一种预制桩垂直打桩装置的制作方法

本发明涉及预制桩打桩技术领域，特别涉及一种预制桩垂直打桩装置。

背景技术：

打桩装置也称为打桩机，它是利用冲击力将桩贯入地层的一种桩工机械，广泛应运用于房屋、隧道、桥梁的施工。打桩质量的好坏不仅取决于桩本身的生产质量，还取决于桩贯入地层时与地层水平截面的垂直性，桩贯入地层时，与地层水平截面的垂直性保持的越好，其打入的桩受力均匀性越好，桩的稳定性也越好，桩基的安全性能也越高。目前，在工程实践中，打桩前需要人工将桩的上端调整到打桩机桩锤的正下方，以便保持桩贯入地层时与地层水平截面的垂直性，然后这种人工调整的方法并不能保证桩贯入地层时与地层水平截面的垂直性，桩在贯入地层时，往往会出现不同角度的倾斜，导致沉桩的质量不好，桩基的稳定性不高，也不利于工程施工进度的加快。

中国专利公开号cn205035801u中公开了一种预制桩快速就位打桩装置，其特征在于它由横架、一级滑轮、二级滑轮、桩锤、钢丝绳、气缸、固定箍、桩帽、滑槽、机架、卷扬机、千斤顶底座、平衡体组成。所述的机架上端设有横架，左端设有平衡体和卷扬机，右端设有滑槽，下端由千斤顶底座支撑连接；所述的一级滑轮有2个，二级滑轮有2个，都设在横架的下端，并沿横架两侧对称分布；所述的钢丝绳一端连接卷扬机，另一端穿过一级滑轮和二级滑轮与固定箍相连；所述的气缸与滑槽相连，气缸能沿滑槽上下滑动；所述的桩锤设在气缸中，且能在气缸中上下滑动；所述的桩帽上端与气缸下端固定相连。本发明能保证沉桩时桩与地层水平截面的垂直性，提高沉桩的质量，增强桩基的稳定性，加快工程施工的进度。

然而，上述装置在使用时，桩锤在竖直方向上提升的高度较短，桩锤落下时，对桩帽产生的能量较小，从而使桩不易向下移动。且气缸只有一侧位于滑槽内，当桩锤撞击桩帽时，气缸位于滑槽内的一侧会产生些许的倾斜，从而使桩锤对桩帽的力不会竖直向下，使桩会产生偏移。针对以上问题，以下提出一种解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种预制桩垂直打桩装置，具有能够使桩锤对桩的力始终保持竖直向下的方向，从而使桩锤能够更好的将桩打入到土地中的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种预制桩垂直打桩装置，包括底座，所述底座上设有四根支柱，四根所述支柱的上端固设有方形的支撑框，所述支撑框上对称的设有两个收线装置，两个所述收线装置上均设有钢丝绳，两根所述钢丝绳的下端固设有夹持装置，所述底座上设有导向筒，所述收线装置位于导向筒的下端，且与导向筒滑动配合，所述底座的中心处开设有桩孔，所述导向筒位于桩孔的正上方，所述导向筒内设有桩锤，所述桩锤的上端面固设有两个吊环，两个所述吊环内穿设有吊绳，所述吊绳与两个吊环滑动配合，所述导向筒的上端对称的设有两个支架，两个所述支架上均设有定滑轮，所述定滑轮与支架转动配合，所述底座上设有两个卷扬机，所述吊绳的两端分别经过两个定滑轮的上端，且与两个卷扬机固定连接，所述桩锤的下端设有桩帽，所述支撑框的上端固设有电机一，所述电机一的输出轴上连接有减速机，所述支撑框的下端设有转板，所述转板与支撑框转动配合，所述减速机的输出轴穿过支撑框，且与转板的上端面固定连接，所述转板的下端面固设有转架，转架的下端固设有螺纹筒，所述导向筒的外壁上固设有外螺纹，所述螺纹筒套设在导向筒上，且与外螺纹配合。

