专利名称：高层及超高层大型建筑桩机及压桩方法
技术领域：
本发明涉及一种集钻孔、取土、压桩功能于一体的高层及超高层大型建筑桩机，属 压桩机制造领域。
背景技术：
CN201301451Y、名称“多功能液压静力沉孔灌注压桩机”，它包括纵移机构、横移机 构、升降机构、机身平台、压桩台及其夹桩箱，在所述的压桩台上至少布置有一组压桩油缸 组，所述的压桩油缸组的活塞和所述夹桩箱铰接，在所述的夹桩箱上还设置有一个用于旋 紧或旋松钢管的动力回转驱动装置。其不足之处该压桩机用于现浇桩的制作，不适用于高 层和超高层地基管桩的抱压或顶压。现有高层、超高层建筑物的地基处理，由于受地质结构的影响，管桩对地质构造中 出现的上下为土、中间为岩石层(几十公分至两米以内)地质构造根本无法穿过，因此无法 用管桩作为高层、超高层建筑物的地基。
发明内容
设计目的避免背景技术中的不足之处，设计一种集钻孔、取土、压桩功能于一体 的高层及超高层大型建筑桩机。设计方案为了实现上述设计目的。1、压桩机的竖立机架竖立支柱的内壁为压桩 模块的上下滑动轨道，竖立机架上部横向设有一层或一层以上的待用轨道位，压桩模块位 于竖立机架内且在外力作用下沿竖立机架的竖立支柱上下移动的设计，是本发明的技术特 征之一。这样做的目的在于一是待用轨道上设有待用的压桩模块或取土机动力装置或钻 孔装置，取土时，将压桩模块牵引到待用轨道位，将取土机动力装置牵引到压桩机竖立机架 内；当遇到上下为土、中间为岩石层(几十公分至两米以内)地质构造，采用钻孔方式将岩 石层钻穿，既可确保管桩的通过，从而最大限度的实现了高层、超高层建筑采用管桩地基结 构。具体作法压桩模块和取土机动力装置分别牵引到待用轨道位，将钻孔装置牵引到压桩 机竖立机架内，从而可以实现取土、钻孔、压桩等功能，操作方便，提高了施工效率；二是压 桩模块可以沿滑动轨道上下滑动，既可以调整压桩工位，又可以在竖立机架的带动下完成 压桩的作用。2、位于压桩模块内的两块插销分别与双轴气缸铰接且在双轴气缸的作用下分 别同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接的设计，是本发明的技术特征 之二。这样做的目的在于由于竖立机架在油缸的作用下升降且带动位于竖立机架内的压 桩模块下降压桩，管桩通过扶桩器置入压桩机竖立机架内，可编程控制器指令压桩模块中 的插销与竖立机架插接或搭接，即可使压桩模块与竖立机架连为一体，此时油缸带动竖立 机架升降即带动压桩模块升降且通过压桩模块将管桩压入地下。也就是说，可编程控制器 指令压桩模块内双轴气缸工作且带动插销同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中 的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作用下带动竖立机架下降的过程中压桩模块将管桩 下压一段距离后，可编程控制器指令压桩模块中的双轴气缸轴缩回且带动插销回到压桩模块壳体内，可编程控制器指令升降油缸带动竖立机架上升复位、指令压桩模块下移至管桩 上端面后、指令压桩模块内双轴气缸工作且带动插销同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或 与侧梁中的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作用下带动竖立机架下降的过程中压桩模 块将管桩下压一段距离，如此循环，直至管桩压桩到位。3、桩机的竖立机架固定在机身上， 桩机竖立机架的竖立支柱内壁为压桩模块的上下滑动轨道，压桩模块位于竖立机架内且在 外力作用下沿竖立机架的竖立支柱上下移动的设计，是本发明的技术特征之三。这样做的 目的在于由于压桩模块内的两块插销和分别与双轴气缸铰接且在双轴气缸的作用下分别 同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接，而压桩模块下方为压桩油缸且 活塞杆端面通过压板直接作用在管桩上端面，因此当可编程控制器指令压桩模块内双轴气 缸工作且带动插销同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接且使压桩模 块与竖立机架连为一体，由于竖立机架与机身固定连接且不可上下升降，因此当位于压桩 模块下方的压桩油缸工作时，其压桩油缸活塞在油缸反作用力下，活塞将管桩下压一段距 离后，可编程控制器指令压桩模块中的双轴气缸轴缩回且带动插销回到压桩模块壳体内、 指令压桩油缸活塞杆复位、指令压桩模块沿竖立机架内壁下移至管桩上端面后、指令压桩 模块内双轴气缸工作且带动插销同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭 接后，再次指令压桩油缸中的活塞伸出且将管桩再次下压一段距离，如此循环，直至管桩压 桩到位。
