一种套夹式预制管桩振冲夹具的制作方法

本发明涉及到应用于液压打桩机的相关装置技术领域，尤其涉及到一种应用于液压打桩机的套夹式预制管桩振冲夹具。

背景技术：

液压高速打拔桩机主要是利用振动锤引起的高频振动，将高频振动传到管桩上，使土壤颗粒发生位移，导致管桩周围的土体结构因振动发生变化，强度降低，减少土壤与管桩表面间的摩擦阻力，然后通过振动锤向下的压力和管桩的自重将管桩沉入土中。

目前液压高速打拔桩机已普遍应用于钢板桩、预制管桩等施工，振动锤与油压分配系统相对较为成熟，然而，振动锤下连接的夹具却制约了预制管桩的施工。振动锤下连接的夹具往往采用平口夹具，在高频振动的作用下，这种夹具对管桩的夹置会出现不牢固，易松弛的情况，这样容易使得管桩的桩头在夹具不密贴的情况和高频震动的作用下发生形变或者破损，甚至使管桩脱落，存在工程隐患，尤其是在水库消落区光伏电站的施工，因地面起伏较大，这种情况极大机率发生。

技术实现要素：

为了解决现有的振动锤连接夹具不牢固，易松弛的问题，本发明提供了一种套夹式预制管桩振冲夹具，其能够牢固可靠地夹住管桩进行施工。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案为：一种套夹式预制管桩振冲夹具，包括排气套筒、千斤顶传动装置和防滑保护夹具，所述排气套筒为顶部封闭、底部开口设置的筒体，形状大小与管桩相适配，用于套入管桩，所述排气套筒的侧壁上开有排气孔和夹具活动口，并在夹具活动口的上方设有连杆支架，在夹具活动口的外侧设有导向槽，所述排气套筒的顶部设有用于与振动锤连接的振动锤连接板，所述千斤顶传动装置包括千斤顶和连杆，所述千斤顶固定在排气套筒的顶部，所述连杆的一端与千斤顶铰接，另一端与防滑保护夹具铰接，中部铰接在连杆支架上，形成杠杆结构，通过千斤顶的伸缩实现防滑保护夹具的移动，所述防滑保护夹具位于导向槽中，且位置与夹具活动口相对应，所述防滑保护夹具能够穿过夹具活动口，所述防滑保护夹具上设有用于与管桩外壁相贴合的橡胶垫。

作为本发明的进一步改进，所述振动锤连接板呈π形结构，所述振动锤连接板的中部与排气套筒的顶部之间形成容置位，所述千斤顶固定在容置位中。

作为本发明的进一步改进，所述振动锤连接板与排气套筒顶部之间设有加强肋。

作为本发明的进一步改进，在导向槽的下方设有多功能锥头，所述多功能锥头的顶面水平设置，所述导向槽的底面水平设置，所述多功能锥头与导向槽之间形成用于夹携钢板的结构。

作为本发明的进一步改进，所述多功能锥头的顶面与所述导向槽的底面之间的间距为10～12cm。

作为本发明的进一步改进，所述排气孔设有两个，分别设在排气套筒的左右两侧，所述夹具活动口设在两排气孔之间。

作为本发明的进一步改进，所述夹具活动口与排气孔之间成90度水平夹角。

作为本发明的进一步改进，所述连杆为u型连杆。

作为本发明的进一步改进，所述排气套筒的顶部为一块套筒顶板，所述套筒顶板的面积大于排气套筒筒身的面积，所述套筒顶板的前端向前延伸，与连杆支架固定在一起，并在连杆支架的上方开有一个供连杆活动的凹位。

作为本发明的进一步改进，所述排气套筒的内径大于管桩的外径4cm。

本发明的有益效果为：

一、本发明具有牢固可靠的特点。管桩施工过程中，管桩桩头套入排气套筒后，通过千斤顶收紧防滑保护夹具，实现对管桩的夹置，且由于橡胶垫的作用，使压力转化成橡胶混凝土摩擦力，能牢固地夹住管桩进行竖立、就位和辅助振动锤振冲压入；排气套筒形状大小与管桩相适配，在防滑保护夹具夹紧时，能实现管桩桩头的360度全方位夹固，使管桩在施工的过程中不发生偏移脱落的情况；排气孔能释放管桩套入和压入过程中产生的气压或水压，减少压桩阻力，保证振动锤压力的有效传递；导向槽能保证防滑保护夹具的水平运动，传递水平力，避免管桩受到向上或向下的力而发生偏移；橡胶垫在夹置和振冲过程中使管桩桩头形成三维受力状态，有效保护管桩桩头，防止管桩桩头破损。

二、本发明具有操作简单的特点。本发明所述夹具应用于液压打桩机时，振动锤通过振动锤连接板与所述夹具连接，千斤顶、振动锤和机械臂通过液压分流器共用液压系统，只需要分流一路油管控制千斤顶即可，对现有的液压打桩机改动小，安装操作简单。在施工时，管桩能够快速套入排气套筒，施工步骤简化为：将管桩桩头套入排气套筒→千斤顶收紧防滑保护夹具→管桩竖立就位→振动锤振冲压入→释放防滑保护夹具→取出排气套筒，施工操作简单。

