一种钢管桩沉桩装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种钢管桩沉桩装置，包括：用于设置在钢管桩顶端的桩帽；支撑圆筒，其底端设置在桩帽上；桩锤，其套设在支撑圆筒的外侧；提升机构，其与桩锤连接，用于驱动桩锤沿支撑圆筒移动；回转机构，其设置在桩锤和桩帽上，用于使得桩锤垂直向下冲击桩帽，或者，用于使得桩锤相对桩帽转动并冲击桩帽。本发明专利技术可解决沉桩过程中因土塞、硬质地层等原因导致拒锤无法将桩沉入设计深度的问题，且对桩周及桩端土层破坏少，桩的承载力损失少，并减少设备吊装次数，极大扩展了钢管桩适用场地，降低能耗，明显的提高施工效率、安全性。安全性。安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管桩沉桩装置


[0001]本专利技术属于桩基础施工
，尤其涉及一种钢管桩沉桩装置。

技术介绍

[0002]开口钢管桩在被打入土层的过程中，大量的土体涌入管内，形成土塞。土塞对桩的可打入性影响的正确判断，关系到桩的设计和施工设备选型、施工效率。国内外大量的试验和现场实测资料表明，开口钢管桩内土塞的高度及闭塞程度随土性、桩的几何特征、成桩方法、桩入土深度及进入持力层的深度等诸多因素而变化，其中与土层的性质、桩的直径关系最为密切。在软土地区，大直径钢管桩的土塞高度几乎与贯入深度相等，甚至高于泥面，表现为不闭塞或不完全闭塞，通过预先进行动力沉桩的可打入性分析，可以选择与桩和土层适配性较高的沉桩设备，以便将桩顺利地贯入到设计深度，并满足承载力的要求。然而，因问题的复杂性，在缺少经验的地区或土层中沉桩施工，仍经常会发生拒锤的风险，这会造成以下几点不利的结果或选择：
[0003](1)所选锤型不够大，无法将桩沉入设计标高，达不到设计要求的承载力，被迫减小桩的间距，牺牲上部结构的经济跨距；
[0004](2)改用更大的锤型强行锤击，但即增加投入，又可能因强行锤击造成桩身破坏；
[0005](3)改用更大的锤型，同时增加桩身壁厚，桩的壁厚远超满足设计承载力需要的壁厚，造成材料浪费；
[0006](4)被迫更改设计为灌注桩等其他桩型，大幅增加工程造价和工期；
[0007](5)桩尖下的土体清除，通过钻一个小孔或通过作为套管的桩下放冲水设备来清除桩尖下的土体，由于结果的不可预测性，一般避免采用此种方法；
[0008](6)采用如水冲法、气举法、预钻孔法等清除桩内土塞，此是目前可行的方向之一，但实施过程中，操作繁琐，工作效率不高。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种钢管桩沉桩装置，可解决沉桩过程中因土塞、硬质地层等原因导致拒锤无法将桩沉入设计深度的问题，且对桩周及桩端土层破坏少，桩的承载力损失少，并减少设备吊装次数，极大扩展了钢管桩适用场地，降低能耗，明显的提高施工效率、安全性。
[0010]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0011]一种钢管桩沉桩装置，包括：
[0012]用于设置在钢管桩顶端的桩帽；
[0013]支撑圆筒，其底端设置在桩帽上；
[0014]桩锤，其套设在支撑圆筒的外侧；
[0015]提升机构，其与桩锤连接，用于驱动桩锤沿支撑圆筒移动；
[0016]回转机构，其设置在桩锤和桩帽上，用于使得桩锤垂直向下冲击桩帽，或者，用于
使得桩锤相对桩帽转动并冲击桩帽。
[0017]进一步地，还包括用于引孔的引孔机构，引孔机构可拆卸设置在支撑圆筒的顶端，支撑圆筒为中空圆柱体，桩帽上开设有与支撑圆筒连通的通孔。
[0018]进一步地，回转机构包括多个第一冲击键和多个第二冲击键，多个第一冲击键沿支撑圆筒周向等间距设置在桩帽的顶端，第一冲击键位于第一方向的一侧设有第一倾斜面，相邻两个第一冲击键之间形成供第二冲击键插入的间隙；
[0019]多个第二冲击键的数量与多个第一冲击键的数量相同，多个第二冲击键沿支撑圆筒周向等间距设置在桩锤的底端，第二冲击键位于第二方向的一侧设有第二倾斜面，第二方向与第一方向相反；
[0020]桩锤顶端设有第一环状滑槽，提升机构的一端滑动设置在第一环状滑槽内。
[0021]进一步地，支撑圆筒外侧壁的下部沿其周向开设有多个调向限位槽，多个调向限位槽与多个第二冲击键的数量相等且一一对应，第二冲击键的一端滑动设置在对应的调向限位槽内；
[0022]调向限位槽包括依次连接的第一竖向侧壁、顶壁、第二竖向侧壁、倾斜侧壁和第三竖向侧壁，第二竖向侧壁与第一竖向侧壁的距离小于第三竖向侧壁与第一竖向侧壁的距离；
[0023]多个第二冲击键与多个第一冲击键一一对应，当第二冲击键与第三竖向侧壁接触时，第二冲击键位于对应第一冲击键的第一方向一侧的间隙的上方；
[0024]当第二冲击键与第二竖向侧壁接触时，第二冲击键的第二倾斜面的底端位于对应的第一冲击键的第一倾斜面的顶端上方。
[0025]进一步地，提升机构包括多个双向油缸，双向油缸的顶端与支撑圆筒的顶端连接，其底端通过锤芯吊脚滑动设置在第一环状滑槽内。