技术方案1 高层及超高层大型建筑桩机，压桩机竖立机架位于压桩机机座的导 孔内且采用油缸带动竖立机架上升或下降，所述压桩机的竖立机架竖立支柱的内壁为压桩 模块的上下滑动轨道，竖立机架上部横向设有一层或一层以上的待用轨道位，压桩模块位 于竖立机架内且在外力作用下沿竖立机架的竖立支柱上下移动，位于压桩模块内的两块插 销和分别与双轴气缸铰接且在双轴气缸的作用下分别同步与竖立机架侧梁中的插孔插接 或与侧梁中的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作用下带动竖立机架上升或下降，扶桩器 位于竖立井架进桩口两侧且在动力机构的推动下张开、抱桩合拢。技术方案2 高层及超高层大型建筑桩机的压桩方法，它包括高层及超高层大型 建筑桩机及可编程控制器，(1)压桩时，将管桩置入压桩机竖立机架内，然后将压桩模块由 待用轨道位进入管桩上端面，可编程控制器指令压桩模块内双轴气缸工作且带动插销同步 与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作用下带 动竖立机架下降的过程中压桩模块将管桩下压一段距离，可编程控制器指令压桩模块中的 双轴气缸轴缩回且带动插销回到压桩模块壳体内，可编程控制器指令升降油缸带动竖立机 架上升复位、指令压桩模块下移至管桩上端面后、指令压桩模块内双轴气缸工作且带动插 销同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作 用下带动竖立机架下降的过程中压桩模块将管桩下压一段距离，如此循环，直至管桩压桩 到位；或(2)取土时，将压桩模块牵引到待用轨道位，将取土机动力装置牵引到压桩机竖立 机架内，取土机动力装置沿竖立机架下滑且将取土钻头与取土机动力装置连接，开动动力 机取土装置，即可实现取土的目的；或(3)钻孔时，将压桩模块和取土机动力装置分别牵引 到待用轨道位，将钻孔装置牵引到压桩机竖立机架内，钻孔装置沿竖立机架下滑且将钻孔 钻头与钻孔装置连接，开动钻孔装置，即可实现钻孔的目的。技术方案3 高层及超高层大型建筑桩机，所述桩机的竖立机架固定在机身上，桩机竖立机架的竖立支柱内壁为压桩模块的上下滑动轨道，压桩模块位于竖立机架内且在外 力作用下沿竖立机架的竖立支柱上下移动，位于压桩模块内的两块插销和分别与双轴气缸 铰接且在双轴气缸的作用下分别同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭 接，压桩模块下方与压桩油缸缸体的末端相触且压桩油缸中活塞杆端面通过压板施压于管 桩的上端面，竖立机架上部横向设有一层或一层以上的待用轨道位，扶桩器位于竖立井架 进桩口两侧且在动力机构的推动下张开、抱桩合拢。技术方案4:高层及超高层大型建筑桩机的压桩方法，它包括高层及超高层大型 建筑桩机及可编程控制器，(1)压桩时，管桩通过扶桩器置入桩机竖立机架内，压桩模块由 待用轨道位进入管桩上端面且位于压桩模块下方的压桩油缸中的活塞端面通过压板与管 桩端面相触，可编程控制器指令压桩模块内双轴气缸工作且带动插销同步与竖立机架侧梁 中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接后，指令压桩油缸工作且将管桩下压到油缸活塞所伸 出的长度后，可编程控制器指令压桩模块中的双轴气缸轴缩回且带动插销回到压桩模块壳 体内、指令压桩油缸活塞杆缩回复位同时，指令压桩模块下移且使压桩油缸中的活塞端面 与管桩上端面相触后，指令压桩模块内双轴气缸带动插销再次与竖立机架侧梁中的插孔插 接或与侧梁中的横杆搭接后，指令压桩油缸再次将管桩下压到油缸活塞所伸出的长度，如 此循环，直至管桩压桩到位；或(2)取土时，将压桩模块及压桩油缸牵引到待用轨道位上， 将取土机动力装置牵引到压桩机竖立机架内，取土机动力装置沿竖立机架下滑且将取土钻 头与取土机动力装置连接，开动取土动力机装置，即可实现取土的目的；或(3)钻孔时，将 压桩模块和取土机动力装置分别牵引到待用轨道位，将钻孔装置牵引到压桩机竖立机架 内，钻孔装置沿竖立机架下滑且将钻孔钻头与钻孔装置连接，开动钻孔装置，即可实现钻孔 的目的。