一种用于旋进式PC管桩的可回收桩尖组件及旋进式PC管桩的制作方法

一种用于旋进式pc管桩的可回收桩尖组件及旋进式pc管桩
技术领域
1.本发明涉及一种用于旋进式pc管桩的可回收桩尖组件及旋进式pc管桩，属于土木工程领域。


背景技术：

2.工程桩按照工艺分为现场浇筑混凝土桩体与工程预制混凝土桩体两种。根据送桩形式区分也有两种：旋进式和锤击或静载压入式。在使用时，均需要桩尖进行引孔，当引孔完毕后，桩尖不能回收，造成资源浪费。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种结构简单且桩尖可回收的用于旋进式pc管桩的可回收桩尖组件。
4.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于旋进式pc管桩的可回收桩尖组件，包括底座、动力机构和活动桩尖；底座内部中空；动力机构安装在底座上；活动桩尖的一端与动力机构的动力输出轴连接，另一端为自由端，用于引孔，当动力机构启动时，活动桩尖在动力机构的作用下沿底座内孔的轴向上下移动。
5.优选的，活动桩尖包括活动桩尖本体、连接部和工作部；活动桩尖本体的轴线与底座的轴线重合，其一端插入底座内孔与动力机构输出轴连接，另一端用于引孔，位于底座外部；连接部的两端分别与底座、工作部转动连接；工作部的另一端与活动桩尖本体的头部转动连接；当动力机构推动活动桩尖本体时，连接部与工作部间夹角由锐角向180
º
过渡，当动力机构收回活动桩尖本体时，连接部与工作部间夹角由180
º
向锐角过渡。
6.优选的，当动力机构推动活动桩尖本体到位后，连接部的轴线与活动桩尖本体的轴线重合；当动力机构收回活动桩尖本体到位后，连接部的轴线与活动桩尖本体的轴线垂直，且活动桩尖的外径大于底座外径。
7.优选的，工作部为刀片杆，其远离活动桩尖本体的一侧为锯齿结构。
8.优选的，工作部为多个，且围绕活动桩尖本体圆周均匀布设。
9.优选的，活动桩尖本体的头部为倒锥形结构。
10.本发明的另一个目的是提供一种旋进式pc管桩，包括管桩本体，还包括钻杆及如上所述的可回收桩尖组件；钻杆的一端与外部动力机构连接，另一端与可回收桩尖组件连接；管桩本体内部中空，其内径大于钻杆外径；当可回收桩尖组件处于收紧状态时，钻杆可将可回收桩尖组件通过管桩内孔收回。
11.优选的，钻杆与可回收桩尖组件中的底座连接，在其连接处均设置有梯形齿接头，二者通过齿形焊接连接。
12.优选的，管桩的内孔形状为多边形，钻杆及底座外部形状与管桩内孔适配。
13.优选的，管桩本体包括桩身和旋翼，旋翼呈螺旋状围绕在桩身外表面，且沿桩身轴向延伸。
14.设计原理：在本发明中，动力机构采用双向推力油缸，其推动活动桩尖和收回活动桩尖，在穿桩孔时，活动桩尖是收缩状态，尾部扩充时，使刀片杆成斜线的工作状态，当引孔完毕，将桩送到标高，通过双向推力油缸收回扩孔的刀片杆；活动桩尖和钻杆采用齿形接头焊接连接，确保钻杆与活动桩尖的扭矩作用在钻杆与活动桩尖的齿上；钻杆根据管桩的内径多边形截面设置为通长的一根钢结构钻杆，可将桩端的扭矩推力直接传递到活动桩尖。
15.与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、活动桩尖可回收；2、结构简单，当刀片杆磨损，方便更换。
附图说明
16.图1是本发明实施例结构示意图及相应俯视图（1a为刀片杆处于收紧状态；1b为杆张开过程状态；1c为刀片杆张开到位状态）；图2是本发明实施例与通长钻杆连接后结构示意图；图3是本发明实施例与通长钻杆连接后剖视图；图4是本发明实施例与通长钻杆爆炸图；图5是本发明实施例收回状态图；图6是图5中管桩结构示意图（6a为侧视图；6b为俯视图）；图1-6中，1、活动桩尖本体；2、销轴；3、刀片杆；4、摆杆；5、多边形套筒底座；5-1、梯形齿接头；7、双向推力油缸；7-1、顶出油管；7-2、收回油管；7-3、液体；7-4液体；7-5、活塞；8、通长钻杆；8-1、梯形齿接头；9、管桩本体；9-1、旋翼。
具体实施方式
17.需要说明的是，术语
ꢀ“
上”、“下”、
ꢀ“
垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.下面结合附图1-6对本发明做进一步详述：一种用于旋进式pc管桩的可回收桩尖组件，包括底座、动力机构和活动桩尖；底座内部中空；动力机构通过螺丝固定在多边形套筒底座5上，为活动桩尖提供动力；活动桩尖的一端与动力机构的动力输出轴连接，另一端为自由端，用于引孔，当动力机构启动时，活动桩尖在动力机构的作用下沿底座内孔的轴向上下滑动。
