一種旋挖靜壓植入裝置的製作方法
2023-09-16 21:55:07 6
本發明涉及機械領域，尤其是涉及一種利用旋挖、靜壓、振動、變速裝置、牙輪和夾持裝置完成基礎工程的各種條件下的成孔或植入或植入壓漿後的深層振搗。
背景技術：
鋼板(筒)樁在圍堰或深基坑支護中的優勢非常明顯，但在堅硬的地質條件下或密度和粒徑較大的砂礫(卵)石條件下，靠傳統的震錘根本無法完成鋼板(筒)樁的植入工藝。
目前國內、國際土質地層針對鋼板樁施工的工法和機械較多，但堅硬地層和砂礫石地層針對鋼板樁施工工法和裝備僅有日本在1975年發明的靜壓植樁機一款。日本的靜壓植樁機只針對鋼板樁植入作業，對較大直徑的樁孔成型、鋼筋的植入和鋼筋植入後深地層的振搗無能為力，而旋挖機針對砂、礫石較深地層的成孔也基本無能為力。
技術實現要素：
本發明的目的是針對目前國內、國際鋼板樁施工的工法和基礎工程機械功能的單一性，設計了一套對所有地層成孔施工和各種截麵條狀金屬的植入都適用的工法和裝置。本裝置可以旋挖成孔，板(管)樁植入、拆除，鋼筒植入、拆除，地層鋼筋植入，地層鋼筋植入後壓漿的深層振搗，起重吊裝等。裝置的鑽杆和鑽頭間採用快速連接頭；裝置的鑽杆、護筒也可任意組裝接長。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種旋挖靜壓植入裝置，包括：底座和設置在底座上的井架、起重裝置、動力裝置、樁筒和設置在樁筒內的鑽杆；
所述井架的頂端設置為起重裝置，起重裝置的下端與鑽杆頂部連接，用於鑽杆的上、下運動，動力裝置輸出動力到鑽杆；
所述樁筒設置在井架的中心處，樁筒下端穿過底座；
所述井架的下端內側分別設置有導軌，導軌與樁筒之間設置有滑動箱，所述滑動箱的下端面設置有舉升油缸，所述舉升油缸驅動滑動箱在導軌的引導下上、下移動；
所述滑動箱內設置有夾緊油缸，夾緊油缸驅動夾頭對設置在樁筒外側的夾具夾緊或鬆開運動；
所述鑽杆的底端連接設置有筒形複合鑽，所述複合鑽內設置一個內鑽杆，所述內鑽杆的下端設置有三牙輪鑽，三牙輪鑽的四周設置有三個單牙輪鑽，所述筒形複合鑽的邊緣設置有限位面，所述單牙輪鑽在限位面與三牙輪鑽之間轉動；
所述筒形複合鑽的下端兩個單牙輪鑽之間設置為進渣口，筒形複合鑽的上端設置有出渣口，出渣口與樁筒內空間導通，所述樁筒的外表面設置有若干個開口，用於排除渣土。
在上述技術方案中，所述單牙輪鑽通過銷軸設置在筒形複合鑽內，銷軸與內鑽杆的垂直方向水平設置。
在上述技術方案中，所述內鑽杆向下轉動，內鑽杆與銷軸之間的阻力帶動銷軸轉動，銷軸帶動單牙輪鑽移動至限位面轉動，完成對泥土的旋挖。
在上述技術方案中，所述內鑽杆向上提升，內鑽杆與銷軸之間的阻力帶動銷軸轉動，銷軸帶動單牙輪鑽恢復原始位置，樁筒外側的夾具下落，完成對夾具的靜壓植入。
在上述技術方案中，所述樁筒外側的夾具或為圓筒狀、或為板狀、或為鋼筋。
上述方案是本發明的基本方案，通過該方案本裝置能完成在複雜施工環境下的旋挖和靜壓植入，不受地形的限制。
本發明還提供一種旋挖靜壓植入裝置，包括：底座、井架、井杆、支架、起重裝置、動力裝置、樁筒和設置在護樁筒內的鑽杆；
所述樁筒設置在井架的中心處，樁筒下端穿過底座；
所述井架的內側分別設置有導軌，導軌與樁筒之間設置有滑動箱，所述滑動箱的下端面設置有舉升油缸，所述舉升油缸驅動滑動箱在導軌的引導下上、下移動；
所述滑動箱內設置有夾緊油缸，夾緊油缸驅動夾頭對設置在樁筒外側的夾具夾緊或鬆開運動；
所述鑽杆的底端連接設置有筒形複合鑽，所述複合鑽內設置一個內鑽杆，所述內鑽杆的下端設置有三牙輪鑽，三牙輪鑽的四周設置有三個單牙輪鑽，所述筒形複合鑽的邊緣設置有限位面，所述單牙輪鑽在限位面與三牙輪鑽之間轉動；
所述筒形複合鑽的下端兩個單牙輪鑽之間設置為進渣口，筒形複合鑽的上端設置有出渣口，出渣口與樁筒內空間導通，所述樁筒的外表面設置有若干個開口，用於排除渣土；
