專利名稱：頂壓式液壓振動壓樁機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及城鎮(zhèn)建設(shè)工程基礎(chǔ)施工中所用的預制樁壓樁設(shè)備，具體地指一種頂壓式液壓振動壓樁機。
背景技術(shù)：
目前，在城鎮(zhèn)建設(shè)工程的基礎(chǔ)施工中，液壓靜力壓樁機得到了廣泛的應用。液壓靜力壓樁機采用液壓靜力將預制樁分段壓入土層中，其優(yōu)點是施工時對周圍建筑物影響很小、噪音低、無污染，可實現(xiàn)文明施工。但其對樁架結(jié)構(gòu)強度要求高、配重占整機重量的百分之六十至百分之七十，鋼材耗用量大，轉(zhuǎn)場費用率高，整臺機器的轉(zhuǎn)場、拼裝、運輸十分繁瑣，特別是在施工中其預制樁穿透中間砂層的能力很差，在持力層貫入也很困難。同時，根據(jù)對預制樁夾持部位的不同，液壓靜力壓樁機又細分為固定預制樁中段的對夾式和固定預制樁頭部的頂壓式兩類。采用對夾式的液壓靜力壓樁機，所要求的夾持力很大，很容易造成混凝土預制樁破損。而采用頂壓式的液壓靜力壓樁機，雖可有效避免混凝土預制樁損壞，但仍然避免不了傳統(tǒng)液壓靜力壓樁機的上述共同缺陷，其液壓靜力利用率偏低，沉樁效果也不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是要提供一種可使預制樁在中間沙層容易穿過、在持力層貫入力強、且對預制樁段基本無損害的頂壓式液壓振動壓樁機。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的頂壓式液壓振動壓樁機，包括步履式行走或履帶式行走的樁架，安裝在所述樁架平臺上的壓樁立柱、起吊預制樁段的吊車、以及相應的電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。所述壓樁立柱的內(nèi)腔中自上而下設(shè)置有可沿其側(cè)立面垂直移動的壓樁橫梁和液壓激振裝置，所述壓樁橫梁和液壓激振裝置之間通過壓樁油缸相連。所述壓樁橫梁的上面?zhèn)榷嗽O(shè)有單向受力的活動卡板，所述壓樁立柱上按設(shè)定間距開有與所述活動卡板相配合的卡槽。所述液壓激振裝置的下面連接安裝有夾持機構(gòu)，所述夾持機構(gòu)與預制樁段的頂端呈夾持配合。
本實用新型的工作原理是這樣的壓樁施工時，首先啟動電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)驅(qū)動整個壓樁機行走到預定的壓樁位置，然后啟動吊車將預制樁段吊裝到設(shè)定的樁位，再通過液壓控制系統(tǒng)驅(qū)動壓樁油缸工作，壓樁油缸的活塞桿向下運動，對其下端的液壓激振裝置施加壓力，這個壓力通過夾持機構(gòu)傳遞的預制樁段，同時壓樁油缸通過設(shè)置在其頂部的壓樁橫梁、以及壓樁橫梁上的活動卡板將壓樁的反作用力傳遞給壓樁立柱和樁架，使整個壓樁機依靠自身重量和配重作為支撐反力，將預制樁段壓入土層中。在預制樁段即將穿越地下的砂層、或貫入地下的持力層、或施工地面要求接地比壓較小時，啟動上述液壓激振裝置，周期性的液壓激振力和壓樁油缸的靜壓力即可同時作用于該預制樁段，兩種力量合成作用可將預制樁段順利壓入土層中。
