽一般沿水平横杆52的长度方向设置，并且在滑动槽的口部还盖设有用于防止滑动部件53从滑动槽中脱出的盖板。夹持单元54设置在盖板之间。

作为优选的，在升降部件51与水平横杆52之间还设置有用于驱动水平横杆52转动的转动单元，转动单元一般设置在升降部件51的端部。转动单元一般为电动机或者液压马达，水平横杆52通过一个转动轴安装在升降部件51顶部，转动单元的输出端与转动轴相连或者通过传动机构相连，传动机构可以为齿轮或皮带。在水平横杆52上还设置有用于驱动滑动部件53滑动的滑动单元，滑动单元一般为液压缸，并且滑动单元一端固设在水平横杆52上另一端连接在滑动部件53上。

在上述特征导管夹取机构5的基础上，如图3所示，夹持单元54包括两个中部铰接设置在滑动部件53上的夹持臂541、以及用于驱动两个夹持臂541相互张开或闭合的夹持缸542，夹持缸542的驱动端与夹持臂541之间均设置有驱动连杆543。具体的，夹持臂541的中部铰接设置在滑动部件53上，并且两个驱动连杆543呈夹角设置，驱动连杆543一端铰接设置在夹持臂541的端部另一端铰接连接在夹持缸542的驱动端上，通过夹持缸542的驱动端的运动即可实现拉动或者推动两个夹持臂541的端部，从而实现两个夹持臂541端部的远离或者靠近，进而控制两个夹持臂541另一端的远离或者靠近，实现夹持臂541的夹紧或者松开。夹持缸542一般为液压缸，当然也可以采用气缸或者电动推杆来代替，可根据实际情况自由进行选择在此不再赘述。

为了使夹持单元54夹持导管更加牢固，如图3所示，在夹持臂541的端部处还设置有与导管外形弧度相互适配的弧形片体，弧形片体的设置增大夹持臂541与导管接触面积。弧形片体内侧设置有缓冲层，可以防止将导管外壁隔伤。

一些可能的实现方式中，如图1与图4所示，拆卸与安装机构6包括设置在主机体1前端的安装杆体61、两个铰接设置在安装杆体61上的工作臂62、设置在安装杆体61上用于驱动两个工作臂62转动的工作缸体63、以及设置工作臂62的内壁上的扭动单元64，扭动单元64用于驱动两工作臂62之间的导管转动。具体的，安装杆体61的端部一般铰接连接在主机体1的前端，可以方便调节安装杆体61的角度。在工作臂62的中部铰接在安装杆体61的端部，并且在工作臂62的端部与工作缸体63的驱动端之间均设置有工作连杆，工作连杆的一端铰接设置在工作臂62的端部另一端与工作缸体63的驱动端铰接连接，可以通过驱动端的运动即可实现拉动或者推动两个工作臂62的端部，从而实现两个工作臂62端部的远离或者靠近，进而控制两个工作臂62另一端的远离或者靠近。当两个工作臂62靠近导管后即可通过扭动单元64转动导管，使导管与下方的导管进行螺纹连接，使两个导管之间的连接更加方便快捷。

进一步的，为了使拆卸与安装机构6使用更方便，如图4所示，安装杆体61内部为中空结构，安装杆体61的内部还滑动设置有伸缩支架65，工作臂62铰接设置在伸缩支架65上，并且扭动单元64与工作缸体63均设置在伸缩支架65上。具体的，在安装杆体61与伸缩支架65之间设置有用于推动伸缩支架65滑动的伸缩缸体66，可以配合安装杆体61的转动来实现工作臂62位置的自由调整。使安装导管更加自由方便。

其中，伸缩支架65包括内部中空的主杆体部、以及设置在主杆体部端部处的安装部，使伸缩支架65整体为T字型，其中伸缩缸体66设置在主杆体部的内部，更加节省安装空间。安装部也为工作臂62以及主动链轮643的设置提供空间。

