一种套筒式组合打桩机及其打桩方法
【专利摘要】本发明涉及一种打桩技术，具体公开了一种套筒式组合打桩机及其打桩方法，其特征在于，包括安装在履带底盘的平台，安装在平台上的导轨立柱、立柱支撑杆、进料卷扬机、具有前卷筒和后卷筒的双卷筒卷扬机，设置在导轨立柱顶端的滑轮架，与导轨立柱上的导轨滑动配合的柴油锤、与柴油锤连接的桩柱，间隙配合在桩柱上的套筒，固定在套筒上部的振动锤；所述振动锤的左右两端设有吊耳；所述双卷筒卷扬机的后卷筒上缠绕后卷筒钢缆，后卷筒钢缆牵引柴油锤；所述双卷筒卷扬机的前卷筒上缠绕振动锤起吊钢缆，振动锤起吊钢缆通过一个省力滑轮组牵引振动锤。
【专利说明】一种套筒式组合打粧机及其打粧方法
【技术领域】
[0001]本发明属于打桩【技术领域】，特别涉及一种套筒式组合打桩机及其打桩方法。
【背景技术】
[0002]在建筑工地的打桩施工中，主要有三种打桩方法，第一种是柴油锤打桩法，此种方法的工作原理是利用柴油燃烧爆炸来推动活塞并冲击桩头，使桩柱沉入地下，此种方法适用于打各种预制桩和灰土挤密桩。第二种是振动锤打桩法，此种方法主要是利用高速转动的偏心轮引起的激振，振动通过刚性连接的桩帽传到桩柱上，使土壤颗粒发生位移，从而减少土壤与预制桩或管桩表面间的摩擦阻力，使预制桩或管桩在重力以及卷扬机反压力作用下下沉。第三种螺旋成孔灌注桩法，此种方法主要通过钻杆与钻机头的自重及螺旋钻的轴向压力，使螺旋钻杆慢慢钻入土中，并排出土壤。达到设计深度时，抽出钻杆，并向钻孔灌入混凝土，混凝土凝结后形成桩柱。
[0003]使用柴油锤打预制桩时，必须保证预制桩的竖直，如果预制桩在打桩过程中发生歪斜，桩体很容易断裂。而且如果预制桩所需量非常大或者桩体所要求的直径比较大时，预制桩的安全运输也将成为一个难题。
[0004]振动锤打桩也会遇到桩柱的粗细和运输的问题，而且振动锤并不适合打较粗的平底粧。
[0005]螺旋杆打桩是先打出一个桩孔，然后给桩孔灌入混凝土，混凝土凝固后形成桩柱，必要时，还需先给桩孔中先放入钢筋笼，再灌入混凝土，增加桩柱强度。然而，由于桩孔非常深，螺旋杆拔出桩孔后，由于土壤压力，往往会发生缩孔现象，比如螺旋杆制成的桩孔直径为600mm,缩孔后只剩500mm左右直径。
[0006]为解决以上问题，常用的方式是利用套筒式打桩机，它在给桩孔灌注混凝土前可以有效保护桩孔直径。不过现有的套筒式打桩机不便于直接往桩孔中加入钢筋笼，而且依赖预制桩尖，如果预制桩尖遇到硬物发生破损，则打桩失败。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种套筒式组合打桩机及其打桩方法，它不需要预制桩尖，可以避免桩孔发生缩径，而且桩孔打好后便于往桩孔中加入钢筋笼提高灌桩强度，桩架利用率高，可提高施工效率。
[0008]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
[0009]技术方案一:
[0010]一种套筒式组合打桩机，其特征在于，包括安装在履带底盘的平台，安装在平台上的导轨立柱、立柱支撑杆、进料卷扬机、具有前卷筒和后卷筒的双卷筒卷扬机，设置在导轨立柱顶端的滑轮架，与导轨立柱上的导轨滑动配合的柴油锤、与柴油锤连接的桩柱，间隙配合在桩柱上的套筒，固定在套筒上部的振动锤；所述振动锤的左右两端设有吊耳；所述双卷筒卷扬机的后卷筒上缠绕后卷筒钢缆，后卷筒钢缆牵引柴油锤；所述双卷筒卷扬机的前卷筒上缠绕振动锤起吊钢缆，振动锤起吊钢缆通过一个省力滑轮组牵引振动锤。
