[發(fā)明專利]液壓動(dòng)力靜力協(xié)同壓樁機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110400110.3
• 申請(qǐng)日: 2011-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102493453A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段國(guó)忠;楊鎖祥;施林;段率
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南新天和工程設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): E02D7/26
• 分類號(hào): E02D7/26
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 何為;袁穎華

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及建筑基礎(chǔ)施工的建筑工程機(jī)械，簡(jiǎn)稱樁工機(jī)械，具體涉及一種利用錘擊機(jī)（包括柴油錘、液壓錘）和液壓靜力壓樁機(jī)這兩種不同原理的樁工機(jī)械綜合協(xié)同而成的液壓動(dòng)力靜力協(xié)同壓樁機(jī)。

背景技術(shù)

在混凝土預(yù)制樁施壓工程中，當(dāng)前我國(guó)廣泛使用的樁工機(jī)械有錘擊樁機(jī)和液壓靜力壓樁機(jī)。從資源節(jié)約和環(huán)境友好兩項(xiàng)國(guó)策的綜合評(píng)價(jià)上看，液壓錘擊樁機(jī)最好，靜力壓樁機(jī)次之，柴油錘擊樁機(jī)再次之。分述于下：

（一）液壓錘擊樁機(jī)

液壓錘由外缸——驅(qū)動(dòng)缸、外罩殼、配重和樁帽組成。內(nèi)缸——沖擊缸由壓力油室、浮動(dòng)活塞、充氮室、沖擊頭組成。壓力油室的油壓可以調(diào)壓，用以調(diào)節(jié)氮?dú)獾膲毫ΓM(jìn)而調(diào)節(jié)沖擊動(dòng)力的延緩傳力的作用，氮?dú)鈮毫Υ螅瑒t延緩時(shí)間長(zhǎng)，傳力也大，利于沖擊動(dòng)力之正向波能完全傳遞到樁頭，加大樁的貫入力，氮?dú)鈮毫πt樁頭的灌入力度小。這是柴油錘和靜力壓樁機(jī)達(dá)不到的重要指標(biāo)。但液壓錘的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材質(zhì)要求高、加工難度大、制造成本高，國(guó)內(nèi)尚少有成熟液壓錘產(chǎn)品，它是靠錘頭打擊樁頂而沉樁的。

（二）液壓靜力壓樁機(jī)

液壓靜力壓樁機(jī)經(jīng)過(guò)了四十年的從無(wú)到有、從小到大、從少到多的發(fā)展過(guò)程，其主要優(yōu)點(diǎn)是工效高、噪音小、壓樁力可視性強(qiáng)，能及時(shí)調(diào)節(jié)樁身的垂直度，使送樁深度不受國(guó)際2m的限制，大大減少了樁尾的浪費(fèi)。其缺點(diǎn)是無(wú)法節(jié)約鋼鐵資源，機(jī)械總重與長(zhǎng)短船底平面之面積尺寸難于協(xié)調(diào)，要減少接地比壓，則需加大長(zhǎng)短船的底面尺寸，邊樁距隨之加大，適當(dāng)減小長(zhǎng)短船底面尺寸，邊樁距控制在4m之內(nèi)，則長(zhǎng)船的接地比壓在10t/㎡以上，短船的接地比壓在15～18t/㎡之內(nèi)，這些接地比壓經(jīng)常會(huì)大于施工工地的地耐力，使陷機(jī)經(jīng)常發(fā)生，必須在工地表面墊上建筑垃圾或片石，才能增加地耐力，減少陷機(jī)的發(fā)生，為了解決這些問(wèn)題，近年來(lái)國(guó)內(nèi)已有如下思路：

1.液壓靜動(dòng)力復(fù)合壓樁機(jī)（專利公告號(hào)：CN2216079）：在夾樁箱上安裝了一組沖擊錘（每個(gè)沖擊錘由液壓缸、支架重錘、緩沖墊組成）。它們與壓樁油缸呈十字排列，壓力油源與壓力油缸共用。壓樁油缸產(chǎn)生的靜壓力與落錘產(chǎn)生的動(dòng)力疊加起來(lái)，使樁身沉入地基之中，滿足軟硬地基的施工要求。靜力和動(dòng)力可以分開(kāi)使用，也可以合成使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可用中小噸位的壓樁機(jī)代替大噸位的壓樁機(jī)。

