CN1168877C - 多梁静力压桩机及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

一种多梁静力压桩机及其施工工艺，它是在单抱或双抱静力压桩机的基础上配置顶部压桩机构而成。该机主要由长支座(1)、主横梁(2)、夹持机构导向系统(3)、移动压桩支撑平台(4)、操作系统(5)、中心支承座(6)、下压桩梁(7)或/和中压桩梁(9)、配重系统(10)、电气系统(11)、液压系统(12)、上压桩机构(13)几个部分组成。用本机压桩一般情况下，开始时采用上压桩梁压桩或中、下压桩梁压桩，然后采用上与中或下压桩梁串联压桩，最后终压时采用上与中或下两压桩梁或上、中、下三压桩梁并联压桩。本压桩机具有压桩作业时不夹坏桩段，不出现打滑现象，速度快，安全性好，垂直度高等优点，有效地克服了静力压桩机使用的局限性。

Description

多梁静力压桩机及其施工工艺

技术领域

本发明涉及建筑基础施工机械，特别涉及静力压桩机及其施工工艺。

背景技术

现行静力压桩机，按其压入桩的作用原理分为两大类，一类为横向夹持抱压静力压桩机，一类为顶压静力压桩机。抱压静力压桩机包括单抱和双抱两种形式，其主要组成包括长支座、主横梁、夹持机构导向系统，移动压桩支撑平台、操作系统、中心支承座、下或/和上抱压桩梁、吊桩机构、配重系统、电气系统、液压系统。抱压静力压桩机构，抱压静力压桩机具有速度快、稳定性好、入桩垂直度高等优点，但由于它采用横向夹持桩的方式进行压桩，利用夹具与桩段间的摩擦力来传递机械功，若夹紧力过大易夹坏桩段，夹紧力过小又容易出现打滑现象，这一缺陷在工程施工实践中经常发生，因而在一定程度上形成了抱压静力压桩机使用的局限性。顶压静力压桩机，其主要组成包括长支座、主横梁、中心支承座，顶压桩架、支腿油缸、顶压桩梁、顶桩压油缸，该类压桩机是压桩的顶部进行压桩，它克服了抱压静力压桩机易夹坏桩段，易发生打滑现象的缺陷，但由于其结构的原因，在施工中，速度慢，安全性较差，入桩垂直度不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现行抱压静力压桩机易夹坏桩段、容易打滑的缺点及现行顶压静力压桩机速度慢、安全性差、垂直度不高的缺点，并吸取这两种静力压桩机各自的优点，提供一种将这两种单一的压桩形式合为一体的新型多梁静力压桩机。

本发明的多梁静力压桩机，它是在单抱或双抱静力压桩机的基础上配置顶部压桩机构而成。该多梁静力压桩机主要由长支座、主横梁、夹持机构导向系统、移动压桩支撑平台、操作系统、中心支承座、下压桩梁或/和中压桩梁、吊桩机构、配重系统、电气系统、液压系统、上压桩机构几个部分组成，主横梁两端装于长支座上，移动压桩支撑平台装于主横梁中部，主横梁平台的左端安装有电气系统、操作系统，下部箱体内装着液压系统的动力站，主横梁平台的右端安装吊装机构，主横梁的底部支承在中心支承座上，中心支承座上载有配重系统，主横梁的两端各有两个长销轴，长销轴下端与中心支承座固定，上端与上压桩机构固定，液压操纵机构分别与上压桩机构及中或/和下压桩架相连，中压桩梁两端与中压桩架相连，下压桩梁装于移动压桩支撑平台(4)下的中心支承座(6)的中心空腔内。

本多梁静力压桩机的施工工艺特点是开始压桩时采用上压桩梁压桩或中或下压桩梁压桩，然后采用上压桩梁与中压桩梁或下压桩梁串联连续压桩，最后终压时采用上与中或下两压桩梁或上、中、下三压桩梁并联同步压桩。

所述的中或下压桩梁单梁压桩，是中或下压桩梁压桩时上压桩梁停止，上压桩机构首先在液压操纵机构控制下倾斜要求的角度，并使其处于喂桩状态，待桩段进入下或中压桩梁内被夹住且调整至正确的桩位后，再将上压桩机构恢复至垂直状态，上压桩油缸处于上止点状态，上压桩梁提升至上止点且停止不动，而下或中压桩梁内的横向夹具夹紧桩段并向下送桩，到达下止点时，松开夹具使下或中压桩梁回程，然后再夹紧并向下送桩，如此往复将桩逐步送入地下。