[0011]本发明的特点和进一步改进在于:
[0012]所述滑轮架上设有送料卷扬机定滑轮、振动锤起吊定滑轮、柴油锤绕组定滑轮；所述平台上设有前导向滑轮和后导向滑轮；所述柴油锤顶部设有一对柴油锤绕组动滑轮，所述双卷筒卷扬机的后卷筒上缠绕的后卷筒钢缆绕过后导向滑轮后沿导轨立柱向上导入定滑轮架，再依次交叉绕过柴油锤绕组动滑轮和柴油锤绕组定滑轮，后卷筒钢缆的终端固定在定滑轮架上；所述省力滑轮组分为定滑轮组和动滑轮组，省力滑轮组的定滑轮组设置在导轨立柱上；所述双卷筒卷扬机的前卷筒上缠绕的前卷筒钢缆绕过前导向滑轮后沿导轨立柱向上进入省力滑轮组，再依次交叉绕过省力滑轮组的定滑轮组和动滑轮组，前卷筒钢缆的终端固定在省力滑轮组的定滑轮组上；省力滑轮组的动滑轮组上设有用于牵引振动锤起吊钢缆的牵引定滑轮，振动锤起吊钢缆的中部绕过所述定滑轮后，其两端分别牵引振动锤左右两端的吊耳；所述进料卷扬机上缠绕的吊料钢缆绕过滑轮架上的送料卷扬机定滑轮后沿导轨立柱下垂，吊料钢缆终端设有吊钩。
[0013]所述振动锤中部设有与套筒相配合的安装孔，所述套筒上设有法兰，振动锤通过安装孔套装在套筒上，振动锤底部与法兰连接，套筒上的法兰下方还设有通向套筒内部的进料斗。
[0014]所述套筒上边沿与柴油锤底部紧靠，套筒下边沿低于桩柱底部。
[0015]技术方案二:
[0016]一种打桩方法，基于上述一种套筒式组合打桩机，其特征在于，包括以下步骤:
[0017]S1:用双卷筒卷扬机的后卷筒和前卷筒分别释放后卷筒钢缆和前卷筒钢缆，将柴油锤以及桩柱、振动锤以及套筒同步下放至打桩位置，保持套筒顶部接触柴油锤底部；
[0018]S2:停止双卷筒卷扬机，松弛后卷筒钢缆和前卷筒钢缆，开启振动锤和柴油锤进行打桩，打桩至设计深度；
[0019]S3:开启双卷筒卷扬机，用双卷筒卷扬机的后卷筒回收后卷筒钢缆，将柴油锤以及桩柱提升，直至桩柱下端脱离套筒上端；
[0020]S4:用送料卷扬机提升提前预备好的钢筋笼，将钢筋笼放入套筒中；
[0021]S5:将混凝土从进料斗泵入套筒中，同时开启振动锤和双卷筒卷扬机，用前卷筒回收前卷筒钢缆，利用振动锤起吊钢缆逐步提升套筒，使套筒重新套入桩柱。
[0022]本发明的有益效果是，通过柴油锤将桩柱与套筒一起打入地下，同时安装在套筒上的振动锤进行辅助打桩，打好桩后利用双筒卷扬机的后卷筒将桩柱从嵌入地下的套筒中提出，避免了桩孔的缩径问题。还不妨碍将钢筋笼放入由套筒保护的桩孔中，再灌入混凝土，增加了灌桩的强度。灌入混凝土时可同时用双筒卷扬机的前卷筒提出套筒，套筒上的振动锤也有助于提出套筒和混凝土的垫实，避免了灌桩时留下孔洞。提出套筒后套筒与桩柱再次套装，也可刮出套筒内部粘上的混凝土。提出套筒后即可进行下一个打桩施工，明显提高了打桩质量以及打桩效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明加以进一步详细说明。
