中掘法沉桩施工用的集土箱的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程中预制砼桩的沉桩施工技术领域，具体讲是一种利用中掘法对预制砼桩现场沉桩施工时用的集土箱。


背景技术：

2.随着国家经济建设的发展，建筑结构在软土地区的桩基施工技术也不断进步。而预制砼桩现场沉桩施工技术由于具有在工厂中制备质量容易保证、现场沉桩施工效率高等优点而获得了日益广泛的推广应用。但预制砼桩现场沉桩的过程中容易产生较大的挤土效应，有可能危及周边的市政道路、地下管线和邻近建筑等。
3.为消除挤土效应的不利影响，目前行业内开始采用中掘法沉桩施工，即用振动锤的液压夹具夹紧预制砼桩顶部的桩头，将长螺旋钻杆上端与动力头连接，并将长螺旋钻杆穿过预制砼桩的内芯孔，然后，一边由动力头驱动钻杆向下钻进取土，一边用振动锤同步将预制砼桩沉入土体；继续钻进沉桩直至到达桩底设计标高。上述施工方法在沉桩时同步释放了桩体下方土体的应力，并用钻杆的螺旋叶片沿预制砼桩的内芯孔向上推挤出土，故有效削弱了挤土效应，但土体被螺旋叶片从内芯孔的上口推挤出后，若不采取措施则会从空中自由落体式甩出，掉落地面污染现场，甚至造成人员损伤。所以，为避免该状况，施工方会在预制砼桩顶端，也就是振动锤的上方固定一个集土箱，用来收纳被螺旋叶片从预制砼桩内芯孔的上口推挤出的渣土。
4.现有技术的桩机的集土箱包括向上开口的箱体，该箱体的后侧板设有抱箍，该抱箍与桩机主桅杆的竖向轨道滑动配合；箱体底板与桩机的振动锤螺接；箱体底板设有与预制砼桩内芯孔连通的过孔，钻杆贯穿过孔；箱体的前侧板设有出土口，出土口两侧设有竖向导轨，竖向导轨上滑动配合有活门，该前侧板还设有竖向的油缸，该油缸的活塞杆与活门连接。
5.桩机下钻沉桩时，钻杆的长螺旋叶片将土体沿预制砼桩的内芯孔向上推挤，并由集土箱底板过孔进入箱体内，此时，大部分的土体会脱离钻杆堆积在集土箱内；当预制砼桩的桩顶下沉到地面附近，启动油缸，经活塞杆向上拉开活门，使集土箱中土体从出土口涌出，倾卸至地面的渣土车内。
6.上述现有技术的集土箱存在以下缺陷：集土箱上部开口，虽然由钻杆带出预制砼桩内芯孔上口的渣土绝大部分都滞留在集土箱内，但仍有少部分渣土黏着在钻杆的叶片上，仍有可能从集土箱未封闭的上口甩出，高空散落，故依然存在污染环境和损伤人员的风险；而且，出土口的活门启闭为抽插式，导轨容易被黏土碎渣糊住导致活门启闭不顺，且抽插式的活门难以设置密封条，关闭不严实，难免有稀软的淤泥漏出；再者，若土体粘度较大则容易粘结在箱体内，无法顺畅排出，只能启动集土箱下方的振动锤高频振动辅助卸土，但这会增大能耗加剧噪音，不符合绿色环保的理念。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是，提供一种出土口处的活门启闭顺畅的中掘法沉桩施工用的集土箱。
8.本实用新型的技术解决方案是，提供一种中掘法沉桩施工用的集土箱；它包括向上开口的箱体，箱体底板与桩机的振动锤连接，振动锤的液压夹具夹持住预制砼桩的桩头；箱体设有一个套管，桩机的钻杆穿过套管插入预制砼桩的内芯孔；箱体内设有前低后高的斜出土板，套管贯通斜出土板；箱体的前侧板设有出土口；出土口上边缘铰接有活门；前侧板设有油缸，油缸缸体上端与前侧板铰接，油缸的活塞杆下端与活门铰接。
9.该桩机工作时，钻杆的螺旋叶片把渣土沿预制砼桩的内芯孔向上推挤，从内芯孔上口推入集土箱的套管，再从套管上口涌出，全部或者绝大部分渣土从集土箱上开口落入箱体内，并沿着箱体内的斜出土板倾斜向下，堆积在出土口附近。当预制砼桩下沉到位接近地面后，启动油缸，经活塞杆向上拉开活门，使集土箱中土体从出土口涌出，倾卸至地面的渣土车内。
