專利名稱：多功能成樁機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種地基處理中干作業成孔灌注樁成樁機。
目前，在地基處理中干作業成孔灌注樁成樁機大體可分為三個系列一是錘擊成孔成樁機，二是振動成孔成樁機，三是螺旋鉆成孔成樁機。錘擊成孔成樁機分為兩類，一類是錘擊沉管成樁，其主要是利用置于套管頂端的沖擊錘，錘擊管頂，使套管下沉擠土成孔，管內填注料提管成樁；另一類是內擊沉管(法蘭克)成樁，主要是利用吊于管內的重錘沖擊管下端的堵塞，帶動套管擠土沉管成孔，提升重錘，管內填注料提管成樁。振動成孔成樁機主要有振動沉管、振動沉管內螺旋、干法振孔器成樁機。振動沉管和振動沉管內螺旋成孔成樁機利用置于套管頂端的豎向振動錘的激振力，擠土或利用內置長螺旋排土，下沉套管成孔。振動沉管是填料振動提管成樁，振動沉管內螺旋則是提出內螺旋，灌注提管成樁。干法振動成孔器是以水平振動擠土成孔，提起干振器灌注成樁。螺旋成孔成樁機主要有螺旋鉆孔成樁、鉆孔擴底成樁機、螺旋套管成孔成樁機、鉆孔壓注成型灌注成樁機，短螺旋成孔成樁機。上述螺旋鉆孔成樁機，可分為有套管的和無套管的。無套管成孔成樁機，采用長螺旋鉆成孔灌注成樁。有套管的螺旋鉆，國內是采用對套管靜力加壓沉管或振動沉管。國外采用液壓動力、旋轉套管沉入土中，詳見《施工技術》1996年9月周廣泉文《沉管灌注樁新發展--排擠土沉管灌注樁》。短螺旋成孔成樁機是短螺旋分段鉆進排土，套管跟進護壁，填料提管成樁。鉆孔壓注成型灌注成樁機，利用螺旋鉆鉆進排土至設計深度，由配套的輸送泵通過鉆桿底部泵出砼邊壓注邊提鉆成樁。
上述成樁機具，在成樁技術上都有各自的缺點。錘擊振動成孔成樁機，其明顯缺點是有振動、噪音污染，國內的螺旋套管成孔成樁機是采用對套管施加靜力沉管，套管垂直壓入土層阻力大，而振動沉管螺旋鉆成樁機仍然有振動和噪音污染；國外的旋轉外套管用液壓驅動，設備維護費用高；鉆孔壓注成型灌注成樁機，需要由造價高昂的砼泵配套，泵送設備技術要求高，能耗大。而且上述機具均為單一成樁機具，未能進行工藝組合，設備利用率低。
本發明的目的在于克服上述現有技術之不足，提供一種工作無振動噪音，成本低，而且一機多用的多功能成樁機。
本發明的目的是通過下述技術方案來實現的多功能成樁機具有副機、由副機上的卷揚機構帶動沿副機上的導桿上下移動的副電機及減速器、副電機帶動旋轉的螺旋鉆桿，其技術方案是副電機下面具有由副機上的卷揚機構帶動沿副機上的導桿上下移動的減速箱體，該減速箱體內設有外齒型回轉支承，所述回轉支承內圈與減速箱體固接，減速箱體兩側分別裝有主電機、減速器，回轉支承外齒圈與兩側減速器的輸出齒輪相嚙合，回轉支承外齒圈與設于其下面的帶有多個進料口的旋轉鉆體相固接，螺旋鉆桿穿過減速箱體、回轉支承套入旋轉鉆體孔內。
上述技術方案中回轉支承外齒圈與其下面固接的旋轉鉆體之間為可拆卸連接。旋轉鉆體為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外螺旋鉆，螺旋鉆桿為只有桿體底段具有旋螺鉆葉的短螺旋鉆桿，其螺旋鉆葉旋向與該外螺旋鉆的鉆葉旋向相反。旋轉鉆體還可為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外套管，螺旋鉆桿為全旋螺鉆桿。旋轉鉆體還可為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外套管，螺旋鉆桿為只有桿體底段具有旋螺鉆葉的短螺旋鉆桿。
