一种振动锤与液压锤间歇交替作业的装置及其施工方法与流程

1.本发明涉及钢管桩沉桩施工领域，尤其涉及一种振动锤与液压锤间歇交替作业的装置及其施工方法。


背景技术：

2.传统的超长钢管桩沉桩施工工具及方法：1.振动桩锤是一种通电后产生强大激振力将桩体打入地下的一种设备。电动振动桩锤的特点是频率低、重量重、振幅大。
3.2.液压振动锤是在电动振动锤的基础上发展起来的，属于冲击式打桩锤。液压振动桩锤的特点是频率高、重量轻、振幅小。
4.因此，在功率或是激振力相当的情况下：电动振动桩锤更有利于在桩端面积大的情况下沉桩，液压振动锤更有利于在桩端面积小的情况下沉桩；电动振动锤更有利于在黏性土层里沉拔桩，液压振动锤更有利于在砂性土里沉拔桩；电动振动锤不可在水下作业，由于是电机的驱动，防水性能比较差；液压振动锤可以水上和水下作业，不需要任何的特殊处理。
5.基于此，本发明提供了一种利用振动锤与液压锤间歇交替作用助沉超长钢管桩的装置与施工方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种振动锤与液压锤间歇交替作业的装置及其施工方法，振动锤和液压锤交替作业，提高了超长钢管桩沉桩的效率。
7.实现本发明目的的技术方案如下：一种振动锤与液压锤间歇交替作业的施工方法，包括以下步骤：步骤一、振动锤敲击钢管桩；步骤二、液压锤接触敲击块的上表面，振动锤停止作业，液压锤敲击钢管桩；步骤三、液压锤离开敲击块上表面，振动锤敲击钢管桩；步骤四、重复步骤二和步骤三，直至沉桩施工结束。
8.作为本发明的进一步改进，所述步骤二中，液压锤下落时，首先接触到设置在敲击块表面的接触开关，接触开关动作，振动锤瞬间停止工作。
9.一种振动锤与液压锤间歇交替作业的装置，包括：与钢管桩顶端可拆卸连接的敲击块、安装在敲击块周围的振动锤、嵌设在敲击块顶面的接触开关、可与敲击块顶面接触的液压锤，所述接触开关与振动锤的控制系统电连接。
10.本发明液压锤可直接作用在敲击块表面，通过不断的循环形成相互配合的过程，敲击块表面设有开口，开口里面放置的接触开关。这样通过振动锤和液压锤交替往复工作，从而达到在钢管桩上实现振动锤与液压锤间歇交替施工助沉超长钢管桩。
11.作为本发明的进一步改进，所述接触开关为常开开关，所述接触开关闭合，振动锤
停止工作，所述接触开关断开，振动锤工作。
12.作为本发明的进一步改进，所述接触开关为常闭开关，所述接触开关断开，振动锤停止工作，所述接触开关闭合，振动锤工作。
13.作为本发明的进一步改进，所述敲击块由本体和凸缘组成，所述凸缘是从本体的顶面竖直向上延伸形成的，所述本体与凸缘的接触面上形成一环状安装面，所述振动锤安装在该环状安装面上，所述振动锤的顶面低于凸缘的顶面。
14.作为本发明的进一步改进，所述本体的底端设有环形容置腔，该环形容置腔内安装有用于夹紧钢管桩顶端的夹紧机构。
15.作为本发明的进一步改进，所述夹紧机构包括：调节块、调节转盘、用于夹紧钢管桩的多个夹紧块；多个夹紧块设置在调节转盘的下方，并且多个夹紧块绕调节转盘的圆周均匀分布；调节转盘的上表面设置有齿条，调节块与调节转盘的接触部分设置有齿条，调节转盘与调节块通过齿条啮合；调节转盘的下表面设置有窝状螺旋螺纹，夹紧块的上表面也设置有窝状螺旋螺纹，夹紧块与调节转盘通过螺纹配合连接；拧动调节块使调节转盘转动，进而带动夹紧块沿着夹紧或松开钢管桩。
16.作为本发明的进一步改进， 每个所述夹紧块的底端均设有弧形块，多个所述弧形块夹紧钢管桩。本发明使用弧形块夹紧钢管桩，夹紧效果更好。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在超长钢管桩沉桩时利用振动锤和液压锤间歇交替施工的装置与施工方法，充分结合了振动锤和液压锤两种设备的优点，避开了两种设备的不利因素，提高了超长钢管桩沉桩的效率。
附图说明
18.图1为振动锤与液压锤间歇交替作业装置的剖面视图；图2为图1的a向视图；图3为图1的b向视图；图4为调节转盘3的仰视图；图5为夹紧使用过程视图；图6为夹紧块上表面的结构示意图。
19.图中，01、钢管桩；1、敲击块；2、振动锤；3、调节转盘；4、调节块；5、夹紧块；51、凸起的螺纹；6、接触开关；7、液压锤；8、弧形块；9、条形开口；10、窝状螺旋螺纹。
具体实施方式
20.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
21.在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、
ꢀ“
前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
22.术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
23.实施例1：本实施例提供了一种提高钢管桩沉桩效率的施工方法和装置。该施工方法，包括以下步骤：步骤一、振动锤2敲击钢管桩01；步骤二、液压锤7接触敲击块1的上表面，振动锤2停止作业，液压锤7敲击钢管桩01；步骤三、液压锤7离开敲击块1上表面，振动锤2敲击钢管桩01；步骤四、重复步骤二和步骤三，直至沉桩施工结束。