采用上述技术方案，电机一带动减速机启动，减速机能够带动转板转动，转板带动转架转动，使转架能够带动螺纹筒转动，螺纹筒转动会驱使导向筒移动，当螺纹筒正向转动时，螺纹筒驱使导向筒向上移动，当螺纹筒反向转动时，螺纹筒驱使导向筒向下移动，根据桩的长度，调整导向筒的高度，使导向筒下端与底座上端面之间的初始高度大于桩的长度，之后使用夹持装置将桩的上端夹紧，之后两个收线装置同时启动，将两根钢丝绳收卷起来，使两根钢丝绳的下端带着夹持装置和桩向上移动，由于钢丝绳能够随意弯曲，所以桩会在重力的作用下被竖直的拉起，桩会从导向筒的下端向上移动，直至桩的上端与桩帽的下端面固定，之后反向启动电机一，使电机一带动减速机反向转动，从而使转板带动螺纹筒反向转动，使螺纹筒能够驱使导向筒向下移动，使桩的下端能够穿过桩孔并与地面接触，之后两个卷扬机启动，将吊绳的两端卷起，使吊绳的长度变短，从而使吊绳将桩锤向上提起，之后两个卷扬机反向快速启动，将卷扬机上缠绕着的吊绳快速放出，此时，桩锤会在重力的作用下向下落，由于桩锤的侧壁与导向筒的内壁贴合，使桩锤在下落的过程中不会左右晃动，从而使桩锤撞击到桩帽后，能够对桩帽产生一个竖直向下的冲击力，桩帽能够将竖直向下的冲击力传递到桩的上端，使桩的下端能够竖直向下进入到土地内，桩的下端进入到土地内的长度越大，土地对桩的阻力也越大，此时，可以使两个卷扬机将吊绳收卷得更短，使吊绳能够将桩锤提升到更高的高度，从而使桩锤在落下后能够对桩帽和桩产生更大的能量，使桩能够被顺利的打入到土地内，完成打桩。

作为优选，所述收线装置包括固定板、电机二和收线轮，所述固定板与支撑框固定连接，所述电机二与固定板的侧壁固定连接，所述电机二的输出轴与收线轮的圆心处固定连接，所述收线轮的侧壁上设有线槽。

采用上述技术方案，电机二启动，带动收线轮转动，收线轮会将钢丝绳缠绕在线槽内，或将原本缠绕在线槽内的钢丝绳放出，实现对钢丝绳的收卷与放出。

作为优选，所述夹持装置包括夹持环、夹持垫、两块夹持块和两根调节螺杆，所述夹持垫与夹持环的内壁固定连接，所述夹持垫上对称的设有两条导槽，两块所述夹持块分别位于两条导槽内，且与导槽滑动配合，所述夹持环上对称的开设有两个螺纹孔，两根所述调节螺杆分别位于两个螺纹孔内，且与两个螺纹孔配合，所述调节螺杆的一端插设在夹持块的一侧，且与夹持块转动配合。

采用上述技术方案，将桩的上端从夹持环的下端向上穿过夹持环，夹持垫会挤压桩的侧壁，使桩不易晃动，之后转动两根调节螺杆，两根调节螺杆会带动两个夹持块移动，使两个夹持块能够夹持在桩的两侧，将桩夹紧，使桩不会从夹持环的下端掉落，从而实现对桩的夹紧。

作为优选，所述夹持环的侧壁上对称的固设有两跟拉杆，两根所述钢丝绳的下端分别与两根拉杆固定连接，所述导向筒的下端对称的开设有两条导向槽，所述拉杆位于导向槽内，且与导向槽滑动配合。

采用上述技术方案，钢丝绳被收卷起来时，两根钢丝绳会带动两根拉杆向上移动，使两根拉杆能够从导向槽的下端向上移动，从而使夹持环能够进入到导向筒内，使桩的上端能够顺利的与桩帽的下端固定。

作为优选，所述调节筒的内壁上固设有若干竖直方向的引槽，所述桩锤的侧壁上设有若干竖直方向的引条，所述引条位于引槽内，且与引槽滑动配合，所述引条包括若干滚珠，若干所述滚珠呈竖直方向排列，所述滚珠嵌设在桩锤的侧壁以上，且与桩锤滚动配合。

采用上述技术方案，桩锤在下落的过程中会带动若干滚珠在引槽内移动，从而使桩锤在下落的过程中不会晃动，使桩锤对桩帽的冲击力更加稳定，从而使打桩更加顺利，滚珠在沿着引槽移动时，还会在引槽内滚动，减小桩锤在下落时与导向筒内壁的摩擦，从而使桩锤能够更好地将桩击入到土地内。

