专利名称：可配置不同宽度铲斗的冲切掘孔灌注桩成孔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于建筑机械类，具体地涉及一种灌注桩前期的掘孔成孔装置。
在软土层上建设高层、超高层房屋、桥梁及地下建筑等，必须先打下牢固的基础，在多种基础工程中，桩基础因桩下得深、侧摩阻力大、土方工程量少、施工不须排除地下水、具有较高的质量优势。
桩基础主要有打、压的预制桩和灌注桩。灌注桩首先是成孔。然后下钢筋笼，灌注混凝土成桩。桩径从1m以下发展到2m以上，深可达50m以上，甚至可嵌入岩层。灌注桩的难点在于成孔。现有的成孔法有钻具钻孔、冲抓锥抓孔、冲击锥冲孔等，都存在阻力大、抵消力量多、效率低、又只能成单一的圆孔，且孔径越大，按截面计算的侧摩阻面则越小，不利于发挥侧摩阻面大的优势。
为解决上述问题，本人设计出《冲切掘孔灌注桩成孔装置》(专利号95202022.X)，它由横梁、立柱、冲铲等组成，它虽可冲切出不同形状的孔，效率可提高2--3倍，但因起吊杠的钢缆吊环与铲臂中轴为软连接，在冲铲冲切时，吊环存在摆动的问题；冲铲导向存在困难；铲锤与同等宽度的铲斗连接，不能切掘出大、小不同孔形的孔。
本实用新型的目的是针对上述装置存在的问题，旨在提供一种铲锤可配置不同宽度铲斗，能切掘大小形状不同的垂直深孔，可提高桩基质量、切掘效率的冲切掘孔灌注桩成孔装置。
本实用新型的目的是以下述方式实现的，可配置不同宽度铲斗的冲切掘孔灌注桩成孔装置，包括起重梁1、起吊脚手架5，起重梁1由两片槽钢拼接，中间有中缝13，定滑轮3、动滑轮8嵌入中缝13内，动滑轮8安在推拉架10上，卷扬机钢缆绳通过滑轮17、绕过定滑轮3、动滑轮8，向下拴住起吊杠6，起吊杠的杠臂45伸入铲臂36上臂的中缝39中。铲臂36由上、下臂构成，下臂41为双臂，位于上臂两侧，上、下臂连接轴37拴入下臂孔38，上臂侧槽40、起吊杠杠臂45的侧槽46中。铲臂与铲锤22通过连接轴35、孔26连接，铲臂与铲斗通过连接轴42、孔33连接，铲锤与铲斗通过连接轴28、孔27连接，铲锤上部有挂钩19、直槽栓支座20，中部有直槽23、起吊杠卡槽24。铲锤、铲臂与铲斗间的连接轴28、42的长度为铲锤宽度的1-1.5倍，与铲斗宽度相配。铲斗上部焊有衬板31，两侧有挡土板32。铲锤中部有铲臂上臂起落槽25。起吊脚手架两侧安置定位板12，定位板前端有位于成孔中心线的孔49，导向杆9从孔49中向下插入铲臂上臂中缝39。
下面参照
本实用新型。
图1、2本实用新型结构及工作原理示意图图3、4铲锤结构正视图、侧视图图5、6铲臂结构正视图、侧视图图7、8铲斗结构正视图、侧视图图9、10起吊杠臂结构正视图、侧视图图11起重梁结构俯视图图12冲切掘孔孔形定位俯视图图13起吊脚手架结构正视图参照图1、3-10，卷扬机钢缆绳绕过滑轮17、3、8后从起吊杠6下孔44中穿入向上折回后用卡头卡牢，起吊杠杠臂45与上、下臂连接轴37为刚性连接，可直线运动，不左右摆动。起吊杠6与铲臂36间通过侧槽46、与轴37连接，起吊杠臂45可沿连接轴37上下梭动。铲臂与铲斗间的连接轴42、铲锤与铲斗之间的连接轴28外处于中间空处有定位套筒43、29，套筒用螺栓固定，以免连接轴在两边的孔内滑动错位。铲臂、铲锤、铲斗组成冲铲7，总重2吨左右。
铲锤用铸钢浇注而成，正面宽40cm、侧面宽50cm，高150cm，重约1.5吨。铲斗用2cm厚钢板制成。铲斗30的背板与两边的侧板直角焊接，上部加焊一层衬板31。由于铲斗30为加宽的铲斗，其两侧须加挡土板32。本实用新型用一种铲锤，更换不同长度的连接轴28、42，即可配置宽为40cm-100cm不同宽度的铲斗，铲斗重量0.3-0.45吨，容量0.2-0.5m3，高95cm。铲斗加宽只是加宽了背板、增加了挡土板32，而增加的重量仅为冲铲总重的5％。孔33下方有下臂轴支座34。
参照附图1、2、11、13，起吊脚手架5右侧的横梁下有缆圈14、正面操作台15、侧面操作台16，每-操作台由1人操作移动起重梁1、滑轮推拉架3、冲铲转体、挂钩卸土及冲铲的再次冲掘。脚手架的两立柱之间为运土车运土通道。
本实用新型冲铲采取定点、定向垂直冲切掘孔。移动起重梁定位，须在左侧安置压铁板2，移动推拉架10，带动滑轮8，可沿起重梁前后移动插入推拉架定位孔11定位，使冲铲对正孔的中心线，再用定位板12定位，导向杆9插入铲臂中缝39中(见图1左上所示)。而后利用冲铲的重力垂直冲切入土，铲斗的外侧形成孔壁18，将铲斗内的土掘出即成孔(见图1左下)。冲铲垂直冲切入土，起吊杠6从起吊杠卡槽24滑出，正面操作台操作员拉动推拉架10将滑轮8向前定位，卷扬机提升将铲臂36拉开，此时提升力集中于连接轴42上，以连接轴28为支点，产生杠杆作用，使提升铲斗掘土力更强。当冲切掘孔至2m以下后，铲斗掘孔再不用定位板12、导向杆9定位，只需控制冲切落点利用孔壁导向。