本發明的目的還可以通過下述技術方案來實現多功能成樁機具有副機、由副機上的卷揚機構帶動上下移動的錘桿，其技術方案是由副機上的卷揚機構帶動沿副機上的導桿上下移動的減速箱體內設有外齒型回轉支承，所述回轉支承內圈與減速箱體固接，減速箱體兩側分別裝有主電機、減速器，回轉支承外齒圈與兩側減速器的輸出齒輪相嚙合，回轉支承外齒圈與設于其下面的帶有多個進料口的旋轉鉆體相固接，錘桿穿過減速箱體、回轉支承套入旋轉鉆體孔內。
上述技術方案中回轉支承外齒圈與其下面固接的旋轉鉆體之間為可拆卸連接。旋轉鉆體為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外螺旋鉆，錘桿為底端具有錘頭的錘桿。旋轉鉆體還可為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外套管，錘桿為底端具有錘頭的錘桿。
與已有技術相比，本發明具有以下優點1．本發明采用回轉支承作為成樁機傳動機構，回轉支承外齒與兩側減速器上的輸出齒輪相嚙合，由電機驅動回轉支承外圈旋轉，從而帶動與其相連的旋轉鉆體轉動。這樣，回轉支承既能減速又能驅動下面的旋轉鉆體工作。此結構簡單、傳力可靠，適用范圍廣，標準化程度高，維修方便，工作無振動，無噪音污染，提高了效率，降低了造價。
2．回轉支承較大的中孔為分體成孔成樁機具相結合，共同構成鉆、錘、擠壓的多功能成樁機創造了有利條件，將與回轉支承外齒圈固接的旋轉鉆體如外螺旋鉆、外套管互換，相應互換套于其孔內的短螺旋鉆桿、全螺旋鉆桿及錘桿，采用分體多樣組合，實現了一機多用，提高設備利用率及適應性。
本發明通過下面的例證進一步闡述其顯著效果例證一本發明采用外套管與全螺旋鉆桿相結合護壁成孔成樁，與采用錘擊振動及靜力加壓沉管護壁成孔成樁相比，前者克服了振動、噪音污染問題，減少了外套管與土體間的阻力，降低了能耗。
例證二河北省辛集市某工程，地基土為飽和的粉細砂層，用傳統的長螺旋鉆鉆土成孔因堵孔無法成樁，改為換填土法，但因軟弱土層太深，挖至兩米，見淤泥不得不用三合土回填。最后采用本多功能成樁機，以外套管、內全螺旋鉆桿相結合澆注混凝土成樁，順利完成地基處理。
例證三河北省正定中學住宅樓地基土為松散砂層和飽和軟塑淤泥質土，用傳統的沉管和螺旋鉆因振動擾民和無法成孔、無法實施，采用本多功能成樁機以外套管內全螺旋鉆桿相結合澆注砼成樁，順利解決工程難題。
本發明下面將結合實施例作進一步詳述
圖1、圖2分別為本發明中旋轉鉆體為外螺旋鉆、螺旋鉆桿為短螺旋鉆桿的主視圖和左視圖。
圖3為發明中外齒型回轉支承傳動的結構示意圖。
圖4、圖5分別為本發明中旋轉鉆體為外套管、螺旋鉆桿為全螺旋鉆桿的主視圖和左視圖。
圖6、圖7分別為本發明中旋轉鉆體為外套管、螺旋鉆桿為短螺旋鉆桿的主視圖和左視圖。
圖8、圖9分別為本發明中旋轉鉆體為外螺旋鉆、錘桿為底端具有錘頭的錘桿的主視圖和左視圖。
圖10、圖11分別為本發明中旋轉鉆體為外套管、錘桿為底端具有錘頭的錘桿的主視圖和左視圖。