作为优选，所述桩帽呈倒圆台形，所述桩帽上端的直径与桩锤的直径相同，所述桩帽下端的圆心处设有稳固槽，所述稳固槽内设有软垫。

采用上述技术方案，倒圆台形的桩帽能够将桩锤对其上端的冲击力汇集起来，使冲击力能够集中传递到桩的上端，提高打桩的效率。

作为优选，所述桩帽的下端固设有稳固板，所述稳固板的侧壁上固设有若干凸块，若干所述凸块分别位于若干引槽内，且与若干引槽滑动配合。

采用上述技术方案，稳固板能够使桩帽的下端在移动时不会晃动，从而使桩帽能够更好的将力传递到桩的上端。

作为优选，所述桩帽的下端固设有稳固板，所述稳固板的侧壁上固设有若干凸块，若干所述凸块分别位于若干引槽内，且与若干引槽滑动配合。

采用上述技术方案，将上杆从伸缩槽内移出，可以改变支柱的高度，之后将定位销插入到定位孔内，实现对支柱高度的调整，从而实现对支撑框高度的调整，提高装置的适用性。

作为优选，所述底座上设有气缸，所述气缸的输出轴上连接有撑架，所述撑架的上端与导向筒的下端固定连接。

采用上述技术方案，当导向筒在竖直方向移动时，气缸启动，带动撑架同步移动，从而使撑架能够对导向筒产生支撑力，使导向筒的结构更加稳定。

作为优选，所述底座的下端固设有若干配重块，所述配重块的下端固设有插脚。

采用上述技术方案，配重块能够增加底座的重量，使底座的结构更加稳定，插脚能够插入到土地内，进一步提高底座的稳定性，有利于完成打桩工作。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例的一种剖视图；

图3为实施例的另一种剖视图；

图4为图3中a区的放大图。

附图标记：1、底座；11、支柱；12、支撑框；13、桩孔；14、上杆；15、下杆；16、定位销；2、钢丝绳；21、固定板；22、电机二；23、收线轮；3、导向筒；4、桩锤；41、吊环；42、吊绳；43、支架；44、定滑轮；45、卷扬机；46、滚珠；5、桩帽；51、稳固板；52、凸块；6、电机一；61、减速机；62、转板；63、转架；64、螺纹筒；7、夹持环；71、夹持垫；72、夹持块；73、调节螺杆；74、拉杆；8、气缸；81、撑架；9、配重块；91、插脚。

具体实施方式

以下所述仅是本发明的优选实施方式，保护范围并不仅局限于该实施例，凡属于本发明思路下的技术方案应当属于本发明的保护范围。同时应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

如图1所示，一种预制桩垂直打桩装置，包括底座1，底座1的下端固设有若干配重块9，配重块9的下端固设有插脚91。底座1上设有四根支柱11，支柱11包括上杆14和下杆15，下杆15的上端设有伸缩槽，上杆14的下端位于是伸缩槽内，且与伸缩槽滑动能够配合。上杆14的侧壁上开设有若干定位孔，下杆15的上端插设有定位销16，定位销16与定位孔配合。

将装置移动到需要打桩的地点，配重块9能够增加底座1的重量，使底座1的结构更加稳定，插脚91能够插入到土地内，进一步提高底座1的稳定性，有利于完成打桩工作。

将上杆14从伸缩槽内移出，可以改变支柱11的高度，之后将定位销16插入到定位孔内，实现对支柱11高度的调整，提高装置的适用性。

如图1所示，四根支柱11的上端固设有方形的支撑框12。底座1上设有导向筒3，底座1的中心处开设有桩孔13，导向筒3位于桩孔13的正上方。底座1上设有气缸8，气缸8的输出轴上连接有撑架81，撑架81的上端与导向筒3的下端固定连接。

气缸8启动，带动撑架81移动，撑架81能够对导向筒3产生支撑力，使导向筒3的结构更加稳定。

如图1所示，支撑框12的上端固设有电机一6，电机一6的输出轴上连接有减速机61。支撑框12的下端设有转板62，转板62与支撑框12转动配合。减速机61的输出轴穿过支撑框12，且与转板62的上端面固定连接。转板62的下端面固设有转架63，转架63的下端固设有螺纹筒64。导向筒3的外壁上固设有外螺纹，螺纹筒64套设在导向筒3上，且与外螺纹配合。

电机一6带动减速机61启动，减速机61能够带动转板62转动，转板62带动转架63转动，使转架63能够带动螺纹筒64转动。螺纹筒64转动会驱使导向筒3移动，当螺纹筒64正向转动时，螺纹筒64驱使导向筒3向上移动。当螺纹筒64反向转动时，螺纹筒64驱使导向筒3向下移动。根据桩的长度，调整导向筒3的高度，使导向筒3下端与底座1上端面之间的初始高度大于桩的长度。

如图1所示，支撑框12上对称的设有两个收线装置，收线装置位于导向筒3的下端，且与导向筒3滑动配合。收线装置包括固定板21、电机二22和收线轮23，固定板21与支撑框12固定连接。电机二22与固定板21的侧壁固定连接，电机二22的输出轴与收线轮23的圆心处固定连接，收线轮23的侧壁上设有线槽。

