一种气压推挤和振动装置的制作方法

本发明涉及沉管灌注桩技术领域，特别涉及一种气压推挤和振动装置。

背景技术：

沉管灌注桩是目前常用的一种桩基施工方法，沉管灌注桩相对于预制桩在具有腐蚀性的土层中更耐腐蚀；相较钻孔灌注桩避免了钻孔灌注桩桩尖浮土造成的桩身下沉，持力不足等问题。该方法施工时采用与桩基设计尺寸对应的钢管向下顶压桩尖，将钢管与桩尖沉入土层，在钢管内放置钢筋笼，而后向钢管内灌注混凝土，同时振动或锤击拔出钢管。

但是现有的沉管灌注桩施工设备在施工过程中易出现以下问题：

拔管时，导致钢筋笼上浮，造成带笼；混凝土堵塞钢管；灌注混凝土后，混凝土不充盈、不密实；拔管过程中，混凝土受钢管周边土壤回缩力挤压，造成缩颈。

技术实现要素：

本发明就是鉴于以上问题而完成。本发明的目的在于提供一种气压推挤和振动装置，克服上述缺陷，使混凝土充盈更优，更好密实混凝土，防止拔管时钢管挂带出钢筋笼，以及混凝土堵塞钢管，同时防止产生缩颈。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种气压推挤和振动装置，包括气压密封装置、振动装置、外管、内管、钢钎条；

所述气压密封装置包括阀体、盖板、增压机构，所述阀体内形成阀腔，所述阀腔开设进气道，所述进气道导通增压机构，所述阀腔下方开设外管接口，所述外管接口下方密封连接外管，所述阀腔上方开设进料口，所述进料口处设有盖板，所述盖板密封或开启所述进料口；

所述振动装置置于所述阀腔内，所述内管插入所述外管内，且所述内管与所述外管间设有间隙，所述内管下侧沿管壁环设多个钢钎条，所述钢钎条向下延伸，所述振动装置固定在内管上方，所述内管与外管在外管上端弹性连接。

进一步，所述外管外壁延伸有外管法兰盘，所述外管接口通过外管法兰盘与外管密封连接。

进一步，所述阀腔包括进料腔、振动装置安装腔，所述进料腔下方延伸有料斗，所述振动装置安装腔导通于料斗下方，所述进料口设置在所述进料腔上方，所述外管接口设置在所述振动装置安装腔下方，所述料斗插入所述内管，且所述料斗外壁与内管间留有间隔。

进一步，所述外管外壁固定有下法兰盘，所述内管外壁固定有上法兰盘，所述上法兰盘在所述下法兰盘上方，所述振动装置固定在所述上法兰盘上方，所述上法兰盘、下法兰盘、振动装置均在所述振动装置安装腔内，所述上法兰盘与下法兰盘间竖直固定有多个弹簧，多个所述弹簧沿所述上法兰盘与下法兰盘环形布置。

进一步，所述振动装置安装腔横截面大于进料腔横截面，所述振动装置安装腔上方、进料腔四周形成工作台。

进一步，所述气压密封装置还包括控制机构，所述盖板转动设置在阀腔内，所述控制机构连接所述盖板，所述控制机构带动盖板在阀腔内转动开启或封盖所述进料口。

进一步，所述控制机构竖向固定在阀腔内，且包括伸缩缸和连接杆，所述连接杆的中部铰接在所述进料口的下方一侧，所述连接杆的一端连接所述盖板，所述连接杆的另一端与所述伸缩缸铰接并受所述伸缩缸推拉，当所述伸缩缸向上推动时连接杆带动盖板向下转动并收叠到阀腔的侧壁以开启所述进料口，当所述伸缩缸向下拉动时连接杆带动盖板向上转动并贴合在所述进料口的下端面以密封所述进料口。