本實用新型的優(yōu)點在于上述液壓激振裝置的周期性激振力和壓樁油缸的靜壓力能形成在垂直方向有利于預制樁段貫入的振壓合成作用力，調(diào)整液壓激振裝置的振動頻率，使上述合力的激振頻率與預制樁段周圍土層的自振頻率接近，即可引起共振。這樣砂層、持力層及其嵌固形態(tài)由于激振合力周期性的載荷而使其抗剪強度急劇降低，砂土中的空隙水來不及消散，有效應力大幅減小或消除，砂土產(chǎn)生振動液化，預制樁段側(cè)邊的負摩擦力減弱或消除，從而使壓樁油缸僅用較小的靜壓力即可將預制樁段穿越砂層或貫入持力層中。并且，本實用新型采用預制樁段頂端夾持和施壓的形式，相對于預制樁段中部夾持和施壓的形式而言，預制樁段的受力狀態(tài)要好得多，預制樁段不易損壞。實驗表明本實用新型與現(xiàn)有液壓靜力壓樁機相比，由于采用了頂端施壓和周期激振的裝置，僅用200～300噸的液壓靜力即可達到400噸液壓靜力的沉樁效果，大幅降低了鋼材的耗用量，減少了靜壓樁機的生產(chǎn)成本，提升了靜壓樁機的技術(shù)含量，提高了壓樁機整機的工作效能，特別是穿越沙層的能力、以及用小配重壓大噸位預制樁段的能力。


圖1為一種頂壓式液壓振動壓樁機的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中壓樁立柱以內(nèi)部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中液壓激振裝置的俯剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述圖中所示為步履式行走的頂壓式液壓振動壓樁機，當然也可以是履帶式行走的頂壓式液壓振動壓樁機。該壓樁機包括一個步履式行走的樁架1，樁架1的平臺左邊布置有用于整個壓樁機的電氣控制系統(tǒng)2和液壓控制系統(tǒng)3，樁架1的平臺右邊布置有吊車11，樁架1的平臺中間布置有壓樁立柱4。壓樁立柱4的內(nèi)腔中自上而下安裝有壓樁橫梁6和液壓激振裝置5，壓樁橫梁6的四周角部和液壓激振裝置5的上、下平面四個角部均設(shè)置有導向輪8，導向輪8與壓樁立柱4的側(cè)立面滾動配合，使壓樁橫梁6和液壓激振裝置5可依壓樁立柱4的側(cè)立面順利上下滑動。壓樁橫梁6和液壓激振裝置5之間設(shè)有壓樁油缸7，壓樁油缸7的上端缸體安裝固定在壓樁橫梁6的下部，壓樁油缸7的下端活塞桿鉸接在液壓激振裝置5的上部。液壓激振裝置5的下面連接安裝有夾持機構(gòu)9，夾持機構(gòu)9用于夾持預制樁段10的頂端。壓樁橫梁6的上面?zhèn)榷嗽O(shè)有單向受力的活動卡板12，壓樁立柱4上按設(shè)定間距開有與所述活動卡板12相配合的卡槽4A，兩者配合用以承受壓樁時的支撐反力?；顒涌ò?2上還連接有鋼絲拉繩4C，鋼絲拉繩4C通過滑輪4B與一卷揚機構(gòu)相連，在向下調(diào)整壓樁橫梁6位置時可將其拉住，輔助定位。
壓樁施工時，用吊車11將預制樁段10吊入到壓樁立柱4的內(nèi)腔中，并用夾持機構(gòu)9將其頭部夾持住。當液壓控制系統(tǒng)3通過液壓管路驅(qū)動壓樁油缸7的活塞向下運動時，其活塞桿即可通過液壓激振裝置5、夾持機構(gòu)9將預制樁段10振壓入土層中。當壓樁油缸7的活塞走完一個行程時，松開夾持機構(gòu)9，并使壓樁油缸7的活塞回縮到位，再放松穿過滑輪4B而連接在活動卡板12上的鋼絲拉繩4C，壓樁橫梁6、壓樁油缸7、液壓激振裝置5和夾持機構(gòu)9依靠其自身重量下落至下面的卡槽4A位置，且活動卡板1 2卡入其中，由此可進行第二個壓樁行程。依次循環(huán)，可將預制樁段10壓入土層中。