如图2和图4所示，两个收线装置上均设有钢丝绳2，两根钢丝绳2的下端固设有夹持装置。夹持装置包括夹持环7、夹持垫71、两块夹持块72和两根调节螺杆73。夹持垫71与夹持环7的内壁固定连接，夹持垫71上对称的设有两条导槽，两块夹持块72分别位于两条导槽内，且与导槽滑动配合。夹持环7上对称的开设有两个螺纹孔，两根调节螺杆73分别位于两个螺纹孔内，且与两个螺纹孔配合。调节螺杆73的一端插设在夹持块72的一侧，且与夹持块72转动配合。

如图1和图2所示，夹持环7的侧壁上对称的固设有两跟拉杆74，两根钢丝绳2的下端分别与两根拉杆74固定连接。导向筒3的下端对称的开设有两条导向槽，拉杆74位于导向槽内，且与导向槽滑动配合。

将桩的上端从夹持环7的下端向上穿过夹持环7，夹持垫71会挤压桩的侧壁，使桩不易晃动。之后转动两根调节螺杆73，两根调节螺杆73会带动两个夹持块72移动，使两个夹持块72能够夹持在桩的两侧，将桩夹紧，使桩不会从夹持环7的下端掉落，从而实现对桩的夹紧。

电机二22启动，带动收线轮23转动，收线轮23会将钢丝绳2缠绕在线槽内，将两根钢丝绳2收卷起来，使两根钢丝绳2的下端带着夹持装置和桩向上移动。由于钢丝绳2能够随意弯曲，所以桩会在重力的作用下被竖直的拉起，桩会从导向筒3的下端向上移动。

如图1和图2所示，导向筒3内设有桩锤4，桩锤4的上端面固设有两个吊环41。两个吊环41内穿设有吊绳42，吊绳42与两个吊环41滑动配合。导向筒3的上端对称的设有两个支架43，两个支架43上均设有定滑轮44，定滑轮44与支架43转动配合。底座1上设有两个卷扬机45，吊绳42的两端分别经过两个定滑轮44的上端，且与两个卷扬机45固定连接。

如图3所示，调节筒的内壁上固设有若干竖直方向的引槽，桩锤4的侧壁上设有若干竖直方向的引条，引条位于引槽内，且与引槽滑动配合。引条包括若干滚珠46，若干滚珠46呈竖直方向排列，滚珠46嵌设在桩锤4的侧壁以上，且与桩锤4滚动配合。

如图2和图3所示，桩锤4的下端设有桩帽5，桩帽5呈倒圆台形，桩帽5上端的直径与桩锤4的直径相同。桩帽5下端的圆心处设有稳固槽，稳固槽内设有软垫。桩帽5的下端固设有稳固板51，稳固板51的侧壁上固设有若干凸块52。若干凸块52分别位于若干引槽内，且与若干引槽滑动配合。

桩向上移动，直至桩的上端进入到稳固槽内，使桩的上端与桩帽5固定。之后反向启动电机一6，使电机一6带动减速机61反向转动，从而使转板62带动螺纹筒64反向转动，使螺纹筒64能够驱使导向筒3向下移动，使桩的下端能够穿过桩孔13并与地面接触。

两个卷扬机45启动，将吊绳42的两端卷起，使吊绳42的长度变短，从而使吊绳42将桩锤4向上提起。之后两个卷扬机45反向快速启动，将卷扬机45上缠绕着的吊绳42快速放出，此时，桩锤4会在重力的作用下向下落。

桩锤4在下落的过程中会带动若干滚珠46在引槽内移动，从而使桩锤4在下落的过程中不会晃动，使桩锤4对桩帽5的冲击力更加稳定。滚珠46在沿着引槽移动时，还会在引槽内滚动，减小桩锤4在下落时与导向筒3内壁的摩擦，减小桩锤4的能量消耗。

桩锤4撞击到桩帽5后，能够对桩帽5产生一个竖直向下的冲击力。倒圆台形的桩帽5能够将桩锤4对其上端的冲击力汇集起来，使冲击力能够集中传递到桩的上端。稳固板51能够使桩帽5的下端在移动时不会晃动，从而使桩帽5能够更好的将力传递到桩的上端。

桩帽5将竖直向下的冲击力传递到桩的上端，使桩的下端能够竖直向下进入到土地内。桩的下端进入到土地内的长度越大，土地对桩的阻力也越大。此时，可以使两个卷扬机45将吊绳42收卷得更短，使吊绳42能够将桩锤4提升到更高的高度，从而使桩锤4在落下后能够对桩帽5和桩产生更大的能量，使桩能够被顺利的打入到土地内，完成打桩。