專利名稱：兼具錘貫試樁的液壓動力沉樁機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于建筑行業(yè)基礎(chǔ)工程機(jī)械(簡稱樁工機(jī)械)，具體涉及一種可
同時兼具錘貫試樁的液壓動力沉樁機(jī)。
背景技術(shù)：
預(yù)制混凝土樁入土成樁后都要按比例抽若干條樁做靜載試驗，檢驗單樁豎向極限 承載力。根據(jù)JGJ94-94強(qiáng)制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的第9-2單樁承載力檢測的要求，可進(jìn)行單樁靜 載試驗或可靠動力試驗，發(fā)達(dá)國家早已用動力試驗來檢測單樁承載力。在眾多動力試驗方 法中，錘擊貫入法(簡稱錘貫法)在我國的應(yīng)用較為廣泛，現(xiàn)在的普遍作法是，用液壓靜力 壓樁機(jī)或錘擊樁機(jī)將樁打入土中經(jīng)過一定時間的休止(固結(jié))，開進(jìn)錘貫試樁機(jī)對準(zhǔn)被試 樁位，并對樁頭進(jìn)行必要的加固處理，進(jìn)行高應(yīng)變動力檢測，確定單樁豎直極限承載力。
現(xiàn)有的錘貫試樁機(jī)100，如圖6所示，由三部分組成，一是錘擊車，它由落錘113、導(dǎo) 向架112、巻揚機(jī)114、用于找正樁位的行車機(jī)構(gòu)、及起重配套工具組成；二是錘擊力傳感器 110、貫入測量系統(tǒng)(標(biāo)樁102、基準(zhǔn)梁103、磁性百分表座104、及百分表106)、被試樁101、 樁帽108、樁墊109、及錘墊111。三是二次儀表(電控盒115、動態(tài)應(yīng)變儀117、光電示波器 118、調(diào)壓穩(wěn)壓器119)、電源116和工作間120。其中，工作間120需保持三防(防嚴(yán)寒、防 風(fēng)雨、防灰塵)，且必需放置在測試樁位的20m以外、周圍無磁場、無地面振動干擾。
沖擊力檢測系統(tǒng)由電阻應(yīng)變片組成的錘擊力傳感器110和動態(tài)應(yīng)變儀117，光電 示波器118組成，需從導(dǎo)向桿112上才能觀測出沖程(落距)。 該錘貫試樁機(jī)是用機(jī)械式百分表來檢測貫入度，必須有人在試樁點觀測百分表， 有不安全性存在，電阻應(yīng)變片粘貼在圓筒外表上，其耐熱性、耐水性、耐候性(氣候)、耐久 性都存在有不穩(wěn)定的情況，直接影響沖擊力的檢測結(jié)果。 因此，該錘貫試樁機(jī)存在檢測值不精確的缺失，且部件繁多，占地空間較大，實有 改良的必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測量值精確
且一臺機(jī)子就可完成打樁和動測試樁的兼具錘貫試樁的液壓動力沉樁機(jī)。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種兼具錘貫試樁的液壓
動力沉樁機(jī)，包括沖程調(diào)節(jié)器，其設(shè)置于該液壓動力沉樁機(jī)的動力室內(nèi)的受擊拉壓箱的凹
形三角槽內(nèi)，具有承力板、伺服電機(jī)、和計數(shù)器，其特點是還包括樁土系統(tǒng)彈性變形值檢測
