一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机及其冲孔方法技术

本发明专利技术属于桥梁建造技术领域，尤其是一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机及其冲孔方法，包括机架，监测模块包括机架上表面的钢索卷绕机构上安装的用于对钢索卷绕圈数进行监测的角度传感器和安装在机架龙门处用于对桩锤的着地角度进行监测的检测装置，机架龙门位于监测部件下方的一侧表面安装有用于对产生偏角的桩锤进行纠偏的矫正装置。该快速破碎硬质岩层的冲孔桩机及其冲孔方法，通过设置桩锤部件，在不与水体接触时，通过导流槽和导流叶片对空气进行导流，并在与水体接触时，导流槽和导流叶片对水体进行导流，通过出气口的不断出气而产生大量气泡，减小锤体与水之间的阻力，使得锤体能够更好的对桩孔进行破碎的效果。锤体能够更好的对桩孔进行破碎的效果。锤体能够更好的对桩孔进行破碎的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机及其冲孔方法


[0001]本专利技术涉及桥梁建造
，尤其涉及一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机及其冲孔方法。

技术介绍

[0002]桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物，为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物，桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构又称桥跨结构，是跨越障碍的主要结构，下部结构包括桥台、桥墩和基础，支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置，附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程；
[0003]现有的冲孔桩机在工作时，无法根据土层的类别实现冲孔速率动态调整提锤高度，由于工况环境较为恶劣，由于桩孔的底部会出现渗水情况，底部的水会越来越多，在桩锤部件下落过程中，桩锤与水接触或在水内进行移动时，由于水体的阻力导致桩锤的下降速度减慢，降低了桩锤的冲孔效率，且由于桩孔底部土质不同，在桩锤与土质接触时，由于土质的差别容易导致桩锤产生偏角，若不及时进行调整，底部偏角会影响后期建筑的建造，且桩孔底部的硬质岩层需要经过多次冲击，降低了冲孔桩机的工作效率。

