一种具有柱桩定位系统的静压桩机及柱桩施工方法技术方案

本发明专利技术提供了一种具有柱桩定位系统的静压桩机及柱桩施工方法，涉及岩土工程技术领域，能够提高柱桩的定位安装精度。静压桩机具有第一支腿、第二支腿、支撑油缸、工作台、抱桩器、吊车架、配重和定位系统，第一支腿和第二支腿平行布置，多个支撑油缸分别设置在第一支腿和第二支腿上方，工作台固定在支撑油缸上方，吊车架设置在工作台上方，抱桩器设置在工作台中央，工作台上还设置有多个配重；定位系统包括吊装定位装置、桩孔定位装置和柱桩修正定位装置。以及利用该静压桩机施工柱桩的方法，包括定位并吊装第一柱桩，安装桩尖后定位桩孔，静压下桩过程中利用第二柱桩修正第一柱桩的位置；利用该静压桩机施工提高了桩基施工质量、保证了施工安全。

A static pressure piling machine with pile positioning system and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种具有柱桩定位系统的静压桩机及柱桩施工方法
本专利技术涉及岩土工程
，尤其是一种具有柱桩定位系统的静压桩机，以及利用该静压桩机的柱桩施工方法。
技术介绍
静压桩机是岩土工程中桩基施工用的设备，通过静力压桩机的压桩机构以柱桩的自重和机架上的配重提供反力而将预制柱桩压入土中。静压桩机不需要锤击从而不会产生震动噪音污染小，也不会产生冲击力保证了柱桩的完整性。现有的静压桩机在压桩时，地基土体会受到强烈扰动，尤其是在地质条件复杂的海边、冻土层、软弱土层和地质构造带等条件下，桩周的土体抗剪强度与桩体的抗剪强度差异大。一般桩机施工时会先钻孔，钻孔的长度较大，所以通常会在同一钻孔内下多根柱桩。在各土层和桩体之间的桩侧摩阻力，尤其是地质条件复杂的情况下会有很大的差异，所以在沉桩时会发生桩身倾斜的问题。当工程对施工精度要求高时，由于桩体吊装、沉桩过程中均不能保证下桩的精度，所以需要对现有的静压桩机设备及柱桩施工方法做进一步的改进。
技术实现思路
为了提高柱桩的定位安装精度，保证桩基的施工质量和施工安全，本专利技术提供了一种具有柱桩定位系统的静压桩机及柱桩施工方法，具体的技术方案如下。一种具有柱桩定位系统的静压桩机，包括第一支腿、第二支腿、支撑油缸、工作台、抱桩器、吊车架、配重和定位系统，所述第一支腿和第二支腿平行布置，多个支撑油缸分别设置在第一支腿和第二支腿上方，所述工作台固定设置在支撑油缸的上方，所述吊车架设置在工作台上方，所述抱桩器设置在工作台的中央，在工作台上还安装有多个配重；所述定位系统包括吊装定位装置、桩孔定位装置和柱桩修正定位装置，所述吊装定位装置包括吊装管夹、第一牵引绳和第二牵引绳，所述吊装管夹和吊车架的挂钩相互配合，所述第一牵引绳的一端和抱桩器固定连接，第一牵引绳的另一端和柱桩连接，所述第二牵引绳的一端和抱桩器固定连接，第二牵引绳的另一端和柱桩连接；所述桩孔定位装置包括安装在第一支腿和第二支腿上的激光定位器，以及安装在抱桩器上的激光定位器；所述柱桩修正定位装置包括柱桩后端安装的应力传感器，以及安装在柱桩内的水平仪，所述抱桩器调整并控制下桩的方向与竖直方向的夹角。优选的是，抱桩器包括静压油缸、抱紧轴套和调斜油缸，至少4个静压油缸沿抱紧轴套的外周均匀布置，调斜油缸与水平方向斜交布置并控制抱桩器的轴线与竖直方向的夹角。优选的是，第一支腿和第二支腿上至少设置至少有两个支撑油缸，支撑油缸控制工作台平面的升降；所述配重在工作台上分别沿第一支腿的轴向和第二支腿的轴向排列布置。优选的是，吊车架和吊装定位装置协同吊装柱桩，吊装管夹和柱状吊装方向的上部连接固定，第一牵引绳和第二牵引绳共同与柱状吊装方向的下部连接固定。优选的是，第一支腿和第二支腿上的激光定位器的定位点在桩孔的轴线处，抱桩器上的激光定位器定位桩孔的轴线。还优选的是，水平仪监测柱桩和竖直方向的夹角，所述应力传感器监测柱桩间的接触面。一种柱桩施工方法，利用上述的一种具有柱桩定位系统的静压桩机，步骤包括：A.利用桩孔钻机打设柱桩孔，并在柱桩孔的孔口安装轴线定位装置；B.移动静压桩机，第一支腿和第二支腿分别移动至柱桩孔的两侧；C.在柱桩的上部分安装吊装管夹，将第一牵引绳和第二牵引绳与柱桩的下部连接固定，吊装柱桩的过程中保持柱桩稳定并竖直放入抱紧轴套；D.抱桩器上的激光定位器定位桩孔的轴线和柱桩的轴线一致，移走轴线定位装置，并安装柱桩的桩尖；E.抱桩器抱紧柱桩静压打入桩孔，在第1根柱桩露出少于2m时，重复步骤C吊装第2根柱桩；F.第2根柱桩沿步骤D中抱桩器定位的方向将第1根柱桩压入桩孔，第2根柱桩随抱桩器继续静压下沉；G.根据水平仪的反馈，抱桩器调整柱桩轴线与竖直方向的夹角，并根据应力传感器修正柱桩与竖直方向的夹角；H.重复步骤C和步骤G并安装多根柱桩。进一步优选的是，轴线定位装置包括内套筒、盖板、重锤、万向联轴器和轴线标杆，套筒直径和桩孔的直径相等，盖板盖设在内套筒上，重锤通过万向联轴器和轴线标杆固定相连，万象联轴器安装在盖板的中心点处。