專利名稱：液力振動(dòng)壓樁機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及城鎮(zhèn)建設(shè)工程基礎(chǔ)施工中所用的壓樁設(shè)備，具體地指一種液力振動(dòng)壓樁機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，在城鎮(zhèn)建設(shè)工程基礎(chǔ)施工中，應(yīng)用較為廣泛的預(yù)制樁壓樁設(shè)備主要有液壓靜力壓樁機(jī)和機(jī)械振動(dòng)壓樁機(jī)兩類。液壓靜力壓樁機(jī)采用液壓靜力將預(yù)制樁分段壓入土層中，其優(yōu)點(diǎn)是無振動(dòng)、噪音低、無污染。但其對(duì)機(jī)架結(jié)構(gòu)要求高、配重多、材耗大，使得其資源占用量大、轉(zhuǎn)場(chǎng)費(fèi)用高，整臺(tái)機(jī)器的轉(zhuǎn)場(chǎng)、拼裝、運(yùn)輸及工作效率均較低，特別是在施工中預(yù)制樁穿透中間砂層的能力較差，在持力層貫入也很困難。機(jī)械振動(dòng)壓樁機(jī)上設(shè)置有振動(dòng)樁錘，沉樁工作時(shí)，利用振動(dòng)樁錘產(chǎn)生的周期性激振力，使預(yù)制樁周邊的土壤液化，減小土壤對(duì)預(yù)制樁的摩擦阻力，達(dá)到使樁下沉的目的，工作效率較靜壓樁機(jī)高。但其振動(dòng)樁錘多是由電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)的機(jī)械偏心振動(dòng)裝置，不僅對(duì)電動(dòng)機(jī)的耐振性能要求較高，而且其噪音極大，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。同時(shí)由于該機(jī)往往采用樁頂端夾持和施以激振力，對(duì)預(yù)制樁的損壞較大，僅適用于鋼管樁。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種可使預(yù)制樁在中間沙層容易穿過、在持力層貫入能力強(qiáng)，且對(duì)樁段基本無損害、工作噪音低的液力振動(dòng)壓樁機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的液力振動(dòng)壓樁機(jī)，包括機(jī)身平臺(tái)，機(jī)身平臺(tái)由長(zhǎng)船和短船等部件支承并可在其驅(qū)動(dòng)下行走。機(jī)身平臺(tái)上安裝有壓樁梁、吊車、電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。壓樁梁的橫梁上安裝有壓樁油缸。壓樁梁的橫梁下方設(shè)有一由液壓控制系統(tǒng)提供動(dòng)力的液力激振裝置，該液力激振裝置的上部與壓樁油缸的活塞桿下端連為一體，該液力激振裝置的下部與預(yù)制樁的液壓夾持機(jī)構(gòu)連為一體。該液力激振裝置和液壓夾持機(jī)構(gòu)的四個(gè)角部安裝有導(dǎo)向滑塊，此導(dǎo)向滑塊與安裝在壓樁梁的豎梁上的導(dǎo)向鐵軌滑動(dòng)配合，使液力激振裝置和液壓夾持機(jī)構(gòu)依導(dǎo)向鐵軌上下聯(lián)動(dòng)。
本發(fā)明的工作原理是這樣的壓樁施工時(shí)首先啟動(dòng)整機(jī)液壓控制系統(tǒng)，在一般情況下僅驅(qū)動(dòng)壓樁梁橫梁上的壓樁油缸工作，樁機(jī)依靠自身重量和配重作為支撐反力，將預(yù)制樁段壓入土層中。在樁段穿越砂層或貫入持力層時(shí)，啟動(dòng)液力激振裝置，液力激振裝置的激振力和壓樁油缸的靜壓力即可同時(shí)作用于樁段。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于上述液力激振裝置的激振力和壓樁油缸的靜壓力能形成在垂直方向有利于樁段貫入的激振合力，調(diào)整液力激振裝置的振動(dòng)頻率，使上述合力的激振頻率與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(qiáng)度急劇降低，砂土中的空隙水來不及消散，有效應(yīng)力大幅減小或消除，砂土產(chǎn)生振動(dòng)液化，樁段側(cè)邊的負(fù)摩擦力減弱或消除，使壓樁油缸僅用較小的靜壓力即可將樁段貫入穿砂層或深入持力層中。