CN1958968A - 多功能打桩机 - Google Patents

Abstract

一种用于建筑施工的多功能打桩机，其中包括上桩架、下桩架，上桩架和下桩架为相对旋转连接，下桩架带有行走装置，上桩架带有支承装置，上桩架后端安装有配重砂箱，上桩架前端铰接有导轨立柱，导轨立柱上上下滑动连接有沉桩装置；行走装置前端带有前转向装置；下桩架中部带有辅助支承装置；上桩架与导轨立柱之间安装有斜撑装置；沉桩装置其中包括有柴油锤，柴油锤与导轨立柱为上下滑动连接，柴油锤下端连接有管桩；管桩为中空的圆管体，其上端开有排气孔、底面开有进气孔；管桩下端活动连接有挡泥板。本发明可借助于行走装置将其移动到任何地点进行施工，省工省时、效率高、适用范围广。

Description

多功能打桩机

                            技术领域

本发明涉及一种建筑施工机械，尤其涉及一种多功能打桩机。

                            背景技术

目前，中小型建筑施工进行基础打桩时，常用的方法有：1、开挖基础槽灌注桩法；2、卷扬机打桩机打孔灌注桩法；3、静压法打桩机打孔灌注桩法；4、振动锤击法打预制桩法；5、螺旋钻打桩机钻孔灌注桩法。

下面对每一种打桩方法分别作简要介绍：

1、开挖基础槽灌注桩法

此种方法需先放基础线，然后按线挖至所需深度，其后用三花土(白灰与土的体积比为3∶7的混合物)填充且用电夯夯实，最后进行灌注。

2、卷扬机打桩机打孔灌注桩法

卷扬机打桩机由卷扬机、钢绳、滑轮组、三角架、钢桩体等组成，打桩时需先把前端为尖锥形状的钢桩体定位在设计坐标上，再由卷扬机通过钢绳、滑轮组将其拉至一定高度，然后迅速放下，利用钢桩体自身产生的重力势能，使钢桩体沉入土中打出一定深度的桩孔，控制卷扬机将其拉出地面并挖出钢桩体内的土重复进行前一次的操作，经过反复多次操作将桩孔锤击至设计深度，最后用混凝土灌注桩孔。

3、静压法打桩机打孔灌注桩法

此种方法采用专用的夹桩机构和控制系统将桩体夹住，由夹桩箱直接将压力传给钳口，通过油缸驱动将桩体缓缓沉入土中，直至设计深度，然后用混凝土灌注桩孔。

4、振动锤击法打预制桩法

此种方法操作时先将预制桩吊起就位，再检查其垂直度，然后放下振动锤，使预制桩在振动锤的锤击下慢慢沉人土中，直至设计深度，最后用混凝土灌注桩孔。

5、螺旋钻打桩机钻孔灌注桩法

此种方法在施工时先将螺旋钻杆及钻机头由卷扬机通过钢绳、滑轮组吊起就位，检查其垂直度后缓缓将其放下，通过钻杆与钻机头的自重和螺旋钻的轴向压力，使螺旋钻杆慢慢钻入土中，直至钻到设计深度，然后由卷扬机将其拉出地面，再用混凝土进行灌注。

以上各种打桩方法中，开挖基础槽灌注桩法费工费时；卷扬机打桩机打孔灌注桩法施工速度慢、效率低；静压法打桩机打孔灌注桩法桩机由于机身自重大，对施工场地要求较高，不适宜在较狭窄或建筑物较多的地区施工，因此这种打桩机不适用于中小型建筑打桩，适用范围窄；振动锤击法打预制桩法对土层结构和预制桩都有一定要求，适宜在较软土层中施工，而对于致密的砂层与结构较松散的细砂层或较硬的土层来说，施工难度大，而且容易损伤预制桩，因此适用范围窄；螺旋钻打桩机钻孔灌注桩法和其他几种打桩方法仅能打某一种类型的桩，功能单一。

                             发明内容

本发明的目的是提供一种省工省时、效率高、适用范围广的多功能打桩机。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多功能打桩机，其中包括上桩架、下桩架，上桩架和下桩架为相对旋转连接，下桩架带有行走装置，上桩架带有支承装置，上桩架后端安装有配重砂箱，其特点在于：上桩架前端铰接有导轨立柱，导轨立柱上下滑动连接有沉桩装置。