裝置、和貫入度檢測裝置，其中 該樁土系統(tǒng)彈性變形值檢測裝置包括支架、銅管、差動變壓器、觸桿；該支架的一 端固定在橫擔(dān)上，橫擔(dān)焊接在所述動力室的立柱上，支架的另一端設(shè)有圓孔；銅管上端穿過 該圓孔，通過定位螺栓進(jìn)行定位，下端伸入差動變壓器內(nèi)，通過差動變壓器的鐵芯與觸桿焊 接，觸桿的另一端伸出差動變壓器外，并由底部設(shè)有的鋼珠與所述受擊拉壓箱的上表面接
3觸；該差動變壓器電連接有電源，并通過差動整流器電連接有正負(fù)電壓表；
該沖程調(diào)節(jié)器的承力板上增設(shè)了彈性按鈕開關(guān)，該計數(shù)器累計電脈沖，并輸出，和 鍵盤所設(shè)定的沖程數(shù)字同時輸入數(shù)字比較器，二者相等時，微型繼電器Z0或F0吸合，伺服 電機(jī)斷電； 該貫入度檢測裝置由穿孔帶、叉形板、二紅外發(fā)光管、二光敏三極管、及計數(shù)器組 成；該穿孔帶豎直安裝在動力室內(nèi)壁，叉形板安裝在受擊拉壓箱側(cè)面，穿孔帶從叉形板中穿 過，二紅外發(fā)光二極管裝于叉形板一側(cè)，二光敏三極管裝于叉形板的另一側(cè)，紅外發(fā)光二極 管與光敏三極管相對設(shè)置，且二紅外發(fā)光二極管與二光敏三極管皆為并聯(lián)，該光敏三極管 與計數(shù)器電連接，穿孔帶上設(shè)有二列小孔，小孔的孔徑小于lmm， 二列小孔并行傾斜布置，呈 之字拐接，且兩相鄰小孔間的距離在1米以內(nèi)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點 1、既是動力沉樁機(jī)，又是高應(yīng)變錘貫樁機(jī)，一臺機(jī)子就可完成打樁和動測試樁的 任務(wù)，施打時可以直接讀出和記錄沖擊力，而且繪制出沖擊力和貫入度的關(guān)系曲線，使本產(chǎn) 品不但有直觀的沖擊力可視性，而且有記憶和繪制特性曲線的能力。 2、利用差動變壓器測量樁土系統(tǒng)的彈性變形值，遠(yuǎn)比機(jī)械百分表精確，電信號能 方便遠(yuǎn)傳，且能檢測彈性系統(tǒng)的壓縮過程和反彈過程，標(biāo)定彈性變形值和輸出電壓的關(guān)系 方便，并能很方便完成拆、裝工作。換一個工地時，因地基的性狀不一樣，可方便及時地現(xiàn)場 測試樁土系統(tǒng)的彈性變形值。 3、利用紅外線技術(shù)測量每次錘擊的貫入度，測量精度在lmm以內(nèi)，很容易遠(yuǎn)傳。
4、用鍵盤輸入沖程的要求值，遠(yuǎn)距離就可將沖程調(diào)節(jié)好。


圖1是本發(fā)明的樁土系統(tǒng)彈性變形值檢測裝置示意圖。 圖2是本發(fā)明的沖程調(diào)節(jié)器機(jī)械部分結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明的貫入度檢測裝置的示意圖。 圖4是圖3的俯視圖。 圖5是本發(fā)明的動力系統(tǒng)電液控制原理圖。 圖6是已知錘貫試樁機(jī)的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明為一種兼具錘貫試樁的液壓動力沉樁機(jī)，是在原有液壓動力沉樁機(jī)的基礎(chǔ) 上，增設(shè)了樁土系統(tǒng)彈性變形值檢測裝置和貫入度檢測裝置，并對沖程調(diào)節(jié)器進(jìn)行了改進(jìn)。 