[0024]图1是本发明的一种套筒式组合打桩机的整体结构图；[0025]图2是图1中的组合打桩机的桩柱与套筒的结构图；
[0026]图3是图1中的组合打桩机的缆线缠绕图。
[0027]在以上图中:1、平台；2、履带底盘；3、导轨立柱；4、立柱支撑杆；5、滑轮架；6、柴油锤；7、振动锤；8、套筒；9、柴油锤绕组动滑轮；10、吊耳；11、法兰；12、进料斗；13、桩柱；14、后卷筒；15、前卷筒；16、送料卷扬机；17、省力滑轮组；18、前卷筒钢缆；19、振动锤起吊钢缆；20、后卷筒钢缆；21、前导向滑轮；22、后导向滑轮；23、送料卷扬机滑轮；24、振动锤起吊定滑轮；25、柴油锤绕组定滑轮；26、吊料钢缆；27、牵引定滑轮。
【具体实施方式】
[0028]参考图1，是发明的一种套筒式组合打桩机，它的平台(I)安装在履带底盘(2)上，在平台(I)上设有导轨立柱(3)、立柱支撑杆(4)、双卷筒卷扬机、进料卷扬机。在导轨立柱
(3)的顶端设有滑轮架(5)，导轨立柱(3)上的导轨与柴油锤(6)滑动配合。
[0029]参考图2，柴油锤(6)与桩柱(13)连接，在桩柱(13)上套装有套筒(8)，在套筒(8)上固定有振动锤(7)，振动锤(7)的左右两端设有吊耳(10)。双卷筒卷扬机的后卷筒(14)上缠绕后卷筒钢缆(20)，后卷筒钢缆(20)牵引柴油锤出)。双卷筒卷扬机的前卷筒(15)上缠绕振动锤起吊钢缆(19)，振动锤起吊钢缆(19)通过一个省力滑轮组(17)牵引振动锤⑵。
[0030]参考图3，滑轮架(5)上设有送料卷扬机定滑轮(23)、振动锤起吊定滑轮(24)、柴油锤绕组定滑轮(25)。平台(I)上设有前导向滑轮(21)和后导向滑轮(22)。柴油锤(6)顶部设有一对柴油锤绕组动滑轮(9)，双卷筒卷扬机的后卷筒(14)上缠绕的后卷筒钢缆(20)绕过后导向滑轮(22)后沿导轨立柱(3)向上导入定滑轮架(5)，再依次交叉绕过柴油锤绕组动滑轮(9)和柴油锤绕组定滑轮(25)，这样就形成一个省力滑轮组。后卷筒钢缆(20)的终端固定在定滑轮架(5)上。双卷筒卷扬机的后卷筒(14)回收或释放后卷筒钢缆(20)，从而牵引柴油锤绕组定滑轮(25)以及柴油锤(6)移动。
[0031]省力滑轮组(17)分为定滑轮组和动滑轮组，省力滑轮组(17)的定滑轮组固定在导轨立柱(3)上。双卷筒卷扬机的前卷筒(15)上缠绕的前卷筒钢缆(18)绕过前导向滑轮(21)后沿导轨立柱(3)向上进入省力滑轮组(17)，再依次交叉绕过省力滑轮组(17)的定滑轮组和动滑轮组，前卷筒钢缆(18)的终端固定在省力滑轮组(17)的定滑轮组上。省力滑轮组(17)的动滑轮组上设有用于牵引振动锤起吊钢缆(19)的牵引定滑轮(27)，振动锤起吊钢缆(19)的中部绕过牵引定滑轮(27)后，其两端分别牵引振动锤(7)左右两端的吊耳(10)。双卷筒卷扬机的前卷筒(15)回收或释放前卷筒钢缆(18)，可牵引省力滑轮组(17)的动滑轮组移动，从而间接牵引动滑轮组上设置的振动锤起吊钢缆(19)和振动锤(7)移动。
[0032]进料卷扬机(16)上缠绕的吊料钢缆(26)绕过滑轮架(5)上的送料卷扬机定滑轮
(23)后沿导轨立柱(3)下垂，吊料钢缆(26)终端设有吊钩。