19.如图1所示，具体结构为：底座为内部中空的多边形套筒底座5，多边形套筒底座5的外部形状为规则正六面体，其内孔的截面形状为圆形，其底部外壁上设置若干凸起，凸起作为安装部，其上开设有通孔，通孔的轴向与多边形套筒底座5的径向垂直；在本实施例中，动力机构采用双向推力油缸7，双向推力油缸7包括顶出油管7-1、收回油管7-2、液体7-3、液体7-4和活塞7-5，顶出油管7-1、收回油管7-2依次位于双向推力油缸7外壁的上、下，活塞7-5安装于双向推力油缸7内腔，且将其内腔分成上、下两部分，其上部腔内盛装液体7-3，其下部腔内盛装液体7-4，通过液体的变化实现活塞7-5的上下滑动；
活动桩尖包括活动桩尖本体1、连接部和工作部；活动桩尖本体1的轴线与多边形套筒底座5的轴线重合，其一端插入多边形套筒底座5内孔与双向推力油缸7的活塞7-5连接，另一端用于引孔，位于多边形套筒底座5外部；在本实施例中，连接部为摆杆4，工作部为刀片杆3，摆杆4的两端分别通过销轴2与多边形套筒底座5的凸起及刀片杆3转动连接；刀片杆3的另一端与活动桩尖本体1的头部通过销轴2转动连接；当双向推力油缸7推动活动桩尖本体1时，摆杆4与刀片杆3间夹角由锐角向180
º
过渡，当双向推力油缸7收回活动桩尖本体1时，摆杆4与刀片杆3间夹角由180
º
向锐角过渡。
20.作为本实施例的优选方案，在多边形套筒底座5的外壁上开设滑槽，用于导向，滑槽的轴向与多边形套筒底座5的轴向一致，在本实施例中，滑槽为通槽，其两开口端分别位于多边形套筒底座5的顶部、底部，且与凸起交错分布；活动桩尖本体1插入多边形套筒底座5内孔的部分包括连接部和滑动导向部，连接部与活塞7-5连接，滑动导向部的轴向与多边形套筒底座5的轴向一致，且与滑槽适配；当双向推力油缸7推动或收回活动桩尖本体1时，活动桩尖处于外扩状态或收紧状态，活动桩尖处于外扩状态时：摆杆4、刀片杆3绕销轴2向远离活动桩尖本体1的方向转动，当双向推力油缸7收回活动桩尖本体1到位后，摆杆4的轴线与活动桩尖本体1的轴线垂直，也就是说，摆杆4接近水平状态，此时活动桩尖的外径大于多边形套筒底座5的外径；活动桩尖处于收紧状态时：当双向推力油缸7推动活动桩尖本体1到位后，摆杆4、刀片杆3的轴线与活动桩尖本体1的轴线基本一致，也就是说，摆杆4与刀片杆3基本处于一条直线上。
21.作为本实施例的优选方案，活动桩尖本体1的头部为倒圆锥结构，其与活动桩尖本体1的过渡端设置凸台，凸台上设置连接刀片杆3的凸起，凸起上开设通孔，通孔的轴向与活动桩尖本体1的头部径向垂直，刀片杆3通过穿过通孔的销轴与活动桩尖本体1头部转动连接。
22.作为本实施例的优选方案，刀片杆3远离活动桩尖本体1的一侧为锯齿结构，刀片杆3的数量为多个，且围绕活动桩尖本体1圆周均匀布设。
23.下面结合图2-6对该可回收桩尖组件的应用做进一步描述：一种旋进式pc管桩，包括管桩本体9、通长钻杆8及如上所述的可回收桩尖组件；通长钻杆8的一端与外部动力机构连接，并可在外部动力机构的作用下转动，另一端与可回收桩尖组件的多边形套筒底座5连接；管桩本体9内部中空，其内径大于钻杆外径；当可回收桩尖组件处于收紧状态时，钻杆可将可回收桩尖组件通过管桩本体内孔收回。
24.作为本实施例的优选方案，通长钻杆8、可回收桩尖组件在其连接处分别设置梯形齿接头8-1、梯形齿接头5-1，二者通过齿形焊接连接，能够确保通长钻杆8与活动桩尖的扭矩作用在通长钻杆8与活动桩尖的齿上；另外，通长钻杆根据管桩的内径多边形截面设置为通长的一根钢结构钻杆，可将桩端的扭矩推力直接传递到活动桩尖。
25.作为本实施例的优选方案，管桩本体9的内孔形状为多边形，通长钻杆8及多边形套筒底座5外部形状与管桩内孔适配；当通长钻杆8在外部动力机构的作用下转动时，通长钻杆8带动管桩本体9同步转动，一次性将pc管桩旋进到位。当然，管桩本体9的内孔也可以为圆形或其他形状，同样，通长钻杆8及多边形套筒底座5外部形状与管桩内孔适配，当通长钻杆8在外部动力机构的作用下转动时，管桩本体9不转动，仅依靠其自身重力下降，需要满足的条件是，管桩本体9与活动桩尖之间设置隔离板，在将二者分隔的同时，也能起到承载
管桩本体9的作用，同时，活动桩尖处于外扩状态时的最大外径应等于或大于管桩本体9的外径。
26.作为本实施例的优选方案，如图6所示，管桩本体9包括桩身和旋翼9-1，旋翼9-1呈螺旋状围绕在桩身外表面，且沿桩身轴向延伸。
27.旋进式pc管桩使用流程：1、可回收桩尖组件中的刀片杆处于收紧状态，与通长钻杆8组成一个整体，整体通过管桩的多边形内孔，双向推力油缸7的活塞7-5处于伸出状态，如图1a所示；2、双向推力油缸7活塞收回，活动桩尖跟随活塞7-5向上滑动，带动刀片杆3向上运动，同时推动摆杆4往外摆动到达水平状态，如图1b、1c所示；3、打桩完成，双向推力油缸7活塞伸出，推动活动桩尖向下运动，同时刀片杆3向下跟随活动桩尖滑动，带动摆杆4转动下摆，最终刀片杆收紧，如图1a所示；4、回收桩尖组件，如图5所示。
28.上述实施例仅仅是本发明的优选实施方式，不构成对本发明的限制。本领域普通技术人员在不脱离本发明原理的基础上所做的任何引申、变形、等同替换等均应包含在本发明的保护范围内。