更進(jìn)一步地說，本發(fā)明的產(chǎn)品可以作為頂拉式的液壓動力沉樁機(jī)使用，還可以作為兼?zhèn)溴N 貫試樁的液壓動力沉樁機(jī)使用，當(dāng)作為液壓動力沉樁機(jī)使用時，沖程調(diào)節(jié)器和貫入度檢測 裝置是必要的，而樁土系統(tǒng)彈性變形值檢測裝置則不需要；而作為兼?zhèn)溴N貫試樁的液壓動 力沉樁機(jī)使用時，則沖程調(diào)節(jié)器、貫入度檢測裝置、及樁土系統(tǒng)彈性變形值檢測裝置都是必 須的。 在一個新工地施工時，首先要測出樁土系統(tǒng)的彈性變形值，并將其輸入計算裝置， 然后進(jìn)行連續(xù)施工，每條樁在打樁過程中可以適時測讀出沖擊力的大小，實現(xiàn)錘擊力的可視性，在各方商議應(yīng)進(jìn)行單樁豎向極限承載力試驗的樁位，收錘后休止一定時間再用本發(fā) 明的沉樁機(jī)進(jìn)行錘貫動態(tài)試樁，按下述改進(jìn)后的海利(HiLeyA)打樁公式，計算出單樁豎 向極限承載力Fu :
Fu = Emax/ (e+c/2) 式中Emax =錘重KN*沖程N，得出最大沖擊能。
e—重錘打擊下樁身塑性下沉值，統(tǒng)稱貫入度。
C——樁土系統(tǒng)(包括樁身、樁帽、錘墊、樁墊)彈性變形值。 其中樁土系統(tǒng)彈性變形值檢測裝置，如圖1所示，包括支架1、銅管2、差動變壓器 3、觸桿4。該支架1的一端設(shè)有座板5，該座板5通過固定螺栓將支架1固定在橫擔(dān)6上， 橫擔(dān)6焊接在液壓動力沉樁機(jī)的動力室立柱7上，支架的另一端設(shè)有圓孔(圖中未示)，本 實施例中，支架1呈上字形；銅管2上端穿過該圓孔，通過定位螺栓8進(jìn)行定位，下端伸入差 動變壓器3內(nèi)，通過差動變壓器3的鐵芯9與觸桿4焊接，觸桿4的另一端伸出差動變壓器 3夕卜，并由底部設(shè)有的鋼珠10與液壓動力沉樁機(jī)的動力室內(nèi)的受擊拉壓箱11的上表面接 觸；裝置該差動變壓器3的差動變壓器框架12的一端通過固定螺栓固定在該橫擔(dān)6底部， 該差動變壓器3電連接有電源13，并通過差動整流器14電連接有正負(fù)電壓表15。
使用時，調(diào)節(jié)銅管2，當(dāng)正負(fù)電壓表15指示為0時，立即擰緊定位螺栓8，當(dāng)沖擊體 提升上去又落擊在受擊拉壓箱11上時，樁土系統(tǒng)一齊下沉，即時讀出正負(fù)電壓表的指示值 Vl，接著提升沖擊體使之不停落在受擊拉壓箱之上，再讀出電壓表的讀數(shù)V2， AV = Vl-V2 即代表樁土系統(tǒng)彈性變形值c的大小，V2代表此次錘擊的貫入度(塑性變形值)。樁土系 統(tǒng)彈性變形值C測定好后，即應(yīng)拆去支架、銅管、差動變壓器、及觸桿，以免防礙正常施工。
該沖程調(diào)節(jié)器置于受擊拉壓箱凹形三角槽內(nèi)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，是本沖程調(diào)節(jié) 器的機(jī)械部分，并在中國專利200620052177. 7中有敘述，在此不再具體贅述。需要說明的 是，本申請案在承力板16上增設(shè)了彈性按鈕開關(guān)(AK2) 17使之進(jìn)入了自控系統(tǒng)。梯形螺紋 螺母18在伺服電機(jī)19的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，使承力板16沿梯形螺紋桿20上下移動。當(dāng)承力板 16上升至與受擊拉壓箱凹形三角槽頂板相接觸時，該彈性按鈕開關(guān)AK2閉合，使沖擊體下 落。 