冲铲掘土上升，侧面操作台操作员将冲铲转体180°，将缆圈14套入铲锤挂钩19，冲铲下落于右侧，张开110°，将铲斗中的士卸下由运土车运出(见图2)。同时用直槽栓21将卷扬机钢缆绳栓入铲锤直槽23，卷扬机提升起吊杠进入卡槽24，冲铲上升并与缆圈14脱勾，定位于右侧后，抽出直槽栓21，冲铲再次冲切掘孔，如此不断向深处切掘，直至成孔。
利用本装置，按孔深30m计算，冲铲冲切掘土一次平均用时60秒，挂勾卸土到冲铲再次定位冲切用时30秒，每小时可冲切掘土40次，大小不同的铲斗每小时可完成4-10m3的土方工程，按土方量计算，与现有的成孔机具比较，可提高效率4-10倍。
图12为冲切掘孔孔形定位控制图，图中的5条线是起重梁沿立轴4散开的位置，其中间的一条线为中线47，由起重梁和动滑轮8交叉控制冲铲的落点48共有8个，选择不同的落点位置可冲掘不同的孔形。起吊脚手架两侧的定位板12定位时向下平放，其前端的孔位于中线47，而后导向杆9从孔49向下插入铲臂中缝39，使冲铲定向。冲铲冲切入土后，取出导向杆，定位板向上掀开如左侧所示备用，以免阻挡冲铲提升。
要提高灌注桩的质量，需增加孔的侧摩阻面，对于相同截面的孔形，圆形孔的侧摩阻面最小，如对截面40cm×140cm的长方形孔，其侧摩阻面比同等截面的圆形孔大30％以上。同时长方形孔灌注成桩，作成连续的挡土墙，则墙面平整，受力均匀，成孔效率也高。用本冲铲不仅可冲掘图中所示的正六边形孔50、正八边形孔51、长方形孔52，还可冲切方形，T形、直角形、十字形、圆形等形状的孔，冲切其它孔形的孔也是要控制好冲铲的冲切落点，对正孔的中心线，即可达到成形的目的。在冲切圆形孔时，铲斗背要制成弧形。
用本装置在塑性条件好的土质冲切掘孔，所成孔的孔壁能自然垂直，孔形稳定，而在塑性条件差的土质掘孔，需采用现有的成孔下护筒，向孔内注水加泥浆增加孔壁压力等保护措施，以保持孔的垂直稳定。
本实用新型结构简单、成本低，一种宽度的铲锤可与多种加宽的铲斗配套成大小不同的铲冲，可以冲掘出0.6-4.5m2的不同大小、不同形状的孔。成孔的口径、深度可达到现有成孔水平，而效率可提高4-10倍。本装置起吊脚手架高5m，占地4-8m2，每台班操作3人，运土工2-4人，用一台卷扬机单缆牵引冲铲冲切掘孔，能量消耗少、噪音小。
权利要求1.可配置不同宽度铲斗的冲切掘孔灌注桩成孔装置，包括起重梁(1)、起吊脚手架(5)，起重梁(1)由两片槽钢拼接，中间有中缝(13)，定滑轮(3)、动滑轮(8)嵌入中缝(13)内，动滑轮(8)安在推拉架(10)上，卷扬机钢缆绳通过滑轮(17)、绕过定滑轮(3)、动滑轮(8)，向下拴住起吊杠(6)，起吊杠的杠臂(45)伸入铲臂(36)上臂的中缝(39)中，铲臂由上、下臂构成，下臂(41)为双臂，位于上臂两侧，上、下臂连接轴(37)拴入起吊杠杠臂(45)的侧槽(46)中，铲臂与铲锤(22)通过连接轴(35)、孔(26)连接，铲臂与铲斗通过连接轴(42)、孔(33)连接，铲锤与铲斗通过连接轴(28)、孔(27)连接，铲锤上部有挂钩(19)，中部有直槽(23)、起吊杠卡槽(24)、其特征在于铲锤、铲臂与铲斗间的连接轴(28)、(42)的长度为铲锤宽度的1-1.5倍，与铲斗宽度相配，铲斗上部焊有衬板(31)，两侧有挡土板(32)，铲锤中部有铲臂上臂起落槽(25)，起吊脚手架两侧安置定位板(12)，定位板前端有位于成孔中心线的孔(49)，导向杆(9)从孔(49)中向下插入铲臂上臂中缝(39)中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于连接轴(28)、(42)外处于中间空处有定位套筒(29)、(43)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于铲斗孔(33)下方有下臂轴支座(34)。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于起重梁的一端有压铁板(2)，起重梁上有推拉架定位孔(11)。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于起吊脚手架(5)右侧的横梁下有挂住冲铲挂钩(19)的缆圈(14)。
专利摘要可配置不同宽度铲斗的冲切掘孔灌注桩成孔装置,包括起重梁、起吊脚手架、定位板等。起重梁上固定有定、动滑轮、推拉架。卷扬机缆绳绕过滑轮,在起吊杠卡牢。起吊杠下装有由铲锤、铲斗等组成的冲铲。本实用新型一种铲锤可与多种加宽的铲斗配套,冲铲从不同侧面垂直交叉冲切掘孔,可切掘出0.6—4.5m
文档编号E02D7/00GK2333758SQ9823587
公开日1999年8月18日 申请日期1998年6月4日 优先权日1998年6月4日
发明者唐伯韬 申请人:唐伯韬