CN116122278A - 一种钢管桩沉桩方法及其沉桩设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉一种钢管桩沉桩方法及其沉桩设备，涉及钢管桩施工技术领域；其包括如下步骤：在目标沉桩位置安装导向架，在导向架上绕卷吊绳；在钢管桩两端分别开设起吊孔，在每一起吊孔内插设吊钩，将其中一端的吊钩连接起吊机，将另一端的吊钩连接吊绳，将吊绳另一端绕卷于导向架上；启动起吊机起吊钢管桩，收卷导向架上的吊绳，以使得钢管桩下端在自重作用和吊绳牵拉下插入导向架内；将钢管桩底端的吊钩脱离起吊孔，将钢管桩贯穿导向架并插入土内；捶击钢管桩，并通过搭载有摄像头的无人机实时监控，直至将钢管桩捶击至土内标高位置。本申请具有提高对钢管桩的吊运和捶打效率，继而提高钢管桩沉桩施工效率的效果。

Description

一种钢管桩沉桩方法及其沉桩设备

技术领域

本申请涉及钢管桩施工技术领域，尤其是涉及一种钢管桩沉桩方法及其沉桩设备。

背景技术

在海上码头施工过程中，打设钢管桩是较为常见的施工项目；现有钢管桩打桩施工方法一般包括如下步骤：在目标施工位置安装导向架；起吊钢管桩，将钢管桩下端穿过导向架中部预留的导向孔，并插入土中，稳定后通过捶击设备对钢管桩顶部捶击，以使得钢管桩在捶击过程中下沉至土体内，在此过程中，通过导向架对钢管桩的下移进行限位，使得钢管桩保持指定垂直度，当钢管桩顶部没入导向架顶部后，吊起下一根桩进行捶击，重复以上步骤，直至将指定数量的钢管桩捶击至地下完成施工。

针对上述中的相关技术，发明人发现通过吊车起吊钢管桩的过程中，一般在吊车端部通过吊绳连接吊钩，将吊钩插入钢管桩端部预先开设的通孔内，然后将钢管桩运送至导向架上方，而在将钢管桩插入导向孔内的过程中，由于钢管桩易晃动，且当钢管桩长度较长时，施工人员不易快速将钢管桩下端对准导向孔并插入导向孔内，导致施工效率低下。

发明内容

为了提高钢管桩沉桩施工效率，本申请提供一种钢管桩沉桩方法及其沉桩设备。

第一方面，本申请提供的一种钢管桩沉桩方法，采用如下的技术方案：

一种钢管桩沉桩方法，包括如下步骤：

在目标沉桩位置安装导向架，在导向架上绕卷吊绳；

在钢管桩两端分别开设起吊孔，在每一起吊孔内插设吊钩，将其中一端的吊钩连接起吊机，将另一端的吊钩连接吊绳，将吊绳另一端绕卷于导向架上；

启动起吊机起吊钢管桩，收卷导向架上的吊绳，以使得钢管桩下端在自重作用和吊绳牵拉下插入导向架内；

将钢管桩底端的吊钩脱离起吊孔，将钢管桩贯穿导向架并插入土内；

捶击钢管桩，并通过搭载有摄像头的无人机实时监控，直至将钢管桩捶击至土内标高位置。

通过采用上述技术方案，通过在钢管桩两端分别开设起吊孔，使用起吊机来将钢管桩起吊至竖直状态，然后预先将与钢管桩底端相连的吊钩连接吊绳，并将该吊绳绕卷固定于导向架顶端，在通过起吊机来起吊钢管桩的过程中，导向架上的吊绳将处于被释放状态，而当钢管桩被起吊至导向架上方时，可通过绕卷吊绳来使得钢管桩底端在吊绳的拉动下移动至导向架下方，此时操控起吊机的施工人员可以根据钢管桩底端的移动位置来控制起吊机，以使得钢管桩保持竖直状态，从而使得钢管桩可以快速移动至导向架上方，当钢管桩在其自重作用以及吊绳牵拉作用下插入导向架内时，将钢管桩底端的吊钩抽出起吊孔，此时紧靠钢管桩顶部的起吊机支撑钢管桩穿过导向架并插入土中，最后再将该钢管桩捶击至土内标高位置。