本发明可借助于行走装置将其移动到任何地点进行施工，省工省时、效率高、适用范围广。

                            附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明运输状态示意图；

图4是本发明的螺旋钻结构示意图；

图5是图4的A向示意图；

图6是本发明中送桩连接件的剖面图；

图7是本发明中送桩连接件的一种仰视图；

图8是本发明中送桩连接件的另一种仰视图；

图9是本发明中上桩架的主视图；

图10是本发明中上桩架的俯视图；

图11是本发明中上桩架的左视图；

图12是本发明中上桩架的右视图；

图13是图9的B-B剖视图；

图14是本发明中下桩架的主视图；

图15是本发明中下桩架的俯视图；

图16是图14的C-C剖视图；

图17是图14的D-D剖视图；

图18是图14的E-E剖视图；

图19是本发明中导轨立柱的主视图；

图20是本发明中导轨立柱的右视图；

图21是本发明中导轨立柱的俯视图；

图22是图19的F-F剖视图；

图23是图19的G-G剖视图；

图24是图19的H-H剖视图；

图25是图19的I-I剖视图；

图26是本发明中拔桩系统滑轮组的结构示意图；

图27是图26的右视图；

图28是图26的俯视图；

图29是本发明的液压原理图；

图30是本发明的电气控制原理图；

图31是本发明中管桩的结构示意图；

图32是本发明的高压注浆桩结构示意图；

图33是本发明用柴油锤锤击法灌注桩的施工流程图；

图34是本发明用柴油锤锤击法沉预制桩的施工流程图；

图35是本发明用螺旋钻孔灌注桩的施工流程图；

附图中：1、柴油锤；2、管桩；3、挡泥板；4、行走装置；5、下桩架；6、辅助支承装置；7、支承装置；8、前转向装置；9、配重砂箱；10、发电机组；11、上桩架；12、斜撑装置；13、导轨立柱；14、送桩连接件；15、排气孔；16、进气孔；17、螺旋钻滑块；18、螺旋钻动力机头；19、螺旋钻杆；20、减速箱；21、拔桩卷扬机；22、沉桩卷扬机；23、油泵电机；24、拔桩辅助装置；25、定滑轮；26、钢绳；27、拔桩吊钩；28、辅助拔桩定滑轮；29、齿轮泵；30、滤油器；31、电机；32、溢流阀；33、前支承控制阀a；34、前支承油缸a；35、前支承控制阀b；36、前支承油缸b；37、后支承控制阀a；38、后支承油缸a；39、后支承控制阀b；40、后支承油缸b；41、斜撑控制阀；42、斜撑油缸a；43、斜撑油缸b；44、压力表；45、高压注浆杆。

                    具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述：

一种多功能打桩机，如图1至图28、图31、图32所示，其中包括上桩架11、下桩架5，上桩架11和下桩架5为相对旋转连接，下桩架5安装有行走装置4，上桩架11安装有支承装置7，上桩架11后端安装有配重砂箱9，上桩架11前端铰接有导轨立柱13，导轨立柱13上下滑动连接有沉桩装置；行走装置4前端带有前转向装置8；下桩架5中部带有辅助支承装置6；上桩架11与导轨立柱13之间安装有斜撑装置12；在本实施例中，沉桩装置其中包括有柴油锤1，柴油锤1与导轨立柱13为上下滑动连接，柴油锤1下端连接有管桩2；管桩2为中空的圆管体，其上端开有排气孔15、底面开有进气孔16；管桩2下端活动连接有挡泥板3；在本实施例中，沉桩装置其中包括有柴油锤1，柴油锤1与导轨立柱13为上下滑动连接，柴油锤1下端连接有送桩连接件14；送桩连接件14带有送桩内腔，送桩内腔的横截面为圆形或方形；在本实施例中，沉桩装置其中包括有螺旋钻滑块17，螺旋钻滑块17与导轨立柱13为上下滑动连接，螺旋钻滑块17上安装有螺旋钻动力机头18，螺旋钻动力机头18下端传动连接有螺旋钻杆19；在本实施例中，沉桩装置又称为高压注浆桩，其中包括有螺旋钻滑块17，螺旋钻滑块17与导轨立柱13为上下滑动连接，螺旋钻滑块17上安装有螺旋钻动力机头18，螺旋钻动力机头18下端传动连接有高压注浆杆45，高压注浆桩需和高压注浆泵一起配合使用，来打注浆桩。

在图30中，3-1～3-6分别为回转装置、前转向装置、驱动系统、沉桩系统、拔桩系统、拔桩辅助装置的电机的倒顺开关，控制电机的正反转，中位时电机不工作。M1～M6分别为上述系统的电机，M7为油泵的电机。

本发明能满足大多数中小型工民建筑施工场地条件低和土层结构复杂等因素对打桩机的要求，以及能提高施工效率和施工质量，结构紧凑、操作灵活、功能强大、性能稳定。既可以用锤击法沉管桩灌注桩，又可以螺旋钻孔灌注桩，同时还可以沉预制桩。

柴油锤锤击法灌注桩是先将管桩由卷扬机吊起就位，再检查其垂直度，然后放下桩锤，继而启爆沉桩系统的柴油锤。由于柴油锤不间断地锤击管桩，导致管桩周围的土层强度降低，使周围土体液化，减少桩侧与土体的摩擦力，靠锤打和桩身自重使桩慢慢沉入土中，直至设计深度。最后由拔桩系统将管桩缓缓拔出，再将桩机移至下一个工位，同时用混凝土灌注桩。