技术实现思路

[0004]基于现有的冲孔桩机的桩锤与水接触或在水内进行移动时，由于水体的阻力导致桩锤的下降速度减慢，降低了桩锤的冲孔效率，由于土质的差别容易导致桩锤产生偏角，影响后期建筑的建造，桩孔底部的硬质岩层需要经过多次冲击，降低了冲孔桩机的工作效率的技术问题，本专利技术提出了一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机及其冲孔方法。
[0005]本专利技术提出的一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机，包括机架，还包括控制终端、通过钢索连接在机架龙门处的桩锤部件、用于对桩锤落地后的着地角度以及钢索卷绕圈数进行监测的监测模块和用于对产生角度偏移的桩锤进行角度矫正的纠偏模块，所述监测模块包括所述机架上表面的钢索卷绕机构上安装的用于对所述钢索卷绕圈数进行监测的角度传感器和安装在所述机架龙门处用于对桩锤的着地角度进行监测的检测装置，所述机架龙门位于监测部件下方的一侧表面安装有用于对产生偏角的桩锤进行纠偏的矫正装置。
[0006]其中，桩锤部件包括锤体，所述锤体的周侧面连接有用于对水体进行导流减小所述锤体在水体内下落阻力的导流叶片。
[0007]其中，检测装置包括固定在所述机架龙门下表面的安装环，所述安装环的内表面开设有呈环形阵列分布的第一安装口，所述第一安装口的内壁固定安装有接触式位移传感器。
[0008]其中，矫正装置包括固定于所述机架龙门一侧的安装座和安装座一侧的矫正块，所述安装座的上表面通过两个左右对称支撑座固定安装有伺服电机，所述伺服电机的主轴
外表面固定套接有上表面开设有滑动槽的驱动柄。
[0009]优选地，所述锤体的顶部与所述钢索的末端通过端面轴承进行连接，所述锤体的下端外表面呈圆锥台形状并在周侧面开设有用于对水体进行导流的导流槽。
[0010]通过上述技术方案，能够在锤体在空中通过气流或在水内通过水流的导向而产生旋转，使得锤体的旋转不会妨碍钢索的正常使用，并通过导流槽对水体进行导流，减小水的阻力。
[0011]优选地，所述锤体的内壁开设有储气腔，所述储气腔的一侧内壁开设有安装腔，三个所述安装腔的内壁均固定安装有第一液压缸，所述第一液压缸的液压杆的末端固定连接有用于将空气抽进或挤出的密封板。
[0012]通过上述技术方案，能够在锤体内储存少量空气，通过第一液压缸对密封板进行控制，实现对储气腔内的空气进行抽放。
[0013]优选地，所述储气腔的另一侧表面开设有两个呈上下对称的连通口，且两个所述连通口的内壁均安装有单向电磁阀，其中一个所述连通口的一端贯穿至所述锤体的顶端表面，所述锤体的下端内壁开设有分流腔，另一个所述连通口的内壁与所述分流腔的一侧内壁相互连通，所述分流腔的内侧壁开设有与所述导流槽的内壁相互连通的出气口。
[0014]通过上述技术方案，能够通过单向电磁阀控制连通口的连通情况，进而完成对空气的吸入和挤出，并在锤体与水体接触时，通过出气口的出气产生大量气泡，进而减小锤体与水体之间的阻力。
[0015]优选地，所述接触式位移传感器的伸缩头端部固定连接有与所述钢索外表面接触的接触块，所述接触块的一侧表面设置有用于对所述钢索进行导向的滚珠。
[0016]通过上述技术方案，能够通过钢索与接触块的接触对钢索的位置进行实时监测，并通过滚珠减小钢索与接触块之间的摩擦力。
[0017]优选地，所述安装座的一端表面开设有支撑口、支撑滑槽和第二安装口，所述第二安装口的内壁固定安装有第二液压缸，所述第二液压缸的液压杆末端与所述矫正块的一端表面固定连接。
[0018]通过上述技术方案，能够通过第二安装口对第二液压缸进行安装，并通过第二液压缸对矫正块的位置进行调节。
[0019]优选地，所述矫正块的一端表面固定连接有两个左右对称与所述支撑口的内壁活动套接的支撑轴，所述矫正块的一端表面固定连接有与所述支撑滑槽的内壁滑动插接的支撑滑块。
[0020]通过上述技术方案，能够通过支撑轴与支撑口的配合对矫正块进行支撑，并通过支撑滑块与支撑滑槽的配合对矫正块进行导向和支撑。
[0021]优选地，所述矫正块的上端侧表面开设有啮合槽，所述矫正块的上表面开设有贯穿至所述矫正块下表面的导向槽，所述导向槽中部的一侧内壁开设有安装槽，所述安装槽的内壁固定连接有导向齿条。
[0022]通过上述技术方案，能够在安装槽的中部对导向齿条进行安装。
[0023]优选地，所述驱动柄的滑动槽内滑动套接有滑动主套，所述滑动主套的下端表面固定连接有与所述啮合槽啮合的第一导向齿轮，所述第一导向齿轮的下表面固定连接有与所述导向槽的内壁滑动套接的连接套筒，所述连接套筒的外表面固定连接有与所述导向齿
条啮合传动的第二导向齿轮，所述钢索依次从所述检测装置、所述滑动主套和所述连接套筒穿过。
[0024]通过上述技术方案，能够通过第一导向齿轮与啮合槽的配合以及第二导向齿轮与导向齿条的配合对钢索的位置进行控制，并将钢索依次穿过检测装置、所述滑动主套和所述连接套筒实现滑动套移动时带动钢索进行移动，在滑动主套旋转过程中也不会对钢索造成影响。
