CN205348179U - 高频对置轻式打桩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高频对置轻式打桩机。振动打桩机依赖其自重将桩体沉入土层中，当打桩机质量减小时，桩体的贯入效率很低，使打桩机的小型化受到了极大的限制。本实用新型的特征在于矩形钢架的顶部连接多根用于将其保持竖直状态的固定锚索，该矩形钢架内装有可相对其竖直升降的动力装置；矩形钢架的底部内放置对桩管竖直升降起导向作用的辅助稳定结构；的动力装置包括一钢腹板和放置在钢腹板上的两个水平对置的高频振动电动机；桩管的上部连接一桩头，钢腹板的底部与桩头之间通过一竖直设置的连接件连接。本实用新型通过固定锚索使矩形钢架保持稳定竖直状态，辅助稳定结构对桩管的竖直升降起导向作用，提高了打桩效率和使用时的安全性。

Description

高频对置轻式打桩机

技术领域

本实用新型涉及打桩机领域，具体地说是一种适用于小口径沉管灌注桩施工的高频对置轻式打桩机。

背景技术

桩基础加固地基已经应用广泛，该技术也日臻成熟，而在市区或施工作业空间有限的情况下与大型打桩机械的工作半径及运输产生了矛盾，并且大型机械的运输安装不仅需要专业的施工队伍和严格的审批程序，还会产生较高的时间和金钱成本。大型机械会产生较大噪音在一些地区使用时段受到限制，从而拖延了工期，目前解决的办法是把整桩进行切割，分段接桩，这样会产生在接口位置发生钢筋锈蚀，导致强度降低，诱发安全事故。

虽然振动桩锤具具有贯入力强、使用方便、施工速度快、成本低等特点，在桩施工中有着广泛的应用，但是由于振动打桩机施工时，对邻近房屋建筑有一定的影响，常常造成工程停工、工期延误和大量经济纠纷。

小型打桩机具有贯入能力强，噪音小，沉桩质量好，使用方便，适合于各种不同的作业环境，操作容易，机动性高，可水下作业等优点，已经得到业内共识。在我国桩基工程中，小型打桩机也具有广阔的应用前景。例如，防洪抢险的水利工地就迫切需要一种小型打桩机代替人工打桩，以提高效率。采用振动冲击式打桩机可以有效地解决这个问题，这种打桩机是在桩体振动的同时对其快速冲击，这大大增加了桩体贯入的效果，但在不同工况下振动和冲击优化配合是极其困难的。振动打桩机依赖其自重将桩体沉入土层中，当打桩机质量减小时，桩体的贯入效率低，特别是在土质较硬时，贯入很困难，这就使得打桩机的小型化受到了极大的限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种高频对置轻式打桩机，其只在竖直方向运动，以提高打桩效率和使用时的安全性。

为此，本实用新型采用如下的技术方案：高频对置轻式打桩机，包括矩形钢架，所述矩形钢架的顶部连接多根用于将其保持竖直状态的固定锚索，该矩形钢架内装有可相对其竖直升降的动力装置；

所述矩形钢架的底部内放置对桩管竖直升降起导向作用的辅助稳定结构，所述的桩管贯穿辅助稳定结构；

所述的动力装置包括一钢腹板和放置在钢腹板上的两个水平对置的高频振动电动机；

所述桩管的上部连接一桩头，钢腹板的底部与桩头之间通过一竖直设置的连接件连接；

所述的辅助稳定结构包括呈上下平行设置的顶板和底板，通过四根螺栓将顶板和底板连为一体，顶板与钢腹板的底面平行。

使用时，固定锚索的一端固定在矩形钢架的顶部，另一端固定在地面或其他固定物上。矩形钢架的底部可以直接固定在地面上，也可以连接在其他固定物上，如试验箱体。

本实用新型采用高频振动电动机对桩管进行驱动，质量轻、操作简单、噪音小、振动小、成本低，具有较强的便携性，同时对周围土体破坏小；通过固定锚索使矩形钢架保持稳定竖直状态，辅助稳定结构对桩管的竖直升降起导向作用，提高了打桩效率和使用时的安全性。

进一步，所述的连接件为套管，钢腹板的底部中心设有一竖直设置的连接柱，套管的内壁与连接柱的外壁采用螺纹连接；所述桩头的下部外壁与桩管的上部内壁采用螺纹连接，桩头的上部形成一置于套管内的定位部，连接柱的底面压在定位部上；套管的底部形成套在桩管上的缩口，该缩口的直径小于定位部的外径。通过套管使动力装置与桩管组成共同体，可以形成振动打桩，克服了传统打桩机只有向下冲击力的缺点；待桩身到达指定位置后卸下套管和桩头，补接下一桩管，然后重复打桩。该接桩方式牢固可靠，拆装方便。由于本实用新型的体积小，工作半径小，不需要太多的辅助设施，不仅可以用于现场施工，还可以用于室内中大型试验研究。

