一种基桩高应变锤击系统的制作方法

本发明涉及基桩检测领域，尤其是涉及一种基桩高应变锤击系统。

背景技术：

高应变法是利用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的力和速度时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定。目前，现有的高应变锤击装置的装载有两种方式：一是场地条件一般时，如土地表面较为平缓时，通过吊车进行装载；二是场地条件较差时，如土地表面高低不平，落差较为明显时，吊车无法进入，试验困难，通过挖掘机挖斗悬挂进行装载。

以上两种方式，第一种用的较少，因为现实施工场地几乎都是高低不平的，上下高度落差较为明显，所以常用的是第二种方式，利用现场挖掘机挖斗吊装锤击装置，而这种方式的弊端是：由于锤击装置顶部或其他位置没有合适的悬挂机构，导致挖掘机挖斗与锤击装置之间连接不稳固，易出现滑脱事故，存在安全隐患；同时，锤击装置悬挂在挖掘机挖斗上，晃动幅度较大，且锤击装置没有合理的限位机构，导致锤击装置无法与基桩端头实时对接，安装较为困难，作业效率极为低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基桩高应变锤击系统，克服现有技术的缺陷，解决挖掘机挖斗与锤击装置连接不稳固，易出现滑脱事故，存在安全隐患的问题，同时解决锤击装置无法与基桩端头实时对接，安装较为困难，作业效率极为低下的问题。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基桩高应变锤击系统，包括前臂端部无挖斗的挖掘机、连接机构、锤击装置、限位机构，所述锤击装置顶部通过连接机构铰接于挖掘机前臂端部，底部通过限位机构与桩体套接。

本发明的进一步改进方案是，所述连接机构由连接座、连接杆及销轴组成，所述连接座焊接在锤击装置顶部外壳上，所述连接杆一端球铰接于连接座，另一端通过销轴a竖直转动连接于挖掘机前臂端部。

本发明的进一步改进方案是，所述锤击装置包括外壳、液压千斤顶、限位顶板、脱钩装置、通电导轨、重锤，所述外壳顶部中心内壁上通过螺栓固定有“竖直倒置”的液压千斤顶；

所述限位顶板通过螺栓水平固定于外壳四周内壁之间且位于液压千斤顶正下方，液压千斤顶顶杆贯穿于限位顶板且在顶杆端头固定有脱钩装置；

所述外壳左右内侧壁上设有左右对称的两通电导轨，两通电导轨位于限位顶板下方，所述重锤竖直上下滑动于两通电导轨之间。

本发明的进一步改进方案是，所述脱钩装置包括“h”型底板、左卡钩、右卡钩、弹簧m，所述“h”型底板由中间块、支撑块组成，中间块通过内嵌螺栓固定于液压千斤顶顶杆端面上；

所述中间块左右两侧面上均设有两支撑块且位于同侧的两支撑块前后对称设置；

所述左卡钩通过销轴b竖直转动于左侧的两支撑块之间，右卡钩通过销轴b竖直转动于右侧的两支撑块之间；

所述弹簧m一端固定于左卡钩内侧面上，另一端固定于右卡钩内侧面上，且弹簧m处于左右水平状态。

本发明的进一步改进方案是，所述液压千斤顶顶杆端面上、由左至右水平设有半圆弧状上凹槽，当中间块通过内嵌螺栓固定在液压千斤顶顶杆端面上时，中间块与液压千斤顶顶杆端面形成半圆弧状通槽，所述弹簧m刚好从通槽中穿过。

本发明的进一步改进方案是，当弹簧m处于松弛状态时，左卡钩与右卡钩均呈竖直状，所述左卡钩顶部平面呈倾斜状，即由右向左且向下倾斜，所述右卡钩顶部平面呈倾斜状，即由左向右且向下倾斜；

所述左卡钩底部右侧设有左托钩，左托钩顶部呈水平状，底部呈倾斜状，即由右向左且向下倾斜，所述右卡钩底部左侧设有右托钩，右托钩顶部呈水平状，底部呈倾斜状，即由左向右且向下倾斜。

