CN117188455A - 一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备及工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备，包含连接于框架系统中部处导杆可滑动连接的移动组件，框架系统顶部处顶板组件上可拆卸连接的顶压油缸组件、连接于移动组件内侧的抱紧组件、连接于抱紧组件下方的抱紧调节油缸组件和抱紧盖板、连接于移动组件上的链轨以及链轨顶部对应连接的顶压板。本发明通过移动组件的设置，利于夹紧斜块组件和保证了钢管桩的向下压入；通过抱紧组件的设置，利于保证抱紧不同管径的钢管桩；且通过斜压块的设置于移动主体配合在抱紧钢管桩的同时向下压入；通过链耳板和链轨的设置，可进一步通过链轨对钢管桩进行向下压入；通过框架系统设置，利于在形成受力框架对压入提供场地，可做低净空进行安装和施工。

Description

一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备及工法

技术领域

本发明属于桩体施工技术领域，特别涉及一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备及工法。

背景技术

现有地基加固是国内外建筑行业近些年来广泛应用的一项技术要求。在即有建筑物下方进行地基处理时，不但要通过打桩等手段提高原有建筑物的地基承载能力，还要保证在施工时，不扰动土体，降低原有建筑物的承载能力。在现有建筑物的地下空间进行施工时，受到空间尺寸的限制，施工设备不能做的很大，但是桩孔的直径要求越来越大且施工深度越来越深，这样对机械设备要求很高，否则不能施工。现有的静压桩设备夹紧钻具压入地下时，往往夹紧力不足，导致滑车的现象，重复抱紧压入，施工时间增长，效率低下；还有通过顶压或者抱压两用的设备，需要大空间、龙门吊和吊机等大型机械联合作用；而且不能根据桩体管径大小进行适应性施工。

发明内容

本发明提供了一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备及工法，用以解决钢管桩的适应性夹紧、抱紧和压入一体化设计以及整体性联合顶压设计等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备，包含由底板组件、导杆和顶板组件形成的框架系统，连接于框架系统中部处导杆可滑动连接的移动组件，框架系统顶部处顶板组件上可拆卸连接的顶压油缸组件、连接于移动组件内侧的抱紧组件、连接于抱紧组件下方的抱紧调节油缸组件和抱紧盖板、连接于移动组件上的链轨以及链轨顶部对应连接的顶压板；

所述移动组件包含移动主体、一体连接于移动主体外侧且套接于导杆的移动套连件以及连接于移动主体顶部的移动顶连件；所述移动主体为环形件，环形件内部设置有锥台状孔，锥台状孔竖剖面为上小下大的梯形状；

所述抱紧组件包含与移动主体对应设置的一组斜压块、连接于斜压块下方的斜压块底板、设置于斜压底板底面的斜压块连孔、设置于一组斜压块之间的斜压块间隙、以及一组斜压块内侧合围成的斜压抱管孔；所述斜压抱管孔对应钢管桩连接；斜压块连孔对应与抱紧调节油缸组件连接；

