防侧倾型冲击桩锤的制作方法

1.本实用新型属于建筑施工技术领域，涉及一种防侧倾型冲击桩锤。


背景技术：

2.在我国大部分地区，目前采用的桩基础多为混凝土灌注桩，而桩孔则是混凝土灌注桩的施工基础。我国的部分区域的具有较为复杂的地质地貌，属于远古河床冲刷形成的大量大小不等的卵石及其他碎石或是细砂组成的地貌，在此种地貌开展地下施工时候，由于其复杂的地质成分，卵石本身的高强度及耐磨性的特点，并且表面光滑整体摩擦力附着力及整体强度又极低，导致施工区域内的地质力学性能极为复杂。通过各种成孔方式优缺点比较分析，冲击方法成孔是一种适合该地貌的稳定可靠的成孔方法，该方法所消耗的功率小，破碎效果好；冲进过程中，只有提升钻具时才需要动力，钻具自由下落冲击不消耗能量，因此能耗小，冲孔钻机的地层适应能力强。
3.但是上述的成孔方法是依靠钻具的自由落体来实现冲击成孔的，在不均质的地下环境中，钻具在接触底面的一瞬间会因各个部位受力不匀，导致钻具发生侧向倾斜或偏移，进而导致桩孔的孔壁不平整，严重的还会对桩孔垂直度产生影响。
4.为解决以上问题，需要一种可以避免侧倾的情况发生的钻具。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种防侧倾型冲击桩锤，通过在桩锤本体的底面安装于桩锤的齿钉，使得冲孔时齿钉先于桩锤本体接触并插入预设位置，为桩锤本体提供支撑力，避免了桩锤落地时因受力不均而发生偏移或侧翻，有效避免桩锤本体侧倾的现象发生，提高了桩孔的垂直度。预设位置指桩孔的孔底地面，或未开始冲孔前，设计的桩孔孔位。
6.一种防侧倾型冲击桩锤，包括桩锤本体和安装于桩锤的齿钉，所述齿钉竖直的安装于桩锤本体的底面；冲孔时，齿钉先于桩锤本体接触并插入预设位置以防止桩锤本体侧倾。在不均匀材质的地面遇到偏心受力的区域，比如预设位置水平方向的一侧有一个大的孤石或卵石，将会导致整个桩锤受力不匀，使得桩锤本体形成偏转，进而会产生一个水平方向的力，使得桩锤具有横向移动的趋势，此时的齿钉是插入地面的，齿钉的存在，会产生一个反向的作用力以对抗桩锤的横向移动的趋势，阻止桩锤发生侧倾。
7.进一步，所述齿钉有多个，多个齿钉沿桩锤本体的底面的周向布置。多个齿钉可以同时提供反向作用力，使得桩锤本体在冲击预设位置时更为平稳。
8.进一步，所述齿钉的竖直方向的末端为工作端，工作端为径向尺寸减缩的锥形。如此设计使得齿钉能够更为顺利的插入预设位置。
9.进一步，所述工作端的锥角的角度介于45
°
至60
°
之间。锥角的角度过小会导致齿钉末端的径向尺寸偏小，容易折断；锥角的角度过大则不易插入预设位置的底面。
10.进一步，所述工作端的竖直长度介于齿钉的竖直长度的1/3至3/4之间。在实际应用过程中，由于齿钉的直径是确定的，当工作端的锥角的角度确定后，工作端的竖直长度也
就是确定的，而在冲孔作业的工程中，工作端是会产生一定磨损的，工作端的长度占比则会作为评价齿钉磨损程度的评判指标，工作端磨损后需要重新打磨，其长度占比也就会随之发生相应的改变，当工作端的长度占比过大时，则说明齿钉磨损严重，会影响桩锤的工作，此时则需要更换齿钉；而齿钉的占比过小时，则说明齿钉的直径选型或工作端的锥角的角度选择不合适，需要重新选择。
11.进一步，所述齿钉的顶部水平设置有安装板，所述齿钉通过安装板安装于桩锤本体的底面。安装板的设置，是为了增大齿钉与桩锤本体之间的接触面积，使得两者之间的连接更为牢固，避免在冲孔的过程中，桩锤本体与齿钉之间的连接松动或脱落。
12.进一步，所述齿钉安装于桩锤本体的底面的周缘位置处。布置于底面的周缘对桩锤本体的支撑效果最佳。
13.本实用新型的有益效果：
14.本实用新型公开了一种防侧倾型冲击桩锤，通过在桩锤本体的底面安装齿钉，使得冲孔时齿钉先于桩锤本体接触并插入预设位置，为桩锤本体提供一个支撑力，避免了桩锤落地时因受力不均而发生偏移或侧翻，以对抗桩锤的横向移动的趋势，有效避免桩锤本体侧倾的现象发生，提高了桩孔的孔壁的平整度，也提高了桩孔的垂直度。
附图说明
15.图1为本实用新型结构示意图；
16.图2为图1中a处的局部放大图；
17.图3为本实用新型实施例的齿钉的位置分布图；
18.图4为本实用新型齿钉的结构示意图；