第二方面，本申请公开了第一方面中的钢管桩沉桩方法所采用的钢管桩沉桩设备，包括起吊机、导向架、吊绳、吊钩、放卷组件，以及捶击组件；所述导向架沿其高度方向开设有供钢管桩穿过的导向孔，所述吊绳其中一端绕卷于导向架上，另一端连接于吊钩，所述放卷组件用于释放或绕卷吊绳，所述钢管桩两端分别对称开设有供吊钩插设起吊孔，所述捶击组件用于锤击钢管桩顶壁。

通过采用上述技术方案，将起吊机的起吊部位预设的吊钩插入钢管桩其中一端的起吊孔内，然后通过放卷组件释放吊绳，将导向架上的吊钩插入钢管桩另一端的起吊孔内，接着在通过起吊机起吊钢管桩时，通过放卷组件继续释放吊绳，当钢管桩被吊运至导向架上方时，通过放卷组件收卷吊绳，此时钢管桩在吊绳的牵拉之下移动至插入导向孔内，实现将钢管桩下端快速、准确插入导向孔内、提高施工效率的效果。

作为优选，所述导向架侧壁贯穿开设有供吊绳和吊钩贯穿的换向孔，所述换向孔贯穿导向架顶部，所述放卷组件包括转动连接于导向架上的绕杆，用于驱动绕杆转动的放卷电机，以及设置于导向架上的让位杆；所述让位杆设置于换向孔内，所述放卷组件还包括第一移动件，所述第一移动件用于带动让位杆移动，以启闭换向孔。

通过采用上述技术方案，吊绳与吊钩相连的一端可穿过换向孔并位于导向架远离绕杆处的一侧，方便在绕卷吊绳时，将钢管桩牵引至插入导向孔内，而当需要将钢管桩底部的吊钩脱离起吊孔时，为了方便对吊钩和吊绳进行集中统一收纳，可以通过第一移动件带动让位杆移动，以打开换向孔，方便吊钩和吊绳穿过换向孔并移动至与绕杆同侧的位置。

作为优选，所述导向架内还对称设置有限位夹板，所述限位夹板之间预留有供钢管桩插设的让位空间，所述限位夹板相互朝向处的侧壁设置有助滑球，所述第一移动件还用于控制限位夹板朝相互靠近或远离的方向移动。

通过采用上述技术方案，当钢管桩底端脱离与吊钩的连接之后，通过第一移动件带动相互对称的限位夹板朝相互靠近的方向移动，从而缩小供钢管桩插设的让位空间大小，以通过限位夹板来对钢管桩进行限位作用，减少钢管桩在下沉过程中晃动的情况，此外，助滑球的设置可以减小限位夹板对钢管桩下沉时对钢管桩的移动阻力。

作为优选，所述第一移动件、让位杆以及限位夹板三者一一对应设置，所述第一移动件包括转动连接于导向架上的丝杆、用于驱动丝杆转动的马达、螺纹套接于丝杆上的顶推板、连接于限位夹板与导向架之间的支撑弹簧、转动连接于导向架内的转杆、设置于转杆与导向架转动连接处的第一扭簧；所述顶推板与对应的限位夹板侧壁共同设置有让位面，所述支撑弹簧的伸缩方向平行于限位夹板的移动方向，所述转杆其中一端连接于让位杆，另一端位于抵推板移动方向的延长线上；所述第一扭簧其中一端连接于导向架上，另一端连接于转杆上。

通过采用上述技术方案，启动马达带动顶推板朝靠近限位夹板的方向移动，当顶推板与对应限位夹板的让位面相贴合时，顶推板继续移动并顶推限位夹板，以使得限位夹板朝远离顶推板的方向移动，即使得限位夹板朝相互靠近的方向移动，而在顶推板移动过程中，顶推板顶推转杆端部，以使得转杆转动，转杆转动时带动让位杆转动，以使得让位杆与换向孔内壁之间留出供吊绳穿过的空隙，方便吊绳带动吊钩脱离钢管桩底部的起吊孔。

作为优选，所述捶击组件包括支撑架、设置于支撑架内的捶击件、对称设置于支撑架下端的定位插杆，以及用于驱动插杆插入起吊孔内的第二移动件；所述支撑架顶部连接于起吊机的起吊部位，所述捶击件用于对钢管桩进行锤击，所述定位插杆与钢管桩顶部的起吊孔一一对应设置。

