专利名称：顶压式静压桩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于软土层桩基施工的顶压式静压桩机，属于建筑机械领域。
现有的顶压式静压桩机，如专利号为00224033.5的实用新型专利——液压静压桩机的顶压式结构，其结构主要包括垂直设置在桩机支承架上的框架，及设置在框架内的顶压装置。顶压装置由一个可设置在桩柱顶端的压桩帽，及设置在压桩帽上方的若干压桩油缸，油缸大多采用二只，这些压桩油缸均由同一套液压控制系统驱动，压桩油缸的活塞杆端分别设置有传动球体，各传动球体分别转动联接在同一个压桩帽上，位于压桩帽上方的传动球体呈对称排列，同时，各压桩油缸顶部均与一滑动横梁相联接，滑动横梁滑动设置在垂直框架内，在滑动横梁与框架之间设置有压桩卡位装置，该装置包括设置在滑动横梁两侧的一对弹簧和可转动的卡爪，以及设置在框架内侧的若干柱销，卡爪的中部通过销子与滑动横梁转动联接，弹簧的一端与卡爪的底侧相联，另一端则联接在滑动横梁上，卡爪与各柱销分别相互对应配合。这种顶压式静压桩机在使用时，先将桩柱吊装到框架内，并将压桩帽设置在桩柱顶部，然后启动液压控制系统驱动压桩油缸工作，此时，压桩卡位装置通过卡爪、弹簧与柱销三者之间的相互作用，将滑动横梁定位在框架内的某一高度位置上，随着压桩油缸活塞杆不断向外伸出，静压桩机上的配重及自重，通过支承架、框架、压桩卡位装置、滑动横梁、压桩油缸及压桩帽的传导，以静压力持续作用于桩柱的顶部，并将桩柱逐步压入地下；当压桩油缸活塞的一个工作行程结束后，该油缸的活塞相便在液压控制系统的作用下开始向内收缩，此时，压桩帽静止不动，而滑动横梁及设置在其上面的卡爪与弹簧等，在其自重力作用下，沿框架导轨一起向下滑行，当压桩油缸收缩结束时，滑动横梁上的卡爪被框架内更低位置的柱销卡住，此时，静压桩机便进入下一次压桩过程的开始阶段。该静压桩机通过顶压装置中的滑动横梁及压桩卡位装置不断下滑，一段一段地将桩柱全部压入地下，最后，该顶压装置被重新升到最高工作位置，并准备对另一根桩柱进行压桩。由于该静压桩机中只有一套顶压装置及液压控制系统，而在压桩施工时，该压桩油缸的活塞杆是交替伸缩，因此，该桩机无法进行连续的压桩施工，其压桩速度与效率低下；同时，由于静压桩机底座及配重部分的成本较高，因此，实际使用中，通过增加桩机数量来加快施工进度，往往会增加较多的施工成本。
本实用新型的目的在于提供一种顶压式静压桩机，该桩机在压桩过程中，可对桩柱进行连续的压桩施工，桩机压桩速度及效率提高将近一倍，从而有效降低了施工成本，同时，该桩机还可根据桩基的深度及桩柱受到的阻力情况，对桩柱采用两种不同的压桩施工。
为实现本实用新型的目的，一种顶压式静压桩机，包括设置在支承架上的框架及设置在框架内的顶压装置，顶压装置由与设置在压桩帽顶部的若干压桩油缸及联接压桩油缸的滑动横梁组成，顶压装置中的压桩油缸与液压控制系统联接，压桩油缸活塞杆与压桩帽之间为转动联接，滑动横梁设置在框架内的导轨中，滑动横梁与框架之间设置有至少两个对称排布的压桩卡位装置，压桩卡位装置包括设置在滑动横梁上的活动卡位物，及设置在框架内不同高度位置上的若干组相应的固定卡位物，所述的压桩帽上设置有至少三只对称布置的压桩油缸，这些压桩油缸被分成两组，两组压桩油缸分别被设置在两套顶压装置中，其中一套顶压装置中的压桩油缸对称设置在压桩帽的中心对称轴上，并被联接在同一个滑动横梁的下面，另一套顶压装置中的压桩油缸则对称分布在上述中心对称轴的两侧，并被分别联接在两个对应的滑动横梁下面，两套顶压装置分别与两套液压控制系统联接，上述三个滑动横梁与框架之间分别设置有相应的压桩卡位装置。
