专利名称：一种轨道滑移式桩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轨道滑移式桩机及施工方法，属于地基处理中桩机工程领域，尤其适用于引孔及桩打设或两类桩交替施工等的地基处理工程。
背景技术：
目前沉管灌注桩、预制桩、水泥搅拌桩等桩机，在施工场地需借助其机架底部的钢管，并下垫枕木实现移机，由于移机时混凝土、水泥等尚未初凝，该移机方式易使已打设的沉管灌注桩、水泥搅拌桩等桩身出现断桩，严重影响其承载性能，且因各桩位要反复移机，因此移机速度慢、效率低。采用履带式移动在移机速度上有较大提高，但履带也多在已打设桩中心及桩周移动，对已打设桩仍有较大影响，且各桩位也多需反复移机。在地基处理、基坑支护等工程中，越来越多地结合使用两类或两类以上工艺或桩型而且也取得了较好的经济效益，如SMW工法，水泥搅拌桩中插预制桩、钢管桩、沉管灌注桩，刚性桩与柔性桩交替布置的长短桩等；但各桩型需采用对应的设备分别施工，不同的施工设备之间需要相互衔接，且后施工桩型施工设备的移机及打设会对已施工桩产生不利影响，且施工速度慢、工效低、施工成本高。例如，在地基上覆较厚硬壳层或地基中夹杂厚度大、承载力好的土层，预制桩难以施工，常需先引孔，然后再进行预制桩静压或锤击等施工，需要引孔设备和压沉桩设备组合施工。综上所述，目前沉管灌注桩、预制桩、水泥搅拌桩等桩机具有移动速度慢、对已打设桩影响大、人力成本高等缺点，且桩机操作人员存在视角盲区，易发生安全事故；同时多种工艺及桩型的交替施工具有施工速度慢、需要较多人员配合等缺点。目前亟需实用新型一种移机速度快、对已打设桩影响小、2种以上工艺及桩型交替施工工效高、人力成本低、施工安全性高的桩机及施工方法。
发明内容本实用新型的目的是实用新型一种施工速度快、2种以上工艺及桩型交替施工工效高、人力成本、施工安全性高的轨道滑动式桩机，是利用桩机在横向滑移轨道和纵向滑移轨道的快速滑动实现快速移机，并将2种工艺及桩型的施工设备对称设置于机架两侧，通过机架的旋转，实现2种工艺及桩型的快速交替施工；同时通过高清摄像头的设置，实现对施工过程的多方位监控，提高了施工的安全性。为了实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案—种轨道滑移式桩机，其特征在于横向滑移轨道通过横向滑移轨道固定板置于在纵向滑移轨道之上；横向滑移轨道上设置横向轨道滑移装置，横向牵引电动机置于横向滑移轨道固定板上，横向牵引电动机连接横向牵引钢丝绳，横向牵引钢丝绳绕过固定于横向轨道滑移装置上的滑轮，牵引横向轨道滑移装置移动；纵向滑移轨道上设置纵向牵引电动机，纵向牵引电动机连接纵向牵引钢丝绳，纵向牵引钢丝绳绕过固定于横向滑移轨道固定板的滑轮，牵引横向滑移轨道固定板移动，在横、纵向滑移轨道上分别设置桩机刹车装置和固定板刹车装置；齿轮盘转动轴贯穿桩机水平下底架中心，与转动驱动装置连接，转动齿轮盘顶部固定于桩机水平上底架底部中心，通过转动齿轮盘实现桩机360°旋转，在桩机水平上底架两侧垂直于其中心线处对称设置引孔或搅拌设备和压沉桩设备，并分别通过其竖向固定导向架与竖向机架连接，竖向机架之间设置竖向机架斜撑；在桩机水平上底架四个边角、横向滑移轨道固定板两内侧边角适宜全方位监控的位置及高度设置I个或以上高清摄像头；纵向移机时在两侧横向滑移轨道固定板下分别对称设置4个纵向移机千斤顶；动力控制系统及高清摄像头监控系统集成于主控室。