所述斜压块为弧形扇片状，一组斜压块相互之间设置有斜压块间隙且斜压块的外侧面合围成锥台状对应移动主体的锥台状孔设置。

进一步的，基底、所述底板组件包含两平行设置的底纵板和垂直连接于底纵板之间的底横板，底纵板长向端部通过地脚螺栓与基底连接。

进一步的，所述导杆包含杆体和连接于杆体顶部的固定螺母，杆体设置有四个且呈长方形布设；杆体底部固定连基于底横板上。

进一步的，所述顶板组件包含顶主板和连接于顶主板边侧边的顶板连耳，顶板连耳呈X形布设；顶板连耳对应导杆设置，在顶板连耳顶部和底部分别可拆卸连接固定螺母；

顶主板上对称设置有安装顶压油缸组件的凹槽。

进一步的，移动套连件为匚形件，竖部为套筒状套接杆体，两平行横部与移动主体一体化连接；

移动顶连件为倒T形件，横部与移动主体销接，竖部对应连接顶压油缸组件；

移动主体底部与抱紧盖板销接，且抱紧盖板上还设置安装抱紧调节油缸组件的凹槽。

进一步的，斜压块设置有四个，四个斜压块之间设置有十字状的斜压块间隙；四个斜压块底部固定连接于圆形的斜压块底板上。

进一步的，在两个顶压油缸组件连线的垂向上，设置有两个链耳板；链耳板上可拆卸连接有链轨；链轨顶部对应可移动连接有顶压板。

进一步的，一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、先将底板组件、顶板组件和导杆组成框架，其中底纵板通过地脚螺栓与基底连接；导杆固定于底横板上且通过固定螺母调节固定顶板组件；

步骤二、在导杆上预先滑动安装移动组件，在顶板组件上安装顶压油缸组件；其中顶压油缸组件包含安装于顶主板上的抱紧油缸和伸出抱紧油缸底部的抱紧油缸活塞杆；抱紧油缸活塞杆对应连接于移动顶连件的顶部凹槽内；

步骤三、移动主体内部安装抱紧组件，移动主体底部安装抱紧盖板，其中抱紧盖板上预先安装抱紧调节油缸组件；抱紧调节油缸组件包含安装于抱紧盖板凹槽内的抱紧油缸和伸出抱紧油缸顶部的抱紧油缸活塞杆；抱紧油缸活塞杆对应斜压块连孔连接；

步骤四、而后驱动抱紧油缸上下移动，带动斜压块运动；通过斜压块的斜面提供水平分力同时将分块的斜压块向中心合拢夹紧钢管桩；而后驱动顶压主油缸，移动组件连带斜块组件一起动作将钢管桩向下压入地下；

步骤五、同时，在钢管桩顶部放置顶压板，由节段状拼接的链轨连接顶压板和移动主体；当移动主体带着钢管桩下压时，链轨拉着顶压板压着钢管桩同时压入，顶压主油缸动作一个行程，拆下一节段链轨，如此反复，直至钢管桩全部压入地下，施工结束。

进一步的，斜压块根据钢管桩的直径等分为几瓣，相邻两瓣之间留有足够的缝隙；斜压块内侧面设置有测控点，测控点设置有应力传感器和应变传感器；测控点的应力和应变数据实时与控制终端连接；通过应力和应变的设定，控制抱紧油缸上下运动达到抱紧钢管桩的设计要求。

进一步的，在钢管桩下压过程中，通过往复驱动抱紧组件对钢管桩进行抱紧或放松，配合顶压油缸组件向下运动和链轨的拆装，由此做到不更换抱紧组件进行不间断的钢管桩的压入，直至钢管桩的压入长度达到设计要求。

本发明的有益效果体现在：

1）本发明通过移动组件的设置，一方面移动组件向下压入利于夹紧斜块组件，另一方面联合顶压油缸组件保证了钢管桩的向下压入；

2）本发明通过抱紧组件的设置，利于保证抱紧不同管径的钢管桩；且通过斜压块的设置于移动主体配合在抱紧钢管桩的同时向下压入；

3）本发明通过链耳板和链轨的设置，可进一步通过链轨对钢管桩进行向下压入；

4）本发明通过底板组件、导杆和顶板组件等联合设置，利于在形成受力框架对压入提供场地，可做低净空进行安装和施工。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

图1是复合顶抱压一体综合静压桩施工设备竖向剖面图一；

图2是复合顶抱压一体综合静压桩施工设备局部示意图；

图3是抱紧组件结构竖向剖面示意图；

图4是抱紧组件俯视图；

图5是复合顶抱压一体综合静压桩施工设备竖向剖面图二；

图6是复合顶抱压一体综合静压桩施工设备俯视示意图。

附图标记：1-基底、2-地脚螺栓、3-底板组件、31-底纵板、32-底横板、4-导杆、41-杆体、42-固定螺母、5-顶板组件、51-顶主板、52-顶板连耳、6-移动组件、61-移动主体、62-移动套连件、63-移动顶连件、7-抱紧组件、71-斜压块、72-斜压块底板、73-斜压块连孔、74-斜压块间隙、75-斜压抱管孔、8-抱紧调节油缸组件、81-抱紧油缸、82-抱紧油缸活塞杆、9-抱紧盖板、10-顶压油缸组件、101-顶压主油缸、102-顶压油缸活塞杆、11-钢管桩、12-顶压板、13-链耳板、14-链轨。

