一种适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置，包括机身、底座、固定夹、L型夹头架、夹头和液压缸、伸缩钻杆、多轴器、动力头和桅杆，L型夹头架与机身滑动连接，液压缸连接在L型夹头架上方，L型夹头架的横段设有中心孔，中心孔外侧设有同心的半圆形轨道，夹头连接在L型夹头架底部，桅杆活动连接在机身上方，动力头通过连接杆连接在桅杆的右侧，伸缩钻杆连接在动力头的下方，多轴器连接在伸缩钻杆的下方，多轴器的下方设有主钻头和副钻头，主钻头内嵌有土压传感器、位置传感器和温度传感器。总之，本发适应范围广，施工难度小且效率高。

Boring hole type static pressure pile planting device suitable for hard geological area

The invention discloses a method for hard geological zone jacked pile hole guiding device, which comprises a body, a base, a fixing clip, L type chuck chuck and frame, hydraulic cylinder, drill rod, multi axis device, power head and mast type L clamp head is connected with the sliding body, the hydraulic cylinder is connected to the L chuck type frame, cross section of L type chuck holder is provided with a central hole, semicircular track center hole is arranged outside the concentric, chuck is connected to the bottom of the L type chuck frame, the mast is movably connected to the top of the fuselage, the dynamic connecting rod is connected on the mast right through the head, below the drill rod is connected with the power head, below the shaft is connected in a telescopic pipe, under the multi axis device is provided with a main drill bit and drill bit side, embedded pressure sensor, position sensor and temperature sensor. In a word, the utility model has the advantages of wide range of adaptation, small construction difficulty and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置
本专利技术涉及建筑施工
，具体涉及一种适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置。
技术介绍