本实用新型的优点是1、该桩机通过增加一套顶压装置及液压控制系统，提高了桩机的施工速度，使桩机的工效接近于原来两台桩机的工效；2、使用该桩机能降低设备的投入与施工成本，提高了设备的利用率；3、由于该桩机中有两套顶压装置及液压控制系统，它们在使用过程中，如遇较小压桩阻力时，可采用交替压桩以实现连续施工；如遇较大压桩阻力时，可采用同时压桩，因此，这种桩机不仅具有普通桩机双倍压桩速度的功能，还具有两套顶压装置双力合用的压桩功能，用于压桩施工时更为方便和灵活。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
图1为本实用新型顶压式静压桩机的整体结构主视图2为静压桩机中顶压装置的主视剖视图；图3为沿图2中A-A线的剖视图；图4为沿图2中B-B线的剖面图；图5为本实用新型中另一种压桩卡位装置的主视半剖图；图6为图5的俯视图；图7为本实用新型的另一种压桩装置的主视结构图；图8为图7的俯视结构图。
1、支承架，2、框架，3、桩柱，4、压桩帽，5、压桩油缸，6、活塞杆，7、传动球体，8、球体压板，9、滑动横梁，10、卡板，11、销轴，12、挡板，13、钢丝绳，14、滑轮，15、顶梁，16、卷扬轮，17、滑槽腔，18、弹簧，19、伸缩滑块。
如
图1、2、3和4所示，一种顶压式静压桩机，包括垂直设置在桩机支承架1上的框架2，设置在框架2内的两套顶压装置，顶压装置由压桩油缸5与滑动横梁9组成，分别由两套相互独立的液压控制系统驱动，压桩施工时，压桩帽4设置在桩柱3上，压桩帽4上方设置有四只压桩油缸5，压桩油缸5的活塞杆6端部固定联接有传动球体7，压桩油缸5活塞杆6通过传动球体7与球体压板8转动联接在压桩帽4的顶部，四只压桩油缸5被分成两组，每套顶压装置中包括两只对称设置的压桩油缸5，其中一套顶压装置中的两只压桩油缸5对称设置在压桩帽4的一中心对称轴位置上，并被同时联接在一个滑动横梁9的下面，另一套顶压装置中的两只压桩油缸5则对称分布在上述中心对称轴的两侧，并被分别联接在两个对应的滑动横梁9下面，上述三个滑动横梁9分别平行设置在框架2内的三个导轨中，各滑动横梁9与框架2之间分别设置有两个对称排布的压桩卡位装置，该装置包括转动设置在滑动横梁9两侧的一对活动卡位物——卡板10，及固定设置在框架2内侧不同高度位置上的若干与卡板10相配合的固定卡位物——挡板12，卡板10下端通过销轴11分别与滑动横梁9转动联接，滑动横梁9为一箱体结构，其顶部两侧均设有开口，卡板10的上端分别从滑动横梁9顶部两侧的开口处伸出，滑动横梁9两侧的箱体壁将卡板10托住，各挡板12之间的间距与压桩油缸5的工作行程相互一致，卡板10的上端口可与挡板12的底部相抵，在卡板10的中部位置还联接有钢丝绳13，滑动横梁9的顶部设置有两滑轮14，两钢丝绳13分别绕过滑轮14与设置在框架2顶梁15上的卷扬轮16相联。