三、本发明便于管桩的调整。通过所述夹具对管桩的夹固，本发明能对施工后出现偏差的管桩进行偏差调整，也可以将过压管桩拔出。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明所述排气套筒结构示意图；

图3为本发明所述千斤顶传动装置结构示意图；

图4为本发明所述防滑保护夹具结构示意图；

图5为本发明施工安装示意图；

标记说明：1-排气套筒、11-排气孔、12-夹具活动口、13-连杆支架、14-导向槽、15-多功能锥头、16-套筒顶板、161-凹位、17-振动锤连接板、171-容置位、172-加强肋、2-千斤顶传动装置、21-千斤顶、22-连杆、3-防滑保护夹具、31-橡胶垫、4-管桩、5-振动锤、6-机械臂、7-主机。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种套夹式预制管桩振冲夹具，用于安装在液压打桩机的振动锤5下，以实现对管桩4的夹置。所述夹具包括排气套筒1、千斤顶传动装置2和防滑保护夹具3。下面对所述夹具的各构件进行详细说明。

如图2所示，排气套筒1为顶部封闭、底部开口设置的筒体，采用3cm厚、长60cm的高强钢材制作而成，其形状大小与管桩4相适配，用于套入管桩4。排气套筒1的内径大于管桩4的外径4cm，以实现管桩4的快速套入。排气套筒1的左右两侧壁上距离顶部5cm处分别开有120*40mm高宽的排气孔11，在左右两侧的排气孔11之间距离底部22cm处开有240*220mm高宽的夹具活动口12，夹具活动口12分别与两侧的排气孔11之间成90度水平夹角，通过该结构布置，能够实现管桩4套入和压入过程中产生的气压或水压的快速释放，提高释放效率。在夹具活动口12的上方焊接有用于连接连杆22的连杆支架13，在夹具活动口12的外侧焊接有用于使防滑保护夹具3水平移动的导向槽14。在导向槽14的下方焊接有多功能锥头15，多功能锥头15为250*50*50长宽高的高强钢楔，多功能锥头15的顶面水平设置，导向槽14的底面水平设置，多功能锥头15的顶面与导向槽14的底面之间的间距为10～12cm，形成用于夹携钢板的结构，当管桩4卧于地面时，可用多功能锥头15来调整管桩4的方位；当进行软弱地表施工时，可在多功能锥头15与导向槽14的间距中夹携钢板，以进行软弱地表施工。排气套筒1的顶部为一块3cm厚高强钢制成的套筒顶板16，套筒顶板16的面积大于排气套筒1筒身的面积，套筒顶板16的前端向前延伸，与连杆支架13焊接固定在一起，并在连杆支架13的上方开有一个供连杆22活动的凹位17，通过该结构，使连杆支架13同时固定在套筒顶板16和排气套筒1侧壁上，以提高连杆支架13的结构强度，同时又不影响连杆22的活动。在排气套筒1的顶部，即套筒顶板16上，焊接固定有用于与振动锤5连接的振动锤连接板17，振动锤连接板17呈π形结构，振动锤连接板17的中部与套筒顶板16之间形成用于固定千斤顶21的容置位171，振动锤连接板17与套筒顶板16之间设有梯形加强肋172，通过加强肋172提高振动锤连接板17自身及与套筒顶板16之间的结构强度。

如图3所示，千斤顶传动装置2包括千斤顶21和连杆22。千斤顶21为液压千斤顶21，固定在容置位171中。连杆22为u型连杆22，连杆22的一端通过销栓与千斤顶21铰接，另一端通过销栓与防滑保护夹具3铰接，中部通过销栓铰接在连杆支架13上，形成杠杆结构。通过千斤顶21的水平伸缩来实现防滑保护夹具3的水平移动，从而压紧或释放排气套筒1内的管桩4。

如图4所示，防滑保护夹具3为弧形高强钢制夹具，位于导向槽14中，且位置与夹具活动口12相对应，能够穿过夹具活动口12。在防滑保护夹具3上通过埋头内六角高强螺栓固定有橡胶垫31，橡胶垫31采用耐磨高弹性橡胶制成，尺寸为230*180mm长宽，厚度为2cm，形状为与管桩4外壁相贴合的弧形。在夹紧管桩4时，通过橡胶垫31把钢混摩擦改变为了橡胶混凝土摩擦。

如图5所示，该夹具安装在振动锤5下，通过振动锤连接板17与振动锤5连接，千斤顶21通过两根油管与主机7液压系统相连，千斤顶21、振动锤5和机械臂6通过液压分流器共用液压系统，主控室设置一个油压控制开关。施工步骤为：将管桩4桩头套入排气套筒1→千斤顶21收紧防滑保护夹具3→管桩4竖立就位→振动锤5振冲压入→释放防滑保护夹具3→取出排气套筒1。

本发明已经成功用于广东徐闻县鲤鱼潭光伏项目，并取得了相应的效果。

综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃毋庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。