通过采用上述技术方案，当钢管桩下端贯穿导向架并插入土内之后，通过起吊机起吊支撑架，将支撑架移动至套接于钢管桩顶部，然后通过第二移动件带动定位插杆插入起吊孔内，以实现对钢管桩的定位，使钢管桩在受捶击件捶击时与捶击件的捶击部位始终处于同一轴线上。

作为优选，所述第二移动件包括套接于定位插杆外部的套管、设置于套管与定位插杆之间的对接弹簧、用于检测定位插杆与套管之间伸缩总长的检测模块、电连接于检测模块的控制器，以及用于驱动定位插杆以钢管桩为中心转动的转动件；所述转动件电连接于控制器，所述控制器用于控制转动件转动，并接收检测模块所检测的数据，还用于在检测数据为预设数据时，控制转动件停止转动。

通过采用上述技术方案，在起吊支撑架之前，事先根据钢管桩的管径调节定位插杆与套管的之间的伸缩总长，以使得在对接弹簧未形变时，定位插杆可以插入起吊孔内，当通过起吊机将支撑架起吊至钢管桩顶部后，由于支撑架移动至钢管桩顶部之后不一定能够使得定位插杆恰好对准起吊孔，若定位插杆未插入起吊孔内，那么此时定位插杆势必会在钢管桩的外周壁的抵压下处于插入套管内，以使得对接弹簧处于收缩状态，此时检测模块实时检测定位插杆远离套管处的一端距离套管端部的伸缩总长，并将该数据发送至控制器，控制器内预存储有对接弹簧未形变时所对应的定位插杆端部距离套管端部的伸缩总长，控制器可以将检测模块所检测的上述数据与预存储的数据进行比对，若比对不一致，则说明插杆未对准起吊孔，此时控制器将控制转动件带动定位插杆转动，定位插杆在转动过程中将在对接弹簧的带动下自动插入起吊孔内，当插入起吊孔内时，检测模块所检测的数据将与预存储的伸缩总长数据相一致，此时控制器将控制转动件停止转动，实现定位插孔与起吊孔的自动定位。

作为优选，所述支撑架上还设置有盖板，所述盖板贴合于钢管桩顶壁，所述盖板朝向钢管桩处的侧壁设置有加强杆，所述加强杆其中一端连接于盖板，另一端抵接于钢管桩内壁，所述加强杆、盖板与钢管桩之间围合成三角结构。

通过采用上述技术方案，当将支撑架起吊至钢管桩顶部时，盖板盖合于钢管桩顶部，且加强杆插设于钢管桩内部，此时加强杆、盖板与钢管桩内壁共同围合成三角结构，三角结构的稳定性高，从而加强了支撑架对钢管桩的夹持稳定性和限位效果，盖板的加设增大了捶击件与钢管桩顶部的接触面积，以使得捶击件的捶击力能够经盖板稳定传导至钢管桩顶部，从而实现对钢管桩的稳定捶击。

作为优选，所述捶击件包括驱动电机、连动板、捶击杆；所述连动板转动连接于支撑架内；所述连动板每端均对应一个捶击杆，所述捶击杆插设于连动板端部，每一所述捶击杆侧壁均设置有固定杆，所述捶击杆端部开设有供所述固定杆插设的限位孔，所述驱动电机连接于支撑架上，且用于驱动连动板以连动板与支撑架的转动连接处为中心转动。

通过采用上述技术方案，通过驱动电机正反转来使得多个捶击杆实现对钢管桩的交替捶击，以便在其中一个捶击杆上移时，另一捶击杆恰好下移实现捶击，提高对捶击效率。

作为优选，所述捶击件还包括横向液压缸和滑移板，所述驱动电机、连动板、捶击杆均设置于滑移板上，所述横向液压缸驱动端连接于滑移板，以用于驱动滑移板滑移，以使得捶击杆交替移动至钢管桩中轴线上。

通过采用上述技术方案，在通过两个捶击杆交替捶击时，通过横向液压缸带动两个捶击杆移动，以使得两个捶击杆交替移动至钢管桩中轴线上，以使得捶击杆能够捶击在钢管桩中轴线处的顶壁上，进而使得钢管桩可以沿其中轴线方向稳定下沉，避免产生偏心捶击的情况。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在导向架上设置吊绳，在通过起吊机吊运钢管桩的过程中，通过放卷组件绕卷吊绳来实现对钢管桩底端进行牵引，以将钢管桩底部牵拉至插入导向架的导向孔内，实现钢管桩快速且准确地插入导向孔内的效果；