19.图5为本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
20.图1为本实用新型结构示意图；图2为图1中a处的局部放大图；图3为本实用新型实施例的齿钉的位置分布图；图4为本实用新型齿钉的结构示意图；图5为本实用新型的工作原理图。需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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实用新型的限制。
21.如图所示，一种防侧倾型冲击桩锤，包括桩锤本体1和安装于桩锤的齿钉2，所述齿钉2竖直的安装于桩锤本体1的底面；冲孔时，齿钉2先于桩锤本体1接触并插入预设位置3以防止桩锤本体1侧倾；本实施例中的预设位置3为桩孔的孔底地面。在不均匀材质的地面遇到偏心受力的区域，如图5所示的预设位置3水平方向的左侧有一个卵石5，桩锤本体1落下后将会导致整个桩锤受力不匀，使得桩锤本体1向右偏转，进而会产生一个水平向右的力，桩锤便具有横向移动的趋势，此时的齿钉2是插入地面的，齿钉2的存在，会产生一个水平向左的作用力以对抗桩锤的横向移动的趋势，阻止桩锤发生侧倾，保证桩孔的垂直度以及桩孔的孔壁4的平整度。
22.本实施例中，齿钉2设置有八个，齿钉2沿桩锤本体1的底面的周向布置，八个齿钉2
均安装于桩锤本体1的底面的周缘位置；如图3所示，本实施例的桩锤为四翼结构，桩锤的每一翼均设置有两根齿钉2。布置于底面的周缘对桩锤本体的支撑效果最佳。多个齿钉2可以同时提供反向作用力，使得桩锤本体1在冲击预设位置3时更为平稳。
23.本实施例中，所述齿钉2的竖直方向的末端为工作端201，工作端201为径向尺寸减缩的锥形。本实施例中的工作端201为棱锥，工作端进行淬火硬化处理，选择棱锥是因为其更好加工，当然也可以选用圆锥结构，以便于齿钉2顺利的插入预设位置3为优，在此不赘述。
24.本实施例中，齿钉2长度300mm，工作端201的竖直长度100mm，工作端201的锥角的角度为53
°
。锥角的角度过小会导致齿钉2末端的径向尺寸偏小，容易折断；锥角的角度过大则不易插入预设位置3的底面。在实际应用过程中，由于齿钉2的直径是确定的，当工作端201的锥角的角度确定后，工作端201的竖直长度也就是确定的，而在冲孔作业的工程中，工作端201是会产生一定磨损的，工作端201的长度占比则会作为评价齿钉2磨损程度的评判指标，工作端201磨损后需要重新打磨，其长度占比也就会随之发生相应的改变，当工作端201的长度占比过大时，则说明齿钉2磨损严重，会影响桩锤的工作，此时则需要更换齿钉2；而齿钉2的占比过小时，则说明齿钉2的直径选型或工作端201的锥角的角度选择不合适，需要重新选择。
25.本实施例中，所述齿钉2的顶部水平设置有安装板202，所述齿钉2通过安装板202安装于桩锤本体1的底面。安装板202的设置，是为了增大齿钉2与桩锤本体1之间的接触面积，使得两者之间的连接更为牢固，避免在冲孔的过程中，桩锤本体1与齿钉2之间的连接松动或脱落。本实施例中的桩锤本体1为铸铁材料，其硬度大，更有利于冲孔，而齿钉2选用的是含锰高碳工具钢，其韧性好，造价便宜易获得，即有利于对抗桩锤的横向移动的趋势，又能控制成本，但是其焊接性能不佳，再加上齿钉2本身的直径相较于桩锤本体更小，若直接焊接则易导致焊接不牢固，因此本实施例中设置有安装板202，并在安装板202上开设圆孔，齿钉2的顶部插入圆孔，上下进行塞焊使齿钉2与安装板202形成整体，然后将钢板与桩锤焊接，这样能显著的增加冲击强度，减少脆性脱落的风险。此为本技术领域技术人员能够理解的技术手段，在此不赘述。
26.本实用新型在桩锤接触到桩孔的孔底地面的时候，齿钉2最先接触桩孔的孔底地面，由于其工作端201为锥形结构，截面积小，能产生更大的压强，会先扎进土里，这样能够抵抗由于不均匀地质情况下造成的桩锤子的横向位移，让每一次落锤都将侧向的移位最小化，从面保证了桩孔的垂直度，由于采用的是工程截齿为高碳锰钢材质的工具钢焠火，在成本有限的增加的前提下，保证了施工质量。
27.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。