并且，液力激振裝置與預(yù)制樁的液壓夾持機(jī)構(gòu)剛性連為一體，增大了振動(dòng)體的質(zhì)量，從而有效增大了激振合力，其結(jié)構(gòu)與其他現(xiàn)有液壓靜壓樁機(jī)相比，用330～400噸的液壓靜力可達(dá)到600噸液壓靜力的效果，大量節(jié)約了能源和鋼材。同時(shí)，上述液力激振裝置對(duì)樁機(jī)本身所產(chǎn)生的有害振動(dòng)遠(yuǎn)比機(jī)械振動(dòng)樁機(jī)低，故其工作噪音也大幅下降，液壓夾持機(jī)構(gòu)對(duì)樁段也無不良損害。


圖1為一種液力振動(dòng)壓樁機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中壓樁梁以內(nèi)部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中液力激振裝置的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的左剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖1中液壓夾持機(jī)構(gòu)的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6的俯剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖3中液壓減振裝置的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖中所示的液力振動(dòng)壓樁機(jī)，具有一呈長(zhǎng)方形的機(jī)身平臺(tái)1，機(jī)身平臺(tái)1是所有執(zhí)行部件的支承體。機(jī)身平臺(tái)1的四角垂直方向安裝有四口頂升油缸，該頂升油缸的活塞桿鉸頭通過叉軸臺(tái)車與長(zhǎng)船行走機(jī)構(gòu)2連接；機(jī)身平臺(tái)1的兩側(cè)邊鉸接有四個(gè)支腿8，該支腿8的下端通過銷軸等部件與短船行走機(jī)構(gòu)6相連，通過長(zhǎng)船行走機(jī)構(gòu)2和短船行走機(jī)構(gòu)6可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)樁機(jī)的橫向、縱向步履走行和回轉(zhuǎn)。配重梁5及其配重安裝在支腿8上。
機(jī)身平臺(tái)1的右邊布置有起吊預(yù)制樁13的吊車4，吊車4通過其底部的回轉(zhuǎn)支承座與焊接在機(jī)身平臺(tái)1上的法蘭用螺栓連接在一起。機(jī)身平臺(tái)1的左邊布置有操作室12，樁機(jī)的電氣控制系統(tǒng)3和液壓控制系統(tǒng)11的操控部分均安裝在操作室12內(nèi)。液壓控制系統(tǒng)11由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵提供壓力油，壓力油通過各類閥件和輸油管路為樁機(jī)的各種動(dòng)作油缸及油馬達(dá)提供源源不斷的動(dòng)力。機(jī)身平臺(tái)1的中間安裝有一對(duì)門字型的壓樁梁7，該對(duì)壓樁梁7的橫梁上安裝有四口壓樁油缸19，四口壓樁油缸19的活塞桿下端與一液力激振裝置10的上部相連，液力激振裝置10由液壓控制系統(tǒng)11提供油壓動(dòng)力，液力激振裝置10的下部與預(yù)制樁13的液壓夾持機(jī)構(gòu)9剛性連接。壓樁梁7的四個(gè)豎梁上內(nèi)側(cè)安裝有八根導(dǎo)向鐵軌14，液力激振裝置10的上平面四個(gè)角部和液壓夾持機(jī)構(gòu)9的下平面四個(gè)角部共安裝有十六只導(dǎo)向滑塊15，導(dǎo)向滑塊15與導(dǎo)向鐵軌14滑動(dòng)配合，使液力激振裝置10和液壓夾持機(jī)構(gòu)9只能上下垂直移動(dòng)。