本发明的进一步改进方案是，所述限位顶板底部设有左限位块、右限位块，两限位块左右对称设置且分别位于左卡钩、右卡钩正上方，所述左限位块内侧面呈外凸弧形状，右限位块内侧面呈外凸弧形状，即左卡钩顶部斜面与左限位块内侧弧形面相匹配，右卡钩顶部斜面与右限位块内侧弧形面相匹配。

本发明的进一步改进方案是，所述两通电导轨内侧壁左右对称设有两滑槽，所述重锤左右两侧设有与两滑槽相匹配的滑轨；

所述重锤顶部中心处设有支撑台，支撑台顶部中心处一体式连接有卡台，所述卡台呈正四棱台状且其底部边长大于支撑台边长，即卡台与重锤顶部平面之间形成卡槽。

本发明的进一步改进方案是，所述外壳底部中心处贯穿有桩孔，所述限位机构由基块、弹簧n、弹性钢片、基座组成，所述外壳底部左右两侧中央、前后两侧中央均设有基块，每个基块与桩孔之间均设有基座，所述基座上均通过销轴c竖直转动连接有弹性钢片，其转动方向呈正“十字型”；

所述基块与弹性钢片之间通过弹簧n连接且弹簧n呈倾斜状，由内向外且向下倾斜。

本发明的进一步改进方案是，所述弹性钢片分为上、中、下三部分，当弹性钢片夹在桩体上端部时，上部分呈外八字状，中部分呈竖直状，下部呈内八字状。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，锤击装置顶部通过连接机构球铰接于挖掘机前臂端部，这样使得锤击装置始终处于竖直状态，便于限位机构套接于桩体上端部。

二、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，外壳左右内侧壁上设有左右对称的两通电导轨，重锤竖直上下滑动于两通电导轨之间，这样通过通电导轨可使得重锤加速下落，即两通电导轨之间产生磁场，进而产生洛伦兹力，对重锤施加一个向下的加速洛伦兹力，以提高重锤落下的冲击力，进而降低重锤提升的高度，减小锤击装置的尺寸。

三、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，左卡钩通过销轴b竖直转动于左侧的两支撑块之间，右卡钩通过销轴b竖直转动于右侧的两支撑块之间，且弹簧m一端固定于左卡钩内侧面上，另一端固定于右卡钩内侧面上，这样便于左卡钩与右卡钩上端部端向外撑开或向内合拢，实现夹取或释放重锤的目的。

四、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，液压千斤顶顶杆端面上、由左至右水平设有半圆弧状上凹槽，当中间块通过内嵌螺栓固定在液压千斤顶顶杆端面上时，中间块与液压千斤顶顶杆端面形成半圆弧状通槽，弹簧m刚好从通槽中穿过，这样便于弹簧m的压缩与复位，实现左卡钩与右卡钩之间夹取或释放重锤的目的。

五、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，当弹簧m处于松弛状态时，左卡钩与右卡钩均呈竖直状，左卡钩顶部平面呈倾斜状，右卡钩顶部平面呈倾斜状，左卡钩顶部斜面与左限位块内侧弧形面相匹配，右卡钩顶部斜面与右限位块内侧弧形面相匹配，这样可以使得左卡钩与右卡钩顶部流畅、顺利的进行合拢或释放。

六、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，左托钩顶部呈水平状，底部呈倾斜状，右托钩顶部呈水平状，底部呈倾斜状，卡台呈正四棱台状，这样使得左托钩、右托钩底部斜面与卡台侧面相匹配，当重锤被拉起时，左托钩、右托钩顶部水平面刚好贴合于卡台底面。

七、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，卡台呈正四棱台状且其底部边长大于支撑台边长，即卡台与重锤顶部平面之间形成卡槽，便于左托钩、右托钩卡进卡槽内，将重锤托起。

八、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，基座上均通过销轴c竖直转动连接有弹性钢片，其转动方向呈正“十字型”，这样便于弹性钢片将桩体上端四周侧壁夹住，起到定位的作用。