所述起重裝置與動力裝置設置在井杆的一端，樁筒和設置在樁筒內的鑽杆，所述井杆通過繞軸設置在井架上端，井杆的另一側焊接有支架，支架連接外部裝置，在外部裝置的作用下，井杆能夠圍繞繞軸轉動。
上述方案是在基本方案上的改進，其功能和基本方案是一致，但是基本方案在實施過程中需要進行專用設備進行安裝後才能使用，特別是在移動和安裝過程中非常不便，而這個方案是將設備與移動平臺結合，在安裝前期，本發明還可以做為起重裝置使用，並通過移動平臺進行自身安裝，不需要額外增加設備。
本發明還提供一種旋挖靜壓植入裝置，包括：底座和設置在底座上的井架、起重裝置、動力裝置、樁筒和設置在樁筒內的鑽杆；
所述井架的頂端設置為起重裝置，起重裝置的下端與鑽杆頂部連接，用於鑽杆的上、下運動，動力裝置輸出動力到鑽杆；
所述樁筒設置在井架的中心處，樁筒下端穿過底座；
所述井架的下端內側分別設置有導軌，導軌與樁筒之間設置有滑動箱，所 述滑動箱的下端面設置有舉升油缸，所述舉升油缸驅動滑動箱在導軌的引導下上、下移動；
所述樁筒外側均勻設置有若干縱向排布的鋼筋，鋼筋外側連接有固定環用於對所有鋼筋的固定，固定環通過連接機構與樁筒連接；固定環通過關聯結構與螺旋環連接，螺旋環與鑽頭同步關聯，即鑽頭轉動帶動螺旋環轉動、螺旋環帶動固定環轉動；
所述鑽杆的底端連接設置有筒形複合鑽，所述複合鑽內設置一個內鑽杆，所述內鑽杆的下端設置有三牙輪鑽，三牙輪鑽的四周設置有三個單牙輪鑽，所述筒形複合鑽的邊緣設置有限位面，所述單牙輪鑽在限位面與三牙輪鑽之間轉動；
所述筒形複合鑽的下端兩個單牙輪鑽之間設置為進渣口，筒形複合鑽的上端設置有出渣口，出渣口與樁筒內空間導通，所述樁筒的外表面設置有若干個開口，用於排除渣土。
本方案是針對於植入物為鋼筋採用的一種特殊結構，與通用的筒樁、板樁植入不一樣的是，採用鋼筋豎向固定在固定環上，固定環和護筒通過機構(如彈簧插銷的組合等)聯接在一起；螺旋鋼筋固定旋轉環上，旋轉環通過機構(如鋼筒狀物等)與豎向鋼筋固定環關聯在一起，同時旋轉環通過機構(如活動的凸面或凹面構造)與鑽頭關聯在一起。鑽頭旋轉時，環向箍筋隨同鑽頭下行，緊緊箍在護筒外豎向鋼筋(或略大於組合豎筋直徑的外側曲面)的外側；靜壓時，豎向受力鋼筋隨同護筒一起下行。植入工作到設計位置，操作機構(如抽出插銷，彈簧彈出，工作口封閉)，「固定環」和「旋轉環」脫離與護筒、鑽頭的關聯而留在深層土層中，反轉鑽頭直至鑽頭取出。進行壓漿工作，高頻振動護筒後，提升鋼護筒，完成鋼筋植入和砼成型工作。
綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是：本發明可根據不同地層地質和地貌情況以及植入對象，選擇不同功能的裝置，靈活組裝，以方便施工作業(如本裝置的旋挖、靜壓、振動部分功能，既可聯機組合工 作，也可離機單獨工作，用狹小空間和深水區的植樁工藝)。可滿足國內施工企業處理堅硬地層樁基礎工程施工的迫切需求。在處理土木工程樁基礎機械技術方面目前處於國際國內領先水平，打破國外企業對該領域的機械技術和價格壟斷，填補國內空白。
附圖說明
本發明將通過例子並參照附圖的方式說明，其中：
圖1是本發明的下部結構示意圖；
圖2是本發明的上部結構示意圖；
圖3是A-A剖視圖；
圖4是是C3局部放大圖；
圖5是B-B剖視圖；
圖6是C1局部放大圖；
圖7是C2局部放大圖；
圖8是本發明另一上部結構示意圖；
圖9是E-E剖視圖；
圖10是適用於本發明的移動平臺。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本發明的主體結構為底座3和用於支撐底座3的可調支腳1，在底座3上焊接有井架9，井架9的中心為樁筒10，在樁筒10內設置有鑽杆11；井架9下端的內側設置有導軌8，導軌8與樁筒10之間設置有滑動箱5，滑動箱5的下端設置有舉升油缸4。滑動箱5在舉升油箱4的作用下可以沿著導軌8上下移動，在本裝置中，採用四個舉升油缸4。