2.通过设置多个捶击杆来实现对钢管桩顶部中心位置的交替捶击，提高对钢管桩的捶击施工效率。

附图说明

图1是实施例中一种钢管桩沉桩方法所采用的钢管桩沉桩设备的结构示意图。

图2是图1中A处结构的放大示意图。

图3是实施例中用于体现让位杆与转杆之间位置关系的剖视图。

图4是实施例中用于体现第一移动件与导向架之间位置关系的剖视图。

图5是实施例中用于体现支撑架内部结构的示意图。

图6是实施例中用于体现盖板与支撑板之间位置关系的剖视图。

图7是图5中B处结构的放大示意图。

附图标记说明：1、导向架；11、导向孔；12、换向孔；13、限位夹板；131、助滑球；14、放卷组件；141、放卷电机；142、让位杆；143、第一移动件；1431、丝杆；1432、马达；1433、顶推板；1434、支撑弹簧；1435、转杆；1436、第一扭簧；1437、让位面；144、吊绳；145、吊钩；146、绕杆；2、起吊机；3、捶击组件；31、支撑架；311、盖板；312、加强杆；313、支撑板；32、捶击件；321、驱动电机；322、连动板；3221、限位槽；3222、限位孔；323、捶击杆；324、横向液压缸；325、滑移板；326、固定杆；33、定位插杆；34、第二移动件；341、套管；342、对接弹簧；343、检测模块； 345、转动件；4、钢管桩；41、起吊孔。

具体实施方式

本申请实施例公开了一种钢管柱沉桩方法，用于将钢管桩4输送、捶击并沉入至指定位置；其具体包括如下步骤：

S101，在目标沉桩位置安装导向架1，在导向架1上绕卷吊绳144；

S102，在钢管桩4两端分别开设起吊孔41，在每一起吊孔41内插设吊钩145，将其中一端的吊钩145连接起吊机2，将另一端的吊钩145连接吊绳144，将吊绳144另一端绕卷于导向架1上；

S103，启动起吊机2起吊钢管桩4，收卷导向架1上的吊绳144，以使得钢管桩4下端在自重作用和吊绳144牵拉下插入导向架1内；

S104，将钢管桩4底端的吊钩145脱离起吊孔41，将钢管桩4贯穿导向架1并插入土内；

S105，捶击钢管桩4，并通过搭载有摄像头的无人机实时监控，直至将钢管桩4捶击至土内标高位置。

在实施中，由于当钢管桩4被起吊机2吊起之后，不易使得钢管桩4下端快速对准并插入导向架1的导向孔11内，以使得钢管桩4沿导向孔11插入低下，因此，本申请通过在导向架1上安装吊绳144以及与吊绳144相连的吊钩145，并在钢管桩4端部开设供该吊钩145插设的起吊孔41，相应的，在沉桩时，可以将起吊机2起吊端预设的吊钩145插入钢管桩4其中一端的起吊孔41内，将与吊绳144相连的吊钩145插入钢管桩4另一端的起吊孔41内，通过放卷组件14释放吊绳144，通过起吊机2起吊钢管桩4，吊装使用350t履带吊，起吊机2起吊端预设的吊绳与钢管桩4轴线方向的夹角为45°，当钢管桩4被吊起时，通过放卷组件14收卷吊绳144，以使得钢管桩4下端在吊绳144的牵引下插入导向孔11内，实现钢管桩4与导向孔11的快速定位，此时控制起吊机2的操控人员方可带动钢管桩4上端移动，以使得钢管桩4呈竖直状态插入导向孔11内，然后再对钢管桩4顶部进行捶击。

本实施例中的捶击方式可以为：起吊机2吊起EP270振动锤，在起吊过程中，通过振动锤夹钳夹牢钢管桩4顶端，此过程通过搭载有摄像头的无人机进行监控，以确保振动锤夹住钢管桩4顶部，再用2台全站仪呈90度角交汇将钢管桩4定准位置后启动振动锤开始沉桩。沉桩过程中测量人员实时检测桩位垂直度情况，如有偏差，测量人员立即通知沉桩专职指挥人员进行调整。如若起吊机2无法调整，则使用工作吊篮将操作人员和钢丝绳卸扣起吊至钢管桩4顶部位置，将起吊机2上的吊钩重新安装入起吊孔41之中并系挂吊缆，并将吊缆挂在履带吊吊钩之上，人员落地后履带吊将钢管桩4拔起，重新沉桩，直到符合设计要求为止。