进一步优选的是，水平仪反馈柱桩和竖直方向夹角等于0时，保持抱桩器压桩的方向；当水平仪反馈柱桩和竖直方向之间夹角α大于5°时，抱桩器调整柱桩轴线与竖直方向夹角为β，其中夹角α和夹角β在同一平面内，并且夹角β＝α+5°，抱桩器保持柱桩轴线与竖直方向夹角为β直至水平仪反馈柱桩和竖直方向夹角等于0。进一步优选的是，应力传感器呈十字状排列在柱桩的上端面；抱桩器调整柱桩轴线与竖直方向夹角为β时，上方的柱桩下端面和下方柱桩的上端面接触面积为S1，下方柱桩的上端面面积为S2，并且2S1<S2。本专利技术提供的一种具有柱桩定位系统的静压桩机及柱桩施工方法有益效果包括：(1)具有柱桩定位系统的静压桩机设置有定位系统，通过各个结构的配合能够平稳的吊装柱桩，并且可以精准的定位桩孔轴线，保证柱桩沿桩孔轴线下沉，当桩身倾斜时还可以通过柱桩修正定位装置，对倾斜的柱桩进行修正。吊装定位装置、桩孔定位装置和柱桩修正定位装置从柱桩的起吊到下沉安装整个过程通过定位实时反馈，并且可以根据定位装置的反馈综合保证柱桩的安装精度。(2)抱桩器抱紧柱桩升降并且还可以调整柱桩升降的方向，从而控制下桩的精度；第一支腿和第二支腿控制静压桩机的移动，排列的多个配重保证了静压桩机的稳定性并方便压桩；牵引绳的设置保证了吊装的精度，并且还可以防止吊起后的柱桩晃动发生危险。(3)该柱桩施工方法，利用了静压桩机的结构，并通过合理的施工步骤保证了柱桩施工的精度，从而提高工程质量；通过先后在桩孔内下放多根柱桩，并利用该方法保证多根柱桩之间的衔接，通过上方的柱桩调整桩孔内柱桩的倾斜偏位；另外通过水平仪和应力传感器可以实时反馈，进而设置固定的参数完成倾斜的调整。附图说明图1是具有柱桩定位系统的静压桩机结构示意图；图2是柱桩吊装过程的结构示意图；图3是吊装管夹的结构示意图；图4是桩孔定位装置的原理示意图；图5是轴线定位装置的结构示意图；图6是柱桩修正的结构示意图；图中：1-第一支腿，2-第二支腿，3-支撑油缸，4-工作台，5-抱桩器，6-吊车架，7-配重，8-吊装定位装置，9-桩孔定位装置，10-柱桩修正定位装置；11-第一牵引绳，12-第二牵引绳，13-柱桩，14-钢丝绳，15-绕绳卡扣，16-紧绳螺母，17-内套筒，18-盖板，19-重锤，20-万向联轴器，21-轴线标杆，22-第一激光定位器，23-第二激光定位器,24-第三激光定位器。具体实施方式结合图1至图6所示，对本专利技术提供的一种具有柱桩定位系统的静压桩机及柱桩施工方法具体实施方式进行说明。一种具有柱桩定位系统的静压桩机，包括第一支腿1、第二支腿2、支撑油缸3、工作台4、抱桩器5、吊车架6、配重7和定位系统，各个结构相互配合能够平稳的吊装柱桩，并且可以精准的定位桩孔轴线，保证柱桩沿桩孔轴线下沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有柱桩定位系统的静压桩机，其特征在于，包括第一支腿、第二支腿、支撑油缸、工作台、抱桩器、吊车架、配重和定位系统，所述第一支腿和第二支腿平行布置，多个支撑油缸分别设置在第一支腿和第二支腿上方，所述工作台固定设置在支撑油缸的上方，所述吊车架设置在工作台上方，所述抱桩器设置在工作台的中央，在工作台上还安装有多个配重；所述定位系统包括吊装定位装置、桩孔定位装置和柱桩修正定位装置，所述吊装定位装置包括吊装管夹、第一牵引绳和第二牵引绳，吊装管夹和吊车架的挂钩相互配合，所述第一牵引绳的一端和抱桩器固定连接，第一牵引绳的另一端和柱桩连接，所述第二牵引绳的一端和抱桩器固定连接，第二牵引绳的另一端和柱桩连接；所述桩孔定位装置包括安装在第一支腿和第二支腿上的激光定位器，以及安装在抱桩器上的激光定位器；所述柱桩修正定位装置包括柱桩后端安装的应力传感器，以及安装在柱桩内的水平仪，所述抱桩器调整并控制下桩的方向与竖直方向的夹角。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有柱桩定位系统的静压桩机，其特征在于，包括第一支腿、第二支腿、支撑油缸、工作台、抱桩器、吊车架、配重和定位系统，所述第一支腿和第二支腿平行布置，多个支撑油缸分别设置在第一支腿和第二支腿上方，所述工作台固定设置在支撑油缸的上方，所述吊车架设置在工作台上方，所述抱桩器设置在工作台的中央，在工作台上还安装有多个配重；所述定位系统包括吊装定位装置、桩孔定位装置和柱桩修正定位装置，所述吊装定位装置包括吊装管夹、第一牵引绳和第二牵引绳，吊装管夹和吊车架的挂钩相互配合，所述第一牵引绳的一端和抱桩器固定连接，第一牵引绳的另一端和柱桩连接，所述第二牵引绳的一端和抱桩器固定连接，第二牵引绳的另一端和柱桩连接；所述桩孔定位装置包括安装在第一支腿和第二支腿上的激光定位器，以及安装在抱桩器上的激光定位器；所述柱桩修正定位装置包括柱桩后端安装的应力传感器，以及安装在柱桩内的水平仪，所述抱桩器调整并控制下桩的方向与竖直方向的夹角。


