一种土桩压桩机的制作方法

1.本发明涉及工程机械技术领域，更具体地说，涉及一种土桩压桩机。此外，本发明还涉及一种应用于上述土桩压桩机的压桩方法。


背景技术：

2.高速公路施工过程中，软土路基(简称软基)施工量约为高速公路工程施工的三分之一，避开软基的施工代价较高，若不能有效处理软基，将直接影响施工进度和道路质量，进而影响施工成本和道路安全。
3.针对软基，目前常用的方法是换填法，即置换成砂土或者碎石等，但是换填法在较深时不可取；排水固结法，塑料排水板联合堆载、塑料排水板联合真空预压等，施工工期较长；强夯法，质量不可控，易形成“弹簧土”；复合地基法，水泥搅拌桩、粉喷桩、碎石桩等，造价高。
4.综上所述，如何提供一种更够改善软基地质的土桩压桩机，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种土桩压桩机，可以通过先向下挤压预制钢管桩，再静压预制土桩的方式改善软基地质，提升软基的承载力和抗压力，并且施工时无噪音、无振动、无污染、速度快，能快速处理软土地基承载力低的问题，同时也符合环保施工。
6.本发明的另一目的是提供一种应用于上述土桩压桩机的压桩方法。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种土桩压桩机，包括：
9.机身主体；
10.静压桩台总成，用于夹持并挤压预制钢管桩，并固设于所述机身主体；
11.土桩压桩总成，用于向下挤压预制土桩，并固设于所述静压桩台总成；
12.起重机，用于起吊并转移所述预制钢管和所述预制土桩，并固设于所述机身主体。
13.可选地，所述土桩压桩总成包括：
14.导轨组件，固设于所述静压桩台总成；
15.土桩压桩油缸，设置于所述导轨组件，并相对于所述导轨组件沿其延伸方向可移动；
16.桩帽组件，设置于所述土桩压桩油缸的伸缩端，并由所述土桩压桩油缸带动升降，所述桩帽组件用于向下挤压所述预制土桩，所述桩帽组件的外径小于所述预制钢管桩的内径。
17.可选地，土桩压桩总成还包括可滑动的安装于所述导轨组件的滑移平台以及推动所述滑移平台相对于所述导轨组件滑移的平移油缸，所述土桩压桩油缸安装于所述滑移平台，且所述土桩压桩油缸的伸缩端穿过所述滑移平台向下伸出设置；
18.所述平移油缸安装于所述导轨组件。
19.可选地，所述平移油缸的行程大于滑移距离，所述滑移距离为沿所述导轨组件的延伸方向，所述导轨组件中距离静压桩台总成的中心轴线较远的一端至所述静压桩台总成的中心轴线的距离。
20.可选地，所述静压桩台总成包括：
21.安装梁，设置有固定于所述机身主体的第一安装部以及可拆卸的连接于所述第一安装部的横梁；
22.夹桩箱，设置于所述横梁，并用于夹持所述预制钢管桩；
23.压桩油缸，安装于所述横梁，所述压桩油缸的伸缩端与所述夹桩箱连接，以带动所述夹桩箱升降；
24.所述导轨组件固设于所述横梁上。
25.可选地，所述机身主体还包括设置于所述机身主体边缘处的边桩总成，所述边桩总成设置有固设于所述机身主体的第二安装部，所述横梁与所述第二安装部可拆卸连接。
26.可选地，所述机身主体设置有横移机构、纵移机构以及升降机构，所述横移机构和所述纵移机构位于所述机身主体的下部，所述升降机构的一端与所述纵移机构连接，另一端与所述机身主体连接；
27.所述横移机构和所述纵移机构用于带动所述土桩压桩机移动；所述升降机构用于带动所述机身主体升降。
28.可选地，所述机身主体还设置有若干可拆卸的压装配重块。
29.一种压桩方法，应用于上述任一项所述的土桩压桩机，压桩方法包括：
30.控制起重机起吊预制钢管桩，并将所述预制钢管桩转移至静压桩台总成；