柴油锤锤击法沉预制桩是把送桩连接件与预制桩联接在一起，由卷扬机吊起就位，然后其施工方法与沉管桩相同。

螺旋钻孔灌注桩是先配上螺旋钻动力机头及其螺旋钻杆(多级钻杆可以连接在一起，便于钻深度更大的孔)，并换掉柴油锤，再将螺旋钻动力机头及其螺旋钻杆由卷扬机通过钢绳、滑轮组吊起就位，检查垂直度，然后其施工方法与螺旋钻孔桩机相同。

本发明由机械部分(如图1至图28、图31、图32所示)、液压系统(如图29所示)和电气控制系统(如图30所示)组成。其中机械部分比较复杂，共由：桩架总成、回转装置、前转向装置、驱动系统、导轨立柱、斜撑装置、支承装置、辅助支承装置、沉桩系统、拔桩系统、拔桩辅助装置和发电机组等组成，并配有螺旋钻具(主要用于螺旋钻孔灌注桩)和送桩连接件(主要用于沉预制桩)。下面分别对各部分进行介绍：

1、机械部分：

1-1、桩架总成：由工字钢、槽钢、角钢和优质钢板等各种标准型材组焊而成。桩架是整个桩机的工作平台，设计成上、下两部分，通过回转支承连接在一起。上部是整个桩机的载体，并连接其它各个系统。下部与驱动系统、前转向装置、支承装置和辅助支承轮连接在一起，共同支承整个桩机。

1-2、回转装置：由回转支承(型号：014.45.1600，m＝16，z＝87)、传动齿轮(m＝16，z＝17)、圆弧齿圆柱蜗杆减速器(型号：WHT，i＝31.5)、传动链条、传动牙盘、电机(型号：Y90S-4，P＝1.1Kw)等组成。在电机的驱动下，桩机可作360°范围内的迅速调整，大大提高了桩机的灵活性，从而减少了调整时间，进而提高了施工效率。并与驱动系统构成了一个二维平面坐标体系，可对坐标系内的任一坐标点，进行施工作业。同时还可以配合前转向装置，对桩机做更大角度的转向，更便于桩机进入施工场地。

1-3、前转向装置：由小回转支承(型号：014.30.900，m＝10，z＝74)、前支承架(由槽钢、角钢组焊而成，上部通过螺栓与小回转支承连接，下部通过螺栓与前驱动轮连接)、小齿轮(m＝10，z＝17)、离合器、圆弧齿圆柱蜗杆减速箱(型号：WHT，i＝31.5)、传动链条、传动牙盘、电机(型号：Y90S-4，功率P＝1.1Kw)等组成。前转向装置上部通过小回转支承与桩架相连，下部与驱动系统的前驱动轮相连。通过电机驱动，前驱动轮可做180°的转向，因此桩机在进入施工场地时，可抛下拖挂的动力机头，启动驱动电机，即使是3米宽路面上的直角弯，桩机也可顺利通过。当桩机在拖挂运输时，将离合器分开，前转向装置将解除对前驱动轮的转向控制。

1-4、驱动系统：由驱动轮组(D＝900mm)、传动轴、万向节(SWC180WF)、离合器、圆锥圆柱齿轮减速器(型号：DCY，i＝20)、电机(型号：Y132S-4，P＝5.5Kw)等组成。可分为前驱动系统和后驱动系统两部分，有各自的驱动轮、传动轴、万向节、离合器，公用一个变速箱和电机。当桩机处于运输状态时，离合器分开，桩机由动力机头拖挂；当桩机进入场地或施工时，离合器闭合，桩机可以独自行走，与回转装置共同构成了一个二维平面坐标体系，可对坐标系内的任一坐标点，进行施工作业，同时还可以做微量调整。

1-5、导轨立柱：由槽钢、角钢和优质钢板等各种标准型材组焊而成。导轨立柱总长为10m，施工状态时总高为10.8m，导轨宽为360mm。导轨立柱通过销轴与桩架的龙门架连接在一起，并通过斜撑油缸地驱动，可做5°～90°(导轨立柱与水平面的夹角)范围内的调整。当桩机在运输或进入施工场地时，导轨立柱处于初始位置，即其前端落在桩架前端的支承架上，与水平面成5°夹角。柴油锤通过限位块固定在它的初始位置，并由辅助支承板支承柴油锤汽缸的前部。而螺旋钻的动力头是用限位块固定导轨力柱的前端，螺旋钻杆的末端通过护套支承。当桩机施工时，拔掉限位块，导轨立柱由斜撑油缸驱动，调整至工作位置即与水平面成90°夹角。它是导杆式柴油锤(或螺旋钻动力头)的行走轨道。