如圖1、圖2、圖3所示，本發明的副機7為履帶式、步履式或滾管式，它們均為市售產品。由副機上的卷揚機構6帶動沿副機上的導桿7a上下移動的副電機及減速器帶動螺旋鉆桿旋轉，副電機1下面具有由副機上的卷揚機構帶動沿副機上的導桿7a上下移動的減速箱體3，該減速箱體3內設有外齒型回轉支承，所述回轉支承內圈12通過螺栓11與減速箱體3固接，減速箱體3上端兩側分別裝有主電機2和2＇、減速器8和8＇，回轉支承外齒圈13與兩側減速器8和8＇的輸出齒輪9相嚙合，回轉支承外齒圈13與設于其下面的帶有多個進料口的旋轉鉆體4之間通過螺栓10固接，二者為可拆卸連接。螺旋鉆桿5穿過減速箱體3、回轉支承套入旋轉鉆體4孔內。旋轉鉆體4為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外螺旋鉆4a，其上具有4個進料口4ab。螺旋鉆桿5為只有桿體底段具有旋螺鉆葉的短螺旋鉆桿5a，其螺旋鉆葉5aa旋向與該外螺旋鉆的鉆葉4aa旋向相反。外螺旋鉆孔(鉆管)內設置反向短螺旋封堵外鉆芯管底部旋入地基土中外排土成孔至設計深度，短螺旋旋壓澆注混凝土，邊澆注混凝土邊提鉆。它適應在砂土及有地下水的淤泥質土層中免振成樁。如圖4、圖5所示，旋轉鉆體4為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外套管4b，其上具有4個排土進料口4ba。螺旋鉆桿5為全旋螺鉆桿5b，其螺旋鉆葉為5ba。這樣外套管內全螺旋鉆旋入地基土中排土成孔，外套管同向或反向旋轉跟進，達到預定深度，提起全螺旋鉆桿，可插入鋼筋籠，打開外套管側壁進料口4ba(灌注門扇)，澆注混凝土，邊澆注邊提外套管，直至樁頂。它適應在有砂土及淤泥質土層中成樁，可防止發生斷樁。外套管旋轉切入土中，工作可靠，阻力小、無噪音、無振動。如圖6、圖7所示，旋轉鉆體4為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外套管4b，其上具有4個排土進料口4ba。螺旋鉆桿5為只有桿體底段具有旋螺鉆葉5aa的短螺旋鉆桿5a。外套管為上下開口的套管，其內的短螺旋鉆桿封堵外套管底部。成孔時將外套管與短螺旋鉆桿鎖為一體，加壓、旋轉外套管，擠土成孔至設計深度，反轉短螺旋推出土塞，邊澆注砼，邊旋壓提起外套管成樁。亦可提起短螺旋，吊放鋼筋后，澆注砼旋轉提管成樁。它適應于有雜土，淤泥質土，地下水位以下土層。
如圖8、圖9、圖3所示，該多功能成樁機省去副電機，由副機7上的卷揚機構6帶動錘桿14上下移動，由副機上的卷揚機構帶動沿副機上的導桿7a上下移動的減速箱體3內設有外齒型回轉支承，其結構及傳動部分同上述多功能成樁機，錘桿14穿過減速箱體3、回轉支承套入旋轉鉆體4孔內。旋轉鉆體4為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外螺旋鉆4a，其上具有4個進料口4ab。錘桿14為底端具有錘頭14a的錘桿。外螺旋鉆為上下開口的全螺旋鉆，其螺旋鉆葉為4aa，孔內吊的錘桿為圓柱體形錘體，錘端為鉆尖。成孔時外螺旋鉆與孔內重錘鎖為一體共同旋入地基土中排土成孔，至預定深度，提起重錘，向孔內注入混凝土，落錘錘擊樁底，形成擴大頭；繼而，邊提外螺旋鉆，邊澆注混凝土，直至樁頂。適應于底層有良好持力層，而上層土為粉細砂及淤泥質土層。既可避免形成斷樁，又可為樁提供較大的承載力。如圖10、圖11所示，旋轉鉆體4為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外套管4b，其上具有4個排土進料口4ba。錘桿14為底端具有錘頭14a的錘桿。外套管為上下開口的套管，內套的錘桿為長錘體。成孔時將吊錘與外套管鎖為一體加壓，旋轉外套管，擠土成孔到設計深度，提錘填料，用錘夯擴成大頭樁，提錘灌注旋轉提管或分段填料重錘壓擊成樁。它適應于有雜土，淤泥質土，地下水位以下土層。