当振动锤无法再将钢管桩继续振动下沉时，吊起下一根桩进行施打，重复以上步骤，直至第五根施打至导向架1顶部（导向架1安装一次最多能打5根钢管桩4）。拆除导向架1，使用柴油锤将钢管桩4逐根插打至设计标高。

本申请另一实施例公开一种钢管桩沉桩设备。以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，钢管桩4沉桩设备包括起吊机2、导向架1、吊绳144、吊钩145、放卷组件14和捶击组件3；起吊机2用于起吊钢管桩4，钢管桩4两端处的侧壁均对称的贯穿开设有起吊孔41（参照图5），本实施例中，钢管桩4每一端均对应两个起吊孔41，导向架1安装于待沉桩的目标沉桩位置，导向架1沿竖直方向设置，导向架1中部开设有供钢管桩4插设的导向孔11；放卷组件14设置于导向架1上，放卷组件14用于绕卷或释放吊绳144，吊绳144另一端连接于吊钩145。

参照图2和图3，放卷组件14包括绕杆146、放卷电机141、让位杆142以及第一移动件143；放卷电机141壳体安装于导向架1侧壁，放卷电机141驱动端焊接于绕杆146端壁，吊绳144其中一端绕接于绕杆146上，另一端贯穿导向架1并与吊钩145相连，导向架1侧壁贯穿开设有供吊绳144和吊钩145贯穿的换向孔12，换向孔12贯穿导向架1顶壁。

参照图2和图3，第一移动件143包括丝杆1431、马达1432、顶推板1433、支撑弹簧1434、转杆1435以及第一扭簧1436，让位杆142其中一端插设于换向孔12内，另一端连接于转杆1435端壁，转杆1435通过转轴转动连接于导向架1内部，第一扭簧1436套接于转轴上，且第一扭簧1436其中一端焊接于转杆1435侧壁，另一端焊接于导向架1内壁，第一扭簧1436未形变时，转杆1435长度方向垂直于导向架1高度方向，且此时让位杆142端壁贴合于换向孔12内壁，以使得换向孔12被让位杆142分割为上下互不连通的两部分，此时吊绳144和吊钩145无法贯穿导向架1并移动至放卷电机141一侧。

参照图2和图3，马达1432壳体安装于导向架1顶部，马达1432驱动端焊接于丝杆1431端部，丝杆1431转动连接于导向架1内部，顶推板1433螺纹套接于丝杆1431上，当马达1432带动丝杆1431转动时，顶推板1433可以沿丝杆1431长度方向滑移，且转杆1435远离让位杆142处的一端位于顶推板1433移动方向的延长线上，即，当顶推板1433下移并下压转杆1435时，转杆1435转动，让位杆142将在转杆1435的带动下转动，此时让位杆142端壁脱离与换向孔12内壁的接触，让位杆142端部与换向孔12内壁之间留出供吊绳144和吊钩145穿过的间隙，使得吊绳144和吊钩145可以移动至与放卷电机141同侧的位置，实现吊钩145与钢管桩4下端的脱离。

参照图2、图3和图4，导向架1靠近导向孔11处的侧壁对称的安装有限位夹板13，限位夹板13为两个，两个限位夹板13之间预留有供钢管桩4穿过的空间，且两个限位夹板13相互朝向的侧壁设有与钢管桩4周壁适配贴合的弧面，限位夹板13靠近弧面的位置嵌置有助滑球131，助滑球131转动连接于限位夹板13侧壁，以减小限位夹板13与钢管桩4接触面上的摩擦，减小限位夹板13对钢管桩4下沉时的阻力。

参照图3和图4，限位夹板13端部插设于导向架1侧壁，且限位夹板13与导向架1之间共同连接有支撑弹簧1434，支撑弹簧1434伸缩方向垂直于导向架1高度方向；限位夹板13、第一移动件143和让位杆142一一对应设置，限位夹板13与对应的顶推板1433两者相互靠近处的侧壁均设置有让位面1437，限位夹板13通过让位面与对应顶推板1433实现贴合，且当顶推板1433下移时，限位夹板13将在让位面和顶推板1433的顶推作用下朝远离顶推板1433的方向移动，以使得两个限位夹板13相互靠近并与钢管桩4外周壁相贴合，以实现对钢管桩4的限位。