上述液力激振裝置10具有一可讓預(yù)制樁13穿過的箱體10A，箱體10A以預(yù)制樁13穿過孔為對(duì)稱點(diǎn)的兩側(cè)內(nèi)橫向布置有一對(duì)偏心軸10B，偏心軸10B通過聯(lián)軸節(jié)10F與液壓控制系統(tǒng)11中的液壓馬達(dá)10G相連，液壓馬達(dá)10G在壓力油的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連軸節(jié)10F將轉(zhuǎn)矩傳遞給一對(duì)偏心軸10B，驅(qū)動(dòng)其自轉(zhuǎn)。由于一對(duì)偏心軸10B的轉(zhuǎn)向相反，其水平方向的激振力大小相同、方向相反，理論上可以在相互抵消。其垂直方向的激振力相疊加而形成激振合力。向下的激振合力正是壓樁所需要的。而向上的激振合力將傳遞到樁機(jī)架上，這是有害的，可以用稍后所介紹的各種具體結(jié)構(gòu)克服。上述液壓馬達(dá)10G轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的調(diào)節(jié)可通過調(diào)節(jié)液壓控制系統(tǒng)11的供油流量和壓力值來實(shí)現(xiàn)，使液力激振裝置10的激振頻率與預(yù)制樁13周圍土層的自振頻率接近，讓樁——土產(chǎn)生共振，即可減小土壤摩擦阻力，有利于樁穿越砂礫層、持力層嵌固及消除樁側(cè)負(fù)摩擦阻力，提高壓樁效率和施工質(zhì)量。
在上述偏心軸10B與箱體10A內(nèi)壁之間還依次設(shè)置有內(nèi)消音筒10C、外消音筒10D和吸振填充物10E，內(nèi)消音筒10C和外消音筒10D上分別開有不均勻布置的消音孔，內(nèi)消音筒10C和外消音筒10D之間留有縫隙。采用這種結(jié)構(gòu)有利于吸收和消除液力激振裝置10傳遞給樁機(jī)機(jī)架的振動(dòng)，減少噪音。
上述液壓夾持機(jī)構(gòu)9具有上、下連接板9D，上、下連接板9D通過固定連接螺栓9F及其上的短隔套9E、長(zhǎng)隔套9H構(gòu)成框架并與液力激振裝置10剛性連為一個(gè)整體。在該框架內(nèi)設(shè)有一臺(tái)夾樁油缸9G和四塊內(nèi)緣呈弧形的抱夾機(jī)體9C，四塊抱夾機(jī)體9C上各裝有一夾持板9A，夾持板9A可根據(jù)夾持方樁或圓樁的需要而更換。其中一對(duì)抱夾機(jī)體9C鉸接在固定連接螺栓9F上，另一對(duì)抱夾機(jī)體9C分別通過動(dòng)鉸銷9B鉸接在夾樁油缸9G的兩頭，兩對(duì)抱夾機(jī)體9C的另一端分別通過動(dòng)鉸銷9B鉸接在一起，形成圍抱結(jié)構(gòu)。當(dāng)夾樁油缸9G的活塞桿伸出時(shí)，抱夾結(jié)構(gòu)處于放松狀態(tài)；當(dāng)夾樁油缸9G的活塞桿縮回時(shí)，抱夾結(jié)構(gòu)則處于夾緊狀態(tài)。采用這種結(jié)構(gòu)有利于將預(yù)制樁13夾持穩(wěn)定牢靠，確保液力激振裝置10的激振力絕大部分都能傳遞到預(yù)制樁13上，提高壓樁效率，也確保預(yù)制樁13不會(huì)損壞。
上述壓樁油缸19的無桿腔上還通過液壓管路連接有一液壓減振裝置20。該液壓減振裝置20具有一減振缸體20E，減振缸體20E上端裝有密封缸蓋20B，下端設(shè)有進(jìn)油口20H，內(nèi)部裝有一無桿活塞20D。無桿活塞20D與密封缸蓋20B之間的上腔中充壓有惰性氣體20C，密封缸蓋20B上設(shè)有氣壓表20A。無桿活塞20D與下部進(jìn)油口20H之間的下腔中充有與壓樁油缸19的無桿腔連通的壓力油20F。當(dāng)液力激振裝置10所產(chǎn)生的激振合力向上輸送時(shí)，激振能量通過壓樁油缸19的活塞桿傳遞給其無桿腔，無桿腔油壓上升，液壓減振裝置20缸體下腔的壓力油20F的壓力也上升，惰性氣體20C吸收此激振能量。當(dāng)液力激振裝置10所產(chǎn)生的激振合力向下輸送時(shí)，與上述情況正好相反，液壓減振裝置20吸收的能量將部分釋放回液力激振裝置10?？梢娫撗b置可以作為液壓空氣彈簧，吸收向上傳遞給樁機(jī)機(jī)架的有害振動(dòng)，進(jìn)一步降低振動(dòng)噪音。