前述的一种轨道滑移式桩机，其特征在于横向滑移轨道和纵向滑移轨道可采用钢管或H型钢。前述的一种轨道滑移式桩机，其特征在于横向轨道滑移装置和纵向轨道滑移装置构造相同，根据选用的横向滑移轨道和纵向滑移轨道的类型设置，横向轨道滑移装置固定于桩机水平下底架的底部，纵向轨道滑移装置固定于横向滑移轨道固定板的底部，滑移轨道为钢管时，滑移装置设置为上下对称的两块轨道滑移板，每块轨道滑移板沿其内侧边线中心设置半圆形滑移槽，通过两侧对称的四个及以上滑移板连接螺栓连接，上下两块轨道滑移板拼接线与滑移轨道水平中心线重合；滑移轨道为H型钢时，滑移装置由对称的左右两块轨道滑移板在滑移板拼接线处焊接而成，两轨道滑移板焊接后包裹滑移轨道上翼板和1/2以上腹板高度，滑移板拼接线与滑移轨道腹板中心线重合。前述的一种轨道滑移式桩机，其特征在于桩机刹车装置和固定板刹车装置构造相同，根据选用的横向滑移轨道和纵向滑移轨道的类型设置，桩机刹车装置固定于桩机水平下底架的底部，固定板刹车装置固定于横向滑移轨道固定板的底部，滑移轨道为钢管时，滑移轨道外壁焊接圆环型刹车磁铁，刹车装置由对称于滑移轨道水平中心线的上下两块刹车磁铁板通过四个及以上刹车磁铁板滑移杆连接组成，每块刹车磁铁板沿其内侧边线中心设置半圆形刹车槽，刹车磁铁板滑移杆与上刹车磁铁板焊接，上刹车磁铁板与圆环型刹车磁铁焊接，下刹车磁铁板可沿刹车磁铁板滑移杆自由滑动；滑移轨道为H型钢时，在滑移轨道上翼缘上侧焊接上刹车磁铁板、下翼缘对称于腹板两侧焊接两块刹车磁铁、腹板两侧设置刹车磁铁板滑移槽，刹车磁铁下侧对称于滑移轨道腹板设置两块分离式下刹车磁铁板，上下刹车磁铁板在两端通过四个及以上刹车磁铁板滑移杆连接，刹车磁铁板滑移杆顶部与上刹车磁铁板焊接牢固，下刹车磁铁板可沿着磁铁板滑移杆和刹车磁铁板滑移槽自由滑动。一种轨道滑移式桩机的施工方法，其特征在于包括以下步骤步骤一、首先对纵向滑移轨道下地基采用换填或水泥土加固处理；步骤二、将滑移轨道和桩机在现场组装后，安放于施工场地，固定板刹车装置置于刹车状态；步骤三、桩机沿横向滑移轨道移至桩位后，桩机刹车装置置于刹车状态，由引孔或搅拌设备进行引孔或水泥搅拌桩施工后，桩机旋转180°由压沉桩设备进行预制桩或灌注桩施工，引孔或搅拌设备与压沉桩设备交替施工；步骤四、开启桩机刹车装置，桩机沿横向滑移轨道滑动依次完成下一桩位2排桩施工后，桩机移动至横向滑移轨道中心位置；[0017]步骤五、桩机刹车装置置于刹车状态，开启固定板刹车装置，通过横向滑移轨道固定板沿纵向移动，带动横向滑移轨道和桩机沿纵向移动，依次完成场地桩的施工。步骤六、纵向滑移轨道滑移范围场地内桩施工完成后，将桩机移至横向滑移轨道中心处，桩机刹车装置置于刹车状态，固定板刹车装置置于开启状态，在纵向移机千斤顶辅助下，并保障桩机底架的水平，完成纵向滑移轨道的纵向移动，纵向滑移轨道移动完成后，进行场地下一区段的施工。本实用新型涉及的轨道滑移式桩机及施工方法具有以下优点及有益效果( I)通过横向滑移轨道和纵向滑移轨道，实现了桩机的快速纵横向移动，横向滑移轨不与地基接触，纵向滑移轨道置于施工场地之外或底部已首先采取了加固处理措施，桩机移机过程对已施工桩影响较小，且移机速度快；(2)通过将2种工艺及桩型的施工设备对称设置于机架两侧，通过机架的旋转实现了 2种工艺及桩型的快速交替施工；(3)通过桩机水平上底架四个边角、横向滑移轨道固定板两内侧边角高清摄像头的设置，便于主控室操作人员多方位监控施工场地的情况，提高了施工的安全性。
