一种夹桩机构、压桩机构及静压桩机的制作方法

1.本实用新型涉及建筑施工设备领域，尤其涉及一种夹桩机构、压桩机构及静压桩机。


背景技术：

2.静力压桩机，是一种大型的建筑基础施工机械设备，随着科学技术的发展和人们环保意识的增强而全面推广应用。预制桩的静压施工完全依靠静压力将桩平稳、安静地压入地基，是一种非常独特的无公害桩基础施工法，正逐步取代锤击桩、振动桩施工，适合在湿陷性黄土、粉质粘土、沙层，沉积地质层、填土层等地质状况的地方使用，尤其适合在城市内部施工，是理想的环保型桩基础施工设备。
3.目前，我国传统桩基多由规则型桩(如圆桩、方桩等)组成，材料耗费大、经济效益低。基于建筑节能和建造可持续发展的建造理念，近几十年发展了异型桩，最大程度发挥桩本身优势，合理利用桩侧摩阻力特性、增强桩身承载能力，同时降低了工程造价，增加经济效益。异型桩作为新式桩型，可以分为纵向截面异型桩和横向截面异型桩，抱压式静力压桩机是通过夹桩机构“抱”住桩身侧面，由此产生摩擦力来实现的。但是纵向截面异型桩是沿深度方向改变桩外廓尺寸(比如桩径)或桩型，因此抱压式静力压桩机的夹桩机构，不能选择小行程的，否则会出现小截面段夹桩机构无法夹持的情况，导致不能完成压桩施工，但同时大行程的夹桩机构，会出现在“抱”桩过程中将桩顶偏超出施工范围的问题，若再去定位、调平桩机会造成施工程序复杂化、施工效率低、施工成本增加等等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决上述问题，提出一种夹桩机构，该夹桩机构设置具有限位功能的限位件，可以保证在夹抱桩的过程中不会将桩体顶偏，满足夹桩完成后桩轴线与预定桩位的间距偏差在施工允许的范围内。
5.本实用新型的另一目的是提供一种设有所述夹桩机构的压桩机构；
6.本实用新型的又一目的是提供一种设有所述压桩机构的静压桩机。
7.为实现上述目的，本实用新型提供一种夹桩机构，包括箱体，所述箱体沿竖向设置有容纳桩体部分竖向段的夹桩腔体，所述箱体在夹桩腔体的周侧设置有夹桩时形成夹持平衡的夹持件，所述箱体上至少安装一限位件以限制夹持件的执行部靠近夹桩腔体中心线的活动行程，使夹桩完成后的桩体轴线与夹桩腔体中心线的间距偏差在施工允许的范围内。
8.进一步地，所述限位件包括限位块，所述限位块安装在夹持件的周侧，所述夹持件的执行部上设置有与限位块相抵的挡台；
9.优选，通过所述限位件还限制执行部远离夹桩腔体中心线的活动行程；
10.优选，所述执行部上设置有凹槽，所述凹槽的横向两端槽壁均形成所述挡台。
11.进一步地，所述限位件还包括感应元件，所述感应元件安装在挡台朝向限位块的挡面上和/或安装在限位块朝向挡台的挡面上，所述感应元件与用于控制夹持件动作的控
制系统通信连接；
12.优选，所述感应元件包括压敏传感器、行程开关、接近开关、光电开关中的一种或者几种组合。
13.进一步地，所述限位块通过调节件安装在夹桩腔体的内壁上，所述调节件包括螺接件，所述螺接件一端与限位块固定连接，或者，所述螺接件一端与限位块活动连接并且调节件还包括位于限位块与夹桩腔体内壁之间的垫块和/或补偿片，所述垫块和/或补偿片套设在螺接件上，所述垫块和/或补偿片上开设有用以套设在螺接件上的u型口；
14.优选，螺接件另一端与箱体螺接，且延伸出箱体外壁，所述螺接件延伸出箱体外壁的一端安装有转动件。
15.进一步地，所述夹持件包括固定部和所述执行部，所述执行部能够相对固定部移动，所述执行部的移动路径大致垂直于夹桩腔体的中心线；
16.优选，所述固定部包括缸体外壳和调压部，所述执行部包括缸筒和夹块，所述缸筒能在调压部的作用下带动夹块相对缸体外壳靠近和/或远离夹桩腔体中心线移动，所述缸筒靠近夹桩腔体一端的端面为所述挡台，所述夹块靠近缸筒的一端同样设置有挡台，在缸筒的滑移方向上，所述限位件与所述挡台至少部分能够叠合；