参照图5和图6，捶击组件3包括支撑架31、捶击件32、定位插杆33以及第二移动件34，第二移动件34包括套管341、对接弹簧342、检测模块343、控制器以及转动件345。支撑架31内部安装有支撑板313，支撑板313侧壁插设于支撑架31内壁，且支撑架31内壁设置有弹簧来实现对支撑板313的支撑，且弹簧伸缩方向平行于支撑架31高度方向，以使得支撑板313可以沿支撑架31高度方向滑移，该弹簧具体可以为橡胶弹簧；支撑板313下表面转动连接有盖板311，盖板311横截面为圆形，转动件345具体为马达，以用于驱动盖板311转动。

参照图5和图6，定位插杆33个数为2，套管341、对接弹簧342、定位插杆33以及检测模块343四者一一对应设置，套管341套接于定位插杆33外部，且对接弹簧342焊接于套管341内部端壁与定位插杆33端壁之间，对接弹簧342伸缩方向平行于定位插杆33长度方向，每一套管341端壁还垂直焊接有伸缩管，两个伸缩管共同螺纹套接有双向丝杆1431，且双向丝杆1431每一端均对应一个伸缩管，双向丝杆1431转动连接于盖板311内，盖板311内嵌置有用于驱动双向丝杆1431转动的马达，可根据钢管桩4的外径来控制双向丝杆1431转动，进而调节两个定位插杆33之间距离，以使得定位插杆33可以插入钢管桩4的起吊孔41内。

参照图5和图6，检测模块343具体可以为测距传感器，以用于检测定位插杆33靠近套管341处的一端端壁距离套管341内部端壁之间的距离，即用于检测对接弹簧342的长度，检测模块343电连接于控制器，转动件345受控于控制器，控制器具体可以为PLC控制器，通过检测模块343将上述检测数据传送至控制器，控制器将检测数据与预存储的数据进行比对，预存储的数据具体为对接弹簧342未形变时的对接弹簧342的长度。

在起吊支撑架31前，可以先根据钢管桩4的外径将两个定位插杆33之间的距离调整至小于钢管桩4的外径的程度，接着将支撑架31套接于钢管桩4顶部，在此过程中，定位插杆33受到钢管桩4顶部周壁的抵压而使得定位弹簧收缩，当定位插杆33下移至与起吊孔41处于同一高度时，控制器开始接收检测模块343所检测的数据，若此时起吊孔41恰好位于定位插杆33长度方向的延长线上，即检测数据等于预存储的数据，那么此时定位插杆33将在收缩的对接弹簧342的带动下自动插入起吊孔41内，如若此时起吊孔41不位于定位插杆33长度方向的延长线上，即，此时检测模块343所检测的对接弹簧342的长度数据小于预存储的对接弹簧342长度数据，此时控制器将控制转动件345带动盖板311和定位插杆33转动，若在定位插杆33转动过程中，检测模块343的检测数据等于预存储的对接弹簧342长度，那么说明定位插杆33在转动过程中插入起吊孔41内，此时控制器将控制转动件345停止转动，实现定位插杆33与起吊孔41的自动定位插设。

参照图5和图6，盖板311下表面还焊接有加强杆312，加强杆312相对竖直方向倾斜设置，当定位插杆33插入起吊孔41内时，盖板311下表面贴合于钢管桩4顶壁，且加强杆312插入钢管桩4内部，并贴合于钢管桩4内壁，盖板311下表面、钢管桩4内壁以及加强杆312三者共同围合成三角结构。

参照图5和图7，捶击件32包括横向液压缸324、滑移板325，以及设置于滑移板325上的驱动电机321、连动板322、第二扭簧、捶击杆323；横向液压缸324缸体安装于支撑架31内壁，横向液压缸324驱动端焊接于滑移板325侧壁，滑移板325滑移连接于支撑架31内，且滑移板325的滑移方向垂直于钢管桩4轴线方向；连动板322通过销轴转动连接于滑移板325侧壁，第二扭簧套接于销轴上，且第二扭簧其中一端连接于滑移板325上，另一端焊接于销轴侧壁，第二扭簧未形变时，连动板322处于水平状态，驱动电机321壳体安装于滑移板325侧壁，驱动电机321驱动端连接于销轴端部。