上述液壓激振裝置5較佳的結(jié)構(gòu)形式包括一個相當于下壓樁橫梁的振動箱體5A，振動箱體5A的內(nèi)腔兩側(cè)水平對稱安裝有一對偏心軸5C，該對偏心軸5C的一端通過齒輪系5B保持同步反向運轉(zhuǎn)，該對偏心軸5C的另一端則各自與一臺油馬達5D相連，由油馬達5D提供運轉(zhuǎn)動力，油馬達5D的轉(zhuǎn)動頻率由液壓控制系統(tǒng)3的供油流量和壓力值調(diào)節(jié)。由于一對偏心軸5C的轉(zhuǎn)向相反，其水平方向的液壓激振力大小相同、方向相反，理論上可相互抵消；其垂直方向的液壓激振力則可相疊加而形成激振合力。這樣，在沉樁施工中，當液壓激振頻率與預制樁段10周圍土層的自振頻率接近時，樁段——土層這一工作體系就會產(chǎn)生共振，使樁段周邊的土壤液化，即可減小土壤對樁段周側(cè)的摩擦阻力。在此條件下再給預制樁段10施加一定數(shù)值的靜壓力，即可使預制樁段10在激振力和靜壓力的合成作用下穿越砂礫層、消除嵌固現(xiàn)象、貫入持力層，順利下沉到設(shè)定位置，提高壓樁效率和施工質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種頂壓式液壓振動壓樁機，包括步履式行走或履帶式行走的樁架(1)，安裝在所述樁架(1)平臺上的壓樁立柱(4)、起吊預制樁段(10)的吊車(11)、以及電氣控制系統(tǒng)(2)和液壓控制系統(tǒng)(3)，其特征在于所述壓樁立柱(4)的內(nèi)腔中自上而下設(shè)置有可沿其側(cè)立面垂直移動的壓樁橫梁(6)和液壓激振裝置(5)，所述壓樁橫梁(6)和液壓激振裝置(5)之間通過壓樁油缸(7)相連；所述壓樁橫梁(6)的上面?zhèn)榷嗽O(shè)有單向受力的活動卡板(12)，所述壓樁立柱(4)上按設(shè)定間距開有與所述活動卡板(12)相配合的卡槽(4A)；所述液壓激振裝置(5)的下面連接安裝有夾持機構(gòu)(9)，所述夾持機構(gòu)(9)與預制樁段(10)的頂端夾持配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂壓式液壓振動壓樁機，其特征在于所說的液壓激振裝置(5)具有一個振動箱體(5A)，振動箱體(5A)的內(nèi)腔兩側(cè)水平對稱安裝有一對偏心軸(5C)，該對偏心軸(5C)的一端通過齒輪系(5B)保持同步反向運轉(zhuǎn)，該對偏心軸(5C)的另一端則各自與一臺油馬達(5D)相連，油馬達(5D)的轉(zhuǎn)動頻率由液壓控制系統(tǒng)(3)的供油流量和壓力值調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂壓式液壓振動壓樁機，其特征在于所說的壓樁橫梁(6)和液壓激振裝置(5)的周邊上設(shè)有導向輪(8)，所述導向輪(8)與所述壓樁立柱(4)的側(cè)立面滾動配合。
專利摘要本實用新型公開了一種頂壓式液壓振動壓樁機，該壓樁機包括步履式行走或履帶式行走的樁架，安裝在所述樁架平臺上的壓樁立柱、起吊預制樁段的吊車、以及相應的電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。所述壓樁立柱的內(nèi)腔中自上而下設(shè)置有可沿其側(cè)立面垂直移動的壓樁橫梁和液壓激振裝置，所述壓樁橫梁和液壓激振裝置之間通過壓樁油缸相連。所述壓樁橫梁的上面?zhèn)榷嗽O(shè)有單向受力的活動卡板，所述壓樁立柱上按設(shè)定間距開有與所述活動卡板相配合的卡槽。所述液壓激振裝置的下面連接安裝有夾持機構(gòu)，所述夾持機構(gòu)與預制樁段的頂端呈夾持配合。該壓樁機可使預制樁在中間沙層容易穿過、在持力層貫入力強，且對預制樁段基本無損害，壓樁效率和施工質(zhì)量高。
文檔編號E02D7/26GK2740667SQ20042007652
公開日2005年11月16日 申請日期2004年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日
發(fā)明者彭志明 申請人:彭志明