一种智能化植桩施工设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种智能化植桩施工设备，包括桩架，桩架上设置有钻杆，钻杆顶部设置有动力装置，钻杆设置有上下喷浆口，下喷浆口位于钻杆底部，上喷浆口位于钻杆中部，钻杆内部设置有连接上下喷浆口的喷浆管，喷浆管连接有用于控制上下喷浆口转换开闭的换向阀，换向阀连接外部供浆的输浆管。采用本方案的设备加固处理软土基础，具有均匀的强度、均匀的密度、较高的承载力和较好的止水效果，施工造价低，施工过程中粉尘污染被控制，无环境污染，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化植桩施工设备
本技术涉及土木工程
，具体的来说涉及一种智能化植桩的施工设备。
技术介绍
在土木工程领域中，传统的预制桩施工，主要有锤击法和静压法，这两种方式均存在沉桩阻力大、速度慢、挤土严重等问题，在预制桩施工过程中对周边的建筑物、管线和构筑物产生危害。虽然采取一些应力释放措施可以缓解挤土的危害，但实践证明这种挤土的危害难以消除。此外，地层阻力越大，需沉桩的压力就越大，导致沉桩过程对桩身的损害就越大。为了保护桩身在施工过程不受损害，就需要采用较高承载力的桩材，使得桩基的成本增大很多。另一种方法是引孔减阻，这不仅增加了施工成本，而且引孔虽然减阻，但也降低了地基土的侧向摩擦力，导致桩基承载力的降低，从而增加了工程造价。在淤泥类软弱土层中，由于土体的摩阻力较低，导致桩体的侧向承载力较小，使得桩身材料的强度发挥不了作用，不能充分应用，产生较大浪费。预制桩入风化岩和穿过密实砂层目前是不可能，从而限制了预制桩的应用范围。对于周边环境复杂的区域，只能采用钻孔灌注桩，钻孔灌注桩在施工过程中将产生大量的护壁泥浆和成孔造浆，对环境将产生污染。同时，由于水下浇筑混凝土的质量难以保证和钻孔灌注桩身周边的泥皮导致桩体承载力下降，使得钻孔灌注桩的造价比预制桩的造价高40％以上。在砂砾层中钻孔，清孔十分困难，使钻孔灌注桩的施工时间和造价增加较多。基于预制桩基础和钻孔灌注桩基础存在的问题和各自的优点，工程界迫切希望将这二种桩基础的优点发扬光大，克服其存在的缺点，需要创新一种桩基施工设备。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种智能化植桩施工设备。智能化植桩施工设备，包括桩架，桩架上设置有钻杆，钻杆顶部设置有动力装置，钻杆设置有上下喷浆口，下喷浆口位于钻杆底部，上喷浆口位于钻杆中部，钻杆内部设置有连接上下喷浆口的喷浆管，喷浆管连接有用于控制上下喷浆口转换开闭的换向阀，换向阀连接外部供浆的输浆管；所述动力装置内设置有可调速电机，电机连接变频器，变频器连接一可编程控制器，可编程控制器控制变频器进而控制变频电机从而达到控制钻杆转速和转向的目的；所述动力装置通过钢丝绳连接卷扬机，钢丝绳上设置三滑轮组，三滑轮组上设置编码器，编码器通过记录滑轮转动圈数监控钻杆上提下钻速度和施工桩长，所述编码器连接所述可编程控制器，可编程控制器通过编码器记录滑轮转动圈数进而监控钻杆上提下钻速度和深度，从而达到控制钻杆上提下钻速度和深度的目的；所述换向阀连接所述可编程控制器，可编程控制器通过控制换向阀的开闭转向，进而控制钻杆的上下喷浆口转换开闭，从而达到钻杆施工上下喷浆的目的；所述可编程控制器连接一施工参数输入模块；所述可编程控制器根据输入参数自动控制钻杆的升降、转速、喷浆，形成流态固化土的搅拌桩；所述智能化植桩施工设备，还包括一用于向搅拌桩植入预制桩的辅助设备。所述的钻杆上设置有叶片，上喷浆口位于叶片中间的钻杆上。所述叶片为搅拌叶片。所述叶片为螺旋叶片。