所述的上压桩梁单梁压桩，是在上压桩梁压桩时中、下压桩梁压桩停止，压桩作业前，上压桩架通过液压操纵机构使其倾斜至吊桩机构垂直喂桩所需要的距离，吊桩插入桩机下压桩梁中间位置，并使桩尖离地面10～40cm高度夹住，启动桩机行走机构对准桩位，调节移动压桩支撑平台至基本位置，下压桩梁下降使桩尖离地面8～13cm，对准桩位，启动液压操作机构将上桩压架调整至垂直压桩状态，启动下压桩梁并使上、下压桩梁向下移动一段距离，将桩压入要求深度松夹，启动上压桩油缸，使上压桩梁向下移动至桩上端，实现上压桩梁压桩第一过程，然后启动上压桩油缸将上压桩梁收回上止点，脱开上压桩梁与上压桩缸缸体之间定位机构，使上压桩梁移至下定位点，再启动定位机构，上压桩梁与上压桩缸缸体固定，最后启动上压桩油缸使上压桩梁向下移动，实现上压桩梁压桩第二过程。

所述的上压桩梁与中压桩梁或下压桩梁交替连续进行压桩，是在上压桩梁运动时，中、下压桩梁内夹具松开，同时中、下压桩梁回程上止点，然后抱压夹具夹紧，中、下压桩梁向下运动一个行程，而此时上压桩梁回程上止点，且在定位机构的操纵下实现与上压桩缸缸体的二次定位，并在上压桩油缸的驱动下移动完成上压桩梁的第二次行程，如此反复实现上压桩梁与中压桩梁或下压桩梁交替连续进行压桩

所述的上与中或下两压桩梁或上、中、下三压桩梁并联压桩是当桩段施工进入终压阶段时，采用上压桩机构与横向夹紧抱压方式组合在一起并联压桩，这一压桩方式是通过上压桩梁与中或下压桩梁两梁，或上压桩梁与中和下压桩梁同步运动而实现的。

本多梁静力压桩机吸取了抱压静力压桩机，顶压静力压桩机的优点，它具有如下优点：(1)由于采用多梁、多种方式分散传递压桩时机械功，使得它能有效防止终压时静力压桩机易夹坏桩，易打滑现象的发生。(2)压桩作业速度快，安全性好，垂直度高，有效地克服了静力压桩机使用的局限性。

附图说明

图1单抱多梁静力压桩机结构示意图。

图2双抱多梁静力压桩机结构示意图。

图3上压桩机构压桩过程示意图。

图4上压桩梁与中或下压桩梁串联交替连续压桩示意图。

图5上、中、下三压桩梁并联压桩示意图。

附图中所示零件序号名称：1长支座，2主横梁，3夹持机构导向系统，4移动压桩支撑平台，5操作系统，6中心支承座，7下压桩梁，8吊桩机构，9中压桩梁，10配重系统，11电气系统，12液压系统，13上压桩机构，14行走台车，15支腿油缸，16下压桩油缸，17球铰支座，18纵移梁，19套管，20承力板，21摩擦板，22上压桩油缸，23上压桩梁，24上压桩架，25中压桩架，26桩，27液压操纵机构，28销轴，29销轴，30球形铰座，31中压桩油缸，32可移式定位机构，33横向联接梁。

具体实施方式

本多梁静力压桩机的结构如图1、2、所示，它主要由长支座1、主横梁2、夹持机构导向系统3，移动压桩支撑平台4，操作系统5，中心支承座6，下压桩梁7或/和中压桩梁9，吊桩机构8、配重系统10、电气系统11、液压系统12、上压桩机构几个部分组成。主横梁2两端各有两个伸缩的支腿油缸15，每个支腿油缸分别与各自的行走台车14通过一个球铰17相连，行走台车支承在长支座1的钢轨上。主横梁2平台的左端安装有电气系统11、操作系统5，下部箱体内装有液压系统动力站12，主横梁平台的右端安装吊桩机构8，主横梁2的底部支承在中心支承座6的承力板20上，两个横向联接梁33的两端分别插入主横梁2的滑动槽中，横向联接梁23依靠其端梁底部的摩擦板21支承在四个滑槽平面上，纵移梁18通过四个长杆套管19与两个横移梁33连成一体，形成一个可移动及转动的压桩平台4，套管19端部与中心支承座6固定，中心支承座6上载有配重系统10，下压桩油缸16固定在纵移梁18上，其活动部分与下压桩梁7通过球铰相连。上压桩机构13固定在抱压桩架顶部。如图2所示为双抱多梁静力压桩机结构图，长套管19端部与中压桩架25下的立柱通过销轴28联接，上压桩油缸22的缸体与上压桩梁23通过可移式定位机构32固定，活塞杆端通过球铰30与上压桩横梁24相连结，上压桩横梁两端的铰座通过销轴29与中压桩架25的顶部相连，液压操纵机构27分别与上压桩架24及中压桩架25相连。中压桩梁9与中压桩油缸31缸体固定，活塞杆端与中压桩架25相连，下压桩梁7与下压桩油缸16的活塞杆端联结。上压桩梁23通过插销固定机构32可在上压桩油缸22的上、下两个不同的位置分别固定，以达到变换压桩支承点，实现连续压桩的目的。