如图4所示，扭动单元64包括多个设置在工作臂62上的转动轮641、绕设在转动轮641上的转动链圈642、以及用于驱动转动链圈642转动的主动链轮643，转动链圈642在转动轮641的作用下沿工作臂62长度方向运动，伸缩支架65上还设置有用于驱动主动链轮643转动的转动电机。具体的，多个转动轮641沿工作臂62的形状依次间隔设置，从而可以使转动链圈642在转动轮641的作用下沿工作臂62长度方向运动，并且转动链圈642的一个侧面凸出工作臂62的内侧设置。在伸缩支架65的端部还设置有主动链轮643可以驱动整个转动链圈642转动，主动链轮643通过电机或者液压马达来驱动转动。在两个工作臂62夹紧导管后转动链圈642的侧面抵靠在导管的面，在转动链圈642与导管侧壁摩擦力的作用下，通过转动链圈642的运动来带动导管进行转动使导管安装更方便。

一些可能的实现方式中，如图1与图6所示，存放机构2包括设置在主机体1上的存放平台21、多个设置在存放平台21上的定位销体22，定位销体22之间相互间隔设置，定位销体22用于插入到导管内部保持导管竖直放置。具体的，在导管放置时可以将定位销体22插入到导管内部，从而可以使定位销体22保持竖直放置在存放平台21上，相邻两个导管之间通过定位销体22而间隔设置使拿取放置更方便。

其中，可以通过操作台手动控制导管夹取机构5上的夹取单元移动到定位销体22的上方来夹取或者放置导管。也可以在定位销体22的顶部设置有信号发射器，并且在夹取单元上设置想用的检测单元，可以通过检测单元来检测定位销体22以及导管的位置来实现导管的自动拿取以及防止，使安装更加方便快捷。

作为优选的，存放平台21与主机体1之间还设置有高度调节机构4，高度调节机构4包括多个设置在存放平台21侧面的竖直立杆、设置在主机体1前端处用于容纳竖直立杆的调节套，以及设置在存放平台21与主机体1的升降液压缸，升降液压缸一端铰接在存放平台21上另一端连接在主机体1的前端处，可以通过竖直立杆与调节套的作用限定存放平台21的滑动方向，并通过升降液压缸提供升降的动力。在不工作时可以将存放平台21升起，方便主机体1的行走。同时在工作时可以根据施工位置的高度对存放平台21的高度进行调整，使整个灌桩施工更加方便。

上述特征定位销体22可以采用如图6所示结构。参见图6，定位销体22均包括安装盘体、设置在安装盘体顶面上的第一支撑板、以及设置在安装盘体顶面上的第二支撑板，且第一支撑板与第二支撑板相互交叉设置。具体的，第一支撑板与安装盘体相互垂直设置，第二支撑板也与安装盘体相互垂直设置，并且第一支撑板与第二支撑板也相互垂直设置，其中第一支撑板与第二支撑板均通过焊接固定在安装盘体上，安装盘体可以通过紧固件进行固定。

作为优选的， 第一支撑板与第二支撑板的顶部均设置有导向斜边，导向斜边的设置可在定位销体22的顶部形成导向部，方便定位销体22插入导管内。

一些可能的实现方式中，如图1与图5所示，卡紧单元7包括位于安装过孔侧面且铰接在桩位平台3顶面上的第一限位板71、以及位于安装过孔另一侧且铰接在桩位平台3顶面上的第二限位板72，第一限位板71与第二限位板72上均设置有让位槽73，两个让位槽73组成用于导管主体通过的让位过孔。具体的，在导管通过安装过孔时可以通过翻转第一限位板71与第二限位板72，使第一限位板71与第二限位板72上的让位槽73相互靠近组成让位过孔，让位过孔的尺寸大于导管主体尺寸但是小于导管端部处的法兰尺寸，这样在导管通过让位过孔时，法兰就会卡装在让位过孔处，从而便于将新的导管与现有导管进行连接。当导管连接完毕后可以通过反向翻转第一限位板71与第二限位板72，将安装过孔露出使导管可以顺利的下降。

