专利名称：振动锤击桩机的制作方法
技术领域：
一种建筑桩工机械。
现在建筑工程上所见到的振动灌注桩机，其立柱的竖立方法是在桩机上增加一套竖架扒杆，然后将立柱倒放于桩机前端，再利用竖架扒杆竖立。这种竖架方法，使力矩增大，故桩机尾座必须增加配重，否则桩机容易倾覆，而占用的场地也大、使桩机的适应范围受到限制；再是所使用的振动桩锤都是封闭型式的，只适宜于素混凝土桩施工，对于安放钢筋笼即作钢筋混凝土灌注桩施工就非常困难，这种封闭型式的振动桩锤的激振力有限，适应的土质和穿透能力亦有限，如遇较难贯入的土层、便无法穿透，因而成桩深度往往达不到设计要求；三是所使用的活瓣桩尖在桩管外部都带有外销耳，增加了桩管贯入阻力，影响桩机的穿透能力，成孔也不规则，给浇灌混凝土计算充盈系数造成困难，且桩尖拆卸也不方便；其四是现有的振动灌注桩机只能作等截面的混凝土灌注桩施工，成桩类型单一，所以单桩垂直承载力无法提高，桩身混凝土成型质量也很难控制。
本实用新型利用立柱固有的斜撑，组成了斜撑竖架装置，不必增加竖架扒杆及配重装置，便可将立柱从桩机的尾部向前竖立、且占用场地小、适应范围大；振动桩锤改用两台同型号电动机，实行强迫同步反向驱动，还在两电机之间设置了通孔管，垂直贯通整个振动桩锤，并与桩管贯通，这样就为安放钢筋笼和锤击装置提供条件；将活瓣桩尖改为内耳式桩尖，使桩管外部相对光滑，能减少桩管贯入阻力，成孔规则，拆装方便。此外，增设了一套锤击装置，借以提高桩管的锤击贯入能力；利用锤击装置还可作扩底桩、碎石桩等施工，也可捣动桩管内混凝土，使桩身成型密实，从而使桩机竖架和安放钢筋笼灵活方便，既能作素混凝土或钢筋混凝土灌注桩的施工，又能作扩底桩、碎石桩和利用本桩架及柴油锤作钢筋混凝土予制桩的施工用。
本实用新型结构(详见附图及
)附图说明图1振动锤击桩机示意图顶梁(1)锤击装置(2)通孔式振动桩锤(3)立柱(4)筒式柴油锤(5)斜撑竖架装置(6)桩管(7)内耳式活瓣桩尖总成(8)导向轮系(9)卷扬系统(10)
平台回转行走机构(11)图2斜撑竖架装置示意图卷扬机后卷筒(12)卷扬机前卷筒(13)导向轮系(14)安装滑轮组(15)过桥辊轮组(16)斜撑(17)竖架框(18)力臂滑轮组(19)滑轮架(20)重臂滑轮组(21)顶梁滑轮组(22)图3斜撑竖架向视图图4竖架钢丝绳缠绕示意图图5通孔式振动桩锤示意图电动机(23)通孔管(24)吊架滑轮组(25)过桥齿轮(26)
图6通孔式振动桩锤平面图主动齿轮(27)从动齿轮(28)吊架隔振弹簧(29)加压隔振弹簧(30)加压滑轮(31)偏心块(32)主轴(33)图7内耳式活瓣桩尖总成示意图桩尖座(34)桩尖销轴(35)销轴压板(36)活瓣桩尖(37)图8锤击装置大样图导管(38)重锤(39)砖木(40)加强筋(41)
一、斜撑竖架装置(详见图2、图3)，由卷扬机后卷筒(12)前卷筒(13)、导向轮系(14)、安装滑轮组(15)、过桥辊轮组(16)斜撑(17)、竖架框(18)、力臂滑轮组(19)、滑轮架(20)、重壁滑轮组(21)及顶梁滑轮组(22)等组成。斜撑(17)与竖架框(18)连接在一起是作为直立的扒杆使用的，力臂滑轮组(19)与重臂滑轮组安于各自的滑轮架(20)上，滑轮架以销轴铰连于竖架框(18)的相应轴孔中，此两组滑轮因而可以满足竖架过程中的角度位置要求。卷扬机前卷筒(13)的钢丝绳通过导向轮系(14)、安装滑轮组(15)、过桥辊轮组(16)和力臂滑轮组(19)组成一套传动系统，使竖架扒杆竖起并保持直立状态。卷扬机后卷筒(12)的钢丝绳通过导向轮系(14)，顶梁滑轮组(22)和重臂滑轮组(21)组成另一套传动系统完成竖架作业。钢丝绳的缠绕方法详见图4。