2.根据权利要求1所述的一种具有柱桩定位系统的静压桩机，其特征在于，所述抱桩器包括静压油缸、抱紧轴套和调斜油缸，至少4个静压油缸沿抱紧轴套的外周均匀布置，调斜油缸与水平方向斜交布置并控制抱桩器的轴线与竖直方向的夹角。


3.根据权利要求1所述的一种具有柱桩定位系统的静压桩机，其特征在于，所述第一支腿和第二支腿上至少设置至少有两个支撑油缸，支撑油缸控制工作台平面的升降；所述配重在工作台上分别沿第一支腿的轴向和第二支腿的轴向排列布置。


4.根据权利要求1所述的一种具有柱桩定位系统的静压桩机，其特征在于，所述吊车架和吊装定位装置协同吊装柱桩，吊装管夹和柱状吊装方向的上部连接固定，第一牵引绳和第二牵引绳同时与柱状吊装方向的下部连接固定。


5.根据权利要求1所述的一种具有柱桩定位系统的静压桩机，其特征在于，所述第一支腿和第二支腿上的激光定位器的定位点在桩孔的轴线处，抱桩器上的激光定位器定位桩孔的轴线。


6.根据权利要求5所述的一种具有柱桩定位系统的静压桩机，其特征在于，所述水平仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：管云民，崔文泰，王信山，王蒋博，
申请(专利权)人：管云民，
类型：发明
国别省市：山东;37