一些可能的实现方式中，如图1与图2所示，主机体1上还设置有用于挖掘作业坑的挖掘机构8、及用于清洗基桩孔的反循环泥浆泵9。具体的，通过设置有挖掘机构8与反循环泥浆泵9，实现挖护筒坑，下护筒、洗桩、吊钢筋笼、全自动灌桩一体机作业功能。将省去挖掘机、吊车、反循环洗桩机等几种机械围绕一个桩孔位置的多次稳机、作业、撤场周转，大大节省成桩时间，节省多次机械搬运的燃油消耗，充分利用该机一次稳机，完成除钻桩外的所有桩孔成桩工序，不仅大大提高本发明设备利用率，本发明一体式灌桩机还能完全根据桩孔各工序要求特点形成适配度极高的动力、控制、操作单元。基本特点1、配备0.3m挖斗，作为专挖3米直径，深度1.5米护筒坑和吊下护筒。省去专业大型挖掘机，挖小护筒坑作业，节省设备费用和大挖机的消耗。2、配备的反循环泵用于要求严格桩成孔后，灌桩前的清孔。清水或泥浆自孔口流进孔内，反循环泵的抽吸胶管放入孔底，泵抽吸孔底泥浆并将钻孔时掉落、残留在孔底的土块、卵砾石抽到泵内，排到地面。孔底清干净后在进行灌桩工艺。3、全自动吊装导管、拆卸导管，省去人工作业，提高接卸效率。导管的上提速度和抖动通过液压控制实现，更加精确和便于控制，更好的确保灌注桩的质量。4、钢筋笼伸缩吊臂，吊装长度12米的钢筋笼。节省作业现场25吨标准汽车吊的使用。5、配备灌无忧等灌桩检测控制元件，更好的检测灌注量。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种灌桩机，其特征在于，包括：

主机体，所述主机体上设置有存放机构；所述存放机构包括设置在所述主机体上的存放平台、多个设置在存放平台上的定位销体，所述定位销体之间相互间隔设置，所述定位销体用于插入到导管内部保持导管竖直放置；

桩位平台，设置在所述主机体的前端，所述桩位平台上还设置有用于导管通过的安装过孔，所述安装过孔处还设置有用于将导管卡紧的卡紧单元；所述卡紧单元包括位于所述安装过孔侧面且铰接在桩位平台顶面上的第一限位板、以及位于所述安装过孔另一侧且铰接在桩位平台顶面上的第二限位板，所述第一限位板与所述第二限位板上均设置有让位槽，两个让位槽组成用于导管主体通过的让位过孔；

导管夹取机构，设置在所述主机体上且位于存放机构的侧面，用于将所述存放机构上放置的导管移动到所述安装过孔处并使导管处于竖直状态；所述导管夹取机构包括设置在主机体上的升降部件、转动设置在所述升降部件顶部处的水平横杆、滑动设置在所述水平横杆上的滑动部件、以及设置在所述滑动部件上的夹持单元；所述夹持单元包括两个中部铰接设置在所述滑动部件上的夹持臂、以及用于驱动两个夹持臂相互张开或闭合的夹持缸，所述夹持缸的驱动端与所述夹持臂之间均设置有驱动连杆；

拆卸与安装机构，位于所述桩位平台的上方，且设置在所述主机体的前端，用于转动位于所述安装过孔处的导管并将导管与其他导管连接；

所述拆卸与安装机构包括设置在所述主机体前端的安装杆体、两个铰接设置在所述安装杆体上的工作臂、设置在安装杆体上用于驱动两个工作臂转动的工作缸体、以及设置所述工作臂的内壁上的扭动单元，所述扭动单元用于驱动两工作臂之间的导管转动，所述安装杆体内部为中空结构，所述安装杆体的内部还滑动设置有伸缩支架，所述工作臂铰接设置在所述伸缩支架上，并且所述扭动单元与所述工作缸体均设置在所述伸缩支架上；所述扭动单元包括多个设置在所述工作臂上的转动轮、绕设在所述转动轮上的转动链圈、以及用于驱动转动链圈转动的主动链轮，所述转动链圈在转动轮的作用下沿工作臂长度方向运动，所述伸缩支架上还设置有用于驱动所述主动链轮转动的转动电机；所述安装杆体的另一端铰接设置在主机体的前端，所述主机体上设置驱动安装杆体摆动的摆动单元。

2.如权利要求1所述的灌桩机，其特征在于，所述定位销体均包括安装盘体、设置在所述安装盘体顶面上的第一支撑板、以及设置在所述安装盘体顶面上的第二支撑板，且所述第一支撑板与所述第二支撑板相互交叉设置。

3.如权利要求1至2任一项所述的灌桩机，其特征在于，所述主机体上还设置有用于挖掘作业坑的挖掘机构、及用于清洗基桩孔的反循环泥浆泵。

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