如图5、6所示，为另一种压桩卡位装置的结构，主要包括固定设置在滑动横梁9顶部两侧的一对滑槽腔17，滑槽腔17内分别设置有弹簧18和活动卡位物——伸缩滑块19，弹簧18与伸缩滑块19的内端相抵，且在框架2内侧不同高度位置上也设置有若干固定卡位物——挡板12，各挡板12分别与伸缩滑块19相互对应配合，位于两滑槽腔17内侧的滑动横梁9顶部还对称设置两滑轮14，伸缩滑块19的内端分别联接有钢丝绳13，钢丝绳13分别绕过滑轮14，同时与设置在框架2顶部的卷扬轮16相联，两伸缩滑块19的伸出端分别为一向里倾斜的斜面，该斜端面可与挡板12相抵，在遇到一定的外力作用时，它们之间可产生滑动摩擦，并可使伸缩滑块19向滑槽腔17内缩进。
如图7、8所示，为顶压式静压桩机中的另一种压桩装置结构，所述的压桩帽4上设置有三只压桩油缸5，压桩油缸5被分成两组，其中一组采用一只较大的压桩油缸5设置在压桩帽4的中心位置上，并联接在一个滑动横梁9的下面，另一组两只相对较小的压桩油缸5则对称分布较大压桩油缸5的两侧，并分别设置在两个对应的滑动横梁9下面。
在本实用新型中，压桩卡位装置也可采用其它形式的结构，如前述现有技术中的液压静压桩机的顶压式结构，该装置的基本结构包括设置在滑动横梁9顶部两侧的一对可转动的卡爪和与卡爪相联的弹簧，以及固定设置在框架内侧不同高度位置上的若干对应销轴，其中的活动卡位物为卡爪，固定卡位物为销轴，由于该结构为现有专利技术，因此在本实用新型中不再详细描述。另外，由于与压桩油缸5相联的液压控制系统为现有产品，因此，在本实用新型中对此也不作具体描述。
在本实用新型中，该顶压式静压桩机用于桩基施工时，先将桩柱3吊装到框架2内，设置在压桩帽4的下面，此时，设置在框架2中的两套顶压装置及其滑动横梁9均位于最高工作位置，压桩卡位装置中的活动卡位物也与框架2上的处于最高位置的固定卡位物相抵，接着，启动一套液压控制系统并驱动与之相联的顶压装置工作，使压桩油缸5的活塞杆6向外伸出，此时，由于预压装置上的滑动横梁9被压桩定位装置暂时定位在框架2的侧壁上，因此，静压桩机的配重及自重，便通过支承架1、框架2、压桩卡位装置、滑动横梁9、压桩油缸5和压桩帽4的传导，在桩柱3的顶部形成静压力，随着该静压力的不断增大，桩柱3便被压入地下，直到压桩油缸5的压桩行程结束；当该压桩油缸5一个压桩行程结束后，液压控制系统便开始反向驱动压桩油缸5，随着压桩油缸5活塞杆6不断向里收缩的同时，预压装置中的滑动横梁9及其压桩卡位装置，在其重力作用，沿着框架2内的导轨一起向下滑行，当压桩油缸5的活塞杆6收缩结束时，滑动横梁9上的活动卡位物刚好再次被框架2内更低位置上的固定卡位物卡住，顶压装置准备下一次的压桩行程，至此，一个顶压装置的工作周期结束。
由于在本实用新型的顶压式静压桩机中设置有两套顶压装置，因此，在压桩过程中，使用这两套顶压装置进行交替压桩便可实现连续施工。即当启动第一套顶压装置进行压桩时，其压桩油缸5活塞杆6不断向外伸出，并通过压桩帽4将桩柱3往下压，此时，第二套顶压装置中的压桩油缸5活塞杆6向内缩进，同时该顶压装置还随压桩帽4一起下行，当第一套顶压装置压桩结束，第二套压桩卡位装置中的活动卡位物刚好位于框架2上的更低位置上的固定卡位物，以便该顶压装置及其压桩卡位装置作好了下一轮压桩施工的准备；当第一套顶压装置压桩结束后，它便重复上述第二套顶压装置的压桩准备过程，液压控制系统驱动压桩油缸5活塞杆6向里收缩，第二套顶压装置则接替第一套的顶压装置，继续将上述的桩柱3不断压入地下，此时，第一套顶压装置也随压桩帽4一起下行，当另一套顶压装置的压桩行程结束时，其中的压桩卡位装置也附好在更低位置的固定卡位物处准备卡位，该顶压装置也同时准备下一行程的压桩施工。如此循环往复，两套顶压装置中的压桩油缸5活塞杆6连续不断地作交替伸缩运动，通过压桩帽4连续不断地将桩柱3压入地下，从而使该静压桩机实现了连续的压桩施工。