本发明与背景技术相比，一是集钻孔、取土、压桩功能于一体，不仅操作方便，而且 施工效率高；二是扶桩器的设置，能够方便地将管桩扶入竖立井架内，不仅有效地提高了管 桩入架的效率，而且确保了施工安全；三是开创了上下为土、中间为岩石层地质构造用管桩 作为高层、超高层建筑地基的先例。
图1是高层及超高层大型建筑桩机的第一种实施例的结构示意图。图2是高层及超高层大型建筑桩机的第二种实施例的结构示意图。
具体实施例方式实施例1 参照附图1。高层及超高层大型建筑桩机，压桩机竖立机架1位于压桩 机机座8的导孔内且采用油缸带动竖立机架1上升或下降，所述压桩机的竖立机架竖立支 柱的内壁为压桩模块2的上下滑动轨道3，竖立机架1上部横向设有一层或一层以上的待 用轨道位4，压桩模块2位于竖立机架1内且在外力作用下沿竖立机架的竖立支柱上下移 动，位于压桩模块2内的两块插销和分别与双轴气缸铰接且在双轴气缸的作用下分别同步 与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作用下带 动竖立机架上升或下降，扶桩器7位于竖立井架进桩口两侧且在动力机构的推动下张开、 抱桩合拢。所述待用轨道4上为压桩模块待用机位或取土机动力装置待用机位或钻孔装置待用机位且通过动力控制牵引装置5控制压桩模块2、取土机动力装置、钻孔装置6的水平 移动和竖向升、降。所述侧梁为整根梁或侧梁框。所述侧梁框由两根竖立立柱有多根横杆 焊接成梯型结构。实施例2 在实施例1的基础上，高层及超高层大型建筑桩机的压桩方法，它包括 高层及超高层大型建筑桩机及可编程控制器，(1)压桩时，将管桩置入压桩机竖立机架内， 然后将压桩模块2由待用轨道位4进入管桩上端面，可编程控制器指令压桩模块2内双轴 气缸工作且带动插销同步与竖立机架1侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接且在竖 立机架升降油缸的作用下带动竖立机架下降的过程中压桩模块2将管桩下压一段距离，可 编程控制器指令压桩模块2中的双轴气缸轴缩回且带动插销回到压桩模块2壳体内，可编 程控制器指令升降油缸带动竖立机架上升复位、指令压桩模块2下移至管桩上端面后、指 令压桩模块2内双轴气缸工作且带动插销同步与竖立机架1侧梁中的插孔插接或与侧梁中 的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作用下带动竖立机架下降的过程中压桩模块2将管 桩下压一段距离，如此循环，直至管桩压桩到位；或(2)取土时，将压桩模块2牵引到待用轨 道位4，将取土机动力装置牵引到压桩机竖立机架内，取土机动力装置沿竖立机架下滑且将 取土钻头与取土机动力装置连接，开动动力机取土装置，即可实现取土的目的；或(3)钻孔 时，将压桩模块2和取土机动力装置分别牵引到待用轨道位4，将钻孔装置牵引到压桩机竖 立机架内，钻孔装置沿竖立机架下滑且将钻孔钻头与钻孔装置连接，开动钻孔装置，即可实 现钻孔的目的。实施例3 参照附图2。高层及超高层大型建筑桩机，所述桩机的竖立机架1-1固 定在机身1-2上，桩机竖立机架1-1的竖立支柱内壁为压桩模块1-4的上下滑动轨道1-3， 压桩模块1-4位于竖立机架1-1内且在外力作用下沿竖立机架1-1的竖立支柱上下移动， 位于压桩模块1-4内的两块插销和分别与双轴气缸铰接且在双轴气缸的作用下分别同步 与竖立机架1-1侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接，压桩模块1-4下方与压桩油缸 1-5缸体的末端相触且压桩油缸1-5中活塞杆端面通过压板施压于管桩的上端面，竖立机 架1-1上部横向设有一层或一层以上的待用轨道位1-6，扶桩器1-7位于竖立井架1-1进桩 口两侧且在动力机构(汽缸、油缸、电机)的推动下张开、抱桩合拢。