24.其中，步骤二中，液压锤7下落时，首先接触到设置在敲击块1表面的接触开关6，接触开关6动作，振动锤2瞬间停止工作。
25.一种振动锤与液压锤间歇交替作业的装置，如图1-图5所示，包括：与钢管桩01顶端可拆卸连接的敲击块1、安装在敲击块1周围的振动锤2、嵌设在敲击块1顶面的接触开关6、可与敲击块1顶面接触的液压锤7，接触开关6与振动锤2的控制系统电连接。本实施例液压锤7可直接作用在敲击块1表面，通过不断的循环形成相互配合的过程，敲击块1表面设有开口，开口里面放置的接触开关6。这样通过振动锤2和液压锤7交替往复工作，从而达到在钢管桩01上实现振动锤2与液压锤7间歇交替施工助沉超长钢管桩01。
26.在本实施例中，优选接触开关6为常开开关，接触开关6闭合，振动锤2停止工作，接触开关6断开，振动锤2工作。当然，接触开关6为常闭开关，接触开关6断开，振动锤2停止工作，接触开关6闭合，振动锤2工作。接触开关6常开或常闭类型的选择，只需要根据实际情况选取即可。
27.在本实施例中，优选敲击块1由本体和凸缘组成，凸缘是从本体的顶面竖直向上延伸形成的，本体与凸缘的接触面上形成一环状安装面，振动锤2安装在该环状安装面上，振动锤2的顶面低于凸缘的顶面。优选本体的底端设有环形容置腔，该环形容置腔内安装有用于夹紧钢管桩01顶端的夹紧机构。
28.如图1和图5所示，夹紧机构包括：调节块4、调节转盘3、用于夹紧钢管桩01的多个夹紧块5；多个夹紧块5设置在调节转盘3的下方，并且多个夹紧块5绕调节转盘3的圆周均匀分布；调节转盘3的上表面设置有齿条，调节块4与调节转盘3的接触部分设置有齿条，调节转盘3与调节块4通过齿条啮合；调节转盘3的下表面设置有窝状螺旋螺纹10，夹紧块5的上表面也设置有窝状螺旋螺纹10，夹紧块5与调节转盘3通过螺纹配合连接；拧动调节块4使调节转盘3转动，进而带动夹紧块5沿着夹紧或松开钢管桩01。优选每个夹紧块5的底端均设有弧形块8，多个弧形块8夹紧钢管桩01。本实施例使用弧形块8夹紧钢管桩01，夹紧效果更好。
29.实施例2：在实施例1公开方案的基础上，本实施例做以下详细说明。
30.本实施例提供了一种利用振动锤与液压锤间歇交替作用助沉超长钢管桩的装置与施工方法：主要通过振动锤与液压锤的相互交替式协调工作，从而提高施工效率的一种结构，而且能够保证适用于不同管径大小的管桩。在敲击块1的周边设置有振动锤2，由于振动锤2对于敲击块1的作用可传递到设置在敲击块1下的管桩01，所以本实施例主要通过在固定管桩01的情况下，使得振动锤能够有效的对管桩01起到敲击的作用。在敲击块1下方内部设置有调节转盘3，在敲击块1一侧壁上设置有调节块4，调节转盘3的上表面设置有齿条，调节块4与调节转盘3的接触部分设置有齿条，调节转盘3与调节块4通过齿条啮合，调节转盘3的下表面设置有窝状螺旋螺纹，调节转盘3的下方设置有多个夹紧块5，圆周方向。夹紧块5的上表面设置有窝状螺旋螺纹，夹紧块5与调节转盘3通过螺纹配合连接。拧动调节块4可使其调节转盘3转动，调节转盘3转动会带动夹紧块5沿着管桩01的直径方向来回移动，夹紧块5下端设置的弧形块8就会夹紧管桩01，那么通过弧形块8的作用可对于不同管径大小的管桩01进行夹紧作用，以便更有效的进行敲击作用。夹紧块5为t行设计，夹紧块5的上端可在敲击块1的条形开口9内确保上下关系。
31.调节块4与调节转盘3的接触部分就是齿轮与齿轮的接触效果，调节块4的表面就是一道道凸起的齿轮效果，在调节转盘3上端面，也就是与调节块4接触的部分也是一道道齿条，在齿条与齿条啮合起来。如图6所示，夹紧块5的上表面的一道道凸起的螺纹51。当转动调节块4时，这时调节块4的齿轮部分就会带动调节转盘3转动，因为他们两者之间是通过齿轮与齿轮啮合的原理，这时调节转盘3转动，那么调节转盘3下面连接的夹紧块5就会在螺纹连接的作用下向管桩01的径向方向来回可移动，由于调节转盘3的下表面也就是与夹紧块5接触的表面设计是如图4的效果，在与所给上图所示效果配合起来吗，就形成了在转动3的情况下，夹紧块5就会被带动的向管桩01的径向方向来回移动。
32.当液压锤7离开敲击块1表面时，振动锤2开始工作，并对管桩01开始敲击，当液压锤下落时，首先接触到设置在敲击块表面的接触开关6，当接触开关6采取到信号时，振动锤2瞬间停止工作，液压锤可直接作用在敲击块1表面，通过不断的循环形成相互配合的过程，敲击块1表面设有开口，开口里面放置的接触开关6。这样通过振动锤和液压锤交替往复工作，从而达到在钢管桩上实现振动锤与液压锤间歇交替施工助沉超长钢管桩。
33.本实施例在超长钢管桩沉桩时利用振动锤和液压锤间歇交替施工的装置与施工方法，充分结合了振动锤和液压锤两种设备的优点，避开了两种设备的不利因素，提高了超长钢管桩沉桩的效率，缩短了施工周期。
34.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
35.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
36.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。