二、通孔式振动桩锤(详见图5、图6)，锤体为箱形结构，中间设置通孔管(24)，两组偏心块(32)分别安装在通孔管(24)两侧的主轴(33)上，两台电动机(23)通过主动齿轮(27)、过桥齿轮(26)和从动齿轮(28)带动主轴(33)转动，从而使偏心块(32)同步反向旋转，产生垂直方向的激振力。锤体以吊架隔振弹簧(29)隔振，系于吊架滑轮组(25)上。加压隔振弹簧(30)置于锤体下方四角上，每两只结成一组。下悬加压滑轮(31)供加压时使用。
三、内耳式活瓣桩尖总成(详见图7)，由桩尖座(34)、桩尖销轴(35)、销轴压板(36)和活瓣桩尖(37)组成，桩尖座(34)套装焊固于桩管(7)下端，其端面有螺孔及方槽。桩尖销轴(35)的中心线在桩尖座(34)和销轴压板(36)的结合面内，并隐蔽于二者之中。活瓣桩尖(37)耳部有一弧形槽，桩尖销轴(35)贯入其中并被销轴压板(36)压住，以螺栓紧固于桩尖座(34)上。沉桩时，活瓣桩尖(37)收紧呈錐形，其水平台肩与销轴压板(36)紧接，以承受载荷。此时桩尖销轴(35)处于活瓣桩尖(37)的弧形槽的下限位(如图8所示状况)，当拔桩时活瓣桩尖(37)如图8中双点划线所处状况，而桩尖销轴(35)则处于弧形槽的上限位。
四、锤击装置(详见图8)，由导管(38)、重锤(39)和砖木(40)组成，导管(38)置于通孔式振动桩锤(3)的通孔管(24)中。砖木(40)置于导管(38)中。一定重量和长度的重锤(39)由卷扬机提升到一定高度后，即以自由落体的势能冲击砖木(40)，从而迫使桩管(7)贯入地下，提高桩管的穿透能力。
本实用新型实施例一、斜撑竖架装置(见图2、图3)，是由斜撑(17)、竖架框(18)、力臂滑轮组(19)、滑轮架(20)、重臂滑轮组(21)等构成。斜撑(17)由四节φ219无缝钢管，每节两端焊法兰盘用螺栓连接而成，下端与液压缸连接，液压缸的活塞杆与平台上的铰链座铰接，可回转180°；斜撑上节外侧焊500×220×20毫米钢板，上作螺孔10个。竖架框(18)下部钻10个φ24孔，用螺栓连接，斜撑与竖架框即构成人字扒杆。斜撑顶部焊有厚40毫米的“V”形轴座。竖架框的竖梁和横梁均用6～10毫米厚的钢板焊成箱形结构，竖梁间距1060毫米下部折弯与立柱成4°夹角。竖梁间装有φ70轴两根，各装滑轮架(20)一件，可绕轴回转。滑轮架为焊接件，其中装有φ70滑轮轴各一根，上部滑轮架装四门滑轮，构成重臂滑轮组；下部滑轮架装三门滑轮，构成力臂滑轮组。重臂滑轮组用卷扬机后卷筒(12)钢丝绳经顶梁滑轮组缠绕连接；力臂滑轮组(19)用卷扬机前卷筒(13)钢丝绳经安装滑轮组(15)与过桥辊轮组(16)缠绕连接。滑轮直径均为300毫米。
