压打组合预制桩沉桩设备的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程技术领域，具体的是一种将静压和锤击结合的预制桩沉桩设备。


背景技术：

2.我国传统预制桩的沉桩方法主要有锤击沉桩和静压沉桩。
3.锤击沉桩是利用桩锤下落时的瞬时冲击机械能，克服土体对桩的阻力，使其静力平衡状态遭到破坏，导致桩体下沉，达到新的静压平衡状态，如此反复地锤击桩头，桩身也就不断地下沉。锤击沉桩的设备主要有柴油锤和液压锤，柴油锤由于污染问题，其应用受到了极大的限制，而液压锤由于打击能量小，只能通过提高锤体规格，来获得较大的打击能量，由此带来的成本增加也会显著提高。
4.静压沉桩是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将预制桩压入土中的沉桩工艺。静压沉桩具有速度快，无噪音等优点，但缺点也是非常突出的，静力压桩机为获得较大的反作用力，需要极大的自重或配重，导致在施工时，需要铺设建筑垃圾或支撑板以克服桩孔周边土层承载力不足的问题，由于自重大，运输搬迁及安装费用也会提高，其穿透能力也较差，尤其是砂层。
5.专利cn2216079y提供了一种液压静动力复合压桩机，其在夹桩箱上安装了一组冲击锤，将液压油缸产生的静压力与落锤产生的动力叠加起来，使桩身沉入地基之中，满足软硬地基的施工要求，静力和动力可以分开使用，也可以合成使用，结构简单，可采用中小吨位的压桩机代替大吨位的压桩机。由于冲击锤是作用在夹桩箱上，冲击锤每次锤击，会使夹桩箱产生一个与桩的贯入量相等的行程，夹桩箱带动了液压油缸的活塞端瞬时下移，导致液压油缸内的油压急剧变化，给液压油缸的缸体和管路系统造成极大的负担。
6.此外，液压油缸的行程通常是小于预制桩的总长度，液压油缸需要分段对预制桩进行压桩。夹桩机构先固定于距离预制桩底端一个液压油缸行程的位置，液压油缸活塞杆下压一个行程，然后夹桩机构在随着液压油缸的活塞杆上移一个行程的距离，液压油缸再次压桩，直至将预制桩完全压入土层内。上述过程需要夹桩机构与活塞杆的连接允许活塞杆带动夹桩机构上移。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种压打组合预制桩沉桩设备，将静压沉桩和锤击沉桩的工法相结合，在相同的施工条件和要求下，可有效的降低压桩机的吨位，具有结构简单、工作效率高、移动便捷、降低生产成本的优点。
8.本实用新型的技术方案是：
9.一种压打组合预制桩沉桩设备，包括压桩机，所述压桩机包括夹紧预制桩侧壁的夹桩机构和对夹桩机构施加下压力的液压油缸，所述压打组合预制桩沉桩设备包括液压打桩锤，液压打桩锤作用于预制桩的上端，所述夹桩机构上设有与液压油缸活塞杆端部相配
合的承压座，液压油缸活塞杆的端部在下压过程与承压座相抵，所述液压油缸活塞杆的端部与承压座之间设有软连接组件，所述软连接组件限制液压油缸活塞杆与承压座背向运动的距离。
10.本实用新型在压桩机的基础上结合液压打桩锤，首先通过压桩机将预制桩进行静压沉桩，当压桩力不能使预制桩继续下沉时，由于压桩机的压桩力已经消除了大部分弹性变形且接近土壤剪切极限，所以只有很少的弹性变形，此时，保持压桩机对预制桩的压桩力，启动液压打桩锤，在预制桩的顶端进行锤击，在压桩机压桩力的加持下，液压打桩锤得到较高效率的能量传递不易损坏桩头。在相同的施工条件下，本实用新型可以采用较小吨位的压桩机，通常小于200吨，以及较小吨位的液压打桩锤，通常在5吨以下，通过二者的结合，来达到单独使用大吨位的压桩机或单独使用大吨位的液压打桩锤才能实现的沉桩效果。可有效解决单独使用大吨位压桩机方式时，压桩机的自重大，施工场地要求苛刻，搬运不便的问题，或单独使用大吨位锤击设备污染大、噪声大的问题。
11.在本实用新型另一个可选的工法中，可以先用液压打桩锤将预制桩沉桩至不能继续下沉状态，再用压桩机采用静压的方式将预制桩继续沉桩直至不能继续下沉，或压桩机给预制桩施加压桩机所能提供的最大压桩力已经不能再将预制桩继续下沉时，再用液压打桩锤进行锤击沉桩。