本多梁静力压桩机的施工工艺：

多梁静力压桩机在施工工程实践中应根据具体施工情况采用不同的工艺组合进行压桩作业。一般情况下，开始压桩时采用上压桩梁或中或下压桩梁压桩的形式，然后采用上压桩梁与中压桩梁或下压桩梁串联压桩，最后终压时采用上与中或下两压桩梁或上、中、下三压桩梁并联压桩。

本发明的多梁静力压桩机压桩施工时有以下四种工艺形式：

(1)中、下压桩梁压桩时上梁压桩停止：此种工艺为中压桩梁或下压桩梁或中、下压桩梁串、并联压桩施工，而上压机构首先在液压操纵机构控制下处于喂桩状态，待桩段进入下或中压桩梁内被夹住且调整至正确的桩位后再将上压机构恢复至垂直状态，上压油缸处于锁紧状态，上压桩梁提开至上止点且停止不动。而下或中压桩梁内的横向夹具夹紧桩段并向下送桩，到达下止点时，松开夹具使下或中压桩梁回程，然后再夹紧并向下送桩，如此往复将桩段逐步送入地下。

(2)上压桩梁压桩时中、下压桩梁压桩停止：压桩作业前，上压桩架通过液压操纵机构使其倾斜至吊桩机构垂直喂桩所需要的距离，吊桩插入桩机下压桩梁中间位置，并使桩尖离地面适当高度夹住，启动桩机行走机构对准桩位，调节移动压桩支撑平台至基本位置，下压桩梁下降使桩尖离地面10cm左右，对准桩位，启动液压操作机构将上压桩架调整至垂直压桩状态，启动下压桩梁并使上、下压桩梁向下移动一段距离，将桩压入要求深度松夹。启动上压桩油缸，使上压桩梁向下移动至桩上端，实现上压桩梁压桩第一过程，然后启动上压桩油缸将上压桩梁收回上止点，脱开上压桩梁与上压桩缸缸体之间定位机构，使上压桩梁移至下定位点，再启动定位机构，上压桩梁与上压桩缸缸体固定，最后启动上压桩油缸使上压桩梁向下移动，实现上压桩梁压桩第二过程。

(3)上压桩梁与中压桩梁或下压桩梁交替连续进行压桩：如图3所示上压桩梁运动时，中、下压桩梁(单抱或双抱)内夹具松开，同时中、下压桩梁回程上止点，然后抱压夹具夹紧，中、下压桩梁向下运动一个行程，而此时上压桩梁架程上止点，且在定位机构的操纵下实现与上压桩缸缸体的二次定位，并在上压桩油缸的驱动下移动完成上压桩梁的第二次行程，如此反复便实现上、中、下压桩梁连续压桩。

(4)上与中或下两压桩梁或上、中、下三压桩梁并联压桩：当桩段施工进入终压阶段时，采用上压桩机构与横向夹紧抱压方式组合在一起并联压桩，见图5所示，这一压桩方式是通过上压桩梁、中、下(单抱或双抱)两梁(或三梁)同步运动而实现的，由于采用多梁、多种方式分散传递压桩时机械功使得它能有效防止终压时静力压桩机易夹坏桩。

本发明的多梁静力压桩机的实例，是在GZY-600型双抱静力压桩机上改进而成的一种GZY-600DK型双抱多梁静力压桩机。改进前，GZY-600型采用压桩缸缸径为φ320，压桩速度最大为串联30mm/s，并联15mm/s，采用GZY-600DK型号后，压桩缸缸径改为φ280，改用三梁压桩，串联速度提高为50mm/s，而且夹坏桩段和打滑现象明显地得到克服与改善。

Claims (6)