[0026]进一步地，支撑圆筒的顶端设有环形吊梁，环形吊梁的底端设有第二环状滑槽，双向油缸的顶端通过油缸吊脚滑动设置在第二环状滑槽内。
[0027]进一步地，提升机构还包括若干油缸限位环，若干油缸限位环套设在支撑圆筒外侧，且间隔设置，油缸限位环上开设有分别供多个双向油缸穿过的多个定位孔。
[0028]进一步地，环形吊梁的顶端对称设有若干吊耳。
[0029]进一步地，桩帽包括内抱圆筒、外抱圆筒、承压盘梁和若干传力螺栓，内抱圆筒设置在承压盘梁的底端，外抱圆筒套设于内抱圆筒外侧，且设置在承压盘梁的底端，外抱圆筒、内抱圆筒和承压盘梁之间形成供钢管桩顶端插入的插入槽，若干传力螺栓沿插入槽周向间隔设置在插入槽内，传力螺栓的一端与内抱圆筒连接，其另一端与外抱圆筒连接，承压盘梁的顶端与支撑圆筒的底端连接。
[0030]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：将垂直冲击和回转冲击集成一体化，可采用冲击或者冲击加回转等两种模式，可充分发挥各种方法原理的优点，增加钢管桩穿越各种土层的能力，有效地解决沉桩过程中因土塞、硬质地层等原因导致拒锤无法将桩沉入设计深度的问题，极大的扩展了钢管桩应用的土层类别；无需反复吊装作业，在沉桩困难的土层施工时可极大提高施工效率，节约工期、材料和人员配置；对桩周及桩端土层破坏少，桩的承载力损失少，极大扩展了钢管桩适用场地，为相关土层中减少灌注桩的使用创造了条件，可大幅节能减排，降低能耗，明显的提高施工效率和安全性；结构布局合理，桩锤套设在
支撑圆筒外侧，具有比同等重量的实心锤更大的绕截面中心惯性矩，产生的回转冲击效果更明显，安全可靠性高。
附图说明
[0031]图1为本专利技术钢管桩沉桩装置的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术钢管桩沉桩装置的剖视图；
[0033]图3为图1的A部分放大示意图；
[0034]图4为本专利技术钢管桩沉桩装置在冲击加回转模式下第一冲击键和第二冲击键冲击时的位置示意图；
[0035]图5为本专利技术钢管桩沉桩装置的冲击结束时第一冲击键和第二冲击键的位置示意图；
[0036]图6为本专利技术钢管桩沉桩装置上部的结构示意图；
[0037]图7为本专利技术钢管桩沉桩装置中桩帽套在钢管桩上的示意图；
[0038]图8为本专利技术钢管桩沉桩装置中支撑圆筒外侧壁下部的结构示意图。
[0039]图中，1
‑
桩帽，11
‑
内抱圆筒，12
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外抱圆筒，13
‑
承压盘梁，14
‑
传力螺栓，15
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通孔，2
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支撑圆筒，2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管桩沉桩装置，其特征在于，包括：用于设置在钢管桩顶端的桩帽；支撑圆筒，其底端设置在所述桩帽上；桩锤，其套设在所述支撑圆筒的外侧；提升机构，其与所述桩锤连接，用于驱动所述桩锤沿支撑圆筒移动；回转机构，其设置在所述桩锤和桩帽上，用于使得所述桩锤垂直向下冲击桩帽，或者，用于使得所述桩锤相对桩帽转动并冲击桩帽。2.根据权利要求1所述的钢管桩沉桩装置，其特征在于，还包括用于引孔的引孔机构，所述引孔机构可拆卸设置在支撑圆筒的顶端，所述支撑圆筒为中空圆柱体，所述桩帽上开设有与支撑圆筒连通的通孔。3.根据权利要求1所述的钢管桩沉桩装置，其特征在于，所述回转机构包括多个第一冲击键和多个第二冲击键，多个所述第一冲击键沿支撑圆筒周向等间距设置在桩帽的顶端，所述第一冲击键位于第一方向的一侧设有第一倾斜面，相邻两个所述第一冲击键之间形成供第二冲击键插入的间隙；多个所述第二冲击键的数量与多个第一冲击键的数量相同，多个所述第二冲击键沿支撑圆筒周向等间距设置在桩锤的底端，所述第二冲击键位于第二方向的一侧设有第二倾斜面，所述第二方向与所述第一方向相反；所述桩锤顶端设有第一环状滑槽，所述提升机构的一端滑动设置在第一环状滑槽内。4.根据权利要求3所述的钢管桩沉桩装置，其特征在于，所述支撑圆筒外侧壁的下部沿其周向开设有多个调向限位槽，多个所述调向限位槽与多个第二冲击键的数量相等且一一对应，所述第二冲击键的一端滑动设置在对应的调向限位槽内；所述调向限位槽包括依次连接的第一竖向侧壁、顶壁、第二竖向侧壁、倾斜侧壁和第三竖向侧壁，所述第二竖向侧壁与第一竖向侧壁的距离小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄学谦，苏林王，桑登峰，李金祥，胡兴昊，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司广州港湾工程质量检测有限公司，
类型：发明
国别省市：