同時，當(dāng)梯形螺紋螺母18旋轉(zhuǎn)時，固定在伺服電機(jī)架上的紅外發(fā)光管21發(fā)出的光 透過固定在梯形螺紋螺母18上的穿孔圓環(huán)板22形成一連串的光脈沖，被計數(shù)器23電連接 的光敏三極管(圖中未示)接收轉(zhuǎn)為電脈沖，而被計數(shù)器23累計、輸出，并和鍵盤所設(shè)定的 "沖程數(shù)字"同時輸入數(shù)字比較器，同時請參見圖5所示，經(jīng)比較放大器后，當(dāng)二者相等時， 微型繼電器Z0或F0吸合，伺服電機(jī)19斷電，承力板16至受擊拉壓箱凹形三角槽頂板的距 離即為新定的沖程，鍵盤設(shè)定的沖程數(shù)字也同時輸入到計算裝置加以存儲，供沖擊力或單 樁豎向極限承載力計算之用。該貫入度檢測裝置，如圖3及圖4所示，由穿孔帶24、叉形板 25、二紅外發(fā)光管26、二光敏三極管27、及計數(shù)器28組成。該穿孔帶24豎直安裝在動力室 內(nèi)壁，叉形板25安裝在受擊拉壓箱11側(cè)面，穿孔帶24從叉形板25中穿過，二紅外發(fā)光二 極管26裝于叉形板25 —側(cè)，二光敏三極管27裝于叉形板25的另一側(cè)，紅外發(fā)光二極管26 與光敏三極管27相對設(shè)置，且二紅外發(fā)光二極管與二光敏三極管皆為并聯(lián)，二紅外發(fā)光二 極管與二光敏三極管可分別當(dāng)成一個紅外發(fā)光二極管和一個光敏三極管使用，該光敏三極 管27與計數(shù)器28電連接，穿孔帶24上有二列小孔29，小孔29的孔徑小于lmm， 二列小孔
51，2，…n與l' ，2'…n'之間根據(jù)螺紋展開原理為傾斜布置，二列小孔并行編列，呈之字 拐接掃描，以確保兩相鄰小孔(即l與l' ，1'與2，2與2'…)之間的距離L在lm以內(nèi)， 使實測精度提高。 當(dāng)受擊拉壓箱11受力向下移動時，帶動叉形板25向下移動，叉形板上的紅外發(fā)光 二極管26連續(xù)發(fā)出的光透過穿孔帶24上的小孔29形成一連串的光脈沖，被光敏三極管27 接收并轉(zhuǎn)為電脈沖，計數(shù)器28輸出的數(shù)字一方面送入計算裝置，參與沖擊力或單樁豎向極 限承載力的計算，另一方面送入顯示器，顯示出以米(m)為單位的累計貫入度。
如此，在一個新工地施工時，可以通過固定螺栓分別將支架與差動變壓器框架固 定在橫擔(dān)上，并裝置好銅管、差動變壓器、及觸桿，測出樁土系統(tǒng)的彈性變形值，并輸入計算 裝置內(nèi)，然后進(jìn)行連續(xù)施工，在打樁過程中根據(jù)測出的貫入度和沖程，適時測讀出沖擊力的 大小，實現(xiàn)錘擊力的可視性。并可在收錘后休止一定時間，再裝上樁土系統(tǒng)彈性值測定裝 置，進(jìn)行錘貫動態(tài)試樁，計算出單樁豎向極限承載力。當(dāng)沖擊力和單樁豎向極限承載力測定 完成后，即可拆下樁土系統(tǒng)彈性變形值測定裝置，以免影響正常施工。
權(quán)利要求