进一步，所述矩形钢架的底部通过钢架固定结构连接在一试验箱体的顶部；所述试验箱体的顶部开口，四侧壁和底部密封。试验箱体内放置试验用土，矩形钢架连接在试验箱体上的方案用于室内中大型试验研究。

进一步，所述的钢架固定结构由两根分别设置在矩形钢架两侧的90度角钢组成，该90度角钢通过螺栓与矩形钢架连接，所述90度角钢的两端焊接在试验箱体的顶边上。通过两根90度角钢对矩形钢架进行竖直方向的定位，防止矩形钢架发生偏移。

进一步，所述的矩形钢架包括四根竖直设置的90度角钢，该90度角钢作为动力装置竖直升降的导轨使用，也可以作为辅助稳定结构装入矩形钢架内的导轨使用，使辅助稳定结构滑至矩形钢架的底部。

进一步，所述的顶板和底板的中央处均开有一通孔，两通孔的中心和桩头的中心位于同一条竖直线上，确保桩管的轴线在竖直方向上。

进一步，所述矩形钢架的顶部设有锁鼻，固定锚索通过锁鼻固定在矩形钢架上。锁鼻方便吊装矩形钢架。

进一步，所述矩形钢架的顶部设有滑轮，滑轮上绕有钢绞线，钢绞线的一端与钢腹板的一角连接，另一端连接配重物。通过矩形钢架上的滑轮进行配重处理，以便于扩大本实用新型打桩机的适用范围。

进一步，所述的高频振动电动机使用偏心块式激振器，所述的高频振动电动机连接一调频器。电动机使用偏心块式激振器，其工作原理是利用桩管的振动使其周边的土壤液化，减少土壤与桩管的摩擦阻力，使桩管沉入或拔出土壤。调频器可以根据地质条件调整频率，从而调整激振力，避免贯入困难；此外，调节频率还可以调节土壤的受迫振动频率，当强迫频率与土壤自振频率一致时，土体共振使得桩管能够较轻松沉入土内。

进一步，所述的钢腹板呈“T”形，其竖部的上端开有用于穿吊索的吊孔。

本实用新型具有以下有益效果：通过固定锚索使矩形钢架保持稳定竖直状态，辅助稳定结构对桩管的竖直升降起导向作用，提高了打桩效率和使用时的安全性；体积小、质量轻、操作简单、噪音小、振动小、成本低，具有较强的便携性，同时对周围土体破坏小；适用于小口径沉管灌注桩施工，应用于施工场地内的软土地基加固处理或室内软土加固试验研究。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图(图中未画固定锚索)。

图2为本实用新型实施例1动力装置下降至矩形钢架底部时的示意图。

图3为本实用新型动力装置的结构示意图。

图4为本实用新型动力装置与桩管的连接结构图。

图5为本实用新型实施例2的结构示意图。

图中，1-矩形钢架，2-动力装置，3-固定锚索，4-桩管，5-辅助稳定结构，6-桩头，7-套管，8-连接柱，9-90度角钢，10-滑轮，11-钢架固定结构，12-试验箱体，13-滑轮，21-钢腹板，22-高频振动电动机，51-顶板，52-底板，53-螺栓，61-定位部。

具体实施方式

实施例1

如图1-4所示的高频对置轻式打桩机，矩形钢架1的顶部连接多根用于将其保持竖直状态的固定锚索3，固定锚索3的一端固定在矩形钢架的顶部上，另一端固定在地面上。该矩形钢架1内装有可相对其竖直升降的动力装置2，该动力装置2由钢腹板21和放置在钢腹板上的两个水平对置的高频振动电动机22组成。

桩管4的上部连接一桩头6，钢腹板21的底部与桩头6之间通过竖直设置的套管7连接。钢腹板21的底部中心设有竖直设置的连接柱8，套管7的内壁与连接柱8的外壁采用螺纹连接。桩头6的下部外壁与桩管4的上部内壁采用螺纹连接，桩头6的上部形成置于套管7内的定位部61，连接柱8的底面压在定位部61上。套管7的底部形成套在桩管4上的缩口，该缩口的直径小于定位部61的外径。