传统的动能打桩机是利用冲击力将桩贯入地层的桩工机械。按照桩锤动力来源不同，常见的打桩设备有落锤打桩机、气锤打桩机、柴油锤打桩机、液压锤打桩机等。静压植桩机应用了与各类传统型打桩机完全不同的桩基贯入工艺机理。静压植桩机采用的是通过夹住数根已经压入地面的桩（完成桩），将其拔出阻力作为反力，利用静载荷将下一根桩压入地面的“压入机理”。日本技研制作所研发的静压植桩机在全球首次成功的将该原理付诸于实用。利用与地球成为一体化的反力，实现了小型化机器同样可以发挥强大能力的目的。经过多年的实践，利用该原理发展成熟的环保型压入工法（ThePress-inMethod），不仅对日本的都市化进程做出了贡献，而且被广泛应用于包括中国在内的世界30多个国家与地区的相关工程。液压静力压桩机施工无震动，噪声较小，高效节能，成桩质量高；但机器笨重，对施工场地要求高；倘若地层中存在密实硬层，特别是厚沙砾层，因沉桩阻力大，桩端难以穿透，适用范围受到限制。针对地层中存在密实硬层时的静压桩工法，各地根据自身地质条件的特点，发展出多种施工方法：如在预制桩中心孔中冲入高压水及高压气，将硬沙层冲松，沙粒随水流排出的冲水桩法；预先利用长螺旋引孔、先引孔再压桩的预引孔法等等。但这些工法适应范围小，且存在各种弊病。如冲水桩法工作环境差，容易对机器上的液压油缸、液压器等造成损害；预引孔法长螺旋预先引孔后，后续静压桩机施工就位时容易将孔压塌压偏。而且预引孔法只适合地表有密实沙层的情况，有的地质静压桩很难穿过，只要一提钻就塌孔，有很大的施工难度。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术提供一种适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置。本专利技术的技术方案为：一种适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置，主要包括桩机主体、抱夹装置、引孔装置和监测控制系统，所述桩机主体包括机身、底座和固定夹，所述机身的下方通过滑动机构与所述底座上方相连，所述固定夹固定连接在底座下方，所述抱夹装置包括L型夹头架、夹头和液压缸，所述L型夹头架的竖段左壁与机身的右壁滑动连接，所述液压缸连接在L型夹头架的竖段上方，L型夹头架的横段设有中心孔，所述中心孔内穿有预制桩，中心孔外侧设有同心的半圆形轨道，所述夹头的上端通过旋转法兰与L型夹头架的横段的底部相连，夹头的下端分为夹头一和夹头二，所述夹头一上设有纵向孔洞，所述引孔装置包括伸缩钻杆、多轴器、动力头和桅杆，所述桅杆活动连接在机身上方，所述动力头通过连接杆连接在桅杆的右侧，所述伸缩钻杆连接在动力头的下方，伸缩钻杆依次贯穿中心孔和所述纵向孔洞，所述多轴器连接在伸缩钻杆的下方，多轴器的下方中心位置设有主钻头，所述主钻头的四周设有1-4个副钻头，主钻头的末端内嵌有土压传感器和位置传感器，主钻头的中段内嵌有温度传感器，主钻头通过导线连接有超声波驱动器，当遇到过硬的阻碍物，主钻头一时难以破碎，并有可能出现伸缩钻杆的回缩现象时，根据所述土压传感器的反馈，可利用超声波驱动器对硬物进行超声波辅助破碎，既可以提高施工进度还可以保护钻头；所述超声波驱动器位于桅杆的右边，多轴器内设有陀螺定向仪，多轴器内底部设有储液腔，所述储液腔内装有冷却剂，所述监测控制系统包括信息采集器和终端控制器，所述信息采集器位于桅杆的左边，信息采集器分别通过电缆与土压传感器、位置传感器、温度传感器和陀螺定向仪相连，陀螺定向仪可监测钻孔是否有偏差，所述终端控制器分别通过线缆或无线信号与信息采集器和超声波驱动器相连。进一步的，所述桅杆为可伸缩结构，桅杆的下方连接有驱动电机，桅杆可进行度旋转，桅杆内设有集成歧管，所述导线与电缆均安装在所述集成歧管内，集成歧管的末端分别与所述超声波驱动器和信息采集器相连，伸缩桅杆更加节省空间，可旋转设计便于所述伸缩钻杆换向。进一步的，所述伸缩钻杆与动力头之间还设有分节钻杆，所述分节钻杆通过钻头连接器与伸缩钻杆相连，分节钻杆的数量为1-10根，分节钻杆的总长加伸缩钻杆的总长为所述预制桩长度的1.2-1.5倍，当预制桩长度过长时，伸缩钻杆若增加长度，则会增加其直径，使得伸缩钻杆难以穿过所述半圆形轨道和纵向孔洞，此时需要分节钻杆弥补宽度和长度难以平衡的问题。进一步的，所述分节钻杆为中空结构，分节钻杆内部设有电缆束，分节钻杆的上下两端分别设有导电接口一和导电接口二，所述导电接口一与所述伸缩杆顶端相接，所述导电接口二与所述动力头相接，导电接口和电缆束起到承上启下的过渡作用。