10.采用本技术的中掘法沉桩施工用的集土箱与现有技术相比，产生了一个显著的优点，即活门开闭是铰接摆动式而非现有技术的直线抽插式，活门与出土口不会被黏土碎渣糊住，活门开启和关闭的过程均顺畅稳定，活门张口面积大，确保渣土倾倒顺利通畅。
11.作为优选，出土口上边缘设有上梁，出土口左右边缘设有两个上小下大的楔形侧板，出土口下边缘设有前低后高的舌板，上梁、左右两个楔形侧板和舌板构成出土口的门框，该门框外凸于前侧板且该门框与前侧板焊接；活门上边经活页与上梁铰接；该优选的优点有二，一是门框整体外凸于前侧板，且从侧面看上小下大，这样，活门被油缸下推抵紧门框时，活门为倾斜而非竖直状态，这样油缸活塞杆上提活门时不容易卡死，能确保活门启闭顺滑稳定可靠；二是活门铰接在外凸的上梁上，活门装配方便且转向灵活。
12.作为进一步优选，每个楔形侧板的前边均设有一根纵向密封条，舌板下边缘设有一根横向密封条；活门下边缘设有一个用于卡紧舌板横向密封条的翻边式卡条；该优选是基于上一个优选结构产生的，正是由于出土口焊接有外凸的门框，所以才便于在外凸的楔形侧板和舌板前边缘设置密封条，这样，确保活门闭合抵紧门框后，不漏水不漏泥；并且，活门下边缘设置了翻边式卡条，在活门闭合时能卡住舌板的横向密封条，使活门闭合得更加严实。
13.作为还进一步优选，前侧板焊接有上轴座，油缸缸体上端焊接有两个上耳板，两个上耳板夹住上轴座且两个上耳板和上轴座经上铰轴铰接；活门焊接有两根竖向加强肋，两根竖向加强肋上均贯通有轴孔，油缸活塞杆焊接有下耳板，下耳板夹在两根竖向加强肋之间且下耳板和两根竖向加强肋经下铰轴铰接；上述油缸上下端的铰接结构，装配方便，且铰接的强度和牢固度高，且活门启闭过程平顺稳定，尤其活门以倾斜状态抵紧门框，所以油缸能顺利拉开活门，杜绝卡死。
14.作为又一种优选，该箱体的后侧板内表面焊接有一个安装架，该安装架位于斜出土板后下方；安装架内设有一个辅助振动器；为避免粘度大的渣土粘结在箱体内，现有技术是利用集土箱下端的振动锤高频振动卸土，功耗、噪音都大，而本优选在集土箱内设置了小型的辅助振动器，该辅助振动器由于布局合理，刚好位于斜出土板后下方，与斜出土板近，故能将振动有效传导至斜出土板，所以能以较小的功耗将粘结的渣土排干净，噪音也小，经
济性好，符合节能环保理念。
15.作为还一种优选，箱体上开口的后部设有固定板，固定板宽度中间设有一把用于刮掉附着于钻杆叶片上黏土的泥刷；箱体上开口前部设有盖板，盖板与箱体的前侧板、左侧板和右侧板焊接，盖板与套管上端焊接；这样，盖板增强了套管上端与箱体的连接强度，提高了结构稳定性，而泥刷能将少部分附着在钻杆叶片的泥巴刮掉，使其掉落在箱体内，从而防止少部分渣土粘着在叶片上从集土箱上开口甩出，避免渣土高空散落污染环境和损伤人员。
16.作为再一种优选，箱体上开口的后部设有固定板，固定板两侧焊接有左右对称的两把用于刮掉附着于钻杆叶片上黏土的泥刷；箱体的前侧板、左侧板和右侧板与套管之间均焊接有加固梁；箱体的前侧板、左侧板和右侧板均焊接有向内倾斜的挡板；这样，套管上端与箱体各侧板之间的加固梁能确保套管与箱体的连接强度，提高结构稳定性；而后部的两把泥刷能将黏着在钻杆叶片上的绝大多数泥巴刮干净，防止高空散落，而左右前三个方向的挡板则能进一步杜绝泥刷未刮干净的泥巴高空甩落，且各个挡板内侧的斜面能对拦挡的泥巴提供导向，确保其回落至箱体内。
17.作为再优选，该箱体的后侧板设有抱箍，该抱箍与桩机主桅杆滑动配合；箱体的左侧板和右侧板均设有定滑轮，主桅杆的吊绳绕过定滑轮悬吊住箱体；这样，将集土箱、振动锤和液压夹具等悬吊在桩机的主桅杆上，且利用抱箍对上述集土箱和振动锤提供导向，确保其升降平顺稳定。
附图说明
18.图1是本实用新型中掘法沉桩施工用的集土箱活门关闭时的结构示意图。