17.优选，所述缸筒一端与夹块连接，另一端与缸体外壳滑腔密封滑动配合，调压部一端与缸筒腔壁密封滑动配合并将缸筒分隔成两个密封腔，另一端与缸体外壳连接，通过调压部改变两个密封腔的压力来驱动缸筒相对缸体外壳滑动，所述缸体外壳的滑腔朝向夹桩腔体的中心线；
18.优选，所述调压部上设置有两条分别与两个密封腔相通的通路，所述调压部与缸体外壳连接的一端延伸出缸体外壳，并且延伸出的端部设置有两个与通路分别对应相通的接口。
19.进一步地，所述调压部和缸体外壳之间设置有防止调压部沿缸体外壳滑腔中心线方向窜动的防窜结构
20.优选，所述调压部和缸体外壳之间之间还设置有第一限转结构；
21.所述缸筒与调压部之间和/或与缸体外壳之间设置有第二限转结构；
22.所述缸体外壳与箱体之间设置有第三限转结构；
23.优选，所述箱体的壳壁包括至少两个沿着横向间隔分布的板体，至少两个板体对缸体外壳进行横向限位；
24.优选，所述夹块和缸筒通过强磁球头结构连接。
25.进一步地，所述夹桩腔体的周侧沿着竖直方向至少设置有一层夹持件。
26.为实现上述另一目的，本实用新型提供一种压桩机构，包括如上所述夹桩机构和与夹桩机构的箱体顶部连接的压桩油缸，所述的压桩油缸用于夹桩机构夹持完成后对箱体施加压力。
27.为实现上述又一目的，本实用新型提供一种静压桩机，包括桩机平台、安装在桩机平台上的反力架和如上所述的压桩机构，所述的压桩油缸与反力架连接。
28.进一步地，所述反力架为固定在桩机平台上的导柱群结构，所述压桩油缸与反力架固定连接，所述箱体能够在压桩油缸的作用下沿着反力架竖直移动；
29.优选，所述夹桩腔体竖向贯通箱体。
30.本实用新型提供的夹桩机构，设置了限位件，对夹持件的执行部靠近夹桩腔体中心线的活动行程进行了限制，防止夹持件将桩体夹偏，以达到在抱夹桩体的过程中就实现对桩体的桩轴线位置与夹桩腔体中心线的间距偏差在施工允许的范围内的目的，避免了对桩机重新进行定位、调平，同时避免了通过夹持件的移动来调整桩体位置容易导致滑桩脱桩的问题发生，有助于提高施工效率。此外，还能通过限位件对夹持件的回退行程进行限制，防止一直回退，有助于提高下次抱夹的效率。
31.本实用新型提供的压桩机构设有所述夹桩机构，由于所述夹桩机构具有上述技术效果，则设有该夹桩机构的压桩机构也应具有相应的技术效果；同样，本实用新型提供的静压桩机设有所述压桩机构，由于所述压桩机构具有上述技术效果，则设有该压桩机构的静压桩机也应具有相应的技术效果。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
33.图1是本实用新型实施例一提供的一种夹桩机构的结构示意图；
34.图2是本实用新型实施例一提供的一种夹桩机构的未抱夹状态的剖视图；
35.图3是图2中c部分的局部放大图；
36.图4是图2中d部分的局部放大图；
37.图5是图3中e向断面图；
38.图6是本实用新型实施例一中各夹持件匹配一限位件的示意图；
39.图7是本实用新型实施例一提供的压桩机构的结构示意图；
40.图8是本实用新型实施例二中执行部上设置有凹槽的结构示意图；
41.图9是本实用新型实施例三中限位块设置有调节件的结构示意图；
42.图10是本实用新型实施例四中夹块和缸筒通过强磁球头结构连接的示意图。
具体实施方式
43.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
44.<实施例一>
45.请参考图1和图2，本实用新型实施例提供的一种夹桩机构，包括箱体1，箱体1沿竖向设置有容纳桩体部分竖向段的夹桩腔体1a，箱体1在夹桩腔体1a的周侧设置有夹桩时形成夹持平衡的夹持件2，箱体1上至少安装一限位件3，限位件3相对于箱体1位置固定以限制夹持件2的执行部21靠近夹桩腔体1a中心线的活动行程，使夹桩完成后的桩体轴线与夹桩腔体1a中心线的间距偏差在施工允许的范围内。