1-6、斜撑装置：由斜撑油缸(D＝110mm，d＝90mm，L＝1500mm)、辅助斜撑杆(共分两部分，并由销轴连接，上部分与导轨立柱相连，下部与工作平台的支承座相连。)、辅助拉筋等附件组成。由液压驱动，斜撑油缸缓缓将导轨立柱撑起，并将导轨立柱调整到工作位置即与水平面垂直的角度。同时辅助斜撑杆及辅助拉筋将导轨立柱锁死在此位置。施工完毕后，拆去辅助斜撑杆及辅助拉筋，斜撑油缸缩回，使导轨立柱处于初始位置(即导轨立柱平卧在桩架上)，方便运输。

1-7、支承装置：由前支承与后支承两部分组成。前支承由悬伸臂(由槽钢组焊而成)、油缸支承腿(D＝100mm，d＝90mm，L＝900mm)组成，并通过销轴连接在一起。当桩机处于施工状态时，悬伸臂伸开，油缸支承腿朝向地面并伸开(使油缸支承腿的横向距离增大，从而增强了桩机工作的稳定性)，与后支承共同将桩架支起，并将桩架调至水平工作面。当桩机处于调整或运输状态时，悬伸臂缩回，油缸支承腿缩回并反转朝上，并固定在此位置。这是由于转向装置安装在前驱动轮上，只有如此，前驱动轮在调整或转向时，与前支承才不会发生干涉。同时使桩架横向尺寸缩小。这样以来不论桩机是在进入施工场地时，还是在运输状态时，其灵活性都大大提高。

后支承由悬伸臂和油缸支承腿(D＝100mm，d＝90mm，L＝1100mm)组焊而成。当桩机处于施工状态时，悬伸臂和油缸支承腿伸开，与前支承共同将桩架支起，并将桩架调至水平工作面。使驱动轮不再承受整个桩机系统的压力，而且悬伸臂伸开后，油缸支承腿的横向距离增大，从而增强了桩机工作的稳定性。当桩机处于调整或运输状态时，悬伸臂和油缸支承腿缩回，使桩架横向尺寸缩小，更方便调整和运输。

1-8、辅助支承轮：由悬伸臂(槽钢组焊)和支承轮(D＝700mm)组焊而成，共四组。由于桩机在施工场地做大幅度地调整时，油缸支承腿回缩，驱动轮将支承整个桩机。为了减轻桩机对驱动轮的压力，在桩架的联结口上，装上辅助支承轮。当桩机进入施工场地时或施工完毕后，以及在运输状态时，都将卸去辅助支承轮，增强桩机的灵活性。

1-9、沉桩系统：

(1)柴油锤锤击法灌注桩的沉桩系统由沉桩卷扬机(型号JM3B，额定拉力F＝30KN，容绳量60m)、导杆式柴油锤(型号DD25，缸锤质量m＝2500Kg，锤击能量为56千焦，导轨中心距为360mm)、管桩(直径D＝375mm，由钢绳系在柴油锤底部)、滑轮组(由3个定滑轮和1个动滑轮组成)、钢绳(d＝16mm)等组成。卷扬机通过钢绳、滑轮组将柴油锤的缸锤吊起挂在顶横梁上，使缸锤获得了一定的重力势能，从而为柴油锤的启动提供了能量，这时拉动锤钩摇臂上的麻绳，松开锤钩，缸锤即靠自重作用自由落下，从而启动了柴油锤，使柴油锤进入工作状态即循环重复地锤击管桩，使管桩不断下沉，直至设计深度。然后关闭油门，使柴油锤停止工作，沉桩完毕。

(2)预制桩的沉桩系统构成与柴油锤锤击法灌注桩的沉桩系统相似，其不同之处是在柴油锤的底部装上送桩机构，把预制桩与送桩机构联结在一起。其沉桩过程与柴油锤锤击法沉管桩相同。

(3)螺旋钻孔灌注桩的沉桩系统是将柴油锤、管桩换掉，装上螺旋钻机头及螺旋钻杆，其它部分与柴油锤锤击法灌注桩的沉桩系统相同。是靠螺旋钻机头及螺旋钻杆的自重和螺旋钻的轴向压力，使其慢慢钻入土中，直至设计深度。

1-10、拔桩系统：由拔桩卷扬机(型号：JM3B，额定拉力F＝30KN，容绳量：120m)、滑轮组、钢绳(d＝11.5mm)等组成。其中滑轮组由8个定滑轮和4个动滑轮构成(如图6所示)，使拔桩力成倍提高，最大拔桩力可达240Kn。

当桩体(或螺旋钻杆)被沉入到设计深度后，便须将桩体(或螺旋钻杆)拔出地面，以便用砼灌注桩或预制桩的调整，而且只有如此，才能对下一个工位进行施工。

柴油锤锤击法灌注桩的拔桩系统是将双侧的拔桩吊钩直接挂在管桩的吊钩上，由拔桩卷扬机拔出地面。螺旋钻孔灌注桩不需要专门的拔桩系统，由沉桩卷扬机通过钢绳直接将螺旋钻机头和螺旋钻杆拉出地面。