所述待用轨道1-6上 设有的压桩模块1-4待用机位或取土机动力装置待用机位或钻孔装置1-8待用机位且通过 动力控制牵引装置控制压桩模块、取土机动力装置、钻孔装置的水平移动和竖向升、降。所 述侧梁为整根梁或侧梁框。所述侧梁框由两根竖立立柱有多根横杆焊接成梯型结构。实施例4 在实施例3的基础上，高层及超高层大型建筑桩机的压桩方法，它包括 高层及超高层大型建筑桩机及可编程控制器，(1)压桩时，管桩通过扶桩器1-7置入桩机竖 立机架1-1内，压桩模块1-4由待用轨道位1-6进入管桩上端面且位于压桩模块1-4下方的 压桩油缸1-5中的活塞端面通过压板与管桩端面相触，可编程控制器指令压桩模块1-4内 双轴气缸工作且带动插销同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接后，指 令压桩油缸1-5工作且将管桩下压到油缸活塞所伸出的长度后，可编程控制器指令压桩模 块中的双轴气缸轴缩回且带动插销回到压桩模块壳体内、指令压桩油缸1-5活塞杆缩回复 位同时，指令压桩模块1-4下移且使压桩油缸1-5中的活塞端面与管桩上端面相触后，指令 压桩模块内双轴气缸带动插销再次与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接 后，指令压桩油缸1-5再次将管 下压到油缸活塞所伸出的长度，如此循环，直至管桩压桩到位；或(2)取土时，将压桩模块1-4及压桩油缸1-5牵引到待用轨道位1-6上，将取土机 动力装置牵引到压桩机竖立机架1-1内，取土机动力装置沿竖立机架下滑且将取土钻头与 取土机动力装置连接，开动取土动力机装置，即可实现取土的目的；或(3)钻孔时，将压桩 模块1-4和取土机动力装置分别牵引到待用轨道位1-6，将钻孔装置牵引到压桩机竖立机 架1-1内，钻孔装置沿竖立机架1-1下滑且将钻孔钻头与钻孔装置连接，开动钻孔装置1-8， 即可实现钻孔的目的。 需要理解到的是上述实施例虽然对本发明作了比较详细的文字描述，但是这些 文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对发明设计思路的限制，任何不 超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
权利要求
一种高层及超高层大型建筑桩机，压桩机竖立机架位于压桩机机座的导孔内且采用油缸带动竖立机架上升或下降，其特征是所述压桩机的竖立机架竖立支柱的内壁为压桩模块的上下滑动轨道，竖立机架上部横向设有一层或一层以上的待用轨道位，压桩模块位于竖立机架内且在外力作用下沿竖立机架的竖立支柱上下移动，位于压桩模块内的两块插销和分别与双轴气缸铰接且在双轴气缸的作用下分别同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作用下带动竖立机架上升或下降，扶桩器位于竖立井架进桩口两侧且在动力机构的推动下张开、抱桩合拢。
2.根据权利要求1所述的高层及超高层大型建筑桩机，其特征是所述待用轨道上为 压桩模块待用机位或取土机动力装置待用机位或钻孔装置待用机位且通过动力控制牵引 装置控制压桩模块、取土机动力装置、钻孔装置的水平移动和竖向升、降。
3.根据权利要求1所述的高层及超高层大型建筑桩机，其特征是所述侧梁为整根梁 或侧梁框。
4.根据权利要求1或3所述的高层及超高层大型建筑桩机，其特征是所述侧梁框由 两根竖立立柱有多根横杆焊接成梯型结构。
5.一种高层及超高层大型建筑桩机的压桩方法，它包括高层及超高层大型建筑桩机及 可编程控制器，其特征是(1)压桩时，将管桩置入压桩机竖立机架内，然后将压桩模块由 待用轨道位进入管桩上端面，可编程控制器指令压桩模块内双轴气缸工作且带动插销同步 与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作用下带 动竖立机架下降的过程中压桩模块将管桩下压一段距离，可编程控制器指令压桩模块中的 双轴气缸轴缩回且带动插销回到压桩模块壳体内，可编程控制器指令升降油缸带动竖立机 架上升复位、指令压桩模块下移至管桩上端面后、指令压桩模块内双轴气缸工作且带动插 