图1是滑杆移动式桩机平面布置示意图；图2是滑移轨道为圆形钢管时的滑移装置结构断面示意图；图3是滑移轨道为H型钢时的滑移装置结构断面示意图；图4是滑移轨道为圆形钢管时的刹车装置结构断面示意图；图5是滑移轨道为H型钢时的刹车装置结构断面示意图。图中1-桩机水平下底架，2-桩机水平上底架，3-转动齿轮盘，4-齿轮盘转动轴，5-横向滑移轨道，6-横向轨道滑移装置，7-桩机刹车装置，8-纵向滑移轨道，9-横向滑移轨道固定板，10-固定板刹车装置，11-横向牵引钢丝绳，12-滑轮，13-横向牵引电动机，14-纵向牵引钢丝绳，15-竖向机架，16-竖向机架斜撑，17-引孔或搅拌设备，18-压沉桩设备，19-竖向固定导向架，20-高清摄像头，21-纵向移机千斤顶，22-纵向轨道滑移装置，23-主控室，24-轨道滑移板，25-滑移板连接螺栓，26-滑移板拼接线，27-上刹车磁铁板，28-下刹车磁铁板，29-刹车磁铁，30-刹车磁铁板滑移杆，31-刹车磁铁板滑移槽。
具体实施方式
桩机构造要求、机架构造要求、动力控制系统、纵向移机千斤顶选型、横向牵引电动机选型、转动驱动装置、高清摄像头技术参数、转动齿轮盘材料要求等，需要结合具体施工工艺要求、桩型类型及设计参数等设计确定，且多为本技术领域一般技术人员的常规技术手段；同时对横向轨道滑移装置、纵向轨道滑移装置、桩机刹车装置、固定板刹车装置等与桩机水平下底架的连接，齿轮盘转动轴驱动装置在桩机水平下底架底部的布置等也均采用常规技术手段，对本技术领域内的一般技术人员而言是显而易见的；本实施方式中均不再累述，重点阐述本实用新型涉及轨道滑移式桩机的布置方式、区别与现有桩机构造的技术参数及施工方法。图1是滑杆移动式桩机平面布置示意图，参照图1所示，一种轨道滑移式桩机，横向滑移轨道5通过横向滑移轨道固定板9置于纵向滑移轨道8上；横向滑移轨道5上设置横向轨道滑移装置6，横向牵引电动机13置于横向滑移轨道固定板9上，横向牵引电动机13连接横向牵引钢丝绳11，横向牵引钢丝绳11绕过固定于横向轨道滑移装置6上的滑轮12，施工时由横向牵引电动机13通过滑轮12和横向牵引钢丝绳11牵引横向轨道滑移装置6带动桩机在横向滑移轨道5上移动；纵向滑移轨道5上设置纵向牵引电动机，纵向牵引电动机连接纵向牵引钢丝绳14，纵向牵引钢丝绳14绕过固定于横向滑移轨道固定板9的滑轮12，施工时由纵向牵引电动机通过滑轮12和纵向牵引钢丝绳14牵引横向滑移轨道固定板9，从而带动横向滑移轨道5和桩机在纵向滑移轨道8上移动，并分别在横、纵向滑移轨道上设置桩机刹车装置7和固定板刹车装置10 ；齿轮盘转动轴4贯穿桩机水平下底架I中心，与转动驱动装置连接，转动齿轮盘3顶部固定于桩机水平上底架底部2中心，通过转动齿轮盘3实现桩机360°旋转，在桩机水平上底架2两侧垂直于其中心线处对称设置引孔或搅拌设备17和压沉桩设备18，并分别通过其竖向固定导向架19与竖向机架15连接，竖向机架15之间设置竖向机架斜撑16 ;在桩机水平上底架2四个边角、横向滑移轨道固定板9两内侧边角适宜全方位监控的位置及高度设置I个或以上高清摄像头20 ;纵向移机时在两侧横向滑移轨道固定板9下分别对称设置4个纵向移机千斤顶21 ;动力控制系统及高清摄像头20监控系统集成于主控室23。