进一步，所述阀体在阀腔的侧壁形成凹腔，所述控制机构设置在所述凹腔内，所述阀体侧壁在所述凹腔处开有检修口，所述检修口上可拆卸地密封扣合有检修盖。

进一步，所述钢钎条焊接在所述内管上。

进一步，所述盖板与所述进料口间设有密封垫。

采用上述方案后，本发明的有益效果在于：阀体内形成阀腔，所述阀腔开设进气道，所述进气道导通增压机构，所述阀腔下方开设外管接口，所述外管接口下方密封连接外管，所述阀腔上方开设进料口，所述进料口处设有盖板，所述盖板密封或开启所述进料口；所述振动装置置于所述阀腔内，所述内管插入所述外管，且所述内管与所述外管间设有间隙，所述内管下侧沿管壁环设多个钢钎条，所述钢钎条向下延伸，所述振动装置固定在内管上方，所述内管与外管在外管上端弹性连接；沉管后沿进料口放置钢筋笼、灌注混凝土，内管内壁以及内管下侧环设的多个钢钎条对钢筋笼起到导向作用，防止钢筋笼歪斜，拔管时被带起；浇筑混凝土后，盖板将进料口密封，增压机构沿进气道向阀腔内加压，进而压力施加至混凝土上表面，振动装置带动内管和钢钎条振动，钢钎条振动混凝土，从而提高混凝土充盈度，同时使混凝土更加密实，并防止堵管；拔管过程中，由于阀腔内气压高，推挤混凝土快速下落外扩，防止周围土体回缩填充造成缩颈。

附图说明

图1是本发明的正视结构示意图；

图2是本发明的侧视结构示意图；

图3是本发明的俯视结构示意图；

图4是本发明外管与内管连接处的局部结构示意图。

标号说明：1-气压密封装置，2-振动装置，3-外管，4-内管，5-钢钎条，6-阀体，7-盖板，8-增压机构，9-阀腔，10-进气道，11-外管接口，12-进料口，13-外管法兰盘，14-进料腔，15-振动装置安装腔，16-料斗，17-下法兰盘，18-上法兰盘，19-弹簧，20-工作台，21-控制机构，22-伸缩缸，23-连接杆，24-凹腔，25-检修口，26-检修盖，27-密封垫，28-间隙。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做详细的说明。

本发明涉及一种气压推挤和振动装置，如图1、图2、图3、图4所示，包括气压密封装置1、振动装置2、外管3、内管4、钢钎条5；所述气压密封装置1包括阀体6、盖板7、增压机构8，所述阀体6内形成阀腔9，所述阀腔9开设进气道10，所述进气道10导通增压机构8，所述增压机构8为现有的任意一种能够提供高压气体的设备，所述阀腔9下方开设外管接口11，所述外管接口11下方密封连接外管3，施工时，利用静力压桩机将外管3向下推压桩尖，进而将外管3和桩尖一同压入土层中，本实施例中，所述外管3外壁延伸有外管法兰盘13，所述外管接口11通过外管法兰盘13与外管3密封连接，本实施例中，采用螺接的形式将外管接口11与管法兰盘13连接固定，同样也可采用焊接等其他形式进行连接固定，所述阀腔9上方开设进料口12，所述进料口12处设有盖板7，所述盖板7与所述进料口12间设有密封垫27，所述盖板7密封或开启所述进料口12，打开盖板7便能够沿进料口12灌注混凝土，并下放钢筋笼，扣合密封盖板7，此时阀腔9内形成密闭空间，开启增压机构8，阀腔9内气压上升，从而达到向下挤压混凝土的目的；所述振动装置2置于所述阀腔9内，所述内管4插入所述外管3，且所述内管4与所述外管3间设有间隙28，所述内管4可与所述外管3同时插入土层，也可以在外管3插入土层后，再将内管4插入外管3中，所述内管4下侧环设多个钢钎条5，沿内管4下放钢筋笼时，内管4的内壁以及钢钎条5对钢筋笼起到了导向的作用，抑制了钢筋笼的倾倒歪斜，防止钢筋笼挂带在装置上，开启振动装置2后，钢钎条5振动混凝土，加速混凝土在外管3内的流动，使混凝土充盈度更好、更加密实，相对于延长内管4，在内管4下方设置钢钎条5能够减轻设备的重量，降低振动时的负载，并且钢钎条5不会阻隔混凝土向外管3的扩充，优选所述钢钎条5的数量为4至8根，为使钢钎条5与内管4的连接更加牢靠，防止钢钎条5与内管4连接处断裂，本实施例中，所述钢钎条5焊接在所述内管4上，所述钢钎条5向下延伸，所述振动装置2与内管4固定，所述内管4弹性连接外管3，弹性连接的具体形式可以是弹簧、橡胶等能够阻隔振动的材料或结构，以防止内管4振动时带动外管3以及其他组件一起振动，开启振动装置，振动装置带动内管4及钢钎条5振动，由于内管4及钢钎条5插入在混凝土中，进而带动混凝土振动，从而在气压推挤、振动的作用下，加速混凝土在装置内的流动，提高混凝土的充盈度和密实度，进而还起到了防止混凝土和钢筋笼堵管的作用。

