一种大直径管桩快速植入设备及方法技术

一种大直径管桩快速植入设备及方法，涉及桩基础施工设备及方法，包括桩架、动力头、螺旋钻杆、伸缩传动杆，伸缩传动杆与螺旋钻杆间设有至少一个轴向定位连接结构；螺旋钻杆上部套设有锤架，锤架上设有夹头和支撑套管，支撑套管上部经轴承安装有顶升座，支撑套管外套设有锤体，锤体上部设有提升套管，提升套管内壁上设有螺旋形顶升滑轨，顶升座上设有顶升臂，伸缩传动杆与顶升座键连接，伸缩传动杆穿过传动杆插孔与动力头相连。上述部件相互配合可将大直径管桩快速植入地下。具有结构简单、使用方便，制造成本低、使用成本低等优点。使用成本低等优点。使用成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种大直径管桩快速植入设备及方法


[0001]本专利技术涉及桩基础施工方法及设备，具体地说是一种大直径预应力管桩的施工方法及设备。

技术介绍

[0002]目前，在基础施工领域里预应力管桩施工中锤击和静压是最常用是一种施工方法。锤击设备是由履带或步履桩架为主机，挂上柴油锤或液压锤后组合成的设备。压桩机是通过配重使其达到压桩所需的反力，采用静压方式将桩压入土层。设备一般比较笨重，转场成本高，贯入能力差。它们通常适用于600以下的管桩。对于大直径预应力管桩施工国际上一般采用植入法较多。如我们近几年引进了日本的中掘法，但由于造价和技术原因在我国没有得到广泛推广。随着建筑业的快速发展，桩的承载力要求也变得越来越大。随之管桩也开始向大直径方向发展。但由于受到锤打击能力的限制，大直径管桩的施工也变得更加困难。静压更是难以完成。尽管现有引进施工技术，但引进设备成本高，效率低。如中掘法植桩施工需要在接每根桩时拆装一次钻具，整个过程不但低效而且危险复杂，钻具也比较复杂，如需要接入液压系统、喷浆系统会因制造精度等问题造成渗漏。这些都会严重阻碍了大直径管桩的推广发展。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便，制造成本低、使用成本低的大直径管桩快速植入设备和方法。
[0004]本专利技术解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：一种大直径管桩快速植入设备，包括桩架、动力头和螺旋钻杆，动力头安装在桩架上，其特征在于螺旋钻杆内设有伸缩传动杆，伸缩传动杆与螺旋钻杆间设有至少一个轴向定位连接结构；螺旋钻杆上部套设有与管桩相配合的锤架，锤架上设有与螺旋钻杆上部配合的夹头，锤架上端设有支撑套管，支撑套管上部经轴承安装有顶升座，顶升座中央设有传动杆插孔，支撑套管外套设有与锤架上端配合的锤体，锤体上部设有提升套管，提升套管内壁上设有至少一段螺旋形顶升滑轨，顶升座上设有与螺旋形顶升滑轨配合的顶升臂，伸缩传动杆与顶升座键连接或固定连接，伸缩传动杆穿过传动杆插孔与动力头相连。
[0005]本专利技术中所述的伸缩传动杆的结构是：螺旋钻杆内设有上端敞口的轴向安装腔，伸缩传动杆可轴向自由滑动的安装在轴向安装腔内，伸缩传动杆上部和下部与螺旋钻杆上部间分别设有相互配合的定位连接结构。
[0006]本专利技术中所述的伸缩传动杆上部与螺旋钻杆上部间设有相互配合的正向锁紧、反向解锁的定位连接结构；伸缩传动杆下部与螺旋钻杆上部间设有相互配合的正向锁紧、反向解锁的定位连接结构。
[0007]本专利技术中所述的定位连接结构是：螺旋钻杆内侧壁上设有定位块，伸缩传动杆外壁上设有与定位块配合的轴向滑槽，轴向滑槽一侧的伸缩传动杆外壁上设有与定位块配合
的定位槽。伸缩传动杆正向转动，定位块可滑入定位槽内，伸缩传动杆与螺旋钻杆轴向定位，伸缩传动杆带动螺旋钻杆正向转动；伸缩传动杆反向转动，定位块可滑出定位槽、滑入轴向滑槽内，伸缩传动杆与螺旋钻杆轴向可相对滑动。螺旋钻杆上部的内侧壁上设有定位块，伸缩传动杆上部和下部的外壁上分别设有与定位块配合的上定位槽和下定位槽。