在本实用新型中，由于顶压式静压桩机增加了一套顶压装置及其液压控制系统，因此，在增加较少制造成本的情况下，便实现了将近双倍的工效；同时，在桩柱3的压桩施工过程中，如地基对桩柱3的阻力较大，一套顶压装置的承载无法进行压桩时，该静压桩机中的两套预压装置还可采用同步压桩施工的办法，由此大大增加了该桩机顶压装置的静压力承载能力，从而使该静压桩机具有更强的操作灵活性及合理性。
另外，图7、8中所示的另一种顶压装置，该装置中的共设置有三只压桩油缸5，其中位于压桩帽4中心的一只压桩油缸5的活塞杆6要稍粗些，而位于其两侧的两只压桩油缸5的活塞杆6要略细，使用该顶压装置的静压桩机，其工作过程同上，而通常采用较少的压桩油缸5可降低制造成本，且可简化机械结构，因此，在本实用新型中的顶压装置在一般均设置三至四只压桩油缸5，当然，也可采用更多数量的压桩油缸5，但其造价会相应提高，且机械结构较复杂。
在本实用新型中，顶压式静压桩机的框架2与顶压装置之间均设置有压桩卡位装置，这种卡位装置的基本结构通常包括固定卡位物及活动卡位物，如上述实施例中已介绍的三种结构，若干组固定卡位物分别固定设置在框架2内的不同高度上，活动卡位物与各固定卡位物对应配合，并被设置在滑动横梁9上，该活动卡位物通过与弹簧18、自重等配合，使滑动横梁9在框架2内实现单向移动，即通常滑动横梁9下行时不会被压桩卡位装置卡住，但若要向上滑行则会被卡住。顶压式静压桩机正是通过压桩卡位装置才使其静压力传到桩柱3的顶部，并将桩柱3压入地下；否则便不能正常工作。在本实用新型中，该压桩卡位装置可采用其它多种形式，但其作用和功能均类似，在此，也不再作一一描述。在上述的压桩卡位装置中一般均设置有钢丝绳13与活动卡位物相联，钢丝绳13通过滑轮14及卷扬轮16相联，由于顶压装置下滑到静压桩机的最低工作位置时必须重新回到最高工作位置，因此，钢丝绳13的作用主要是将顶压装置方便地提起，并使活动卡位物在上行过程中向里缩进，防止与固定卡位物相抵。
本实用新型主要适用于顶压式的静压桩机。
权利要求1.一种顶压式静压桩机，包括设置在支承架(1)上的框架(2)及设置在框架(2)内的顶压装置，顶压装置由与设置在压桩帽(4)顶部的若干压桩油缸(5)及联接压桩油缸(5)的滑动横梁(9)组成，顶压装置中的压桩油缸(5)与液压控制系统联接，压桩油缸(5)活塞杆(6)与压桩帽(4)之间为转动联接，滑动横梁(9)设置在框架(2)内的导轨中，滑动横梁(9)与框架(2)之间设置有至少两个对称排布的压桩卡位装置，压桩卡位装置包括设置在滑动横梁(9)上的活动卡位物，及设置在框架(2)内不同高度位置上的若干组相应的固定卡位物，其特征在于所述的压桩帽(4)上设置有至少三只对称布置的压桩油缸(5)，这些压桩油缸(5)被分成两组，两组压桩油缸(5)分别被设置在两套顶压装置中，其中一套顶压装置中的压桩油缸(5)对称设置在压桩帽(4)的中心对称轴上，并被联接在同一个滑动横梁(9)的下面，另一套顶压装置中的压桩油缸(5)则对称分布在上述中心对称轴的两侧，并被分别联接在两个对应的滑动横梁(9)下面，两套顶压装置分别与两套液压控制系统联接，上述三个滑动横梁(9)与框架(2)之间分别设置有相应的压桩卡位装置。