1-11、拔桩辅助装置：由电机(型号：Y90S-6，P＝0.75Kw)、离合器、卷筒(容绳量：20m)、刹车装置、滑轮、钢绳(d＝11.5mm)、吊钩等组成。当管桩拔出地面时，拔桩吊钩与管桩(或夹桩机构)分离。由于拔桩吊钩自重较低，不容易下落。此时必须通过拔桩辅助装置，将拔桩吊钩拉至工作面，便于下一次进行拔桩。所以在桩机实施拔桩时，将拔桩辅助装置的吊钩挂在拔桩系统的吊钩上，离合器分开。当拔桩完毕后，由电机驱动，离合器闭合，卷筒通过钢绳、滑轮将拔桩吊钩拉回工作面。

1-12、发电机组：由柴油机(型号：4105D，P＝50Kw)、发电机(型号：STC-40-4)、稳压器(型号：SJ-GVR-2)构成。在桩架的前端，主要用于野外作业或作为备用电源使用。

1-13、配重砂箱：在发电机组的下部，由钢板与桩架组焊在一起，最大配重质量为1000Kg。由于桩机在施工时，柴油锤(或螺旋钻机头及钻杆)、导轨立柱都在桩架的后端，而且还有柴油锤巨大的冲击力，都将使桩架后端的负荷高于桩架前端。而在桩架后端的配重砂箱可使桩架前后的负荷大致相等，从而提高了桩机施工的稳定性。

1-14、螺旋钻具：由螺旋钻动力机头(XLD11-9，i＝9)、螺旋钻杆(螺距t＝200mm)、变速箱构成(如图4所示)，并由螺栓连接在一起。主要用于螺旋钻孔灌注桩。施工时将柴油锤换掉，把钢绳系在螺旋钻动力机头上面的吊耳上，由沉桩卷扬机控制其施工。

1-15、送桩连接件：由钢板组焊而成，根据预制桩的形状，可分为圆送桩机构和方送桩机构两种类型(如图5所示)。上口通过钢绳与柴油锤系在一起，下口与预制桩联接。用于锤击法沉预制桩。

2、液压系统：

由电机(型号：Y132SM-4，功率P＝7.5Kw)、摆线齿轮泵(额定压力：16Mpa)、溢流阀、控制阀组(由5个手动式三位四通阀组成)、前支承油缸、后支承油缸、斜撑油缸、压力表、滤油器(油液过滤精度低于30um)、油箱(最大容积：200L)、管件等各种附件组成(如图2所示)。

由电机驱动油泵，采用摆线齿轮泵结构简单，噪音低，输油平衡自吸性能好，工作可靠，能够很好地维持系统压力。当油压超过系统额定压力时，溢流阀将卸荷，为电机和油泵提供了有效的过载保护。四个支承油缸分别采用独立的油路，由各自的控制阀分别控制，因此桩架的四个支点可以分别调整，更有利于桩架的调平。而且采用手动式三位四通控制阀，简单可靠，操作方便。而两个斜撑油缸由一个手动式三位四通控制阀进行控制，有效保证了两油缸的同步性。在操作盘上，还配备了一个压力表，可随时检测系统压力。

3、电气控制系统：

采用380V 50Hz三相四线交流电源，施工时可以采用接零或接地保护。由主控电路即油泵电机控制电路、回转电机控制电路、前转向电机控制电路、驱动电机控制电路、沉桩卷扬机电机控制电路、拔桩卷扬机电机控制电路、辅助拔桩电机控制电路组成。螺旋钻孔灌注桩时，不需要拔桩电机电路，但须有螺旋钻电机控制电路。

刀开关Q、熔断器FU1控制电路总线。M1～M6分别为回转装置、前转向装置、驱动系统、沉桩系统、拔桩系统、拔桩辅助装置的电机。3-1～3-6分别为上述电机的倒顺开关，控制电机的正反转，在中位时电机不工作。QM1～QM6分别为电机的空气断路器，为电机提供短路、过载保护。油泵电机M7由常开按扭SB2、常闭按扭SB1控制启动和停止，熔断器FU2、空气断路器QM7为电机提供短路、过载保护。整个电气控制系统简单、可靠，为桩机的安全施工提供了保障。

注：本发明的技术参数表

柴油锤锤击法灌注桩		螺旋钻孔灌注桩
				沉桩最大深度	4m	钻孔深度	32m
沉桩最大直径	375mm	钻孔直径	375mm
				最大拔桩力	240Kn	动力头额定功率	11Kw×2