31.控制所述静压桩台总成夹持并向下挤压所述预制钢管桩至第一预设深度；
32.控制所述起重机起吊预制土桩，并将所述预制土桩转移至所述预制钢管桩内；
33.控制所述土桩压桩总成向下挤压所述预制土桩至第二预设深度；
34.控制所述静压桩台总成夹持并向上拔出所述预制钢管桩。
35.可选地，所述控制所述土桩压桩总成向下挤压所述预制土桩至第二预设深度，包括：
36.控制所述土桩压桩总成向下挤压所述预制土桩；
37.判断所述预制土桩的最底部是否下放至第二预设深度，若是，则控制所述土桩压桩总成停止向下挤压所述预制土桩；若否，则进入下一步；
38.判断所述土桩压桩总成是否向下挤压至预设行程，若否，则控制所述土桩压桩总成继续向下挤压所述预制土桩；若是，则进入下一步；
39.控制所述土桩压桩总成复位；
40.控制所述起重机起吊预制土桩，并将所述预制土桩转移至所述预制钢管桩内；并返回步骤控制所述土桩压桩总成向下挤压所述预制土桩。
41.在使用本发明提供的土桩压桩机的过程中，首先，需要控制起重机起吊预制钢管桩，并将预制钢管桩转移至静压桩台总成，控制静压桩台总成夹持并向下挤压预制钢管桩至第一预设深度；然后，控制起重机起吊预制土桩，并将预制土桩转移至预制钢管桩内，控制土桩压桩总成向下挤压预制土桩至预设深度；当单根预制土桩长度较短时，可以分多次
压入多根预制土桩，直至预制土桩的最底部到达第二预设深度，接着，控制静压桩台总成夹持并向上拔出预制钢管桩。
42.相比于现有技术，本发明提供的土桩压桩机在使用的过程中通过先向下挤压预制钢管桩，再静压预制土桩的方式改善软基地质，提升软基的承载力和抗压力，并且施工时使用静压桩台总成，无噪音、无振动、无污染，先向下挤压预制钢管桩，后续静压预制土桩时相对省力，且加快了向下挤压预制土桩的速度，能快速处理软土地基承载力低的问题，同时也符合环保施工。
43.此外，本发明还提供了一种应用于上述土桩压桩机的压桩方法。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
45.图1为本发明所提供的土桩压桩机的具体实施例的结构示意图；
46.图2为图2为图1中土桩压桩机的前视图；
47.图3为土桩压桩总成安装于静压桩台总成的结构示意图；
48.图4为土桩压桩总成的结构示意图；
49.图5为压桩过程中预制钢管桩被压入地基的过程示意图；
50.图6为压桩过程中预制土桩被放入预制钢管桩内的示意图；
51.图7为压桩过程中将预制土桩沿预制钢管桩向下挤压的示意图；
52.图8为取出预制钢管桩的示意图；
53.图9为本发明所提供的压桩方法的流程示意图。
54.图1-9中：
55.预制土桩1、土桩压桩总成2、土桩压桩油缸21、滑移平台22、平移油缸23、桩帽组件24、导轨组件25、主司机室3、边桩总成4、第二安装部41、横移机构5、纵移机构6、预制钢管桩7、机身主体8、升降机构9、压桩配重块10、静压桩台总成11、横梁101、夹桩箱102、压桩油缸103、起重机12、地基13。
具体实施方式
56.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
57.本发明的核心是提供一种土桩压桩机，可以通过先向下挤压预制钢管桩，再静压预制土桩的方式改善软基地质，提升软基的承载力和抗压力，并且施工时无噪音、无振动、无污染、速度快，能快速处理软土地基承载力低的问题，同时也符合环保施工。
58.本发明的另一核心是提供一种应用于上述土桩压桩机的压桩方法。
59.请参考图1-9。
60.本具体实施例公开了一种土桩压桩机，包括：
61.机身主体8；
62.静压桩台总成11，用于夹持并挤压预制钢管桩7，并固设于机身主体8；