2.根据权利要求1所述的一种顶压式静压桩机，其特征在于所述的压桩帽(4)上设置有四只压桩油缸(5)，这些压桩油缸(5)被分成两组，每组两只，其中一组两只压桩油缸(5)对称设置在压桩帽(4)的一中心对称轴上，并联接在一个滑动横梁(9)的下面，另一组的两只压桩油缸(5)则对称设置在上述中心对称轴的两侧，并分别联接在两个对应的滑动横梁(9)下面。
3.根据权利要求1所述的一种顶压式静压桩机，其特征在于所述的压桩帽(4)上设置有三只压桩油缸(5)，这些压桩油缸(5)被分成两组，其中一组采用一只较大的压桩油缸(5)设置在压桩帽(4)的中心位置上，并被联接在一个滑动横梁(9)的下面，另一组相对较小的两只压桩油缸(5)则对称分布上述较大压桩油缸(5)的两侧，并分别联接在两个对应的滑动横梁(9)下面。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种顶压式静压桩机，其特征在于所述压桩卡位装置中的活动卡位物采用卡板(10)，固定卡位物采用挡板(12)，两个卡板(10)分别设置在滑动横梁(9)的两侧，若干挡板(12)固定设置在框架(2)内的不同高度上，卡板(10)的下端通过销轴(11)转动设置在滑动横梁(9)内，其上端则分别从滑动横梁(9)顶部两侧的开口处伸出，卡板(10)的上端口可与挡板(12)的底部相抵，在卡板(10)的中部联接有钢丝绳(13)，滑动横梁(9)的顶部设置有两滑轮(14)，两钢丝绳(13)分别绕过滑轮(14)与设置在框架(2)顶梁(15)上的卷扬轮(16)相联。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种顶压式静压桩机，其特征在于所述的压桩卡位装置中，其活动卡位物采用伸缩滑块(19)，固定卡位物采用挡板(12)，滑槽腔(17)固定设置在滑动横梁(9)顶部的两侧，伸缩滑块(19)的一端设置在滑槽腔(17)内，并与设置在该滑槽腔(17)内的弹簧(18)相抵，若干与伸缩滑块(19)对应配合的挡板(12)分别设置在框架(2)内侧的不同高度位置上，滑动横梁(9)顶部两滑槽腔(17)的内侧分别设置两滑轮(14)，伸缩滑块(19)内端与钢丝绳(13)相联接，钢丝绳(13)绕过滑轮(14)后与设置在框架(2)顶梁(15)上的卷扬轮(16)相联，两伸缩滑块(19)的伸出端均为一向里倾斜的斜面，该斜面与挡板(12)之间的接触为动摩擦配合。
专利摘要顶压式静压桩机包括:设置在支承架上的框架和设置在框架内的顶压装置,顶压装置由压桩帽与至少三只压桩油缸组成,滑动横梁与框架之间设置压桩卡位装置,其中的压桩油缸被分成两组,一组压桩油缸设置在压桩帽的中心对称轴上,并与一滑动横梁相联,另一组压桩油缸设置在该轴的两侧,分别与两滑动横梁相联,两组压桩油缸由两套液压控制系统分别驱动,该桩机施工速度快,制造成本低,具有双力双速功能。
文档编号E02D7/20GK2484351SQ01245349
公开日2002年4月3日 申请日期2001年8月10日 优先权日2001年8月10日
发明者张伟斌 申请人:张伟斌