由于上述沖擊錘所產(chǎn)生的沖擊動(dòng)力打擊在夾樁箱上，壓樁油缸的缸筒固定在門(mén)架橫梁之上，活塞桿端部連在夾樁箱上，振動(dòng)開(kāi)始時(shí)，沖擊動(dòng)力通過(guò)夾樁箱傳遞到活塞桿之上，使活塞桿、活塞突然下沉一個(gè)沉程，壓樁油缸有桿腔中的泄油量突然加大，無(wú)桿腔中的給油量也突然加大，都會(huì)產(chǎn)生流體力學(xué)中指出脈沖浪涌升壓，對(duì)管路、液壓元件會(huì)產(chǎn)生大的破壞作用，使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

2.液壓振動(dòng)壓樁機(jī)（專利公告號(hào)：CN2632150）：壓樁油缸安裝在門(mén)架的橫梁之上，其活塞桿向下推壓、或縮回、活塞桿的下端面上裝有一液力激振裝置（和壓樁油缸共用一個(gè)壓力油源）。此激振裝置的下平面和夾樁箱連為一體。夾樁箱和激振裝置的四個(gè)角部裝有導(dǎo)向滑塊與門(mén)架立柱鐵軌之間為滑動(dòng)配合。靜力壓樁時(shí)，激振裝置產(chǎn)生振動(dòng)，使樁頭易于穿過(guò)中間夾層的礫砂層，樁頭進(jìn)入持力層后，貫入能力也會(huì)加大，壓樁效率高，工作噪音低，且對(duì)樁身無(wú)損差。

由于上述壓樁油缸的缸筒固定在門(mén)架之上，液力激振裝置安裝壓樁油缸活塞桿的下端，振動(dòng)時(shí)活塞桿及導(dǎo)向套中的密封圈不斷和缸筒及活塞桿振動(dòng)摩擦，使密封圈反復(fù)磨損，工作壽命大為縮短，甚至無(wú)法正常工作。

3.電動(dòng)振動(dòng)沉樁機(jī)：二十世紀(jì)七十年代末出現(xiàn)了電動(dòng)振動(dòng)沉樁機(jī)，一直延續(xù)到現(xiàn)在還在工地施工，它有步履式行走機(jī)構(gòu)、主機(jī)架、豎向?qū)驑都堋⒄駝?dòng)箱、沉管引灌鋼管、多臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)等組成。振動(dòng)箱中有二臺(tái)4極（或6極）交流異步電動(dòng)機(jī)，各驅(qū)動(dòng)一個(gè)偏心輪，振動(dòng)箱底部安裝沉管引導(dǎo)鋼管，鋼管的底部套了一個(gè)預(yù)制混凝土樁頭，卷?yè)P(yáng)鋼絲繩拉著振動(dòng)箱，在動(dòng)力作用下引導(dǎo)鋼管下沉，沉到設(shè)計(jì)深度后，邊振動(dòng)邊提升鋼管，邊將攪拌好的混凝土灌入鋼管之中，到一定量后，停止提升，但振動(dòng)還得維持，以保證砂、石、水泥漿均勻拌合。再繼續(xù)下一個(gè)邊振邊提升邊落入混凝土的過(guò)程，如此反復(fù)多次后，再將已預(yù)制好的鋼筋籠從振動(dòng)箱中間的空孔吊入鋼管之中，接著邊澆混凝土邊振動(dòng)邊提升，直到鋼筋籠露出鋼管底部，且露在地表時(shí)整個(gè)樁體就完成了。引孔鋼管外徑Φ325mm，成樁后樁徑Φ340mm，最大樁深25m，總機(jī)重量約10t，無(wú)需配重。本機(jī)型已使用幾十年了，說(shuō)明技術(shù)上是成熟的，二臺(tái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)各35KW、4極，每個(gè)偏心輪重約0.4t，偏心距為35～40mm。為了將偏心輪從180°旋轉(zhuǎn)到360°，而付出了35KW功率，如何減少這一能量消耗，是一項(xiàng)需要下一次創(chuàng)新的問(wèn)題。