一種兼具錘貫試樁的液壓動力沉樁機(jī)，包括沖程調(diào)節(jié)器，其設(shè)置于該液壓動力沉樁機(jī)的動力室內(nèi)的受擊拉壓箱(11)的凹形三角槽內(nèi)，具有承力板(16)、伺服電機(jī)(19)、和計數(shù)器(23)，其特征在于還包括樁土系統(tǒng)彈性變形值檢測裝置、和貫入度檢測裝置，其中該樁土系統(tǒng)彈性變形值檢測裝置包括支架(1)、銅管(2)、差動變壓器(3)、觸桿(4)；該支架(1)的一端固定在橫擔(dān)(6)上，橫擔(dān)(6)焊接在所述動力室的立柱(7)上，支架的另一端設(shè)有圓孔；銅管(2)上端穿過該圓孔，通過定位螺栓(8)進(jìn)行定位，下端伸入差動變壓器(3)內(nèi)，通過差動變壓器(3)的鐵芯(9)與觸桿(4)焊接，觸桿(4)的另一端伸出差動變壓器(3)外，并由底部設(shè)有的鋼珠(10)與所述受擊拉壓箱(11)的上表面接觸；該差動變壓器(3)電連接有電源(13)，并通過差動整流器(14)電連接有正負(fù)電壓表(15)；該沖程調(diào)節(jié)器的承力板(16)上增設(shè)了彈性按鈕開關(guān)(17)，該計數(shù)器(23)累計電脈沖，并輸出，和鍵盤所設(shè)定的沖程數(shù)字同時輸入數(shù)字比較器，當(dāng)二者相等時，微型繼電器ZO或FO吸合，伺服電機(jī)(19)斷電；該貫入度檢測裝置由穿孔帶(24)、叉形板(25)、二紅外發(fā)光管(26)、二光敏三極管(27)、及計數(shù)器(28)組成；該穿孔帶(24)豎直安裝在動力室內(nèi)壁，叉形板(25)安裝在受擊拉壓箱(11)側(cè)面，穿孔帶(24)從叉形板(25)中穿過，二紅外發(fā)光二極管(26)裝于叉形板(25)一側(cè)，二光敏三極管(27)裝于叉形板(25)的另一側(cè)，紅外發(fā)光二極管(26)與光敏三極管(27)相對設(shè)置，且二紅外發(fā)光二極管與二光敏三極管皆為并聯(lián)，該光敏三極管(27)與計數(shù)器(28)電連接，穿孔帶(24)上設(shè)有二列小孔(29)，小孔(29)的孔徑小于1mm，二列小孔并行傾斜布置，呈之字拐接，且兩相鄰小孔間的距離在1米以內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求l所述的兼具錘貫試樁的液壓動力沉樁機(jī)，其特征在于所述支架(1) 的一端設(shè)有座板(5)，該座板(5)通過固定螺栓將支架(1)固定于橫擔(dān)(6)上。
3. 如權(quán)利要求2所述的兼具錘貫試樁的液壓動力沉樁機(jī)，其特征在于所述支架(1) 呈上字形。
4. 如權(quán)利要求1所述的兼具錘貫試樁的液壓動力沉樁機(jī)，其特征在于所述差動變壓 器(3)裝設(shè)在差動變壓器框架(12)內(nèi)，該差動變壓器框架(12)的一端通過固定螺栓固定 在該橫擔(dān)(6)底部。
全文摘要
一種兼具錘貫試樁的液壓動力沉樁機(jī)，在頂拉式液壓動力沉樁機(jī)的基礎(chǔ)上增設(shè)樁土系統(tǒng)彈性變形值檢測裝置、及貫入度檢測裝置，并對沖程調(diào)節(jié)器進(jìn)行改進(jìn)，能給計算裝置分別提供沖擊能、貫入度、及樁土系統(tǒng)彈性變形值，既能及時計算和顯示每錘的沖擊力，實現(xiàn)錘擊過程的沖擊力可視性，比現(xiàn)行液壓靜力樁機(jī)的壓樁力可視性更方便、直觀，又能在收錘若干休止期后進(jìn)行可替代靜載試驗的高應(yīng)變動測試驗，加快了樁基礎(chǔ)的施工進(jìn)度，為業(yè)主節(jié)約了大量的投資。
文檔編號E02D7/06GK101736742SQ20101010869
公開日2010年6月16日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者施林, 楊鎖祥, 段國忠, 段率 申請人:湖南新天和工程設(shè)備有限公司