二、通孔式振动桩锤(见图5)由电动机(23)、通孔管(24)、吊架滑轮组(25)、过桥齿轮(26)、主动齿轮(27)、从动齿轮(28)、吊架隔振弹簧(29)、加压隔振弹簧(30)、加压滑轮(31)、偏心块(32)及主轴(33)等所组成。通孔式振动桩锤的锤体为箱形结构，其上下四周用钢板拚焊。锤顶并列安装两台同型号的电动机(23)，电机轴上装主动齿轮(27)，电机上部即为吊架滑轮组(25)。吊架以四根吊架隔振弹簧(29)与振动桩锤相联，当振动桩锤提升时，由于弹簧的缓冲而对桩架起了减振作用。两电机之间为通孔管(24)、用φ402×12毫米无缝钢管制成，通孔管(24)垂直贯通振动桩锤，管的下端为法兰，用螺栓与桩管法兰联接，故通孔管(24)亦与桩管贯通，这样就为安放钢筋笼和其他作业提供条件。通孔管(24)的最上端则为一个平台座，以备搁置锤击装置的导管(38)。振动桩锤内的通孔管(24)的两侧，并列安装两根主轴(33)、轴端装从动齿轮(28)，轴上分别安装两组偏心块(32)，过桥齿轮(26)则装在主动齿轮(27)和从动齿轮(28)之间，两个过桥齿轮(26)互相啮合，整个通孔式振动桩锤系利用卷扬机通过导向轮系和顶梁滑轮组及吊架滑轮组(25)沿立柱(4)的轨道进行提升的。工作时，两台电动机(23)分别带动主动齿轮(27)、经过桥齿轮(26)，从动齿轮(28)，并带动主轴(33)和轴上的偏心块(32)作同步反向旋转，从而产生垂直激振力。吊架隔振弹簧(29)四件安装在四个吊架隔振弹簧座内，座的下部方形座板用螺栓紧固在振动桩锤两侧，四根竖轴上端紧固在吊架上，加压隔振弹簧(30)四件也以同样方法反向并联，装在振动桩锤的两侧座架下面。当振动桩锤振动并提升时，四只吊架隔振弹簧在激振力作用下与振动桩锤同步压缩、伸张，以减少桩架振动，此时弹簧总刚度为四只弹簧刚度之和，而加压隔振弹簧不起作用，又当振动并加压时，四只加压隔振弹簧(30)与振动桩锤同步压缩、伸张，以减少平台的振动，此时弹簧总刚度也为四只弹簧刚度之和。
三、内耳式活瓣桩尖总成(8)由桩尖座(34)、桩尖销轴(35)、销轴压板(36)和活瓣桩尖(37)组成。桩尖座为φ405×300毫米的园筒形零件，上部为φ375×200毫米的轴段，与桩管(7)内孔配合，安装时套入并焊固，其中间有通孔供灌注混凝土、放置钢筋笼和通过重锤，其下部有12－16螺孔。销轴压板(36)为φ405×φ285×35毫米钢制零件，有12－φ16.5孔与螺孔对应，用螺栓12－M16×74将销轴压板(36)与桩尖座(34)紧固在一起后，以二者的结合面为中心平面，加工四个φ24水平均匀分布的桩尖销轴孔，如同桩尖销轴(35)一样，可自行轴向定位，还在销轴孔长度中点的垂直方向开四个对应分布的40×35毫米的长方形槽，是作活瓣桩尖(37)销耳的安装位置。活瓣桩尖(37)为耐磨高强度铸钢件，共四瓣，并紧后销耳根部以下部分为直径φ375毫米，高550毫米的空心园錐体，壁厚为20毫米，销耳厚度与桩尖座(34)和销轴压板(36)上的长方形槽相吻合，其上有宽度为24毫米、中心半径为50毫米、对应中心角为50°的弧形槽。装配时将桩尖销轴(35)穿入活瓣桩尖(37)的弧形槽中，再将桩尖销轴放入桩尖座(34)下端面的桩尖销轴孔内，合上销轴压板(36)以螺栓紧固于桩尖座(34)上即可。
四、锤击装置(见图8)由导管(38)、重锤(39)、砧木(40)、加劲肋(41)等组成。导管(38)用φ359×10毫米、长约3.5米的无缝钢管制成，下端内腔以加强筋(41)及封底板封闭底孔、上置砧木(40)。而导管(38)的上端外壁周围则焊以加劲肋，肋的下部垫一环形钢板，使其形成一个与导管(38)呈垂直状态的承台。