46.请再次参阅图2，并结合图3和图4，本实施例中，夹持件2包括固定部22和执行部21，执行部21能够相对固定部22移动，执行部21的移动路径大致垂直于夹桩腔体1a的中心
线；再者，箱体1的壳壁包括至少两个沿着横向间隔分布的板体1b，固定部22包括缸体外壳221，缸体外壳221横穿箱体1的壳壁，至少两个板体1b对缸体外壳221进行横向限位。由于夹持件2横向设置于箱体1上，且夹持件2的缸体外壳221能横向贯穿整个箱体1的壳壁，且夹持件2的执行部21大致垂直于夹桩腔体1a的中心线方向移动，因此能选择大行程的夹持件2来对满足异型桩的抱夹需求，以避免小行程夹持件无法满足异型桩抱夹的问题。
47.但是，夹持件2的大行程同时也会带来将桩体顶偏的问题，使夹桩完成后桩轴线与夹桩腔体1a中心线的间距偏差超过施工允许范围，比如相对设置的两个夹持件其中一个移动行程小，另一个移动行程大，或者各夹持件动作不同步，很容易将抱夹的桩体顶偏超过施工允许的偏差范围，即桩体桩轴线与预定桩孔的中心位置偏差过大，导致无法施工，需要重新对桩机进行定位、调平等，导致施工效率降低，或者通过夹持件同时移动带动桩体向预定桩孔的中心位置靠近，但是夹持件稍微控制失误就会出现桩体滑落等问题，容易导致安全事故的发生，为此，本实施例在箱体1上设置限位件3，通过限位件3来限制夹持件2的执行部21靠近夹桩腔体1a中心线的活动行程，以达到在抱夹桩体的过程中就实现对桩体的桩轴线位置与夹桩腔体1a中心线的间距偏差在施工允许的范围内，避免了对桩机重新进行定位、调平，同时避免了通过夹持件的移动来调整桩体位置容易导致滑桩脱桩的问题发生，有助于提高施工效率。
48.在本实施例中，限位件3包括限位块31，限位块31安装在夹持件2的周侧或旁侧，夹持件2的执行部21上设置有与限位块31相抵的挡台21a。夹持件2的执行部21向夹桩腔体1a中心线靠近，当执行部21上的挡台21a与限位块31相抵时，执行部21停止动作，以防止执行部21继续动作将桩体顶偏。
49.进一步地，请参阅图4，限位件3还包括感应元件32，感应元件32安装在挡台21a朝向限位块31的挡面上和/或安装在限位块31朝向挡台21a的挡面上，感应元件32与用于控制夹持件2动作的控制系统通信连接。通过设置感应元件32，当挡台21a与限位块31靠近至感应元件32发生感应，感应元件32就能将信号发送给控制系统，由控制系统控制夹持件2停止动作以保持抱夹状态。本实施例中对感应元件32的型号和种类不做具体限制，可以是压敏传感器、行程开关、接近开关、光电开关中的一种或者几种组合，当然也可以是其他的感应元件。
50.请再次参阅图3，在上述实施例中，执行部21包括缸筒211和夹块212，缸筒211能在调压部222的作用下带动夹块212相对缸体外壳221靠近和/或远离夹桩腔体1a中心线移动，缸筒211靠近夹桩腔体1a一端的端面为挡台21a，在缸筒211的滑移方向上，限位件3与挡台21a至少部分能够叠合。
51.具体地，如图3所示，缸筒211一端与夹块212连接，另一端与缸体外壳221滑腔密封滑动配合，调压部222一端与缸筒211腔壁密封滑动配合并将缸筒211分隔成两个密封腔，分别为密封腔a和密封腔b，另一端与缸体外壳221连接，通过调压部222改变两个密封腔的压力来驱动缸筒211相对缸体外壳221滑动，缸体外壳221的滑腔朝向夹桩腔体1a的中心线。其中，调压部222相对缸体外壳221位置固定，且其上设置有两条分别与两个密封腔相通的通路，调压部222与缸体外壳221连接的一端延伸出缸体外壳221，并且延伸出的端部设置有两个与通路分别对应相通的接口。工作过程中，通过通路对其中一密封腔充填介质，对另一密封腔减少介质，从而改变密封腔的压力，驱动缸筒211沿着缸体外壳221的滑腔移动。本实施