所述叶片为搅拌叶片与螺旋叶片混合布置，搅拌叶片位于钻杆的下部，螺旋叶片上部；搅拌叶片用于将土体与固化剂浆液充分混合；螺旋叶片用于将桩孔上部取土。所述钻杆中部设置多个上喷浆口，多个上喷浆口在叶片附近呈高低位布置。钻杆内部设置有喷气管，钻杆上对应设置有连接喷气管的喷气口。所述可编程控制器连接一用于显示和控制的触摸屏，并通过触摸屏输入参数对施工设备进行施工控制。可编程控制器连接一远程监控终端，远程监控终端通过网络连接智能施工控制系统，远程监控终端为计算机或手持设备。桩架上设置有倾角仪；所述可编程控制器连接倾角对桩架垂直度进行监控。所述变频电机内设置有温度传感器，所述可编程控制器连接温度传感器并对变频电机温度进行监控。输浆管连接后台供浆系统，包括水泥斗、储水斗、搅拌罐、储浆罐，水泥斗、储水斗分别连接搅拌罐，搅拌罐连接储浆罐，储浆罐通过浆泵连接输浆管，输浆管连接钻杆的换向阀；水泥斗、储水斗上分别设置称重控制系统，浆泵上设置流量计，称重控制系统、流量计连接一可编程控制器，可编程控制器连接一浆液参数输入模块，后台供浆系统根据输入的浆液参数自动供浆。后台供浆系统的可编程控制器与桩架上的可编程控制器相互联通。所述辅助植桩设备为压桩机。有益效果：与现有技术相比，采用上下喷浆口结合的方式进行喷浆，可以使喷浆与土体得到充分的搅拌，尤其是上喷浆口，在钻杆上提时，浆液被搅拌叶片进行搅拌，加固处理软土基础，使其具有均匀的强度、均匀的密度、较高的承载力和较好的止水效果，施工造价低，全自动的后台供浆系统使得施工过程中粉尘污染被控制，无环境污染，绿色环保。附图说明下面结合附图和具体实施方式来详细说明本技术；图1为本技术所述一种智能化搅拌桩施工设备的结构示意图。图2为本技术所述的钻杆示意图。图3为本技术所述的三滑轮结构示意图。图4为本技术所述的后台供浆系统示意图。图5为本技术所述的智能控制系统示意图。图6为本技术所述的植桩设备结构示意图。图7为本技术所述设备施工过程中钻进深度h-时间t曲线图。图8为本技术所述设备施工过程中上、下喷浆开关与钻进深度h-时间t曲线对应关系图。图9为本技术所述的钻杆施工过程示意图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。本实施例中的设备，用于将桩孔中的土体部分置换、原位搅拌形成流塑性土体，孔内插入预制桩体，与固化土粘合形成复合基桩参看图1和图2，智能化搅拌桩施工设备，用于施工水泥土搅拌桩，形成流塑性土体。设备包括桩架1，在桩架上设置钻杆2，钻杆2用于形成水泥土搅拌桩；钻杆2底部安装有岩层和硬土层中成孔的钻头5；钻杆上装有动力头6，动力头6内安装有电机，电机连接变频器，通过变频器控制频率改变进而改变转动速度，从而控制钻杆2的转速，同样钻杆转向也可以通过调换变频器的交流电相序实现电机反转。变频器设置在桩架的配电柜内动力头6通过钢丝绳8连接卷扬机9，通过卷扬机8提升或者下降钻杆2。参看图2，钻杆2的底部设置下喷浆口22，钻杆的中部设置有上喷浆口21，钻杆2内分别设置有与上喷浆口21、下喷浆口22相连接的喷浆管，在钻杆2顶部二喷浆管与一喷浆转换阀连接。喷浆转换阀可以根据需要进行高低位的转换喷浆。喷浆转换阀通过输浆管连接后台供浆系统。所述钻杆2底部还设置有喷气口，对应的钻杆内部设置有与喷气口连接的喷气管，喷气管连接空压机。喷气管用于向搅拌土体中喷气，使得水泥浆液进一步与土体混合。所述钻杆上设置有搅拌叶片7。所述搅拌叶片7在钻杆一定长度布置。在上喷浆口41的下方搅拌叶片7，当进行提钻喷浆时，搅拌叶片7可以将喷浆孔41喷出的水泥浆液进一步与土体混合。所述钻杆上设置有螺旋叶片3；螺旋叶片3位于钻杆上部。螺旋叶3片用于钻孔上部取土，而搅拌叶片7用于钻孔后的浆液搅拌。