[0025]优选地，一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机的冲孔方法：其冲孔方法为：步骤一、在对硬质岩层进行破碎时，控制钢索卷绕机构进行运行，通过角度传感器控制钢索卷绕机构的卷绕圈数，进而对钢索的收放长度以及提锤高度进行控制，通过桩锤部件的下落对硬质岩层进行破碎，对首次冲孔的钢索长度进行记录为L1，提锤后进行二次冲孔，对此时的钢索长度进行记录为L2，而二次冲孔量则为L2‑
L1，得到此次冲孔的深度，通过控制终端对比数据库，若冲孔量小于设定值，提高桩锤的提升高度；
[0026]步骤二、桩锤部件在下落过程中，导流槽和导流叶片对空气进行导流，在桩锤部件与水接触时，与分流腔连通的连通口内的单向电磁阀打开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机，包括机架(1)，其特征在于：还包括控制终端、通过钢索(2)连接在机架(1)龙门处的桩锤部件、用于对桩锤落地后的着地角度以及钢索(2)卷绕圈数进行监测的监测模块和用于对产生角度偏移的桩锤进行角度矫正的纠偏模块，所述监测模块包括所述机架(1)上表面的钢索(2)卷绕机构上安装的用于对所述钢索(2)卷绕圈数进行监测的角度传感器(3)和安装在所述机架(1)龙门处用于对桩锤的着地角度进行监测的检测装置，所述机架(1)龙门位于监测部件下方的一侧表面安装有用于对产生偏角的桩锤进行纠偏的矫正装置；其中，桩锤部件包括锤体(4)，所述锤体(4)的周侧面连接有用于对水体进行导流减小所述锤体(4)在水体内下落阻力的导流叶片(41)；其中，检测装置包括固定在所述机架(1)龙门下表面的安装环(5)，所述安装环(5)的内表面开设有呈环形阵列分布的第一安装口(51)，所述第一安装口(51)的内壁固定安装有接触式位移传感器(52)；其中，矫正装置包括固定于所述机架(1)龙门一侧的安装座(6)和安装座(6)一侧的矫正块(61)，所述安装座(6)的上表面通过两个左右对称支撑座固定安装有伺服电机(62)，所述伺服电机(62)的主轴外表面固定套接有上表面开设有滑动槽(63)的驱动柄(64)。2.根据权利要求1所述的一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机，其特征在于：所述锤体(4)的顶部与所述钢索(2)的末端通过端面轴承进行连接，所述锤体(4)的下端外表面呈圆锥台形状并在周侧面开设有用于对水体进行导流的导流槽(42)。3.根据权利要求2所述的一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机，其特征在于：所述锤体(4)的内壁开设有储气腔(43)，所述储气腔(43)的一侧内壁开设有安装腔，三个所述安装腔的内壁均固定安装有第一液压缸(44)，所述第一液压缸(44)的液压杆的末端固定连接有用于将空气抽进或挤出的密封板(45)。4.根据权利要求3所述的一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机，其特征在于：所述储气腔(43)的另一侧表面开设有两个呈上下对称的连通口(46)，且两个所述连通口(46)的内壁均安装有单向电磁阀(47)，其中一个所述连通口(46)的一端贯穿至所述锤体(4)的顶端表面，所述锤体(4)的下端内壁开设有分流腔(48)，另一个所述连通口(46)的内壁与所述分流腔(48)的一侧内壁相互连通，所述分流腔(48)的内侧壁开设有与所述导流槽(42)的内壁相互连通的出气口(49)。5.根据权利要求1所述的一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机，其特征在于：所述接触式位移传感器(52)的伸缩头端部固定连接有与所述钢索(2)外表面接触的接触块(53)，所述接触块(53)的一侧表面设置有用于对所述钢索(2)进行导向的滚珠。6.根据权利要求1所述的一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机，其特征在于：所述安装座(6)的一端表面开设有支撑口(65)、支撑滑槽(66)和第二安装口(67)，所述第二安装口(67)的内壁固定安装有第二液压缸(68)，所述第二液压缸(68)的液压杆末端与所述矫正块(61)的一端表面固定连接。7.根据权利要求6所述的一种快速破碎硬质岩层的冲孔桩机，其特征在于：所述矫正块(61)的一端表面固定连接有两个左右对称与所述支撑口(65)的内壁活动套接的支撑轴(69)，所述矫正块(61)的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄维科，马小龙，侯辉，程向锋，王孝武，薛刚，达日罕，成智龙，
申请(专利权)人：中交二公局第六工程有限公司，
类型：发明
国别省市：