具体实施方式

以某低净空建造地下室改造打设钢管桩为例，如图1至图6所示，复合顶抱压一体综合静压桩施工设备，包含由底板组件3、导杆4和顶板组件5形成的框架系统，连接于框架系统中部处导杆4可滑动连接的移动组件6，框架系统顶部处顶板组件5上可拆卸连接的顶压油缸组件10、连接于移动组件6内侧的抱紧组件7、连接于抱紧组件7下方的抱紧调节油缸组件8和抱紧盖板9、连接于移动组件6上的链轨12以及链轨12顶部对应连接的顶压板12。

本实施例中，移动组件6包含移动主体61、一体连接于移动主体61外侧且套接于导杆4的移动套连件62以及连接于移动主体61顶部的移动顶连件63；所述移动主体61为环形钢件，环形件内部设置有锥台状孔，锥台状孔竖剖面为上小下大的梯形状。

本实施例中，抱紧组件7包含与移动主体61对应设置的一组斜压块71、连接于斜压块71下方的斜压块底板72、设置于斜压底板底面的斜压块连孔73、设置于一组斜压块71之间的斜压块间隙74、以及一组斜压块71内侧合围成的斜压抱管孔75；斜压抱管孔75对应钢管桩11连接；斜压块连孔73对应与抱紧调节油缸组件8连接；斜压块71设置有四个，四个斜压块71之间设置有十字状的斜压块间隙74；四个斜压块71底部固定连接于圆形的斜压块底板72上。

本实施例中，斜压块71为弧形扇片状钢件，一组斜压块71相互之间设置有斜压块间隙74且斜压块71的外侧面合围成锥台状对应移动主体61的锥台状孔设置。

本实施例中，基底1、底板组件3包含两平行设置的底纵板31和垂直连接于底纵板31之间的底横板32，底纵板31长向端部通过地脚螺栓2与基底1连接。其中底纵板31和底横板32均为型钢板件。

本实施例中，导杆4包含钢制的杆体41和连接于杆体41顶部的固定螺母42，杆体41设置有四个且呈长方形布设；杆体41底部固定连基于底横板32上。

本实施例中，顶板组件5包含顶主板51和连接于顶主板51边侧边的顶板连耳52，顶板连耳52呈X形布设；顶板连耳52对应导杆4设置，在顶板连耳52顶部和底部分别可拆卸连接固定螺母42；顶主板51上对称设置有安装顶压油缸组件10的凹槽。其中，顶主板51为圆形钢板。

本实施例中，移动套连件62为匚形件，竖部为套筒状套接杆体41，两平行横部与移动主体61一体化连接；移动顶连件63为倒T形件，横部与移动主体61销接，竖部对应连接顶压油缸组件10；移动主体61底部与抱紧盖板9销接，且抱紧盖板9上还设置安装抱紧调节油缸组件8的凹槽。

本实施例中，在两个顶压油缸组件10连线的垂向上，设置有两个链耳板13；链耳板13上可拆卸连接有链轨12；链轨12顶部对应可移动连接有顶压板12。

结合图1至图6所示，一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、先将底板组件3、顶板组件5和导杆4组成框架，其中底纵板31通过地脚螺栓2与基底1连接；导杆4固定于底横板32上且通过固定螺母42调节固定顶板组件5。

步骤二、在导杆4上预先滑动安装移动组件6，在顶板组件5上安装顶压油缸组件10；其中顶压油缸组件10包含安装于顶主板51上的抱紧油缸81和伸出抱紧油缸81底部的抱紧油缸活塞杆82；抱紧油缸活塞杆82对应连接于移动顶连件63的顶部凹槽内。