63.土桩压桩总成2，用于向下挤压预制土桩1，并固设于静压桩台总成11；
64.起重机12，用于起吊并转移预制钢管和预制土桩1，并固设于机身主体8。
65.在使用本具体实施例提供的土桩压桩机的过程中，首先，需要控制起重机12起吊预制钢管桩7，并将预制钢管桩7转移至静压桩台总成11，控制静压桩台总成11夹持并向下挤压预制钢管桩7至第一预设深度；然后，控制起重机12起吊预制土桩1，并将预制土桩1转移至预制钢管桩7内，控制土桩压桩总成2向下挤压预制土桩1至预设深度；当单根预制土桩1长度较短时，可以分多次压入多根预制土桩1，直至预制土桩1的最底部到达第二预设深度，接着，控制静压桩台总成11夹持并向上拔出预制钢管桩7。
66.相比于现有技术，本具体实施例提供的土桩压桩机在使用的过程中通过先向下挤压预制钢管桩7，再静压预制土桩1的方式改善软基地质，提升软基的承载力和抗压力，并且施工时使用静压桩台总成11，无噪音、无振动、无污染，先向下挤压预制钢管桩7，后续静压预制土桩1时相对省力，且加快了向下挤压预制土桩1的速度，能快速处理软土地基承载力低的问题，同时也符合环保施工。
67.在一具体实施例中，如图4所示，土桩压桩总成2包括：
68.导轨组件25，固设于静压桩台总成11；
69.土桩压桩油缸21，设置于导轨组件25，并相对于导轨组件25沿其延伸方向可移动；
70.桩帽组件24，设置于土桩压桩油缸21的伸缩端，并由土桩压桩油缸21带动升降，桩帽组件24用于向下挤压预制土桩1，桩帽组件24的外径小于预制钢管桩7的内径。
71.在具体使用的过程中，首先需要控制土桩压桩油缸21相对于导轨组件25移动至偏离与静压桩台总成11的中心对应的位置，以使起重机12起吊预制钢管桩7，并将预制钢管桩7转移至静压桩台总成11，控制静压桩台总成11夹持并向下挤压预制钢管桩7至第一预设深度；然后，控制起重机12起吊预制土桩1，并将预制土桩1转移至预制钢管桩7内，并控制土桩压桩油缸21相对于导轨组件25移动至与静压桩台总成11的中心对应的位置，控制土桩压桩油缸21带动桩帽组件24向下挤压预制土桩1，直至预设土桩到达预设深度。
72.如图4所示，土桩压桩总成2还包括可滑动的安装于导轨组件25的滑移平台22以及推动滑移平台22相对于导轨组件25滑移的平移油缸23，土桩压桩油缸21安装于滑移平台22，且土桩压桩油缸21的伸缩端穿过滑移平台22向下伸出设置；
73.平移油缸23安装于导轨组件25。
74.可以使导轨组件25包括两个平行且间隔设置的到对，滑移平台22设置于两导轨之间，土桩压桩油缸21安装于滑移平台22，平移油缸23的一端固设于导轨组件25，另一端与滑移平台22连接，以推动滑移平台22相对于导轨组件25移动。
75.具体的，可以使平移油缸23的行程大于滑移距离，滑移距离为沿导轨组件25的延伸方向，导轨组件25中距离静压桩台总成11的中心轴线较远的一端至静压桩台总成11的中心轴线的距离，以使土桩压桩油缸21可以顺利移动至偏离与静压桩台总成11的中心轴线对应的位置，使预制钢管桩7顺利被安装至静压桩台总成11。
76.本具体实施例中，土桩压桩总成2的结构简单，可以直接向下挤压预制土桩1，使用
过程方便，易操作。
77.在一具体实施例中，如图3所示，静压桩台总成11包括：
78.安装梁，设置有固定于机身主体8的第一安装部以及可拆卸的连接于第一安装部的横梁101；
79.夹桩箱102，设置于横梁101，并用于夹持预制钢管桩7；
80.压桩油缸103，安装于横梁101，压桩油缸103的伸缩端与夹桩箱102连接，以带动夹桩箱102升降；
81.导轨组件25固设于横梁101上。