柴油锤型号		DD25		动力头额定扭矩			5000N.m
								锤击能量		56KJ		螺旋钻杆长度			8m
柴油锤缸锤质量		2500Kg		螺旋钻杆螺距			200mm
								柴油锤总质量		4200Kg		动力头及钻杆总质量			1000Kg
沉桩卷扬机			单绳最大拉力			55Kn
								绳速			0～50m/min
			钢绳直径			16mm
								最大容绳量			60m
			拔桩卷扬机			单绳最大拉力							40Kn
绳速									0～50m/min
						钢绳直径					12mm
最大容绳量									120m
						外形尺寸(长×宽×高)					工作状态			6.5m×4m×10.8m
运输状态			10m×2.2m×3.4m
					斜撑油缸行程				1500mm				桩机总质量		16T
导轨立柱倾斜范围	0.02°-0.03°					导轨立柱长度		10m
					导轨宽度				360mm				前后驱动轮轮距		3.68m
桩架平台的回转角度	360°					前转向装置转向角		90°
					液压系统压力				12Mpa				液压系统控制方式		手动式
运输方式	拖挂+解体解散					限定最高速度		15Km/h

本发明的使用方法如下：

将多功能打桩机由动力机头拖挂至施工场地，当场地道路比较狭窄时，可抛下动力机头，接上电源(或启动发电机组)，打开前转向装置、驱动系统的倒顺开关，在前转向装置、驱动系统的控制下，桩机可独自行走。在转弯半径比较小时，可启动回转装置并装上四个辅助支承轮，使桩机做更大角度的调整，以便顺利、快速地进入施工场地。

当桩机进入施工场地时，启动液压油泵，打开斜撑油缸控制阀，使斜撑油缸将导轨立柱撑起，由初始位置(即导轨立柱平卧在桩架的前支承架上，与水平面成5°夹角)调至与水平面夹角成45°左右时，将管桩通过钢绳与柴油锤系在一起，然后再将导轨立柱调至工作位置(即导轨立柱与桩架成90°夹角)，斜撑油缸控制阀调至中位(液压系统不再供油)，并通过辅助斜撑杆、辅助斜拉筋将导轨立柱锁死在此位置。通过驱动系统、前转向装置、回转装置的调整，将桩机移至施工位置(即使管桩对准基础线上的打桩点)。然后伸开前后支承的悬伸臂，打开支承油缸的控制阀，油缸支承腿将桩架支起，直至使前后轮离开地面。然后再分别微量调整各个支承油缸，直至使管桩与水平面垂直。

由于本发明既可以用柴油锤锤击法沉管桩灌注桩，也可以用柴油锤锤击法沉预制桩，还可以用螺旋钻钻孔灌注桩，因此其沉桩、拔桩方法有所不同，下面分别介绍其使用方法。

1、柴油锤锤击法沉管桩灌注桩。如图33所示，先启动沉桩卷扬机，将柴油锤的缸锤吊起挂在顶横梁上，使缸锤获得了一定的重力势能，从而为柴油锤的启动提供了能量，这时拉动锤钩摇臂上的麻绳，使锤钩松开，缸锤在重力作用下自由下落，从而启动了柴油锤，使柴油锤进入工作状态随即循环重复地锤击管桩，使管桩不断下沉，直至设计深度。然后关闭油门，使柴油锤停止工作，沉桩完毕。然后将两个拔桩吊钩分别挂在管桩两侧的短横梁上，并将拔桩辅助装置的吊钩挂在拔桩吊钩上，启动拔桩卷扬机，同时启动沉桩卷扬机并将拔桩辅助装置的离合器调至离开状态，缓缓将管桩拔出地面。然后拉动拔桩吊钩上的麻绳，使拔桩吊钩与管桩两侧的短横梁分离，同时将拔桩辅助装置的离合器调至闭合状态，并启动拔桩辅助装置的电机，将拔桩吊钩拉至地面，便于下一次拔桩。最后将4个油缸支承腿收回，调至初位，通过驱动系统、前转向装置、回转装置的调整，将桩机调至下一个施工位置，同时用砼灌注桩，予以验收。如此循环，直至施工完毕。

2、柴油锤锤击法沉预制桩。如图34所示，预制桩的沉桩是在柴油锤的底部装上送桩连接件，把预制桩与送桩机构联结在一起，其沉桩方法与柴油锤锤击法沉管桩相同。这种方法不需要拔桩或灌注桩，沉至设计深度即可。

3、螺旋钻钻孔灌注桩。如图35所示，先将柴油锤、管桩换掉，装上螺旋钻机头及螺旋钻杆，再启动螺旋钻和沉桩卷扬机，缓缓放下螺旋钻机头及螺旋钻杆。由于螺旋钻机头及螺旋钻杆的自重和螺旋钻的轴向力，使其慢慢钻入土中，直至设计深度。这种方法不需要专门的拔桩系统，而直接由沉桩卷扬机将螺旋钻机头及螺旋钻杆慢慢拉出地面。最后将4个油缸支承腿收回，调至初位，通过驱动系统、前转向装置、回转装置的调整，将桩机调至下一个施工位置，同时用砼灌注桩，予以验收。如此循环，直至施工完毕。