[0008]本专利技术中所述的锤架呈圆柱状或正方体状，锤架中央设有安装通孔，锤架经安装通孔套装在螺旋钻杆上部的光杆处；安装通孔内设有可夹紧螺旋钻杆上部的夹头。
[0009]本专利技术中所述的螺旋钻杆上端位于支撑套管内。伸缩传动杆在支撑套管内由螺旋钻杆上端插入其内，伸缩传动杆和螺旋钻杆在支撑套管内部分可自由转动。所述的支撑套管下端插设在安装通孔内，支撑套管下部的外侧壁上设有支撑凸环，支撑凸环下方的锤架的安装通孔内壁上设有与支撑凸环配合的限位凸环，限位凸环下方的支撑套管的外侧壁上设有与限位凸环配合的缓冲限位凸环，缓冲限位凸环与限位凸环间设有缓冲带。锤体向下锤砸锤架时，锤架下压并跟随管桩一同下行，限位凸环可在缓冲带内向下滑动。限位凸环下行至与缓冲限位凸环接触后，可以带动支撑套管下行。锤体下端面锤砸在支撑凸环外侧的锤架上端面上。
[0010]本专利技术中所述的提升套管内壁上周向上均布有至少两段螺旋形顶升滑轨，相邻两段螺旋形顶升滑轨的高端与低端轴向上重合（一段螺旋形顶升滑轨的高端位于另一段螺旋形顶升滑轨的低端正上方）；顶升座上与每个螺旋形顶升滑轨相对处分别设有一个与其（下侧面滑动）配合的顶升臂。进一步的，顶升臂上设有与螺旋形顶升滑轨（下侧面）相配合顶升滑轮；顶升滑轮可在螺旋形顶升滑轨下侧面上滚动，减小摩擦阻力。一段螺旋形顶升滑轨的高端与低端的轴向距离大于锤体被顶升臂顶升的距离。
[0011]本专利技术中所述的顶升座的传动杆插孔内壁设有上端敞口或上下贯通的传动键槽，伸缩传动杆上部外壁上设有与传动键槽配合的传动键。传动键可从传动键槽上端插入传动键槽内，将伸缩传动杆与顶升座周向固定；传动键槽上端部设有导向斜面，利于传动键插入传动键槽内。
[0012]本专利技术中所述的伸缩传动杆的外壁上设有上下贯通的传动键槽，传动杆插孔内壁上设有与传动键槽配合的传动键；顶升座经传动键和传动键槽的配合与伸缩传动杆周向定位。
[0013]本专利技术中所述的螺旋钻杆下端部左侧和/或右侧铰接有扩展叶片；扩展叶片与螺旋钻杆相连的铰接轴上侧和下侧的螺旋钻杆下端部上分别设有与扩展叶片配合的限位上凸台和限位下凸台。限位上凸台阻挡扩展叶片绕铰接轴向上转动后，其由铰接轴至尖端向上倾斜；限位下凸台阻挡扩展叶片（自然下垂）绕铰接轴向下转动后，其由由铰接轴至尖端竖直向下或向螺旋钻杆轴线方向倾斜；扩展叶片呈具有尖端的销柱状，扩展叶片自然下垂时、其整体在螺旋钻杆径向范围内（扩展叶片上任意一点距离螺旋钻杆轴线的距离小于螺旋钻杆的外径），扩展叶片绕铰接轴向上转动后，其尖端伸出螺旋钻杆径向范围（扩展叶片的尖端距离螺旋钻杆轴线的距离大于螺旋钻杆的外径）。可对第一节管桩下方的土壤进行搅拌松动，大直径管桩更易植入。
[0014]本专利技术中所述的桩架上设有竖直的导向滑轨，动力头、锤架和锤体上分别设有与导向滑轨配合的导向滑座。导向滑座限定动力头、锤架和锤体只能沿桩架上下运动。
[0015]本专利技术中所述的动力头与锤架和/或锤体间设有固定连接装置。安装使用更方便。
固定连接装置可以是销柱和缆绳经捆绑连接，也可以是电磁锁，也可以说挂钩和钩挂槽口配合。
[0016]本专利技术中所述的螺旋钻杆和伸缩传动杆的长度是管桩长度的两倍以上。桩架高度大于螺旋钻杆的长度、管桩长度和动力头部件高度的总和。