[0033]其中，振动锤(7)固定在套筒(8)上，具体是，振动锤(7)中部设有与套筒(8)相配合的安装孔，套筒(8)上设有法兰(11)，振动锤(7)通过安装孔套装在套筒(8)上，振动锤(7)底部与法兰(11)连接。
[0034]为了能确保混凝土的注入，套筒⑶上法兰(11)下方还设有通向套筒⑶内部的进料斗(12)。
[0035]套筒(8)在柴油打桩机进行打桩时必须与桩柱(13)联动，套筒(8)上边沿与柴油锤(6)底部紧靠。套筒(8)下边沿低于桩柱(13)底部200~400_，这样可避免桩孔内会进入积水。
[0036]采用以上套筒式组合打桩机再使用以下具体打桩方法:
[0037]I):用双卷筒卷扬机的后卷筒(14)和前卷筒(15)分别释放后卷筒钢缆(20)和前卷筒钢缆(18)，将柴油锤(6)以及桩柱(13)、振动锤(7)以及套筒(12)同步下放至打桩位置，保持套筒(12)顶部接触柴油锤(6)底部。在此步骤中，一定要保持导轨立柱(3)的竖直。
[0038]2):停止双卷筒卷扬机，松弛后卷筒钢缆(20)和前卷筒钢缆(18)，开启振动锤(7)和柴油锤(6)进行打桩，打桩至设计深度。
[0039]3):开启双卷筒卷扬机，用双卷筒卷扬机的后卷筒(14)回收后卷筒钢缆(20)，将柴油锤(6)以及桩柱(13)提升，直至桩柱(13)下端脱离套筒(8)上端5m以上距离。
[0040]4):用送料卷扬机(16)提升提前预备好的钢筋笼，将钢筋笼放入套筒(8)中。虽然钢筋笼与被双筒卷扬机的后卷筒(14)提起的桩柱(13)在空间上有些干涉，但是钢筋笼具有弹性，可以被暂时被折弯曲，等钢筋笼被完全下放入套筒(12)之后，钢筋笼恢复笔直，不影响灌桩效果。
[0041]5):将混凝土从进料斗(12)泵入套筒(8)中，同时开启振动锤(7)和双卷筒卷扬机，用前卷筒(15)回收前卷筒钢缆(18)，利用振动锤起吊钢缆(19)逐步提升套筒(8)，使套筒(8)重新套入桩柱(13)。桩柱(13)也可顺便刮出套筒(8)内部粘上的混凝土。此时与套筒⑶外径相同的桩孔内部灌满了混凝土，混凝土凝固后，就会成为钢筋混凝土桩柱。
[0042]以上步骤完成后，既可以将本发明的套筒式自合打桩机移动至进行下一个打桩位置重复以上步骤打桩。相比现有技术，本发明的一种套筒式组合打桩机及其打桩方法明显提高了打桩质量以及打桩效率。
[0043] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种套筒式组合打桩机，其特征在于，包括安装在履带底盘(2)的平台(1)，安装在平台(I)上的导轨立柱(3)、立柱支撑杆(4)、进料卷扬机(16)、具有前卷筒(15)和后卷筒(14)的双卷筒卷扬机，设置在导轨立柱(3)顶端的滑轮架(5)，与导轨立柱(3)上的导轨滑动配合的柴油锤(6)、与柴油锤(6)连接的桩柱(13)，间隙配合在桩柱(13)上的套筒(8)，固定在套筒⑶上部的振动锤(7);所述振动锤(7)的左右两端设有吊耳(10);所述双卷筒卷扬机的后卷筒(14)上缠绕后卷筒钢缆(20)，后卷筒钢缆(20)牵引柴油锤(6);所述双卷筒卷扬机的前卷筒(15)上缠绕振动锤起吊钢缆(19)，振动锤起吊钢缆(19)通过一个省力滑轮组(17)牵引振动锤(7)。