整个工程施工完毕后，将4个油缸支承腿收回至初位，使前后轮和辅助支承轮与地面接触，并将前油缸支承腿反转朝上且固定在此位置，同时将前后支承的悬伸臂缩回。再将辅助斜撑杆、辅助斜拉筋卸掉，打开斜撑油缸控制阀，使斜撑油缸将导轨立柱缓缓放下，调至与水平面夹角成45°左右时，解开钢绳，使管桩与柴油锤分离，并将管桩放至专用的小拖车上。然后斜撑油缸继续回缩，将导轨立柱调至初始位置(即导轨力柱平卧在桩架的前支承架上，与水平面成5°夹角)，并由限位块固定在此位置，同时在柴油锤的缸锤部用小支架支承，然后再启动前转向装置、驱动系统，使桩机离开施工场地。最后将前转向装置、驱动系统的离合器调至离开状态，并断掉电源，卸掉4个辅助支承轮，由动力机头拖挂运输。一些施工附件如搅拌机、小推车等以及管桩的小拖车均可挂在桩机的后部，一并由动力机头拖挂运输。

本发明结构紧凑，采用四轮驱动且配有回转装置和前转向装置，操作灵活方便，大大降低了对施工场地的要求，距离最近建筑物仅为0.35米。同时可以迅速调整工位，打桩速度快捷，提高了生产效率，平均每桩所需时间为5分钟。并且采用先沉管桩，再用混凝土灌注桩的方法，降低了对施工场地的土质结构的要求，几乎可在各种土层中施工。由于经过柴油锤不断地锤击管桩，使地基的土层结构发生了变化(土质更加致密)，因而灌注桩的承压力成倍提高，是螺旋钻孔灌注桩8～12倍。桩机的动力源均为电机并配有发电机组，因而既可以在居民区施工，又可以在野外施工。相对而言，电源是较为低廉和清洁的能源，因此既降低了施工成本又减少了对施工区环境的污染。采用拖挂方式运输，可配任意动力机头，十分方便。多功能打桩机还可以配换螺旋钻，也可以沉预制桩，功能强大，一机多用。整机设计巧妙，工艺简洁，制造成本低，质量可靠，性能优越，更适应于中小型建筑打桩。可以预见，在不久的将来，多功能打桩机将代替其它打桩机，成为中小型建筑打桩的主流。

在桩机的前转向装置的设计过程中，转向系统按转向的能源可分为动力转向系统和机械转向系统。本桩机的前转向装置便属于动力转向系统。在电机驱动下，通过减速器、离合器(闭合)、传动齿轮的传动，使小回转支承回转。而小回转支承的底部与前支承架、前驱动轮连接在一起，因此前驱动轮也随之回转。再通过控制电机的正反转，便可满足桩机左右转向的要求。由于小回转支承可做360°的回转，所以桩机的转向角(即从中间位置向左或向右的转角)比其它的转向系统都要大，可为90°。使桩机的调整非常灵活，所以在进入施工场地时，即使是在3米宽的直角弯处，桩机也能顺利通过。由于采用电机驱动，因而桩机的转向力很大，恰好能满足桩机因自重过大而所需的转向力也很大的要求。当桩机在运输状态即由动力机头拖挂时，将离合器分开，前转向装置便不再控制桩机的转向，使运输非常方便。整个转向装置结构简单、紧凑，转向操作灵活轻便，而且还能满足桩机对转向装置在各种情况的不同要求。因此这种转向装置是本桩机的最佳转向系统。

另外，还可以采用液压驱动的转向系统。这种前转向装置由油缸、曲臂、前支承架、小回转支承等组成。其中两个驱动油缸串接在一起，由一个手动式三位四通阀控制。油缸后部的耳座通过销轴与桩架下半部的耳座相连，油缸的活塞杆通过曲臂与固定在小回转支承下部的前支承架相连。当液压系统供油时，在油缸驱动下，前支承架以及与其连接在一起的前驱动轮一块回转，再通过手动控制阀的换位控制，从而使桩机可以向左或向右转向。但是，由于油缸相当于一个连杆，因此小回转支承的回转范围便受到了一定的限制，桩机的转向角要比电机驱动的转向装置低，约为20°。从而使桩机的灵活性大打折扣，在拐直角弯时，其路宽至少为5米。由于采用液压驱动，因而桩机的转向力很大，也能满足桩机因自重过大而所需的转向力也很大的要求。这种装置也属于动力转向系统，因此也具有动力转向系统的优点，如结构简单、紧凑，转向操作灵活轻便等。但是，当桩机在运输状态即由动力机头拖挂时，就必须解除转向装置对桩机转向的控制，而采用油缸驱动的这种转向装置不能满足这项要求，因此不方便拖挂运输。