[0017]一种大直径管桩快速植入方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、将第一根管桩竖直立于桩位；步骤二、将大直径管桩快速植入设备的螺旋钻杆从管桩顶部穿入管桩孔中，动力头工作带动伸缩传动杆、螺旋钻杆旋转，向地下钻入，直到锤架落实在管桩上端；步骤三、螺旋钻杆继续旋转、向地下钻入，锤体反复的锤击在管桩上端、将其锤击入地下至第一根管桩地面以上可以接桩的高度；步骤四、提升伸缩传动杆和螺旋钻杆，将第二根管桩接在第一根管桩上；步骤五、将大直径管桩快速植入设备的螺旋钻杆从第二根管桩顶部穿入管桩孔中、锤架落实在第二根管桩上端，动力头工作带动伸缩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大直径管桩快速植入设备，包括桩架、动力头和螺旋钻杆，动力头安装在桩架上，其特征在于螺旋钻杆内设有伸缩传动杆，伸缩传动杆与螺旋钻杆间设有至少一个轴向定位连接结构；螺旋钻杆上部套设有与管桩相配合的锤架，锤架上设有与螺旋钻杆上部配合的夹头，锤架上端设有支撑套管，支撑套管上部经轴承安装有顶升座，顶升座中央设有传动杆插孔，支撑套管外套设有与锤架上端配合的锤体，锤体上部设有提升套管，提升套管内壁上设有至少一段螺旋形顶升滑轨，顶升座上设有与螺旋形顶升滑轨配合的顶升臂，伸缩传动杆与顶升座键连接或固定连接，伸缩传动杆穿过传动杆插孔与动力头相连。2.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的伸缩传动杆的结构是：螺旋钻杆内设有上端敞口的轴向安装腔，伸缩传动杆可轴向自由滑动的安装在轴向安装腔内，所述的伸缩传动杆上部与螺旋钻杆上部间设有相互配合的正向锁紧、反向解锁的定位连接结构；伸缩传动杆下部与螺旋钻杆上部间设有相互配合的正向锁紧、反向解锁的定位连接结构。3.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的定位连接结构是：螺旋钻杆上部的内侧壁上设有定位块，伸缩传动杆外壁上设有与定位块配合的轴向滑槽，轴向滑槽一侧的伸缩传动杆上部和下部的外壁上分别设有与定位块配合的上定位槽和下定位槽。4.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的锤架呈圆柱状或正方体状，锤架中央设有安装通孔，锤架经安装通孔套装在螺旋钻杆上部的光杆处；安装通孔内设有可夹紧螺旋钻杆上部的夹头。5.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的螺旋钻杆上端位于支撑套管内；伸缩传动杆在支撑套管内由螺旋钻杆上端插入其内，伸缩传动杆和螺旋钻杆在支撑套管内部分可自由转动；所述的支撑套管下端插设在安装通孔内，支撑套管下部的外侧壁上设有支撑凸环，支撑凸环下方的锤架的安装通孔内壁上设有与支撑凸环配合的限位凸环，限位凸环下方的支撑套管的外侧壁上设有与限位凸环配合的缓冲限位凸环，缓冲限位凸环与限位凸环间设有缓冲带。6.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的提升套管内壁上周向上均布有至少两段螺旋形顶升滑轨，相邻两段螺旋形顶升滑轨的高端与低端轴向上重合；顶升座上与每个螺旋形顶升滑轨相对处分别设有一个与其配合的顶升臂。7.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的顶升座的传动杆插孔内壁设有上端敞口或上下贯通的传动键槽，伸缩传动杆上部外壁上设有与传动键槽配合的传动键。8.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的螺旋钻杆下端部左侧和...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩，项羽佳，
申请(专利权)人：山东土力机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：