步骤三、移动主体61内部安装抱紧组件7，移动主体61底部安装抱紧盖板9，其中抱紧盖板9上预先安装抱紧调节油缸组件8；抱紧调节油缸组件8包含安装于抱紧盖板9凹槽内的抱紧油缸81和伸出抱紧油缸81顶部的抱紧油缸活塞杆82；抱紧油缸活塞杆82对应斜压块连孔73连接。

本实施例中，斜压块71根据钢管桩11的直径等分为几瓣，相邻两瓣之间留有足够的缝隙；斜压块71内侧面设置有测控点，测控点设置有应力传感器和应变传感器；测控点的应力和应变数据实时与控制终端连接；通过应力和应变的设定，控制抱紧油缸81上下运动达到抱紧钢管桩11的设计要求。

步骤四、而后驱动抱紧油缸81上下移动，带动斜压块71运动；通过斜压块71的斜面提供水平分力同时将分块的斜压块71向中心合拢夹紧钢管桩11；而后驱动顶压主油缸101，移动组件6连带斜块组件一起动作将钢管桩11向下压入地下。

步骤五、同时，在钢管桩11顶部放置顶压板12，由节段状拼接的链轨12连接顶压板12和移动主体61；当移动主体61带着钢管桩11下压时，链轨12拉着顶压板12压着钢管桩11同时压入，顶压主油缸101动作一个行程，拆下一节段链轨12，如此反复，直至钢管桩11全部压入地下，施工结束。

在钢管桩11下压过程中，通过往复驱动抱紧组件7对钢管桩11进行抱紧或放松，配合顶压油缸组件10向下运动和链轨12的拆装，由此做到不更换抱紧组件7进行不间断的钢管桩11的压入，直至钢管桩11的压入长度达到设计要求。

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所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备，包含由底板组件（3）、导杆（4）和顶板组件（5）形成的框架系统，连接于框架系统中部处导杆（4）可滑动连接的移动组件（6），框架系统顶部处顶板组件（5）上可拆卸连接的顶压油缸组件（10）、连接于移动组件（6）内侧的抱紧组件（7）、连接于抱紧组件（7）下方的抱紧调节油缸组件（8）和抱紧盖板（9）、连接于移动组件（6）上的链轨（12）以及链轨（12）顶部对应连接的顶压板（12）；

所述移动组件（6）包含移动主体（61）、一体连接于移动主体（61）外侧且套接于导杆（4）的移动套连件（62）以及连接于移动主体（61）顶部的移动顶连件（63）；所述移动主体（61）为环形件，环形件内部设置有锥台状孔，锥台状孔竖剖面为上小下大的梯形状；

所述抱紧组件（7）包含与移动主体（61）对应设置的一组斜压块（71）、连接于斜压块（71）下方的斜压块底板（72）、设置于斜压底板底面的斜压块连孔（73）、设置于一组斜压块（71）之间的斜压块间隙（74）、以及一组斜压块（71）内侧合围成的斜压抱管孔（75）；所述斜压抱管孔（75）对应钢管桩（11）连接；斜压块连孔（73）对应与抱紧调节油缸组件（8）连接；

所述斜压块（71）为弧形扇片状，一组斜压块（71）相互之间设置有斜压块间隙（74）且斜压块（71）的外侧面合围成锥台状对应移动主体（61）的锥台状孔设置。

2.如权利要求1所述的一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备，基底（1）、所述底板组件（3）包含两平行设置的底纵板（31）和垂直连接于底纵板（31）之间的底横板（32），底纵板（31）长向端部通过地脚螺栓（2）与基底（1）连接。

3.如权利要求1所述的一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备，所述导杆（4）包含杆体（41）和连接于杆体（41）顶部的固定螺母（42），杆体（41）设置有四个且呈长方形布设；杆体（41）底部固定连基于底横板（32）上。

4.如权利要求1所述的一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备，所述顶板组件（5）包含顶主板（51）和连接于顶主板（51）边侧边的顶板连耳（52），顶板连耳（52）呈X形布设；顶板连耳（52）对应导杆（4）设置，在顶板连耳（52）顶部和底部分别可拆卸连接固定螺母（42）；