进一步的，所述半圆形轨道包括圆孔a、圆孔b和弧形轨道，所述圆孔a和圆孔b分别位于所述弧形轨道的两端，圆孔a和圆孔b分别与弧形轨道的外边相切，圆孔a和圆孔b与弧形轨道的内边相交，圆孔a和圆孔b的直径为弧形轨道宽度的1-2倍，便于伸缩钻杆要换向及定位。进一步的，所述夹头一和夹头二靠近所述预制桩的方向内嵌有压力传感器，所述压力传感器通过内置导线与所述信息采集器相连，由所述压力传感器监测夹头一和夹头二的压力变化，从而使预制桩与伸缩钻杆的进给量相匹配。一种适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置的工作方法，步骤为：利用所述固定夹加持住辅助垫板或已经铺设好的所述预制桩，通过吊车将预制桩喂入所述L型夹头架，并利用所述夹头一和夹头二加紧固定，将所述伸缩钻杆依次穿过所述圆孔a和纵向孔洞，所述主钻头对硬地质进行主破碎，所述副钻头在四周进行辅助破碎，所述液压缸驱动伸缩钻杆下压进行引孔，同时L型夹头架同步下压预制桩，当预制桩在阶段下压时，由所述压力传感器监测夹头一和夹头二的压力变化，从而使预制桩与伸缩钻杆的进给量相匹配，当预制桩整段下压完成后，伸缩钻杆向上回缩使得主钻头和副钻头位于地面之上，所述桩机主体向前移动，所述夹头通过所述旋转法兰旋转180度，同时，伸缩钻杆由圆孔a通过所述弧形轨道运动到所述圆孔b，喂入下一根预制桩，所述预制桩与上一根预制桩方向相反，重复上步植桩步骤。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置可使得引孔和压桩同步进行，通过将引孔装置与抱夹装置巧妙组合来实现实时引孔，在喂入下一根预制桩时，伸缩钻杆由圆孔a通过弧形轨道运动到所述圆孔b，使得钻孔装置靠近预制桩的凹槽面，进一步预制桩的减小静压阻力，而且，更换方向更加快捷，节省时间，进而提高施工效率；伸缩钻杆的下方通过多轴器连接有主钻头和副钻头，破碎更细且面积更广，减小预制桩的下压阻力，其中，主钻头还通过导线连接有超声波驱动器，当遇到过硬的阻碍物，主钻头一时难以破碎，并有可能出现伸缩钻杆的回缩现象时，根据土压传感器的反馈，可利用超声波驱动器对硬物进行超声波辅助破碎，既可以提高施工进度还可以保护钻头；其中，当预制桩长度过长时，通过在伸缩钻杆的上方增设分节钻杆，弥补可伸缩钻杆因长度过长而导致体积增大，从而降低实时引孔的灵活性和可行性的问题。总之，本专利技术设计合理，具有适应范围广，施工难度小且施工效率高等优点。附图说明图1是本专利技术实施例1的主视结构示意图；图2是本专利技术实施例1的左视结构示意图；图3是本专利技术实施例2的主视结构示意图；图4是本专利技术实施例2的左视结构示意图；图5是本专利技术实施例1-2的L型夹头架的俯视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置，其特征在于，主要包括桩机主体（1）、抱夹装置（2）、引孔装置（3）和监测控制系统（4），所述桩机主体（1）包括机身（11）、底座（12）和固定夹（13），所述机身（11）的下方通过滑动机构（14）与所述底座（12）上方相连，所述固定夹（13）固定连接在底座（12）下方，所述抱夹装置（2）包括L型夹头架（21）、夹头（22）和液压缸（23），所述L型夹头架（21）的竖段左壁与机身（11）的右壁滑动连接，所述液压缸（23）连接在L型夹头架（21）的竖段上方，L型夹头架（21）的横段设有中心孔（24），所述中心孔（24）内穿有预制桩（5），中心孔（24）外侧设有同心的半圆形轨道（25），所述夹头（22）的上端通过旋转法兰（26）与L型夹头架（21）的横段的底部相连，夹头（22）的下端分为夹头一（221）和夹头二（222），所述夹头一（221）上设有纵向孔洞（223），所述引孔装置（3）包括伸缩钻杆（31）、多轴器（32）、动力头（33）和桅杆（34），所述桅杆（34）活动连接在机身（11）上方，所述动力头（33）通过连接杆（35）连接在桅杆（34）的右侧，所述伸缩钻杆（31）连接在动力头（33）的下方，伸缩钻杆（31）依次贯穿中心孔（24）和所述纵向孔洞（223），