19.图2是本实用新型中掘法沉桩施工用的集土箱活门打开时的结构示意图。
20.图3是图2偏转一定角度后的结构示意图。
21.图4是图2偏转一定角度并去掉左侧板后的结构示意图。
22.图5是本实用新型中掘法沉桩施工用的集土箱的上开口另一种实施例的结构示意图。
23.图6是图5偏转一定角度并去掉三块挡板后的结构示意图。
24.图中所示1、底板，2、套管，3、钻杆，4、斜出土板，5、加固梁，6、出土口，7、活门，8、油缸，9、上梁，10、楔形侧板，11、舌板，12、活页，13、纵向密封条，14、横向密封条，15、翻边式卡条，16、上轴座，17、上耳板，18、上铰轴，19、加强肋，20、下耳板，21、下铰轴，22、安装架，23、挡板，24、辅助振动器，25、固定板，26、泥刷，27、盖板，28、抱箍，29、定滑轮。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
26.如图1～图6所示，本实用新型的中掘法沉桩施工用的集土箱，确切的讲，是利用中掘法对预制砼桩现场沉桩施工用的桩机的集土箱；更通俗的说，本技术的集土箱安装在特殊桩机上，该桩机是利用中掘法对预制砼桩现场沉桩施工用的桩机。
27.该集土箱包括向上开口的箱体，该箱体的后侧板设有抱箍28，该抱箍28与桩机主桅杆的竖向轨道滑动配合；箱体的左侧板和右侧板均设有定滑轮29，主桅杆的吊绳绕过定
滑轮29悬吊住箱体。箱体底板1与桩机的振动锤经螺栓连接，振动锤的液压夹具夹持住预制砼桩桩顶的桩头。
28.箱体设有一个套管2，该套管2与预制砼桩的内芯孔上口连通，该套管2穿过箱体底板1。桩机的钻杆3穿过套管2插入预制砼桩的内芯孔。箱体内设有前低后高的斜出土板4，套管2也贯通斜出土板4。也就是说，该套管2穿过底板1和斜出土板4的过孔并与底板1和斜出土板4的过孔孔壁焊接。
29.箱体的前侧板设有出土口6；具体的说，出土口6上边缘设有上梁9，出土口6左右边缘设有两个上小下大的楔形侧板10，出土口6下边缘设有前低后高的舌板11，上梁9、左右两个楔形侧板10和舌板11构成出土口6的门框，该门框外凸于前侧板且该门框与前侧板焊接。出土口6上边缘铰接有活门7；即活门7上边经活页12与上梁9铰接。
30.前侧板设有油缸8，油缸8缸体上端与前侧板铰接，油缸8的活塞杆下端与活门7铰接。具体的说，前侧板焊接有上轴座16，油缸8缸体上端焊接有两个上耳板17，两个上耳板17夹住上轴座16且两个上耳板17和上轴座16经上铰轴18铰接；活门7焊接有两根竖向加强肋19，两根竖向加强肋19上均贯通有轴孔，油缸8活塞杆焊接有下耳板20，下耳板20夹在两根竖向加强肋19之间且下耳板20和两根竖向加强肋19经下铰轴21铰接。
31.每个楔形侧板10的前边均设有一根纵向密封条13，舌板11下边缘设有一根横向密封条14；活门7下边缘设有一个用于卡紧舌板11横向密封条14的翻边式卡条15。
32.该箱体的后侧板内表面焊接有一个安装架22，该安装架22位于斜出土板4后下方；安装架22内设有一个辅助振动器24。
33.如图3所示，箱体上开口具体结构的一种优选为，该上开口的后部设有固定板25，固定板25宽度中间设有一把用于刮掉附着于钻杆3叶片上黏土的泥刷26；箱体上开口前部设有盖板27，盖板27与箱体的前侧板、左侧板和右侧板焊接，盖板27与套管2上端焊接。泥刷26高于套管2的上口。
34.如图5、图6所示，箱体上开口具体结构的另一种优选，该上开口的后部设有固定板25，固定板25两侧焊接有左右对称的两把用于刮掉附着于钻杆3叶片上黏土的泥刷26；箱体的前侧板、左侧板和右侧板与套管2之间均焊接有加固梁5；箱体的前侧板、左侧板和右侧板均焊接有向内倾斜的挡板23。