12.在本实用新型中，液压油缸的活塞杆与夹桩机构的承压座之间通过软连接组件相连，具体的，活塞杆的端部在下压时可与承压座相抵，活塞杆可以与承压座进行小幅度的背向移动，当二者背向移动超过特定阈值时，活塞杆带动承压座进而带动夹桩机构上移。所述阈值为液压打桩锤锤击一次，预制桩的最大贯入量。
13.当液压油缸对承压座施加压桩力时，活塞杆的端部与承压座相抵，压桩力经夹桩机构传递给预制桩。当液压打桩锤锤击预制桩的顶部使预制桩下沉时，活塞杆和承压座之间会有一个背向运动的趋势，通过软连接组件的缓冲，可以允许活塞杆和承压座背向运动一定的距离，相较于活塞杆和承压座固定相连的连接方式，可以减少由于承压座对活塞杆的牵拉所引起液压油缸内油压的急剧变化，进而减少对液压油缸以及液压油管路的损害，当需要调整夹桩机构夹紧预制桩的位置时，活塞杆可通过软连接组件带动夹桩机构上移。
14.在实用新型的一个方案中，所述软连接组件包括长孔耳座和活塞杆销，所述活塞杆销沿活塞杆的径向方向与液压油缸活塞杆的端部固定相连，活塞杆销的两端延伸出活塞杆的周面，所述长孔耳座的下端与承压座固定相连，长孔耳座上设有平行于液压油缸轴线方向的条形销孔，活塞杆销与销孔滑动相连。
15.当液压油缸对承压座施加压桩力时，活塞杆销沿销孔向下滑动直至活塞杆的端部与承压座相抵，压桩力经活塞杆的端部传递给承压座，进而传递给预制桩。当液压打桩锤锤击预制桩的顶部使预制桩下沉时，活塞杆和承压座之间会有小幅度的背向运动，活塞杆销在销孔内向上滑动，液压油缸内的油压在小幅度减压后，缓慢增压，活塞杆的端部下移，使活塞杆的端部与承压座再次相抵。
16.当需要调整夹桩机构夹紧预制桩的位置时，活塞杆向上滑动，活塞杆与销孔的上端相抵，进而带动夹桩机构上移。
17.在本实用新型另一个可选的方案中，所述软连接组件包括缓冲套筒，缓冲套筒的底端与承压座固定相连，液压油缸的活塞杆与缓冲套筒同轴且滑动相连，缓冲套筒的上端
内侧设有限制活塞杆端部滑出缓冲套筒的挡环，缓冲套筒内侧的承压座上设有承压台，承压台为与缓冲套筒同轴的圆柱结构，承压台和缓冲套筒之间设有套于承压台外的缓冲弹簧，缓冲弹簧一端与活塞杆的端部相抵，缓冲弹簧的另一端与承压座相抵。
18.弹簧在舒张状态下的长度大于承压台的高度。压桩机对预制桩静压时，液压油缸的活塞杆克服弹簧的弹力，将弹簧压缩至承压台的高度，活塞杆的端部与承压台接触，从而向承压台施加压桩力，承压台通过夹桩机构将压桩力传递给预制桩。当液压打桩锤锤击预制桩的顶部使预制桩下沉时，承压台和活塞杆的端部会有瞬间的分离，此时，弹簧和活塞杆之间保持一定的压力，此压力能减小液压油缸内油压的变化幅度，在一定程度上提高了保护液压油缸和管路不受油压急剧变化而损害的效果。
19.当需要调整夹桩机构夹紧预制桩的位置时，活塞杆相对于缓冲套筒上移，活塞杆的端部与挡环相抵，从而带动缓冲套筒，进而带动夹桩机构上移。
20.在本实用新型另一个可选的方案中，所述软连接组件包括钢丝绳，钢丝绳的两端与承压座水平方向的两侧固定相连，所述活塞杆的端部设有钢丝绳孔，钢丝绳的穿过钢丝绳孔。
21.活塞杆下压时，活塞杆的端部抵于承压座上，从而将活塞杆的压桩力传递至承压座，承压座将压桩力传递给预制桩。当液压打桩锤锤击预制桩的顶部使预制桩下沉时，活塞杆和承压座之间会有小幅度的背向运动，液压油缸内的油压在小幅度减压后，缓慢增压，活塞杆的端部下移，使活塞杆的端部重新与承压座相抵。
22.活塞杆可以通过钢丝绳牵引夹桩机构上移。
23.在本实用新型另一个可选的方案中，所述软连接组件包括两个条形滑环、两个相互平行的承压座销和活塞杆销，所述两个承压座销垂直于液压油缸的轴线，承压座销的两端设有销座，承压座销通过销座固定于承压座靠近活塞杆的一侧，所述活塞杆销沿活塞杆的径向方向与液压油缸活塞杆的端部固定相连，两个承压座销各自穿过一个滑环，液压杆销同时穿过两个滑环。