参照图5和图7，捶击杆323个数为2，且捶击杆323滑移连接于滑移板325上，捶击杆323滑移方向平行于钢管桩4轴线方向，连动板322位于两个捶击杆323之间，连动板322端部开设有供每一捶击杆323插设的限位槽3221，捶击杆323侧壁还一体成型有固定杆326，连动板322靠近限位槽3221处的侧壁上开设有供固定杆326插设的限位孔3222。

本申请实施例一种钢管桩沉桩设备的实施原理为：在目标沉桩位置安装导向架1，通过放卷组件14释放吊绳144，将导向架1上的吊钩145穿过换向孔12并插入钢管桩4其中一端的起吊孔41内，将起吊机2起吊端预设的吊钩145插设于钢管桩4另一端的起吊孔41内，然后通过起吊机2起吊钢管桩4，当钢管桩4被吊起后，通过放卷组件14收卷吊绳144，以使得钢管桩4下端被吊绳144牵拉并插入导向架1的导向孔11内，使钢管桩4下端快速对准并插入导向孔11内，接着控制起吊机2带动钢管桩4上端移动至导向架1上方，以使得导向架1处于竖直状态，再通过人工手动攀爬至导向架1上，并将吊钩145拆离钢管桩4下端，启动导向架1上的马达1432，以使得限位夹板13贴合于钢管桩4外周壁；

然后通过起吊机2带动钢管桩4下移穿过导向架1并插入地下，再将起吊机2起吊端脱离钢管桩4顶部处的起吊孔41，通过起吊机2将支撑架31起吊至套设于钢管桩4顶部，通过检测模块343、控制器以及转动件345带动定位插杆33插入钢管桩4顶部处的起吊孔41内，此时恰好有一个捶击杆323位于钢管桩4中轴线上，最后启动驱动电机321和横向液压缸324，驱动电机321正转带动位于钢管桩4中轴线上的捶击杆323捶击于支撑板上，支撑板和盖板311将捶击力传递至钢管桩4顶壁，钢管桩4下沉，起吊机2带动支撑架31随钢管桩4的下沉而下移，驱动电机321翻转带动该捶击杆323上移时，横向液压缸324带动另一捶击杆323朝钢管桩4中轴线上移动，且当另一捶击杆323恰好移动至钢管桩4中轴线上时，该捶击杆323恰好捶击于钢管桩4顶部，实现两个捶击杆323的交替捶击。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢管桩沉桩方法，其特征在于：包括如下步骤：

在目标沉桩位置安装导向架(1)，在导向架(1)上绕卷吊绳(144)；

在钢管桩(4)两端分别开设起吊孔(41)，在每一起吊孔(41)内插设吊钩(145)，将其中一端的吊钩(145)连接起吊机(2)，将另一端的吊钩(145)连接吊绳(144)，将吊绳(144)另一端绕卷于导向架(1)上；

启动起吊机(2)起吊钢管桩(4)，收卷导向架(1)上的吊绳(144)，以使得钢管桩(4)下端在自重作用和吊绳(144)牵拉下插入导向架(1)内；

将钢管桩(4)底端的吊钩(145)脱离起吊孔(41)，将钢管桩(4)贯穿导向架(1)并插入土内；

捶击钢管桩(4)，并通过搭载有摄像头的无人机实时监控，直至将钢管桩(4)捶击至土内标高位置。

2.根据权利要求1所述的钢管桩沉桩方法所采用的钢管桩沉桩设备，其特征在于：包括起吊机(2)、导向架(1)、吊绳(144)、吊钩(145)、放卷组件(14)，以及捶击组件(3)；所述导向架(1)沿其高度方向开设有供钢管桩(4)穿过的导向孔(11)，所述吊绳(144)其中一端绕卷于导向架(1)上，另一端连接于吊钩(145)，所述放卷组件(14)用于释放或绕卷吊绳(144)，所述钢管桩(4)两端分别对称开设有供吊钩(145)插设起吊孔(41)，所述捶击组件(3)用于锤击钢管桩(4)顶壁。

3.根据权利要求2所述的钢管桩沉桩设备，其特征在于：所述导向架(1)侧壁贯穿开设有供吊绳(144)和吊钩(145)贯穿的换向孔(12)，所述换向孔(12)贯穿导向架(1)顶部，所述放卷组件(14)包括转动连接于导向架(1)上的绕杆(146)，用于驱动绕杆(146)转动的放卷电机(141)，以及设置于导向架(1)上的让位杆(142)；所述让位杆(142)设置于换向孔(12)内，所述放卷组件(14)还包括第一移动件(143)，所述第一移动件(143)用于带动让位杆(142)移动，以启闭换向孔(12)。