上述壓樁油缸19的活塞桿下端可以通過銷軸17與焊接在液力激振裝置10箱板上的銷座18鉸接，銷軸17與銷座18的配合孔留有適當(dāng)?shù)拈g隙，銷座18內(nèi)安裝有非金屬材料減振塊16。采用這樣的結(jié)構(gòu)既可以通過銷軸17、銷座18將壓樁油缸19所施向下的壓樁力有效地傳遞到液壓夾持機(jī)構(gòu)9，又可以通過非金屬材料減振塊16將向上的激振合力吸收，向下時(shí)再釋放，以利于激振合力的回收利用。上述安裝在液力激振裝置10和液壓夾持機(jī)構(gòu)9上的導(dǎo)向滑塊15也是由非金屬材料制成的減振滑塊。它既可導(dǎo)向定位，亦可減少傳到機(jī)架的振動(dòng)，盡量消除振動(dòng)噪聲。
權(quán)利要求
1.一種液力振動(dòng)壓樁機(jī)，包括機(jī)身平臺(tái)(1)，支承并驅(qū)動(dòng)機(jī)身平臺(tái)(1)行走的長(zhǎng)船(2)和短船(6)，安裝在機(jī)身平臺(tái)(1)上的壓樁梁(7)、吊車(4)、電氣控制系統(tǒng)(3)和液壓控制系統(tǒng)(11)，以及安裝在壓樁梁(7)的橫梁上的壓樁油缸(19)，其特征在于該壓樁梁(7)的橫梁下方設(shè)有一由液壓控制系統(tǒng)(11)提供動(dòng)力的液力激振裝置(10)，液力激振裝置(10)的上部與壓樁油缸(19)的活塞桿下端連為一體，液力激振裝置(10)的下部與預(yù)制樁(13)的液壓夾持機(jī)構(gòu)(9)連為一體；液力激振裝置(10)和液壓夾持機(jī)構(gòu)(9)的四個(gè)角部設(shè)有導(dǎo)向滑塊(15)，導(dǎo)向滑塊(15)與安裝在壓樁梁(7)的豎梁上的導(dǎo)向鐵軌(14)滑動(dòng)配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力振動(dòng)壓樁機(jī)，其特征在于所說的液力激振裝置(10)包括一可容預(yù)制樁(13)穿過的箱體(10A)，箱體(10A)以預(yù)制樁(13)穿過孔為對(duì)稱點(diǎn)的兩側(cè)內(nèi)橫向布置有一對(duì)偏心軸(10B)，偏心軸(10B)通過聯(lián)軸節(jié)(10F)與液壓控制系統(tǒng)(11)中的液壓馬達(dá)(10G)相連，液壓馬達(dá)(10G)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率由液壓控制系統(tǒng)(11)的供油流量和壓力值調(diào)節(jié)；偏心軸(10B)與箱體(10A)內(nèi)壁之間依次設(shè)置有內(nèi)消音筒(10C)、外消音筒(10D)和吸振填充物(10E)，內(nèi)消音筒(10C)和外消音筒(10D)上分別開有不均勻布置的消音孔，內(nèi)消音筒(10C)和外消音筒(10D)之間留有縫隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力振動(dòng)壓樁機(jī)，其特征在于所說的液壓夾持機(jī)構(gòu)(9)包括上下連接板(9D)，上下連接板(9D)通過固定連接螺栓(9F)及其上的隔套(9E、9H)構(gòu)成框架并與液力激振裝置(10)連為一體，在該框架內(nèi)設(shè)有一臺(tái)夾樁油缸(9G)和四塊內(nèi)緣呈弧形的抱夾機(jī)體(9C)，四塊抱夾機(jī)體(9C)上各裝有一夾持板(9A)，其中一對(duì)抱夾機(jī)體(9C)鉸接在固定連接螺栓(9F)上，另一對(duì)抱夾機(jī)體(9C)分別通過動(dòng)鉸銷(9B)鉸接在夾樁油缸(9G)的兩頭，兩對(duì)抱夾機(jī)體(9C)的另一端分別通過動(dòng)鉸銷(9B)鉸接在一起，形成圍抱結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力振動(dòng)壓樁機(jī)，其特征在于所說的壓樁油缸(19)的無桿腔通過液壓管路連接有一液壓減振裝置(20)，該液壓減振裝置(20)包括減振缸體(20E)、缸蓋(20