同时，还可以采用机械转向系统。这种前转向装置由方向把、传动柱、减速器、离合器、转向器(齿轮齿条转向器)、横拉杆、转向节、转向节臂、转向轮等组成。方向把通过方向传动装置、离合器与转向器的齿轮相连，转向器的齿条通过球关节与横拉杆相连。两侧转向节臂的前端通过球头销与横拉杆的另一端相连，后端通过螺栓与转向节相连。转向器壳通过支架固定在桩架下半部的前支承架上。转动方向把，经传动装置、离合器(闭合)、转向器、横拉杆、传动节臂以及传动节，使转向轮转向。这种装置的转向角较小，一般低于30°。由于桩机在进入施工场地时，机身比较长(约为10米)，转弯半径比较大，使采用这种转向装置的桩机不能进入比较狭窄的地段。当桩机在运输状态即由动力机头拖挂时，将离合器分开，前转向装置便不再控制桩机的转向，使运输非常方便。但是，由于桩机自重较大，所需的转向力也很大。而本装置采用的是机械转向系统，其转向力相对较小，使转向操作不太轻便，而且结构也比较复杂，制造成本相对较高。

本发明既可以用锤击法沉拔管桩再灌注桩，还可以用螺旋钻孔灌注桩，同时还能够用锤击法沉预制桩，是一种性能可靠、功能强大的建筑机械设备。由于中小型建筑的施工场地条件低，土层结构差异较大，而且周边还有很多建筑物，进入场地的道路一般也很窄。因此需要一种调整灵活、操作轻便、结构紧凑、制造成本低、施工效率高、能满足各种土层结构的打桩设备。由于本桩机设计的四轮驱动系统、前转向装置可使桩机独立行走，而且还设计了能使桩机做360°回转的回转装置，因而桩机在进入施工场地或现场施工时，调整非常灵活，降低了对施工场地条件的要求，距离最近建筑物仅为0.35米。同时也减少了调整时间，提高了施工效率，平均每桩仅需5分钟。桩机多功能的设计，可满足各种土层结构的需要。当施工完毕后，可由任一动力机头拖挂，运输十分方便。总而言之，多功能打桩机是目前性价比最优、最适合中小型建筑的打桩设备。

Claims (10)

1、一种多功能打桩机，其中包括上桩架(11)、下桩架(5)，上桩架(11)和下桩架(5)为相对旋转连接，下桩架(5)安装有行走装置(4)，上桩架(11)安装有支承装置(7)，上桩架(11)后端安装有配重砂箱(9)，其特征在于：上桩架(11)前端铰接有导轨立柱(13)，导轨立柱(13)上下滑动连接有沉桩装置。

2、根据权利要求1所述的多功能打桩机，其特征在于：所述行走装置(4)前端带有前转向装置(8)。

3、根据权利要求1或2所述的多功能打桩机，其特征在于：所述下桩架(5)中部带有辅助支承装置(6)。

4、根据权利要求3所述的多功能打桩机，其特征在于：所述上桩架(11)与导轨立柱(13)之间安装有斜撑装置(12)。

5、根据权利要求4所述的多功能打桩机，其特征在于：所述的沉桩装置其中包括有柴油锤(1)，柴油锤(1)与所述导轨立柱(13)为上下滑动连接，柴油锤(1)下端连接有管桩(2)。

6、根据权利要求5所述的多功能打桩机，其特征在于：所述管桩(2)为中空的圆管体，其上端开有排气孔(15)、底面开有进气孔(16)；所述管桩(2)下端活动连接有挡泥板(3)。

7、根据权利要求4所述的多功能打桩机，其特征在于：所述的沉桩装置其中包括有柴油锤(1)，柴油锤(1)与所述导轨立柱(13)为上下滑动连接，柴油锤(1)下端连接有送桩连接件(14)。

8、根据权利要求7所述的多功能打桩机，其特征在于：所述送桩连接件(14)带有送桩内腔，送桩内腔的横截面为圆形或方形。

9、根据权利要求4所述的多功能打桩机，其特征在于：所述的沉桩装置其中包括有螺旋钻滑块(17)，螺旋钻滑块(17)与所述导轨立柱(13)为上下滑动连接，螺旋钻滑块(17)上安装有螺旋钻动力机头(18)，螺旋钻动力机头(18)下端传动连接有螺旋钻杆(19)。

10、根据权利要求4所述的多功能打桩机，其特征在于：所述的沉桩装置其中包括有螺旋钻滑块(17)，螺旋钻滑块(17)与所述导轨立柱(13)为上下滑动连接，螺旋钻滑块(17)上安装有螺旋钻动力机头(18)，螺旋钻动力机头(18)下端传动连接有高压注浆杆(45)。

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