重锤(39)为一直径从φ100至φ200、长约3.5米的一组园钢，一端设有吊环，其下端平整，当用振动沉管作业，桩管(7)贯入速度缓慢、沉管深度又未达到设计要求时，即可利用卷扬机经顶梁滑轮将导管(38)吊入振动桩锤(3)的通孔管内，然后亦用同一卷扬机将重锤(39)吊入导管(38)内，并视需要调整重锤(39)的落锤距离，边振动边锤击砧木，迫使桩管(7)下沉，直至达到设计深度止。如作扩底桩施工，则将内耳式桩尖(8)拆除，改用混凝土予制桩尖，然后采用振动沉管或振动锤击沉管的方法，先将桩管(7)沉至设计深度，把导管(38)从振动桩锤(3)的通管内取出，随之向桩管(7)内灌入底脚料卵石若干，然后利用重锤(39)锤击，经若干锤后，卵石即向桩管(7)底部四周土体扩散，形成了扩底桩，其成型大小可根据需要而定，可以一边锤击、一边继续灌入卵石和一定配比的砂浆，扩底桩下部扩大部分完成后，即可向桩管(7)内灌注混凝土、置钢筋笼，然后完成桩身施工。若作桩身混凝土捣实作业，改用直径较小的重锤，向桩管(7)内混凝土上下往复抽插捣动，并边捣动边拔管，直至桩管(7)拔离地面为止。
本实用新型的优点在于竖架装置采用固有的斜撑组成的竖架扒杆，施工时占地面积小，稳定性好；再利用通孔式振动桩锤以及锤击装置的重锤，抽插捣动桩身混凝土，促使桩身成型密实，克服缩颈、断桩、空洞现象，提高施工质量；所设置的内耳式活瓣桩尖总成，可增强桩管穿透能力，成孔规则，拆装方便；新增加的锤击装置，使桩机使用范围扩大，能作素混凝土或钢筋混凝土灌注桩，亦能作扩底桩、碎石桩、砂桩等多种型式的桩种施工，具有显著的经济效果。
权利要求1.一种建筑桩工机械，其技术特征在于由斜撑竖架装置、通孔式振动桩锤、内耳式活瓣桩尖总成和锤击装置组成的振动锤击桩机，其中斜撑竖架装置系列用桩机固有的斜撑与专用的竖架框连接在一起作竖架扒杆用并配备两套卷扬系统由桩机尾部从后向前竖架，通孔式振动桩锤从锤体中心设置垂直通孔管以放置钢筋笼和供重锤通过并用双电机驱动以过桥齿轮强迫同步其中吊架隔振弹簧与加压隔振弹簧分开安装，内耳式活瓣桩尖总成安装在桩管下端其桩尖销轴和活瓣桩尖的销耳均隐蔽在桩尖座内，锤击装置的导管使用时放进通孔式振动桩锤的通孔管内重锤则置于导管的中间。
2.根据权利要求1所述的振动锤击桩机，其技术特征在于由卷扬机、导向轮系、安装滑轮组、过桥辊轮组、竖架框、斜撑、力臂滑轮组、滑轮架、重臂滑轮组、顶梁滑轮组组成的斜撑竖架装置。
3.根据权力要求1所述的振动锤击桩机，其技术特征在于由通孔管、两台电动机、过桥齿轮、吊架隔振弹簧和加压隔振弹簧组成的通孔式振动桩锤。
4.根据权力要求1所述的振动锤击桩机，其技术特征在于由桩尖座、桩尖销轴、销轴压板及活瓣桩尖组成的内耳式活瓣桩尖总成。
5.根据权利要求1所述的振动锤击桩机，其技术特征在于由重锤、导管、砖木组成的锤击装置。
专利摘要一种建筑桩工机械。本实用新型的特点是在振动灌注桩机上，采用了斜撑竖架装置、通孔式振动桩锤、内耳式活瓣桩尖总成和锤击装置，使竖架时桩机占地面积小、稳定性能好；设通孔式振动桩锤安放钢筋笼便利，并为利用锤击装置提供条件；利用内耳式活瓣桩尖总成可提高桩管穿透能力；而采用锤击装置更能提高桩管的穿透力，同时亦可作扩底桩、碎石桩、砂桩等多种灌注桩的施工，还可捣动桩身混凝土提高成桩质量。
文档编号E02D5/22GK2030210SQ8720467
公开日1989年1月4日 申请日期1987年10月8日 优先权日1987年10月8日
发明者李道中, 刘自洁, 欧阳瑀 申请人:湖南省第四工程公司科研所