所述钻杆2为可接续钻杆，通过钻杆接续装置，将钻杆接长，实现搅拌钻孔深度达到40m以上，控制桩架高度在30m以内。参看图4，所述后台供浆系统，包括一个储浆罐41，储浆罐41内储存搅拌好的水泥浆液，储浆罐41通过输浆管连接浆泵42，浆泵42上设置有流量计43，浆泵42通过输浆管连接搅拌桩施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化植桩施工设备，包括桩架，桩架上设置有钻杆，钻杆顶部设置有动力装置，其特征是：钻杆设置有上下喷浆口，下喷浆口位于钻杆底部，上喷浆口位于钻杆中部，钻杆内部设置有连接上下喷浆口的喷浆管，喷浆管连接有用于控制上下喷浆口转换开闭的换向阀，换向阀连接外部供浆的输浆管；所述动力装置内设置有可调速电机，电机连接变频器，变频器连接一可编程控制器，可编程控制器控制变频器进而控制变频电机从而达到控制钻杆转速和转向的目的；所述动力装置通过钢丝绳连接卷扬机，钢丝绳上设置三滑轮组，三滑轮组上设置编码器，编码器通过记录滑轮转动圈数监控钻杆上提下钻速度和施工桩长，所述编码器连接所述可编程控制器，可编程控制器通过编码器记录滑轮转动圈数进而监控钻杆上提下钻速度和深度，从而达到控制钻杆上提下钻速度和深度的目的；所述换向阀连接所述可编程控制器，可编程控制器通过控制换向阀的开闭转向，进而控制钻杆的上下喷浆口转换开闭，从而达到钻杆施工上下喷浆的目的；所述可编程控制器连接一施工参数输入模块；所述可编程控制器根据输入参数自动控制钻杆的升降、转速、喷浆，形成流态固化土的搅拌桩。

【技术特征摘要】
1.一种智能化植桩施工设备，包括桩架，桩架上设置有钻杆，钻杆顶部设置有动力装置，其特征是：钻杆设置有上下喷浆口，下喷浆口位于钻杆底部，上喷浆口位于钻杆中部，钻杆内部设置有连接上下喷浆口的喷浆管，喷浆管连接有用于控制上下喷浆口转换开闭的换向阀，换向阀连接外部供浆的输浆管；所述动力装置内设置有可调速电机，电机连接变频器，变频器连接一可编程控制器，可编程控制器控制变频器进而控制变频电机从而达到控制钻杆转速和转向的目的；所述动力装置通过钢丝绳连接卷扬机，钢丝绳上设置三滑轮组，三滑轮组上设置编码器，编码器通过记录滑轮转动圈数监控钻杆上提下钻速度和施工桩长，所述编码器连接所述可编程控制器，可编程控制器通过编码器记录滑轮转动圈数进而监控钻杆上提下钻速度和深度，从而达到控制钻杆上提下钻速度和深度的目的；所述换向阀连接所述可编程控制器，可编程控制器通过控制换向阀的开闭转向，进而控制钻杆的上下喷浆口转换开闭，从而达到钻杆施工上下喷浆的目的；所述可编程控制器连接一施工参数输入模块；所述可编程控制器根据输入参数自动控制钻杆的升降、转速、喷浆，形成流态固化土的搅拌桩。2.根据权利要求1所述的一种智能化植桩施工设备，其特征是，所述的钻杆上设置有叶片，上喷浆口位于叶片中间的钻杆上。3.根据权利要求2所述的一种智能化植桩施工设备，其特征是，所述叶片为搅拌叶片。4.根据权利要求2所述的一种智能化植桩施工设备，其特征是，所述叶片为螺旋叶片。5.根据权利要求2所述的一种智能化植桩施工设备，其特征是，所述叶片为搅拌叶片与螺旋叶片混合布置，搅拌叶片位于钻杆的下部，螺旋叶片上部；搅拌叶片用于将土体与固化剂浆液充分混合；螺旋叶片用于将桩孔上部取土。6.根据权利要求1所述的一种智能化植桩施工设备，其特征是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全林，宋伟民，盛晓幸，
申请(专利权)人：上海强劲地基工程股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31