2.如权利要求1所述的一种套筒式组合打桩机，其特征在于，所述滑轮架(5)上设有送料卷扬机定滑轮(23)、振动锤起吊定滑轮(24)、柴油锤绕组定滑轮(25);所述平台(I)上设有前导向滑轮(21)和后导向滑轮(22);所述柴油锤(6)顶部设有一对柴油锤绕组动滑轮(9)，所述双卷筒卷扬机的后卷筒(14)上缠绕的后卷筒钢缆(20)绕过后导向滑轮(22)后沿导轨立柱(3)向上导入定滑轮架(5)，再依次交叉绕过柴油锤绕组动滑轮(9)和柴油锤绕组定滑轮(25)，后卷筒钢缆(20)的终端固定在定滑轮架(5)上；所述省力滑轮组(17)分为定滑轮组和动滑轮组，省力滑轮组(17)的定滑轮组设置在导轨立柱(3)上；所述双卷筒卷扬机的前卷筒(15)上缠绕的前卷筒钢缆(18)绕过前导向滑轮(21)后沿导轨立柱(3)向上导入省力滑轮组(17)，再依次交叉绕过省力滑轮组(17)的定滑轮组和动滑轮组，前卷筒钢缆(18)的终端固定在省力滑轮组(17)的定滑轮组上；省力滑轮组(17)的动滑轮组上设有用于牵引振动锤起吊钢缆(19)的牵引定滑轮(27)，振动锤起吊钢缆(19)的中部绕过所述牵引定滑轮(27)后，其两端分别牵引振动锤(7)左右两端的吊耳(10);所述进料卷扬机(16)上缠绕的吊料钢缆(26)绕过滑轮架(5)上的送料卷扬机定滑轮(23)后沿导轨立柱(3)下垂，吊料钢缆(26)终端设有吊钩。
3.如权利要求1所述的一种套筒式组合打桩机，其特征在于，所述振动锤(7)中部设有与套筒(8)相配合的安装孔，所述套筒(8)上设有法兰(11)，振动锤(7)通过安装孔套装在套筒(8)上，振动锤(7)底部与法兰(11)连接，套筒(8)上的法兰(11)下方还设有通向套筒⑶内部的进料斗(12)。
4.如权利要求1所述的一种套筒式组合打桩机，其特征在于，所述套筒(8)上边沿与柴油锤(6)底部紧靠，套筒(8)下边沿低于桩柱(13)底部。
5.一种打桩方法，基于权利要求1所述的一种套筒式组合打桩机，其特征在于，包括以下步骤: 51:用双卷筒卷扬机的后卷筒(14)和前卷筒(15)分别释放后卷筒钢缆(20)和前卷筒钢缆(18)，将柴油锤(6)以及桩柱(13)、振动锤(7)以及套筒(12)同步下放至打桩位置，保持套筒(12)顶部接触柴油锤(6)底部； 52:停止双卷筒卷扬机，松弛后卷筒钢缆(20)和前卷筒钢缆(18)，开启振动锤(7)和柴油锤(6)进行打桩，打桩至设计深度； S3:开启双卷筒卷扬机，用双卷筒卷扬机的后卷筒(14)回收后卷筒钢缆(20)，将柴油锤(6)以及桩柱(13)提升，直至桩柱(13)下端脱离套筒(8)上端； S4:用送料卷扬机(16)提升提前预备好的钢筋笼，将钢筋笼放入套筒(8)中； S5:将混凝土从进料斗(12)泵入套筒(8)中，同时开启振动锤(7)和双卷筒卷扬机，`用前卷筒(15)回收前卷筒钢缆(18)，利用振动锤起吊钢缆(19)逐步提升套筒(8)，使套筒(8)重新套入桩柱(13)。
【文档编号】E02D11/00GK103953042SQ201410181950
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】惠记庄, 张泽宇, 胡浩, 聂春鹏, 宋婷 申请人:长安大学