1、一种多梁静力压桩机，其特征是该机主要由长支座(1)、主横梁(2)、夹持机构导向系统(3)、移动压桩支撑平台(4)、操作系统(5)、中心支承座(6)、下压桩梁(7)或/和中压桩梁(9)、吊桩机构(8)、配重系统(10)、电气系统(11)、液压系统(12)、上压桩机构(13)几个部分组成，主横梁(2)两端装于长支座(1)上，移动压桩支撑平台(4)装于主横梁(2)中部，主横梁(2)平台的左端安装有电气系统(11)、操作系统(5)，下部箱体内装着液压系统(12)的动力站，主横梁平台的右端安装吊装机构(8)，主横梁(2)的底部支承在中心支承座(6)上，中心支承座(6)上载有配重系统(10)，主横梁(2)的两端各有两个长销轴(19)，长销轴(19)下端与中心支承座(6)固定，上端与上压桩机构(13)固定，液压操纵机构分别与上压桩机构及中或/和下压桩机构相连，中压桩梁(9)两端套于长销轴(19)上，下压桩梁(7)装于移动压桩支撑平台(4)下的中心支承座(6)的中心空腔内。

2、权利要求1所述的多梁静力压桩机的施工工艺，其特征是开始压桩时采用上压桩梁压桩或中或下压桩梁压桩，然后采用上压桩梁与中压桩梁或下压桩梁串联连续压桩，最后终压时采用上与中或下两压桩梁或上、中、下三压桩梁并联同步压桩。

3、如权利要求2所述的多梁静力压桩机的施工工艺，其特征是所述的中或下压桩梁单梁压桩，是中或下压桩梁压桩时上压桩梁停止，上压桩机构首先在液压操纵机构控制下倾斜要求的角度，并使其处于喂桩状态，待桩段进入下、中压桩梁内被夹住且调整至正确的桩位后再将上压桩机构恢复至垂直状态，上压桩油缸处于上止点状态，上压桩梁提升至上止点且停止不动，而下或中压桩梁内的横向夹具夹紧桩段并向下送桩，到达下止点时，松开夹具使下或中压桩梁回程，然后再夹紧并向下送桩，如此往复将桩逐步送入地下。

4、如权利要求2所述的多梁静力压桩机的施工工艺，其特征是所述的上压桩梁单梁压桩，是在上压桩梁压桩时，中、下压桩梁压桩停止，压桩作业前，上压桩架(13)通过液压操纵机构(27)使其倾斜至吊桩机构(8)垂直喂桩所需要的距离，吊桩插入桩机下、中压桩梁(7)中间位置，并使桩尖离地面10～40cm高度夹住，启动桩机行走机构对准桩位，调节移动压桩支撑平台至基本位置，下压桩梁下降使桩尖离地面8～13cm，对准桩位，启动液压操作机构(27)将上压桩架(23)调整至垂直压桩状态，启动下压桩梁并使上、下压桩梁(7)向下移动一段距离，将桩压入要求深度后松夹，启动上压桩油缸，使上压桩梁(23)向下移动至桩上端，实现上压桩梁压桩第一过程，然后启动上压桩油缸将上压桩梁收回上止点，脱开上压桩梁与上压桩缸缸体之间定位机构(32)，使上压桩梁移至下定位点，再启动定位机构(32)，上压桩梁与上压桩缸缸体固定，最后启动上压桩油缸使上压桩梁向下移动，实现上压桩梁压桩第二过程。

5、如权利要求2所述的多梁静力压桩机的施工工艺，其特征是所述的上压桩梁与中压桩梁或下压桩梁交替连续进行压桩，是在上压桩梁运动时，中、下压桩梁内夹具松开，同时中、下压桩梁回程上止点，然后抱压夹具夹紧，中、下压桩梁向下运动一个行程，而此时上压桩梁回程上止点，且在定位机构的操纵下实现与上压桩缸缸体的二次定位，并在上压桩油缸的驱动下移动完成上压桩梁的第二次行程，如此反复实现上压桩梁与中压桩梁或下压桩梁交替连续进行压桩。

6、如权利要求2所述的多梁静力压桩机的施工工艺，其特征是所述的上与中或下两压桩梁或上、中、下三压桩梁并联压桩，是当桩段施工进入终压阶段时，采用上压桩机构与横向夹紧抱压方式组合在一起并联压桩，这一压桩方式是通过上压桩梁与中或下压桩梁两梁，或上压桩梁与中和下压桩梁同步运动而实现的。