销同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作 用下带动竖立机架下降的过程中压桩模块将管桩下压一段距离，如此循环，直至管桩压桩 到位；或(2)取土时，将压桩模块牵引到待用轨道位，将取土机动力装置牵引到压桩机竖立 机架内，取土机动力装置沿竖立机架下滑且将取土钻头与取土机动力装置连接，开动动力 机取土装置，即可实现取土的目的；或(3)钻孔时，将压桩模块和取土机动力装置分别牵引 到待用轨道位，将钻孔装置牵引到压桩机竖立机架内，钻孔装置沿竖立机架下滑且将钻孔 钻头与钻孔装置连接，开动钻孔装置，即可实现钻孔的目的。
6.一种高层及超高层大型建筑桩机，其特征是所述桩机的竖立机架固定在机身上， 桩机竖立机架的竖立支柱内壁为压桩模块的上下滑动轨道，压桩模块位于竖立机架内且在 外力作用下沿竖立机架的竖立支柱上下移动，位于压桩模块内的两块插销和分别与双轴气 缸铰接且在双轴气缸的作用下分别同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆 搭接，压桩模块下方与压桩油缸缸体的末端相触且压桩油缸中活塞杆端面通过压板施压于 管桩的上端面，竖立机架上部横向设有一层或一层以上的待用轨道位，扶桩器位于竖立井 架进桩口两侧且在动力机构的推动下张开、抱桩合拢。
7.根据权利要求6所述的高层及超高层大型建筑桩机，其特征是所述待用轨道上设 有的压桩模块待用机位或取土机动力装置待用机位或钻孔装置待用机位且通过动力控制 牵引装置控制压桩模块、取土机动力装置、钻孔装置的水平移动和竖向升、降。
8.根据权利要求6所述的高层及超高层大型建筑桩机，其特征是所述侧梁为整根梁或侧梁框。
9.根据权利要求6或8所述的高层及超高层大型建筑桩机，其特征是所述侧梁框由 两根竖立立柱有多根横杆焊接成梯型结构。
10.一种高层及超高层大型建筑桩机的压桩方法，它包括高层及超高层大型建筑桩机 及可编程控制器，其特征是(1)压桩时，管桩通过扶桩器置入桩机竖立机架内，压桩模块 由待用轨道位进入管桩上端面且位于压桩模块下方的压桩油缸中的活塞端面通过压板与 管桩端面相触，可编程控制器指令压桩模块内双轴气缸工作且带动插销同步与竖立机架侧 梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接后，指令压桩油缸工作且将管桩下压到油缸活塞所 伸出的长度后，可编程控制器指令压桩模块中的双轴气缸轴缩回且带动插销回到压桩模块 壳体内、指令压桩油缸活塞杆缩回复位同时，指令压桩模块下移且使压桩油缸中的活塞端 面与管桩上端面相触后，指令压桩模块内双轴气缸带动插销再次与竖立机架侧梁中的插孔 插接或与侧梁中的横杆搭接后，指令压桩油缸再次将管桩下压到油缸活塞所伸出的长度， 如此循环，直至管桩压桩到位；或(2)取土时，将压桩模块及压桩油缸牵引到待用轨道位 上，将取土机动力装置牵引到压桩机竖立机架内，取土机动力装置沿竖立机架下滑且将取 土钻头与取土机动力装置连接，开动取土动力机装置，即可实现取土的目的；或(3)钻孔 时，将压桩模块和取土机动力装置分别牵引到待用轨道位，将钻孔装置牵引到压桩机竖立 机架内，钻孔装置沿竖立机架下滑且将钻孔钻头与钻孔装置连接，开动钻孔装置，即可实现 钻孔的目的。
全文摘要
本发明涉及一种集钻孔、取土、压桩功能于一体的高层及超高层大型建筑桩机，压桩机竖立机架位于压桩机机座的导孔内且采用油缸带动竖立机架上升或下降，所述压桩机的竖立机架竖立支柱的内壁为压桩模块的上下滑动轨道，竖立机架上部横向设有一层或一层以上的待用轨道位，压桩模块位于竖立机架内且在外力作用下沿竖立机架的竖立支柱上下移动，位于压桩模块内的两块插销和分别与双轴气缸铰接且在双轴气缸的作用下分别同步与竖立机架侧梁中的插孔插接或与侧梁中的横杆搭接且在竖立机架升降油缸的作用下带动竖立机架上升或下降，扶桩器位于竖立井架进桩口两侧且在动力机构的推动下张开、抱桩合拢。
文档编号E02D7/20GK101806065SQ20101003974
公开日2010年8月18日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者周开发 申请人:周开发