例以介质为液压油为例进行说明，向密封腔a内通入液压油，同时密封腔b内的液压油通过对应的通路输出，这样就能驱动缸筒211向夹桩腔体1a中心线靠近；反之，密封腔a内的液压油通过对应的通路输出，向密封腔b内通入液压油，这样就能驱动缸筒211收回到缸体外壳221内，即远离夹桩腔体1a中心线。
52.为了防止调压部222出现沿缸体外壳221滑腔中心线方向的窜动，在调压部222和缸体外壳221之间设置有防窜结构，本实施例中对防窜结构不做具体限制，可以是如图3中所示的，在调压部222与缸体外壳221的连接处的一侧设置与缸体外壳221一侧相抵的限位台阶，另一侧设置防转销22a穿过调压部222并与缸体外壳221另一侧相抵，等等。另外，为了保证夹持件2在执行动作的过程中不偏转，保证夹持件2运行过程中的稳定性，在调压部222和缸体外壳221之间设置有第一限转结构，缸筒211与调压部222之间和/或与缸体外壳221之间设置有第二限转结构，缸体外壳221与箱体1之间设置有第三限转结构。本实施例对限转结构不做具体的限定，第二限转结构可以是类似六角孔与六角轴的配合结构，如图5所示，当然也可以是其他多边形配合结构或者椭圆形配合结构；又或是设置于缸筒211外壁与缸体外壳221内壁之间的限转键22b，如图2所示，第一限转结构和第三限转结构除了可以同第二限转结构一样外，还可以采用焊接、螺钉连接、销钉连接等固定连接形式。
53.更进一步地，为了保证夹持得更加稳定可靠，夹桩腔体1a的周侧沿着竖直方向至少设置有一层夹持件2，优选，至少设置两层夹持件2。每一层分布的夹持件2都能对桩体的桩周进行抱夹，以提高沉桩过程中桩体运行的稳定性，以及抱夹牢度更高，提高施工过程中的安全性。当相邻竖直的两夹持件2的活动行程一致的情况下，能够共用一限位件3对夹持件2的执行部21进行活动限位。本实施例优选，每个夹持件2均匹配一限位件3进行分别限位控制，如图6所示。
54.除了上述夹桩机构，本实施例还提供一种压桩机构，如图7所示，包括如上所述夹桩机构和与夹桩机构的箱体1顶部连接的压桩油缸4，压桩油缸4用于夹桩机构夹持完成后对箱体1施加压力，通过压桩油缸4对箱体1施加压力，使得箱体1带动夹桩机构抱夹的桩体沉入土体中进行桩基础施工。
55.除了上述压桩机构，本实施例还提供一种静压桩机，包括桩机平台、安装在桩机平台上的反力架和上述的压桩机构，压桩油缸4与反力架连接。本实施例中，反力架可以是安装在桩机平台上的挺杆结构，挺杆沿着竖直方向设置有供压桩油缸4支撑的支点，同时挺杆上设置有供箱体1竖向滑动的导轨，箱体1顶部连接起吊装置，压桩油缸4支撑在支点上驱动箱体1抱夹着桩体沿着导轨竖向下沉(图中未示出)，由于反力架为挺杆结构，高度较高，因此可以通过夹持桩头的方式进行沉桩，当然也可以夹持桩身来沉桩。
56.请再次参阅图7，本实施例中，优选反力架为固定在桩机平台上的导柱群结构，压桩油缸4与导柱群结构固定连接，具体为与导柱群结构的顶部固定连接，箱体1能够在压桩油缸4的作用下沿着导柱群结构竖直移动，进而带动夹桩机构所夹持的桩体进行沉桩作业。由于导柱群结构的高度相对不高，无法从桩头进行夹持，因此夹桩腔体1a竖向贯通箱体1，从桩体的桩身周侧进行夹持沉桩，且施工过程中整体的重心较低，稳定性更好，施工安全性更高。
57.<实施例二>
58.本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说
明。
59.相对于实施例一，本实施例还有这样的结构设计：
60.通过限位件3还可以限制执行部21远离夹桩腔体1a中心线的活动行程，即限制执行部21回退的行程。