九、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，基块与弹性钢片之间通过弹簧n连接且弹簧n呈倾斜状，由内向外且向下倾斜，这样便于弹性钢片的夹紧或复位。

十、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，当弹性钢片夹在桩体上端部时，上部分呈外八字状，中部分呈竖直状，下部呈内八字状，这样有利于限位机构套接在桩体上端部，灵活性较高。

十一、本发明提供的一种基桩高应变锤击系统，通过锤击装置直接与挖掘机前臂端部铰接，使得锤击装置连接稳固，不易出现滑脱事故，安全性高，同时通过限位机构，使得锤击装置与基桩端头实时对接，安装较为简单，作业效率大大提高。

附图说明

图1为本发明的整体结构主视图。

图2为本发明的锤击装置顶部局部结构放大图。

图3为本发明的锤击装置内部局部结构放大图。

图4为本发明的a-a结构剖视图。

图5为本发明的b-b结构剖视图。

图6为本发明的c-c结构剖视图。

图7为本发明的d-d结构剖视图。

图8为本发明的第一实施例图。

图9为本发明的支撑架结构放大图。

图10为本发明的e-e结构剖视图。

图11为本发明的f-f结构剖视图。

图12为本发明的第二实施例图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1：如图1～图8所示的一种基桩高应变锤击系统，包括前臂端部无挖斗的挖掘机1、连接机构2、锤击装置3、限位机构4，所述锤击装置3顶部通过连接机构2铰接于挖掘机前臂端部，底部通过限位机构4与桩体5套接；所述连接机构2由连接座21、连接杆22及销轴23组成，所述连接座21焊接在锤击装置3顶部外壳31上，所述连接杆22一端球铰接于连接座21，另一端通过销轴a23竖直转动连接于挖掘机1前臂端部。

所述锤击装置3包括外壳31、液压千斤顶32、限位顶板33、脱钩装置34、通电导轨35、重锤36，所述外壳31顶部中心内壁上通过螺栓固定有“竖直倒置”的液压千斤顶32；所述限位顶板33通过螺栓水平固定于外壳31四周内壁之间且位于液压千斤顶32正下方，液压千斤顶32顶杆贯穿于限位顶板33且在顶杆端头固定有脱钩装置34；所述外壳31左右内侧壁上设有左右对称的两通电导轨35，两通电导轨35位于限位顶板33下方，所述重锤36竖直上下滑动于两通电导轨35之间。

所述脱钩装置34包括“h”型底板341、左卡钩342、右卡钩343、弹簧m344，所述“h”型底板341由中间块345、支撑块346组成，中间块345通过内嵌螺栓固定于液压千斤顶32顶杆端面上；所述中间块345左右两侧面上均设有两支撑块346且位于同侧的两支撑块346前后对称设置；所述左卡钩342通过销轴b347竖直转动于左侧的两支撑块346之间，右卡钩343通过销轴b347竖直转动于右侧的两支撑块346之间；所述弹簧m344一端固定于左卡钩342内侧面上，另一端固定于右卡钩343内侧面上，且弹簧m344处于左右水平状态；所述液压千斤顶32顶杆端面上、由左至右水平设有半圆弧状上凹槽，当中间块345通过内嵌螺栓固定在液压千斤顶32顶杆端面上时，中间块345与液压千斤顶32顶杆端面形成半圆弧状通槽37，所述弹簧m344刚好从通槽37中穿过；当弹簧m344处于松弛状态时，左卡钩342与右卡钩343均呈竖直状，所述左卡钩342顶部平面呈倾斜状，即由右向左且向下倾斜，所述右卡钩343顶部平面呈倾斜状，即由左向右且向下倾斜；所述左卡钩342底部右侧设有左托钩348，左托钩348顶部呈水平状，底部呈倾斜状，即由右向左且向下倾斜，所述右卡钩343底部左侧设有右托钩349，右托钩349顶部呈水平状，底部呈倾斜状，即由左向右且向下倾斜；所述限位顶板33底部设有左限位块61、右限位块62，两限位块左右对称设置且分别位于左卡钩342、右卡钩343正上方，所述左限位块61内侧面呈外凸弧形状，右限位块62内侧面呈外凸弧形状，即左卡钩342顶部斜面与左限位块61内侧弧形面相匹配，右卡钩343顶部斜面与右限位块62内侧弧形面相匹配。