82.在具体使用的过程中，第一安装部固设于机身主体8，可以将横梁101、夹桩箱102、压桩油缸103设置为模块结构，一般会在机身主体8的中心位置设置第一安装部；横梁101、夹桩箱102、压桩油缸103组合成的模块结构安装于第一安装部，通过控制起重机12起吊预制钢管桩7，并将预制钢管桩7转移至夹桩箱102，控制压桩油缸103带动夹桩箱102向下运动，以夹持并向下挤压预制钢管桩7至第一预设深度；然后，控制起重机12起吊预制土桩1，并将预制土桩1转移至预制钢管桩7内，控制土桩压桩总成2的土桩压桩油缸21向下伸出，桩帽组件24挤压预制土桩1至预设深度；当单根预制土桩1长度较短时，可以分多次压入多根预制土桩1，直至预制土桩1的最底部到达第二预设深度，接着，控制静压桩台总成11夹持并向上拔出预制钢管桩7。
83.如图1所示，机身主体8还包括设置于机身主体8边缘处的边桩总成4，边桩总成4设置有固设于机身主体8的第二安装部41，横梁101与第二安装部41可拆卸连接。
84.在使用的过程中，当打桩位置有干涉时，可以使用边桩总成4，将横梁101、夹桩箱102、压桩油缸103组成的模块化结构安装至第二安装部41，并在横梁101安装土桩压桩总成2。
85.在一具体实施例中，机身主体8设置有横移机构5、纵移机构6以及升降机构9，横移机构5和纵移机构6位于机身主体8的下部，升降机构9的一端与纵移机构6连接，另一端与所述机身主体8连接；
86.横移机构5和纵移机构6用于带动土桩压桩机移动；升降机构9用于带动机身主体8升降。
87.在具体使用的过程中，横移机构5和纵移机构6主要带动机身主体8在地基13表面移动，升降机构9带动机身主体8升降，调节机身主体8的高度。
88.如图1所示，机身主体8设置有主司机室3，操作人员位于主司机室3内对土桩压桩机进行操作，包括控制土桩压桩机行走、升降，控制起重机12、土桩压桩总成2、静压桩台总成11动作。
89.还可以在机身主体8设置压桩配重块10，根据不同的使用需求，选择安装配重块的重量。
90.除了上述土桩压桩机，本发明还提供一种应用于上述实施例公开的土桩压桩机的压桩方法，该压桩方法包括：
91.步骤s1，控制起重机12起吊预制钢管桩7，并将预制钢管桩7转移至静压桩台总成11；
92.步骤s2，控制静压桩台总成11夹持并向下挤压预制钢管桩7至第一预设深度；
93.步骤s3，控制起重机12起吊预制土桩1，并将预制土桩1转移至预制钢管桩7内；
94.步骤s4，控制土桩压桩总成2向下挤压预制土桩1至第二预设深度；
95.步骤s5，控制静压桩台总成11夹持并向上拔出预制钢管桩7。
96.步骤s4包括：
97.步骤s41，控制土桩压桩总成2向下挤压预制土桩1；
98.步骤s42，判断预制土桩1的最底部是否下放至第二预设深度，若是，则控制土桩压桩总成2停止向下挤压预制土桩1；若否，则进入步骤s43；
99.步骤s43，判断土桩压桩总成2是否向下挤压至预设行程，若否，则控制土桩压桩总成2继续向下挤压预制土桩1；若是，则进入步骤s44；
100.步骤s44，控制土桩压桩总成2复位；
101.步骤s45，控制起重机12起吊预制土桩1，并将预制土桩1转移至预制钢管桩7内；并返回步骤s41。
102.本技术文件中提到的第一安装部和第二安装部41中的“第一”、“第二”仅仅是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。
103.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。
104.以上对本发明所提供的土桩压桩机及压桩方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。