24.当液压油缸对承压座施加压桩力时，两个条形滑环处于水平状态，活塞杆的端部与承压座相抵，进而将活塞杆的压桩力传递至预制桩。当液压打桩锤锤击预制桩的顶部使预制桩下沉时，活塞杆和承压座之间会有小幅度的背向运动，活塞杆销和承压座销在条形滑环内滑动，液压油缸内的油压在小幅度减压后，缓慢增压，活塞杆的端部下移，使活塞杆的端部与承压座再次相抵。
25.活塞杆通过活塞杆销带动滑环进而带动承压座销，最后带动夹桩机构上移。
26.所述压桩机上设有吊机，吊机通过吊钩与液压打桩锤相连。本实用新型中将吊机集成于压桩机的平台上，吊机的自重也可以作为压桩机的配重，此外，吊机在不吊液压打桩锤时，还可以用来将预制桩吊运至夹桩机构处。
27.所述压桩机上设有液压泵，液压泵分别通过管路与液压油缸和液压打桩锤相连。
28.本实用新型中的液压打桩锤的由压桩机的液压泵供油，二者通过管路相连，不用单独给液压打桩锤单独设置液压泵，简化设备结构。
29.所述压桩机的底部设有步履式行走机构或履带式行走机构。由于采用静压和锤击相结合的方式进行沉桩，压桩机和液压打桩锤的吨位均大幅度降低，因此，可通过步履式行走机构或履带式行走机构对设备进行转运，大大提高转运效率，降低了转运成本。
30.所述液压泵和液压油缸相连的管路上设有压力传感器。
31.通过压力传感器，可以识别到液压油缸内压力值的变化，进而识别到压桩机的液压油缸给预制桩的压桩力变化，只有压桩力达到特定值后，才启动液压打桩锤，防止液压打桩锤无效锤击，有利于节能。
32.本实用新型中，液压油缸的数量可以根据功率和施工要求进行选择。
33.本实用新型具有的优点和积极效果是：静压和锤击结合的施工方式，降低了设备的吨位，降低成本，便于运输，减少噪音，液压油缸和夹桩机构之间通过长条销孔或缓冲套筒的连接方式，可有效降低液压油缸内油压的变化幅度，提高设备的稳定性。
附图说明
34.图1是本实用新型的结构原理示意图
35.图2是实施例1软连接组件的结构示意图
36.图3是实施例1活塞杆销与长孔耳座的结构示意图
37.图4是实施例2软连接组件的结构示意图
38.图5是实施例3软连接组件的结构示意图
39.图6是实施例4活塞杆牵引夹桩机构的示意图
40.图7是实施例4活塞杆端部抵于承压座的示意图。
具体实施方式
41.实施例1：
42.如图1-3所示，本实用新型：
43.一种压打组合预制桩沉桩设备，包括压桩机1，所述压桩机1包括夹紧预制桩2侧壁的夹桩机构11和对夹桩机构施加下压力的液压油缸12，所述压打组合预制桩沉桩设备包括液压打桩锤13，液压打桩锤13作用于预制桩2的上端，所述夹桩机构11上设有与液压油缸活塞杆121端部相配合的承压座111，液压油缸活塞杆121的端部在下压过程与承压座111相抵，所述液压油缸活塞杆121的端部与承压座111之间设有软连接组件。
44.所述软连接组件包括长孔耳座141和活塞杆销142，所述活塞杆销142沿活塞杆121的径向方向与液压油缸活塞杆121的端部固定相连，所述长孔耳座141的下端与承压座111固定相连，长孔耳座141上设有平行于液压油缸12轴线的条形销孔1411，活塞杆销142与销孔1411滑动相连。
45.承压座111上设置有两个平行的长孔耳座141，活塞杆销142的两端分别与两个长孔耳座141的销孔1411滑动相连。
46.所述压桩机上设有吊机3，吊机3通过吊钩与液压打桩锤13相连。
47.所述压桩机上设有液压泵，液压泵分别通过管路与液压油缸12和液压打桩锤13相连。
48.所述压桩机的底部设有履带式行走机构4。
49.所述液压泵和液压油缸相连的管路上设有压力传感器。
50.本实例的一种工作过程：
51.s1：对准桩位用压桩机的夹桩机构11夹紧预制桩2进行静压沉桩；
52.s2：当压桩机的压桩力不能使预制桩2继续下沉时，启动液压打桩锤13锤击预制桩2的上端，预制桩2继续下沉；
53.s3：压力传感器感知液压油缸12内的油压，当油压稳定至s2中，锤击前的油压时，再次启动液压打桩锤13，对预制桩2进行锤击；