如圖3所示，在滑動箱5內設置沿水平方向相對設置有夾緊油缸24，在夾緊油缸24的作用下可帶動夾頭23連同左夾具25、右夾具27做夾緊或鬆開運動；左右夾具的種類根據被夾持的對象是樁筒10或者樁板26做相應更換；當夾緊油缸24夾緊時，配合舉升油缸4的運動帶動樁筒10或板樁26上下運動。
如圖6、圖7所示，在井架9的頂部設置有起重裝置和動力裝置，井架9的頂端有上橫梁22和起重電機21、起重輪20；在起重電機和起重輪的帶動下鋼纜19吊動圖7中的滑輪18、吊架17、活動梁14；可以使鑽杆上下運動；圖7 中的吊鉤12，是在安裝初期或結束時用來吊裝板樁、樁筒等物件的。由馬達16通過減速器15、聯軸節13與鑽杆11相連接，並給鑽杆11提供動力。
如圖4、圖5所示，鑽杆11在樁筒10內部旋轉，其下端連接有筒形複合鑽34(此類鑽頭適用於巖石層的破碎，也可以根據地質狀況選擇不同的類型)。筒形複合鑽34其內部也有一個內鑽杆33，其下端中心安裝有三牙輪鑽28，外部邊緣安裝有三個單牙輪鑽29、38；單牙輪鑽可繞銷軸32轉動；當鑽杆11向下做鑽孔運動時，工作阻力使單牙輪38繞銷軸32轉動直至碰到限位面37；這時鑽孔直徑略大於樁筒10(或板樁的廻轉直徑)的直徑；當提升鑽杆時，工作阻力消失，在重力的作用下單牙輪轉動直到與限位面30接觸，恢復原始位置，如同圖中單牙輪28；這時其廻轉直徑小於樁筒10的直徑，可以使筒形複合鑽34沿著樁筒10內上、下運動。
鑽孔過程中產生的渣土沿著入渣口36進入，並在內鑽杆33的推動下出渣口35向上運動。在樁筒或者樁板上設置有若干個孔，當旋挖工作中，泥土在內鑽杆33的推動下進入到樁筒或者樁板內，通過樁筒或者樁板上的孔就可以將泥土排出裝置外。這樣的話就不需要向傳統的靜壓設備，需要工作一段時間後專門去清楚泥土。
圖10是一種自製的專用可行走機架，在底座43上有動力站42；其中心部位有廻轉臺46，迴轉臺46下設有廻轉臺支腳45；底座43設有兩平移支腳48。在工作狀態支架50保證底座43的平穩。當廻轉支腳45伸出時將底座43支起，支架50懸空，平移油缸49動作使平移支腳48相對底座43滑動；如果此時廻轉馬達47工作，則底座43旋轉；廻轉支腳45收縮，支架50落地，此時若平移油缸49動作使底座43相對平移支腳48滑動，而實現底座43直線位移；此時如果廻轉馬達47工作，則迴轉臺46旋轉。
圖8是將本發明的井架上部進行改裝，同時將圖8結合圖10應用，將原有井架從滑動箱5和導軌8的上端開始分成兩部分，其下部分基本不變，其上端改變成井杆55。井杆55上焊接有支架53、54，使得井杆55可以在油缸64的作用下，繞軸52旋轉，最終成平臥狀態；由此方便運輸，此外井杆55也可能實現輔助吊裝功能；然而最主要的是井杆這種開放的外形能方便鑽杆、板樁、樁筒的吊裝。
另井杆55的頂端有可伸縮杆60，在油缸61的作用下可沿軸向移動；可伸縮杆60的端部有起重電機63，通過鋼纜62、滑輪58、帶動動力頭架59，沿井杆55軸向運動。此結構亦能用於履帶工程機械底盤。
圖9中井杆55沿軸線設有兩條滑軌66；動力頭架59沿著這兩條滑軌上下運動；左右對稱的兩個滑輪58，可繞著滑輪軸65旋轉。當然井杆55的截面形狀也可以是矩形、工字形等其它形狀。
本發明並不局限於前述的具體實施方式。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特徵或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。