桩机水平下底架I和桩机水平上底架2，根据桩机重量及稳定性等要求，可采用整体式矩形或正方形形钢板，或采用型钢与钢板组合焊接而成，与目前已有桩机底架加工工艺无异，本实施方式中不再展开阐述，同时桩机水平下底架I和桩机水平上底架2之间可根据需要进行适宜连接固定。横向滑移轨道5和纵向滑移轨道8可采用钢管或H型钢；横向滑移轨道5均匀布置4根，可采用外径为299mm、壁厚为20mm的热轧无缝钢管；也可采用4根热轧宽翼缘H型钢，高度为300mm、宽度为300mm、翼板厚度为15mm、腹板厚度为10、圆角半径为20mm ;纵向滑移轨道8可采用2根外径为600_、壁厚为20_的热轧无缝钢管；也可采用4根采用热轧窄翼缘H型钢，高度为800mm、宽度为300mm、翼板厚度为26mm、腹板厚度为14、圆角半径为 28mm。图2是滑移轨道为圆形钢管时的滑移装置结构断面示意图，图3是滑移轨道为H型钢时的滑移装置结构断面示意图，参照图2、3所示，横向轨道滑移装置6和纵向轨道滑移装置22构造相同，根据选用的横向滑移轨道5和纵向滑移轨道8的类型设置，横向轨道滑移装置6固定于桩机水平下底架I的底部，纵向轨道滑移装置22固定于横向滑移轨道固定板9的底部，如滑移轨道为外径为299mm、壁厚为20mm的热轧无缝钢管时(图2)，滑移装置设置成上下对称的两块轨道滑移板24,轨道滑移板24宽度为600mm、高度为300mm,每块轨道滑移板24沿其内侧边线中心设置直径为302mm半圆形滑移槽，通过两侧对称的四个及以上滑移板连接螺栓25连接，滑移板连接螺栓25的螺杆直径30mm，螺帽直径60mm、螺帽高度30mm,上下两块轨道滑移板拼接线26与钢管水平中心线重合；如滑移轨道为高度为300mm、宽度为300mm、翼板厚度为15mm、腹板厚度为10、圆角半径为20mm的热轧宽翼缘H型钢时(图2)，滑移装置由对称的两块L型轨道滑移板24在滑移板拼接线26处焊接而成，两轨道滑移板24焊接后整体包裹H型钢上翼板和1/2以上高度的腹板，轨道滑移板24由厚度为20mm的钢板焊接或整体铸造而成，滑移板拼接线26与H型钢腹板中心线重合。[0035]图4是滑移轨道为圆形钢管时的刹车装置结构断面示意图，图5是滑移轨道为H型钢时的刹车装置结构断面示意图，参照图4、5所示，桩机刹车装置7和固定板刹车装置10构造相同，根据选用的横向滑移轨道5和纵向滑移轨道8的类型设置，桩机刹车装置7固定于桩机水平下底架I的底部，固定板刹车装置10固定于横向滑移轨道固定板9的底部，如滑移轨道为外径为299mm、壁厚为20mm的热轧无缝钢管时，滑移轨道的钢管外壁焊接外径为319mm、厚度为IOmm圆环型刹车磁铁29，刹车装置由对称于钢管水平中心线的宽度为600mm、高度为290mm的上刹车磁铁板27、下刹车磁铁板28通过四个及以上刹车磁铁板滑移杆30连接组成，磁铁板滑移杆30直径30mm、长度为625mm(不含两端扩大端高度)，两端扩大端高度为30_、直径为60_，每块刹车磁铁板沿其内侧边线中心设置直径为322_的半圆形刹车槽，刹车磁铁板滑移杆30与上刹车磁铁板27焊接，上刹车磁铁板27与圆环型刹车磁铁29焊接，下刹车磁铁板28可沿刹车磁铁板滑移杆30自由滑动；如滑移轨道为高度为300mm、宽度为300mm、翼板厚度为15mm、腹板厚度为10、圆角半径为20mm的热轧宽翼缘H型钢时(图5)，在滑移轨道的上翼缘上侧焊接宽度为380mm、厚度为20mm上刹车磁铁板27，在滑移轨道的下翼缘对称于腹板两侧焊接两块刹车磁铁29，每块刹车磁铁29宽度为144. 