54.s4：当液压油缸12下压至最大行程时，松开夹桩机构11对预制桩2的夹紧，活塞杆121带动夹桩机构上移，重复s1-s3，直至预制桩2沉至预定深度；
55.s5：移出压桩机1。
56.实施例2
57.如图4所示，
58.一种压打组合预制桩沉桩设备，包括压桩机1，所述压桩机1包括夹紧预制桩2侧壁的夹桩机构11和对夹桩机构施加下压力的液压油缸12，所述压打组合预制桩沉桩设备包括液压打桩锤13，液压打桩锤13作用于预制桩2的上端，所述夹桩机构11上设有与液压油缸活塞杆121端部相配合的承压座111，液压油缸活塞杆121的端部在下压过程与承压座111相抵，所述液压油缸活塞杆121的端部与承压座111之间设有软连接组件。
59.所述软连接组件包括缓冲套筒151，缓冲套筒151的底端与承压座111固定相连，液压油缸的活塞杆121与缓冲套筒151同轴且滑动相连，缓冲套筒151的上端内侧设有限制活塞杆121端部滑出缓冲套筒151的挡环152，缓冲套筒151内侧的承压座上设有承压台153，承压台153为与缓冲套筒151同轴的圆柱结构，承压台153和缓冲套筒151之间设有套于承压台153外的缓冲弹簧154，缓冲弹簧154一端与活塞杆121的端部相抵，缓冲弹簧154的另一端与承压座111相抵。
60.所述压桩机上设有吊机3，吊机3通过吊钩与液压打桩锤13相连。
61.所述压桩机上设有液压泵，液压泵分别通过管路与液压油缸12和液压打桩锤13相连。
62.所述压桩机的底部设有履带式行走机构4。
63.所述液压泵和液压油缸相连的管路上设有压力传感器。
64.实施例3
65.如图5所示，本实用新型：
66.一种压打组合预制桩沉桩设备，包括压桩机1，所述压桩机1包括夹紧预制桩2侧壁的夹桩机构11和对夹桩机构施加下压力的液压油缸12，所述压打组合预制桩沉桩设备包括液压打桩锤13，液压打桩锤13作用于预制桩2的上端，所述夹桩机构11上设有与液压油缸活塞杆121端部相配合的承压座111，液压油缸活塞杆121的端部在下压过程与承压座111相抵，所述液压油缸活塞杆121的端部与承压座111之间设有软连接组件。
67.所述软连接组件包括钢丝绳161，钢丝绳161的两端与承压座111水平方向的两侧固定相连，所述活塞杆121的端部设有钢丝绳孔162，钢丝绳161的穿过钢丝绳孔162。
68.所述压桩机上设有吊机3，吊机3通过吊钩与液压打桩锤13相连。
69.所述压桩机上设有液压泵，液压泵分别通过管路与液压油缸12和液压打桩锤13相连。
70.所述压桩机的底部设有履带式行走机构4。
71.所述液压泵和液压油缸相连的管路上设有压力传感器。
72.实施例4
73.如图6、7所示，本实用新型：
74.一种压打组合预制桩沉桩设备，包括压桩机1，所述压桩机1包括夹紧预制桩2侧壁的夹桩机构11和对夹桩机构施加下压力的液压油缸12，所述压打组合预制桩沉桩设备包括液压打桩锤13，液压打桩锤13作用于预制桩2的上端，所述夹桩机构11上设有与液压油缸活塞杆121端部相配合的承压座111，液压油缸活塞杆121的端部在下压过程与承压座111相抵，所述液压油缸活塞杆121的端部与承压座111之间设有软连接组件。
75.所述软连接组件包括两个条形滑环171、两个相互平行的承压座销172和活塞杆销173，所述两个承压座销172垂直于液压油缸12的轴线，承压座销172的两端设有销座，承压座销172通过销座固定于承压座111靠近活塞杆121的一侧，所述活塞杆销173沿活塞杆121的径向方向与液压油缸活塞杆的端部固定相连，两个承压座销各自穿过一个滑环171，液压杆销同时穿过两个滑环171。
76.所述压桩机上设有吊机3，吊机3通过吊钩与液压打桩锤13相连。
77.所述压桩机上设有液压泵，液压泵分别通过管路与液压油缸12和液压打桩锤13相连。
78.所述压桩机的底部设有履带式行走机构4。
79.所述液压泵和液压油缸相连的管路上设有压力传感器。
80.以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。