在进一步的实施例中，所述阀腔9包括进料腔14、振动装置安装腔15，所述进料腔14下方延伸有料斗16，所述振动装置安装腔15导通于料斗16下方，所述进料口12设置在所述进料腔14上方，所述外管接口11设置在所述振动装置安装腔15下方，所述料斗16插入所述内管4，从进料腔14上方的进料口12灌注混凝土时，进料腔14中的混凝土沿料斗16直接进入内管4的内腔，不会流入振动装置安装腔15，所述料斗16外壁与内管4间留有间隔，当内管4上连接的振动装置2振动时，内管4不会带阀体6一起振动。本实施例中，所述内管4与所述外管3通过弹簧连接，所述外管3外壁固定有下法兰盘17，所述内管4外壁固定有上法兰盘18，所述下法兰盘17焊接在所述外管3上，所述上法兰盘18焊接在所述内管4上，所述上法兰盘18在所述下法兰盘17上方，所述上法兰盘18与下法兰盘17直径均小于外管法兰盘13的直径，所述振动装置2固定在所述上法兰盘18上方，所述振动装置2可通过螺接或焊接的方式固定在上法兰盘18上，所述上法兰盘18、下法兰盘17、振动装置2均在所述振动装置安装腔15内，从而振动装置2及内管4地振动不会影响装置整体的气密性，所述上法兰盘18与下法兰盘17间竖直固定有多个弹簧19，多个所述弹簧19沿所述上法兰盘18与下法兰盘17环形布置，弹簧19吸收来自内管4的振动，防止振动传导到外管3上。

所述气压密封装置1还包括控制机构21，所述盖板7转动设置在阀腔9内，所述控制机构21连接所述盖板7，所述控制机构21带动盖板7在阀腔9内转动开启或封盖所述进料口12，所述盖板7封盖进料口12后，阀腔9内气压上升时，气压上顶盖板7，由于盖板7是在阀腔9内向上封盖进料口12的，气压不仅不会将盖板7顶开，还对盖板7封盖进料口12的密封效果起到促进作用。所述控制机构21竖向固定在阀腔9内，且包括伸缩缸22和连接杆23，所述伸缩缸22可采用气缸或液压缸，所述连接杆23的中部铰接在所述进料口12的下方一侧，所述连接杆23的一端连接所述盖板7，所述连接杆23与盖板7间通过螺接连接，或通过关节轴承连接，通过关节轴承连接时盖板7可自适应偏转一定角度，使其与进料口12间的密封效果更好，所述连接杆23的另一端与所述伸缩缸22铰接并受所述伸缩缸22推拉，当所述伸缩缸22向上推动时，连接杆23带动盖板7向下转动并收叠到阀腔9的侧壁以开启所述进料口12，此时盖板7隔档在控制机构21外，防止灌注混凝土时，混凝土飞溅到控制机构21上，影响控制机构21的正常工作，当所述伸缩缸22向下拉动时连接杆23带动盖板7向上转动并贴合在所述进料口12的下端面以密封所述进料口12。

为使控制机构21及盖板7不会对混凝土及钢筋笼从进料口12地进入造成干涉，所述阀体6在阀腔9的侧壁形成凹腔24，所述控制机构21设置在所述凹腔24内，所述阀体6侧壁在所述凹腔24处开有检修口25，所述检修口25上可拆卸地密封扣合有检修盖26，打开检修盖26即可对阀腔9内部的控制机构21进行维护检修。

所述振动装置安装腔15横截面大于进料腔14横截面，所述振动装置安装腔15上方、进料腔14四周形成工作台20，以便于作业员在工作台20上辅助下放钢筋笼、灌注混凝土，同时便于设备维护人员从检修盖26处检修设备。

同样，该装置也可以在旋挖灌注桩、冲孔灌注桩、人工孔灌注桩、套管桩的施工过程中，用以推挤和振动混凝土，从而提高成桩质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。