所述的矩形钢架1由四根竖直设置的90度角钢9和将它们焊成一体的多根横档组成。

所述矩形钢架1的底部内放置对桩管4竖直升降起导向作用的辅助稳定结构5，桩管4贯穿辅助稳定结构5。辅助稳定结构5由呈上下平行设置的顶板51和底板52及四根螺栓53组成，通过四根螺栓53将顶板51和底板52连为一体，顶板51和底板52的中央处均开有一通孔，两通孔的中心和桩头6的中心位于同一条竖直线上，并且恰好可放置在钢架内并利用四周的角钢9作为轨道引导辅助稳定结构滑至矩形钢架的底部。

矩形钢架1的顶部设有锁鼻，固定锚索3通过锁鼻固定在矩形钢架1上。锁鼻方便用固定锚索3进行吊装并固定在指定位置保持竖直状态。固定锚索3由锁链、带螺母弹簧钩和花篮螺丝组成。在靠近钢架部分采用带螺母弹簧钩与锁链连接；与地面连接部分采用花篮螺丝与锁链连接。

所述矩形钢架1的顶部设有滑轮13，滑轮13上绕有钢绞线，钢绞线的一端与钢腹板的一角连接，另一端连接配重物。

高频振动电动机22使用偏心块式激振器，所述的高频振动电动机22连接调频器。

钢腹板21呈“T”形，其竖部的上端开有用于穿吊索的吊孔。钢腹板21恰好可放置在钢架内并利用矩形钢架四周的角钢作为轨道引导打桩机稳步下沉。

本实用新型的安装过程如下：第一，将固定锚索固定在矩形钢架上；第二，将辅助稳定结构放置在钢架的底部；第三，利用固定锚索将钢架吊装到指定位置并与地面连接牢固，使钢架在固定锚索和底板的支撑作用下一直保持稳定竖直的状态；第四，桩管的上部连接桩头，将桩头通过套管连接到动力装置的连接柱上，然后一并吊装至矩形钢架内，使桩管恰好通过辅助稳定结构的上、下两孔，最终形成动力装置、辅助稳定结构的顶板和底板三面共轴，四角皆在钢架导轨内，三点一线的状态。将380V电源通过调频器与动力装置进行连接。

根据某工程地质水分、类型和结构，选择电动机频率，并通过调频器进行调节。根据地质条件选择合适的桩径以及配套孔径的辅助稳定结构。

实施例2

如图3-5所示的高频对置轻式打桩机，矩形钢架1的顶部连接多根用于将其保持竖直状态的固定锚索3，矩形钢架1的底部通过钢架固定结构11连接在试验箱体12的顶部；试验箱体12的顶部开口，四侧壁和底部密封。固定锚索3的一端固定在矩形钢架1的顶部上，另一端固定在地面上。

所述的钢架固定结构11由两根分别设置在矩形钢架两侧的90度角钢组成，该90度角钢通过螺栓与矩形钢架连接，所述90度角钢的两端焊接在试验箱体12的顶边上。通过两根90度角钢对矩形钢架进行竖直方向的定位，防止矩形钢架发生偏移。

矩形钢架1内装有可相对其竖直升降的动力装置2，该动力装置2由钢腹板21和放置在钢腹板上的两个水平对置的高频振动电动机22组成。

桩管4的上部连接一桩头6，钢腹板21的底部与桩头6之间通过竖直设置的套管7连接。钢腹板21的底部中心设有竖直设置的连接柱8，套管7的内壁与连接柱8的外壁采用螺纹连接。桩头6的下部外壁与桩管4的上部内壁采用螺纹连接，桩头6的上部形成置于套管7内的定位部61，连接柱8的底面压在定位部61上。套管7的底部形成套在桩管4上的缩口，该缩口的直径小于定位部61的外径。

所述的矩形钢架1由四根竖直设置的90度角钢9和将它们焊成一体的多根横档组成。

所述矩形钢架1的底部内放置对桩管4竖直升降起导向作用的辅助稳定结构5，桩管4贯穿辅助稳定结构5。辅助稳定结构5由呈上下平行设置的顶板51和底板52及四根螺栓53组成，通过四根螺栓53将顶板51和底板52连为一体，所述的顶板51和底板52的中央处均开有一通孔，两通孔的中心和桩头6的中心位于同一条竖直线上，并且恰好可放置在钢架内并利用四周的角钢9作为轨道引导辅助稳定结构滑至矩形钢架的底部。

矩形钢架1的顶部设有锁鼻，固定锚索3通过锁鼻固定在矩形钢架1上。锁鼻方便用固定锚索3进行吊装并固定在指定位置保持竖直状态。固定锚索3由锁链、带螺母弹簧钩和花篮螺丝组成。在靠近钢架部分采用带螺母弹簧钩与锁链连接；与地面连接部分采用花篮螺丝与锁链连接。