B)和活塞(20D)，活塞(20D)與缸蓋(20B)之間的上腔中充壓有惰性氣體(20C)，缸蓋(20B)上設(shè)有氣壓表(20A)，活塞(20D)與下部進(jìn)油口(20H)之間的下腔中充有與壓樁油缸(19)的無桿腔連通的壓力油(20F)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液力振動(dòng)壓樁機(jī)，其特征在于所說的壓樁油缸(19)的無桿腔通過液壓管路連接有一液壓減振裝置(20)，該液壓減振裝置(20)包括減振缸體(20E)、缸蓋(20B)和活塞(20D)，活塞(20D)與缸蓋(20B)之間的上腔中充壓有惰性氣體(20C)，缸蓋(20B)上設(shè)有氣壓表(20A)，活塞(20D)與下部進(jìn)油口(20H)之間的下腔中充有與壓樁油缸(19)的無桿腔連通的壓力油(20F)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力振動(dòng)壓樁機(jī)，其特征在于所說的壓樁油缸(19)的活塞桿下端通過銷軸(17)與固定在液力激振裝置(10)上的銷座(18)鉸接，銷軸(17)與銷座(18)配合孔留有間隙，銷座(18)內(nèi)設(shè)有非金屬材料減振塊(16)；所說的導(dǎo)向滑塊(15)為非金屬材料減振滑塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液力振動(dòng)壓樁機(jī)，其特征在于所說的壓樁油缸(19)的活塞桿下端通過銷軸(17)與固定在液力激振裝置(10)上的銷座(18)鉸接，銷軸(17)與銷座(18)配合孔留有間隙，銷座(18)內(nèi)設(shè)有非金屬材料減振塊(16)；所說的導(dǎo)向滑塊(15)為非金屬材料減振滑塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液力振動(dòng)壓樁機(jī)，其特征在于所說的壓樁油缸(19)的活塞桿下端通過銷軸(17)與固定在液力激振裝置(10)上的銷座(18)鉸接，銷軸(17)與銷座(18)配合孔留有間隙，銷座(18)內(nèi)設(shè)有非金屬材料減振塊(16)；所說的導(dǎo)向滑塊(15)為非金屬材料減振滑塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液力振動(dòng)壓樁機(jī)，其特征在于所說的壓樁油缸(19)的活塞桿下端通過銷軸(17)與固定在液力激振裝置(10)上的銷座(18)鉸接，銷軸(17)與銷座(18)配合孔留有間隙，銷座(18)內(nèi)設(shè)有非金屬材料減振塊(16)；所說的導(dǎo)向滑塊(15)為非金屬材料減振滑塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液力振動(dòng)壓樁機(jī)，它具有一機(jī)身平臺(tái)，機(jī)身平臺(tái)由長(zhǎng)船和短船等部件支承并可在其驅(qū)動(dòng)下行走。機(jī)身平臺(tái)上安裝有壓樁梁、吊車、電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。壓樁梁的橫梁上安裝有壓樁油缸。壓樁梁的橫梁下方設(shè)有一由液壓控制系統(tǒng)提供動(dòng)力的液力激振裝置，該液力激振裝置的上部與壓樁油缸的活塞桿下端連為一體，該液力激振裝置的下部與預(yù)制樁的液壓夾持機(jī)構(gòu)連為一體。該液力激振裝置和液壓夾持機(jī)構(gòu)的四個(gè)角部安裝有導(dǎo)向滑塊，此導(dǎo)向滑塊與安裝在壓樁梁的豎梁上的導(dǎo)向鐵軌滑動(dòng)配合，使液力激振裝置和液壓夾持機(jī)構(gòu)依導(dǎo)向鐵軌上下聯(lián)動(dòng)。該樁機(jī)在中間沙層容易穿過，在持力層貫入能力強(qiáng)，壓樁效率高，工作噪音低，且對(duì)樁段無損害。
文檔編號(hào)E02D7/20GK1453431SQ0312809
公開日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月2日
發(fā)明者彭志明 申請(qǐng)人:彭志明