所述多轴器（32）连接在伸缩钻杆（31）的下方，多轴器（32）的下方中心位置设有主钻头（36），所述主钻头（36）的四周设有1‑4个副钻头（37），主钻头（36）的末端内嵌有土压传感器（361）和位置传感器（362），主钻头（36）的中段内嵌有温度传感器（363），主钻头（36）通过导线（364）连接有超声波驱动器（365），所述超声波驱动器（365）位于桅杆（34）的右边，多轴器（32）内设有陀螺定向仪（321），多轴器（32）内底部设有储液腔（322），所述储液腔（322）内装有冷却剂，所述监测控制系统（4）包括信息采集器（41）和终端控制器（42），所述信息采集器（41）位于桅杆（34）的左边，信息采集器（41）分别通过电缆（43）与土压传感器（361）、位置传感器、温度传感器（362）和陀螺定向仪（321）相连，所述终端控制器（42）分别通过线缆或无线信号与信息采集器（41）和超声波驱动器（365）相连。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置，其特征在于，主要包括桩机主体（1）、抱夹装置（2）、引孔装置（3）和监测控制系统（4），所述桩机主体（1）包括机身（11）、底座（12）和固定夹（13），所述机身（11）的下方通过滑动机构（14）与所述底座（12）上方相连，所述固定夹（13）固定连接在底座（12）下方，所述抱夹装置（2）包括L型夹头架（21）、夹头（22）和液压缸（23），所述L型夹头架（21）的竖段左壁与机身（11）的右壁滑动连接，所述液压缸（23）连接在L型夹头架（21）的竖段上方，L型夹头架（21）的横段设有中心孔（24），所述中心孔（24）内穿有预制桩（5），中心孔（24）外侧设有同心的半圆形轨道（25），所述夹头（22）的上端通过旋转法兰（26）与L型夹头架（21）的横段的底部相连，夹头（22）的下端分为夹头一（221）和夹头二（222），所述夹头一（221）上设有纵向孔洞（223），所述引孔装置（3）包括伸缩钻杆（31）、多轴器（32）、动力头（33）和桅杆（34），所述桅杆（34）活动连接在机身（11）上方，所述动力头（33）通过连接杆（35）连接在桅杆（34）的右侧，所述伸缩钻杆（31）连接在动力头（33）的下方，伸缩钻杆（31）依次贯穿中心孔（24）和所述纵向孔洞（223），所述多轴器（32）连接在伸缩钻杆（31）的下方，多轴器（32）的下方中心位置设有主钻头（36），所述主钻头（36）的四周设有1-4个副钻头（37），主钻头（36）的末端内嵌有土压传感器（361）和位置传感器（362），主钻头（36）的中段内嵌有温度传感器（363），主钻头（36）通过导线（364）连接有超声波驱动器（365），所述超声波驱动器（365）位于桅杆（34）的右边，多轴器（32）内设有陀螺定向仪（321），多轴器（32）内底部设有储液腔（322），所述储液腔（322）内装有冷却剂，所述监测控制系统（4）包括信息采集器（41）和终端控制器（42），所述信息采集器（41）位于桅杆（34）的左边，信息采集器（41）分别通过电缆（43）与土压传感器（361）、位置传感器、温度传感器（362）和陀螺定向仪（321）相连，所述终端控制器（42）分别通过线缆或无线信号与信息采集器（41）和超声波驱动器（365）相连。2.如权利要求1所述的一种适用于坚硬地质区的引孔式静压植桩装置，其特征在于，所述桅杆（34）为可伸缩结构，桅杆（34）的下方连接有驱动电机（341），桅杆（34）可进行180度旋转，桅杆（34）内设有集成歧管（342），所述导线（364）与电缆（43）均安装在所述集成歧管（342）内，集成歧管（342）的末端分别与所述超声波驱动器（365）和信息采集器（41）相连。3.如权利要求1所述的一种适用于坚硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：王甲亮，赵兴旺，赵兴全，
申请(专利权)人：郑州坤博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41