所述矩形钢架1的顶部设有滑轮13，滑轮13上绕有钢绞线，钢绞线的一端与钢腹板的一角连接，另一端连接配重物。

高频振动电动机22使用偏心块式激振器，所述的高频振动电动机22连接调频器。

钢腹板21呈“T”形，其竖部的上端开有用于穿吊索的吊孔。钢腹板21恰好可放置在钢架内并利用矩形钢架四周的角钢作为轨道引导打桩机稳步下沉。

本实用新型的安装过程如下：第一，将钢架固定结构按照打桩设计方案固定在试验箱体指定位置；第二，将固定锚索固定在矩形钢架上；第三，将辅助稳定结构放置在矩形钢架底部；第四，利用固定锚索将矩形钢架吊装到指定位置并与钢架固定结构连接牢固；第五，将固定锚索分别固定在试验箱体的锁鼻上，使钢架在锚索和固定结构共同作用下一直保持稳定竖直的状态；第六，将桩管通过桩头和套管连接到动力装置上，然后一并吊装至矩形钢架内，使桩管恰好通过辅助稳定结构上下两孔，最终形成动力装置、辅助稳定结构三面共轴，四角皆在钢架导轨内，三点一线的状态。将380V电源通过调频器与动力装置进行连接。

试验箱体长宽高分别为1.5*1.5*3m的上方开口的钢制箱体。该箱体通过90°角钢进行加肋处理以增加刚度，并用胶体进行侧壁和底壁的密封。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (10)

1.高频对置轻式打桩机，包括矩形钢架（1），其特征在于，

所述矩形钢架（1）的顶部连接多根用于将其保持竖直状态的固定锚索（3），该矩形钢架（1）内装有可相对其竖直升降的动力装置（2）；

所述矩形钢架（1）的底部内放置对桩管（4）竖直升降起导向作用的辅助稳定结构（5），所述的桩管（4）贯穿辅助稳定结构（5）；

所述的动力装置（2）包括一钢腹板（21）和放置在钢腹板（21）上的两个水平对置的高频振动电动机（22）；

所述桩管（4）的上部连接一桩头（6），钢腹板（21）的底部与桩头（6）之间通过一竖直设置的连接件连接；

所述的辅助稳定结构（5）包括呈上下平行设置的顶板（51）和底板（52），通过四根螺栓（53）将顶板（51）和底板（52）连为一体，顶板（51）与钢腹板（21）的底面平行。

2.根据权利要求1所述的高频对置轻式打桩机，其特征在于，所述的连接件为套管（7），钢腹板（21）的底部中心设有一竖直设置的连接柱（8），套管（7）的内壁与连接柱（8）的外壁采用螺纹连接；所述桩头（6）的下部外壁与桩管（4）的上部内壁采用螺纹连接，桩头（6）的上部形成一置于套管（7）内的定位部（61），连接柱（8）的底面压在定位部（61）上；套管（7）的底部形成套在桩管（4）上的缩口，该缩口的直径小于定位部的外径。

3.根据权利要求1或2所述的高频对置轻式打桩机，其特征在于，所述矩形钢架（1）的底部通过钢架固定结构（11）连接在一试验箱体（12）的顶部；所述试验箱体（12）的顶部开口，四侧壁和底部密封。

4.根据权利要求3所述的高频对置轻式打桩机，其特征在于，所述的钢架固定结构（11）由两根分别设置在矩形钢架两侧的90度角钢组成，该90度角钢通过螺栓与矩形钢架（1）连接，所述90度角钢的两端焊接在试验箱体（12）的顶边上。

5.根据权利要求3所述的高频对置轻式打桩机，其特征在于，所述的矩形钢架（1）包括四根竖直设置的90度角钢，该90度角钢作为动力装置（2）竖直升降的导轨使用。

6.根据权利要求3所述的高频对置轻式打桩机，其特征在于，所述的顶板（51）和底板（52）的中央处均开有一通孔，两通孔的中心和桩头（6）的中心位于同一条竖直线上。

7.根据权利要求3所述的高频对置轻式打桩机，其特征在于，所述矩形钢架（1）的顶部设有锁鼻，固定锚索通过锁鼻固定在矩形钢架上。

8.根据权利要求3所述的高频对置轻式打桩机，其特征在于，所述矩形钢架（1）的顶部设有滑轮（10），滑轮上绕有钢绞线，钢绞线的一端与钢腹板的一角连接，另一端连接配重物。

9.根据权利要求3所述的高频对置轻式打桩机，其特征在于，所述的高频振动电动机使用偏心块式激振器，所述的高频振动电动机连接一调频器。

10.根据权利要求3所述的高频对置轻式打桩机，其特征在于，所述的钢腹板呈“T”形，其竖部的上端开有用于穿吊索的吊孔。