所述两通电导轨35内侧壁左右对称设有两滑槽351，所述重锤36左右两侧设有与两滑槽351相匹配的滑轨352；所述重锤36顶部中心处设有支撑台7，支撑台7顶部中心处一体式连接有卡台8，所述卡台8呈正四棱台状且其底部边长大于支撑台7边长，即卡台8与重锤36顶部平面之间形成卡槽70；所述外壳31底部中心处贯穿有桩孔9，所述限位机构4由基块41、弹簧n42、弹性钢片43、基座44组成，所述外壳31底部左右两侧中央、前后两侧中央均设有基块41，每个基块41与桩孔9之间均设有基座44，所述基座44上均通过销轴c45竖直转动连接有弹性钢片43，其转动方向呈正“十字型”；所述基块41与弹性钢片43之间通过弹簧n42连接且弹簧n42呈倾斜状，由内向外且向下倾斜；所述弹性钢片43分为上、中、下三部分，当弹性钢片43夹在桩体5上端部时，上部分呈外八字状，中部分呈竖直状，下部呈内八字状。

本发明的工作方式如下：

首先，卸载挖掘机前臂端部的挖斗，将整个锤击装置3通过连接机构2安装在挖掘机前臂端部，其次，通过开启挖掘机，使得锤击装置3移至桩体5正上方，然后，控制挖掘机前臂慢慢下降，接近桩体5端头，并通过限位机构4定位，即弹性钢片43夹在桩体5上端部，最后进行锤击试验。

其中，锤击装置3的工作原理为：

首先，通过液压千斤顶32伸长顶杆，使得左托钩348、右托钩349同时下降；

然后，左托钩348、右托钩349分别沿着卡台8左、右侧面逐渐向外撑开，直到两托钩夹在卡槽70内；

最后，上拉液压千斤顶32顶杆，使得重锤36上升，当左卡钩342、右卡钩343顶部斜面分别接触到左限位块61、右限位块62时，左托钩348与右托钩349逐渐向外撑开，直至重锤36掉落，进而向桩体5端头实施锤击。

实施例2：如图3所示，在中间块345前侧面上通过锁紧螺栓固定有接近开关71，用来卡台8顶面是否接近接近开关71（卡台8顶面前后距离大于中间块345的前后距离），当卡台8顶面接近接近开关71时，通电导轨35断电，防止通电导轨35一直通电，使得重锤一直处于加速状态，锤击冲击力过猛；当卡台8离开接近开关71时，即重锤36下落，通电导轨35通电，使得两通电导轨35之间产生磁场，进而产生洛伦兹力，对重锤36施加一个向下的加速洛伦兹力，提高重锤36落下的冲击力，进而降低重锤36提升的高度，减小锤击装置3的尺寸其中涉及的接近开关71采用型号为i2b0802no的接近开关。

实施例3：如图9至～图12所示，在外壳31下部四周侧壁上呈正“十字型”焊接有四个支撑架81，每个支撑架81上通过螺栓固定有一液压油缸（82），液压油缸（82）呈倒置状且顶杆朝向为倾斜状，液压油缸（82）顶杆上均固定有土铲（83），土铲（83）朝向与液压油缸（82）顶杆一致，且土铲（83）底圈合起来刚好组成一个圆，此圆的半径大于或等于桩体5的半径，通过土铲（83）可以将埋于地下的桩体5周围的土挖出，进而漏出桩体5上端部，便于锤击装置3的安装，省去了试验前，人工进行挖土的准备，有利于快速检测试验，提高工作效率，与此同时，在挖土之前，可以先通过液压油缸82顶杆伸长，土铲83先接触底面，起到支撑作用，便于稳定整个锤击装置3，有利于限位机构4对接桩体5上端部，也避免了限位机构4在锤击装置3移动过程中，触碰到地面，造成限位机构4的污染，甚至磨损。