4.根据权利要求3所述的钢管桩沉桩设备，其特征在于：所述导向架(1)内还对称设置有限位夹板(13)，所述限位夹板(13)之间预留有供钢管桩(4)插设的让位空间，所述限位夹板(13)相互朝向处的侧壁设置有助滑球(131)，所述第一移动件(143)还用于控制限位夹板(13)朝相互靠近或远离的方向移动。

5.根据权利要求4所述的钢管桩沉桩设备，其特征在于：所述第一移动件(143)、让位杆(142)以及限位夹板(13)三者一一对应设置，所述第一移动件(143)包括转动连接于导向架(1)上的丝杆(1431)、用于驱动丝杆(1431)转动的马达(1432)、螺纹套接于丝杆(1431)上的顶推板(1433)、连接于限位夹板(13)与导向架(1)之间的支撑弹簧(1434)、转动连接于导向架(1)内的转杆(1435)、设置于转杆(1435)与导向架(1)转动连接处的第一扭簧(1436)；

所述顶推板(1433)与对应的限位夹板(13)侧壁共同设置有让位面(1437)，所述支撑弹簧(1434)的伸缩方向平行于限位夹板(13)的移动方向，所述转杆(1435)其中一端连接于让位杆(142)，另一端位于抵推板移动方向的延长线上；所述第一扭簧(1436)其中一端连接于导向架(1)上，另一端连接于转杆(1435)上。

6.根据权利要求2所述的钢管桩沉桩设备，其特征在于：所述捶击组件(3)包括支撑架(31)、设置于支撑架(31)内的捶击件(32)、对称设置于支撑架(31)下端的定位插杆(33)，以及用于驱动插杆插入起吊孔(41)内的第二移动件(34)；所述支撑架(31)顶部连接于起吊机(2)的起吊部位，所述捶击件(32)用于对钢管桩(4)进行锤击，所述定位插杆(33)与钢管桩(4)顶部的起吊孔(41)一一对应设置。

7.根据权利要求6所述的钢管桩沉桩设备，其特征在于：所述第二移动件(34)包括套接于定位插杆(33)外部的套管(341)、设置于套管(341)与定位插杆(33)之间的对接弹簧(342)、用于检测定位插杆(33)与套管(341)之间伸缩总长的检测模块(343)、电连接于检测模块(343)的控制器，以及用于驱动定位插杆(33)以钢管桩(4)为中心转动的转动件(345)；所述转动件(345)电连接于控制器，所述控制器用于控制转动件(345)转动，并接收检测模块(343)所检测的数据，还用于在检测数据为预设数据时，控制转动件(345)停止转动。

8.根据权利要求6所述的钢管桩沉桩设备，其特征在于：所述支撑架(31)上还设置有盖板(311)，所述盖板(311)贴合于钢管桩(4)顶壁，所述盖板(311)朝向钢管桩(4)处的侧壁设置有加强杆(312)，所述加强杆(312)其中一端连接于盖板(311)，另一端抵接于钢管桩(4)内壁，所述加强杆(312)、盖板(311)与钢管桩(4)之间围合成三角结构。

9.根据权利要求6所述的钢管桩沉桩设备，其特征在于：所述捶击件(32)包括驱动电机(321)、连动板(322)、捶击杆(323)；所述连动板(322)转动连接于支撑架(31)内，设置于连动板(322)与支撑架(31)的转动连接处；所述连动板(322)每端均对应一个捶击杆(323)，所述捶击杆(323)插设于连动板(322)端部，每一所述捶击杆(323)侧壁均设置有固定杆(326)，所述捶击杆(323)端部开设有供所述固定杆(326)插设的限位孔(3222)，所述驱动电机(321)连接于支撑架(31)上，且用于驱动连动板(322)以连动板(322)与支撑架(31)的转动连接处为中心转动。

10.根据权利要求9所述的钢管桩沉桩设备，其特征在于：所述捶击件(32)还包括横向液压缸(324)和滑移板(325)，所述驱动电机(321)、连动板(322)、捶击杆(323)均设置于滑移板(325)上，所述横向液压缸(324)驱动端连接于滑移板(325)，以用于驱动滑移板(325)滑移，以使得捶击杆(323)交替移动至钢管桩(4)中轴线上。

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