5_、厚度为15_，在滑移轨道的腹板两侧设置刹车磁铁板滑移槽31，刹车磁铁29下侧对称于H型钢腹板设置两块分离式宽度为184. 5mm、厚度为20mm下刹车磁铁板28，上下刹车磁铁板27、28的两端通过四个及以上刹车磁铁板滑移杆30连接，刹车磁铁板滑移杆30直径15mm、长度为90mm(不含两端扩大端高度)，两端扩大端高度为15mm、直径为30mm,其顶部扩大端与上刹车磁铁板27焊接牢固，下刹车磁铁板28可沿着磁铁板滑移杆30和刹车磁铁板滑移槽31自由滑动。一种轨道滑移式桩机的施工方法，包括以下步骤步骤一、首先对纵向滑移轨道8下地基采用换填或水泥土加固处理；步骤二、将滑移轨道和桩机在现场组装后，安放于施工场地，固定板刹车装置10置于刹车状态；步骤三、桩机沿横向滑移轨道5移至桩位后，桩机刹车装置7置于刹车状态，由引孔或搅拌设备17进行引孔或水泥搅拌桩施工后，桩机旋转180°由压沉桩设备18进行预制桩或灌注桩施工，引孔或搅拌设备17与压沉桩设备18交替施工；步骤四、开启桩机刹车装置7，桩机沿横向滑移轨道5滑动依次完成下一桩位2排桩施工后，桩机移动至横向滑移轨道5中心位置；步骤五、桩机刹车装置7置于刹车状态，开启固定板刹车装置10，通过横向滑移轨道固定板9沿纵向移动，带动横向滑移轨道5和桩机沿纵向移动，依次完成场地桩的施工。步骤六、纵向滑移轨道8滑移范围场地内桩施工完成后，将桩机移至横向滑移轨道5中心处，桩机刹车装置7置于刹车状态，固定板刹车装置10置于开启状态，在纵向移机千斤21顶辅助下，并保障桩机底架的水平，完成纵向滑移轨道8的纵向移动，纵向滑移轨道8移动完成后，进行场地下一区段的施工。
权利要求1.一种轨道滑移式桩机，其特征在于横向滑移轨道(5)通过横向滑移轨道固定板(9)置于在纵向滑移轨道(8)之上；横向滑移轨道(5)上设置横向轨道滑移装置(6)，横向牵引电动机(13)置于横向滑移轨道固定板(9)上，横向牵引电动机(13)连接横向牵引钢丝绳(11 )，横向牵引钢丝绳(11)绕过固定于横向轨道滑移装置(6 )上的滑轮(12 )，牵引横向轨道滑移装置(6)移动；纵向滑移轨道(5)上设置纵向牵引电动机，纵向牵引电动机连接纵向牵引钢丝绳(14)，纵向牵引钢丝绳(14)绕过固定于横向滑移轨道固定板(9)的滑轮(12)，牵引横向滑移轨道固定板(9)移动，在横、纵向滑移轨道上分别设置桩机刹车装置(7)和固定板刹车装置(10); 齿轮盘转动轴(4)贯穿桩机水平下底架(I)中心，与转动驱动装置连接，转动齿轮盘(3)顶部固定于桩机水平上底架底部(2)中心，通过转动齿轮盘(3)实现桩机360°旋转，在桩机水平上底架(2)两侧垂直于其中心线处对称设置引孔或搅拌设备(17)和压沉桩设备(18)，并分别通过其竖向固定导向架(19)与竖向机架(15)连接，竖向机架(15)之间设置竖向机架斜撑(16);在桩机水平上底架(2)四个边角、横向滑移轨道固定板(9)两内侧边角适宜全方位监控的位置及高度设置I个或以上高清摄像头(20);纵向移机时在两侧横向滑移轨道固定板(9)下分别对称设置4个纵向移机千斤顶(21);动力控制系统及高清摄像头(20)监控系统集成于主控室(23)。