顶主板（51）上对称设置有安装顶压油缸组件（10）的凹槽。

5.如权利要求1所述的一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备，其特征在于，移动套连件（62）为匚形件，竖部为套筒状套接杆体（41），两平行横部与移动主体（61）一体化连接；

移动顶连件（63）为倒T形件，横部与移动主体（61）销接，竖部对应连接顶压油缸组件（10）；

移动主体（61）底部与抱紧盖板（9）销接，且抱紧盖板（9）上还设置安装抱紧调节油缸组件（8）的凹槽。

6.如权利要求1所述的一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备，斜压块（71）设置有四个，四个斜压块（71）之间设置有十字状的斜压块间隙（74）；四个斜压块（71）底部固定连接于圆形的斜压块底板（72）上。

7.如权利要求1所述的一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备，在两个顶压油缸组件（10）连线的垂向上，设置有两个链耳板（13）；链耳板（13）上可拆卸连接有链轨（12）；链轨（12）顶部对应可移动连接有顶压板（12）。

8.一种如权利要求1至7任意一项所述的复合顶抱压一体综合静压桩施工设备的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、先将底板组件（3）、顶板组件（5）和导杆（4）组成框架，其中底纵板（31）通过地脚螺栓（2）与基底（1）连接；导杆（4）固定于底横板（32）上且通过固定螺母（42）调节固定顶板组件（5）；

步骤二、在导杆（4）上预先滑动安装移动组件（6），在顶板组件（5）上安装顶压油缸组件（10）；其中顶压油缸组件（10）包含安装于顶主板（51）上的抱紧油缸（81）和伸出抱紧油缸（81）底部的抱紧油缸活塞杆（82）；抱紧油缸活塞杆（82）对应连接于移动顶连件（63）的顶部凹槽内；

步骤三、移动主体（61）内部安装抱紧组件（7），移动主体（61）底部安装抱紧盖板（9），其中抱紧盖板（9）上预先安装抱紧调节油缸组件（8）；抱紧调节油缸组件（8）包含安装于抱紧盖板（9）凹槽内的抱紧油缸（81）和伸出抱紧油缸（81）顶部的抱紧油缸活塞杆（82）；抱紧油缸活塞杆（82）对应斜压块连孔（73）连接；

步骤四、而后驱动抱紧油缸（81）上下移动，带动斜压块（71）运动；通过斜压块（71）的斜面提供水平分力同时将分块的斜压块（71）向中心合拢夹紧钢管桩（11）；而后驱动顶压主油缸（101），移动组件（6）连带斜块组件一起动作将钢管桩（11）向下压入地下；

步骤五、同时，在钢管桩（11）顶部放置顶压板（12），由节段状拼接的链轨（12）连接顶压板（12）和移动主体（61）；当移动主体（61）带着钢管桩（11）下压时，链轨（12）拉着顶压板（12）压着钢管桩（11）同时压入，顶压主油缸（101）动作一个行程，拆下一节段链轨（12），如此反复，直至钢管桩（11）全部压入地下，施工结束。

9.如权利要求8所述的一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备的施工方法，斜压块（71）根据钢管桩（11）的直径等分为几瓣，相邻两瓣之间留有足够的缝隙；斜压块（71）内侧面设置有测控点，测控点设置有应力传感器和应变传感器；测控点的应力和应变数据实时与控制终端连接；

通过应力和应变的设定，控制抱紧油缸（81）上下运动达到抱紧钢管桩（11）的设计要求。

10.如权利要求8所述的一种复合顶抱压一体综合静压桩施工设备的施工方法，在钢管桩（11）下压过程中，通过往复驱动抱紧组件（7）对钢管桩（11）进行抱紧或放松，配合顶压油缸组件（10）向下运动和链轨（12）的拆装，由此做到不更换抱紧组件（7）进行不间断的钢管桩（11）的压入，直至钢管桩（11）的压入长度达到设计要求。