61.具体地，请参考图8，执行部21上设置有凹槽21b，凹槽21b的横向两端槽壁均形成挡台21a，通过离夹桩腔体1a中心线远的挡台21a来限制执行部21靠近夹桩腔体1a中心线的活动行程，通过离夹桩腔体1a中心线近的挡台21a来限制执行部21远离夹桩腔体1a中心线的活动行程。对应地，即在实施例一中的夹块212上靠近缸筒211的一端同样设置挡台21a，以限制执行部21远离夹桩腔体1a中心线的活动行程。
62.这样的设计就能避免执行部21一直回退到终极状态，一旦下次抱夹桩体，就增加了执行部21的活动行程，耗费时间，而通过限位件3就能限制执行部21远离夹桩腔体1a中心线的活动行程，有助于提高下次抱夹的效率。
63.<实施例三>
64.本实施例中，与实施例一、二相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。
65.相对于实施例一、二，本实施例还有这样的区别设计：
66.如图9所示，为了实现限位块31的位置能够调节，进而达到调节执行部21活动行程的目的，限位块31通过至少一调节件33安装在夹桩腔体1a的内壁上，调节件33包括螺接件33a，螺接件33a一端与限位块31固定连接，或者，螺接件33a一端与限位块31活动连接并且调节件33还包括位于限位块31与夹桩腔体1a内壁之间的垫块和/或补偿片(图中未示出)，垫块和/或补偿片套设在螺接件33a上，垫块和/或补偿片上开设有用以套设在螺接件33a上的u型口。
67.更进一步地，方便螺接件33a的调节，螺接件33a另一端与箱体1螺接，且延伸出箱体1外壁，螺接件33a延伸出箱体1外壁的一端安装有转动件34。通过转动转动件34就能达到旋转螺接件33a的目的，进而调节限位块31的相对位置，避免了从夹桩腔体1a内进行调节所带来的操作不方便的问题。本实施例中，对于转动件34的具体结构不做限制，可以是手轮，也可以是电驱结构，通过电动的方式转动螺接件33a。
68.<实施例四>
69.本实施例中，与实施例一、二、三相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。
70.相对于实施例一、二、三，本实施例还有这样的区别设计：
71.如图10所示，夹块212和缸筒211通过强磁球头结构连接。
72.具体地，强磁球头结构包括球头和球头座，球头和球头座至少一者具有强磁性，其中一者安装在夹块212上，另一者安装在缸筒211上，夹块212和缸筒211通过球头和球头座连接，并通过球头和球头座强磁相吸。
73.目前，借助桩机沉入土层中的桩体一般为经过工厂预先生产得到的预制桩，而异型桩由于其结构形状特殊，为了方便预制生产过程中的脱模，通常在模具上设置一定的拔模角度，相应的桩体也呈一定的拔模角，而常规的压桩机构，其上的夹块为固定式安装结构，一旦安装后在夹桩的过程中就无法根据桩体桩周面进行自适应性调节，因此在抱桩完
成后会出现夹块与桩周面局部接触的情况，尤其是呈拔模角的斜面，导致抱夹牢度和稳定性都会降低。本实施例中设置夹块212和缸筒211通过强磁球头结构连接的目的就是解决这一问题，在不夹持桩体的时候，即不接触桩周面的时候，由于夹块212与缸筒211强磁性连接，因此不会出现夹块212偏转或者晃动的问题；而当夹块212接触到桩周面至夹紧桩体的过程中，由于是球头连接结构，因此夹块212会根据桩周面给予夹块212的反作用力，在强磁球头结构上相对缸筒211做自适应的偏转，直至夹块212的整个夹面与桩周面进行接触抱夹，提高了桩体的抱夹牢度和稳定性。
74.实施例一至实施例四的部分技术实施方式可以组合或者替换。
75.以上结合具体实施方式描述了本实用新型的技术原理，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本实用新型的保护范围。