2.根据权利要求1所述的一种轨道滑移式桩机，其特征在于横向滑移轨道(5)和纵向滑移轨道(8 )可采用钢管或H型钢。
3.根据权利要求1所述的一种轨道滑移式桩机，其特征在于横向轨道滑移装置(6)和纵向轨道滑移装置(22)构造相同，根据选用的横向滑移轨道(5)和纵向滑移轨道(8)的类型设置，横向轨道滑移装置(6)固定于桩机水平下底架(I)的底部，纵向轨道滑移装置(22)固定于横向滑移轨道固定板(9)的底部，滑移轨道为钢管时，滑移装置设置为上下对称的两块轨道滑移板(24)，每块轨道滑移板(24)沿其内侧边线中心设置半圆形滑移槽，通过两侧对称的四个及以上滑移板连接螺栓(25)连接，上下两块轨道滑移板拼接线(26)与滑移轨道水平中心线重合；滑移轨道为H型钢时，滑移装置由对称的左右两块轨道滑移板(24)在滑移板拼接线(26)处焊接而成，两轨道滑移板(24)焊接后包裹滑移轨道上翼板和1/2以上腹板高度，滑移板拼接线(26)与滑移轨道腹板中心线重合。
4.根据权利要求1所述的一种轨道滑移式桩机，其特征在于桩机刹车装置(7)和固定板刹车装置(10)构造相同，根据选用的横向滑移轨道(5)和纵向滑移轨道(8)的类型设置，桩机刹车装置(7)固定于桩机水平下底架(I)的底部，固定板刹车装置(10)固定于横向滑移轨道固定板(9)的底部，滑移轨道为钢管时，滑移轨道外壁焊接圆环型刹车磁铁(29)，刹车装置由对称于滑移轨道水平中心线的上下两块刹车磁铁板通过四个及以上刹车磁铁板滑移杆(30)连接组成，每块刹车磁铁板沿其内侧边线中心设置半圆形刹车槽，刹车磁铁板滑移杆(30 )与上刹车磁铁板(27 )焊接，上刹车磁铁板(27 )与圆环型刹车磁铁(29 )焊接，下刹车磁铁板(28)可沿刹车磁铁板滑移杆(30)自由滑动；滑移轨道为H型钢时，在滑移轨道上翼缘上侧焊接上刹车磁铁板(27)、下翼缘对称于腹板两侧焊接两块刹车磁铁(29)、腹板两侧设置刹车磁铁板滑移槽(31)，刹车磁铁(29)下侧对称于滑移轨道腹板设置两块分离式下刹车磁铁板(28)，上下刹车磁铁板在两端通过四个及以上刹车磁铁板滑移杆(30)连接，刹车磁铁板滑移杆(30)顶部与上刹车磁铁板(27)焊接牢固，下刹车磁铁板(28)可沿着磁铁板滑移杆(30)和刹车磁铁 板滑移槽(31)自由滑动。
专利摘要一种轨道滑移式桩机，其特征在于横向滑移轨道通过横向滑移轨道固定板搁置在纵向滑移轨道之上，施工时桩机在横向滑移轨道上移动，通过横向滑移轨道固定板带动横向滑移轨道和桩机在纵向滑移轨道上移动；在桩机水平上底架两侧对称设置引孔或搅拌设备和压沉桩设备，通过转动齿轮盘实现桩机360°旋转，完成引孔及桩打设或两类桩的交替施工；施工时通过高清摄像头监控施工过程；通过纵向移机千斤顶协助完成轨道滑移式桩机的纵向移动；动力控制系统及高清摄像头监控系统集成于主控室。本实用新型涉及的轨道滑移式桩机具有施工速度快、对已施工桩影响小、可快速完成两类桩等的交替施工等优点，与现有桩机相比具有较好的技术经济效益。
文档编号E02D7/16GK202899136SQ20122049262
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者王新泉, 马跃光, 陈春来, 沈浩, 吕舜远, 江建坤 申请人:浙江大学城市学院, 浙江新中源建设有限公司