權利要求
1．一種多功能成樁機，具有副機、由副機上的卷揚機構帶動沿副機上的導桿上下移動的副電機及減速器、副電機帶動旋轉的螺旋鉆桿，其特征在于副電機及減速器(1)下面具有由副機上的卷揚機構帶動沿副機上的導桿(7a)上下移動的減速箱體(3)，該減速箱體(3)內設有外齒型回轉支承，所述回轉支承內圈(12)與減速箱體(3)固接，減速箱體(3)兩側分別裝有主電機(2、2＇)、減速器(8、8＇)，回轉支承外齒圈(13)與兩側減速器(8、8＇)的輸出齒輪(9)相嚙合，回轉支承外齒圈(13)與設于其下面的帶有多個進料口的旋轉鉆體(4)相固接，螺旋鉆桿(5)穿過減速箱體(3)、回轉支承套入旋轉鉆體(4)孔內。
2．根據權利要求1所述的多功能成樁機，其特征在于回轉支承外齒圈(13)與其下面固接的旋轉鉆體(4)之間為可拆卸連接。
3．根據權利要求1或2所述的多功能成樁機，其特征在于旋轉鉆體(4)為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外螺旋鉆(4a)，螺旋鉆桿(5)為只有桿體底段具有旋螺鉆葉的短螺旋鉆桿(5a)，其螺旋鉆葉旋向與該外螺旋鉆的鉆葉旋向相反。
4．根據權利要求1或2所述的多功能成樁機，其特征在于旋轉鉆體(4)為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外套管(4b)，螺旋鉆桿(5)為全旋螺鉆桿(5b)。
5．根據權利要求1或2所述的多功能成樁機，其特征在于旋轉鉆體(4)為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外套管(4b)，螺旋鉆桿(5)為只有桿體底段具有旋螺鉆葉的短螺旋鉆桿(5a)。
6．一種多功能成樁機，具有副機、由副機上的卷揚機構帶動上下移動的錘桿，其特征在于由副機上的卷揚機構帶動沿副機上的導桿(7a)上下移動的減速箱體(3)內設有外齒型回轉支承，所述回轉支承內圈(12)與減速箱體(3)固接，減速箱體(3)兩側分別裝有主電機(2、2＇)、減速器(8、8＇)，回轉支承外齒圈(13)與兩側減速器(8、8＇)的輸出齒輪(9)相嚙合，回轉支承外齒圈(13)與設于其下面的帶有多個進料口的旋轉鉆體(4)相固接，錘桿(14)穿過減速箱體(13)、回轉支承套入旋轉鉆體(4)孔內。
7．根據權利要求6所述的多功能成樁機，其特征在于回轉支承外齒圈(13)與其下面固接的旋轉鉆體(4)之間為可拆卸連接。
8．根據權利要求6或7所述的多功能成樁機，其特征在于旋轉鉆體(4)為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外螺旋鉆(4a)，錘桿(14)為底端具有錘頭(14a)的錘桿。
9．根據權利要求6或7所述的多功能成樁機，其特征在于旋轉鉆體(4)為由回轉支承外齒圈帶動旋轉的外套管(4b)，錘桿(14)為底端具有錘頭(14a)的錘桿。
全文摘要
一種多功能成樁機,具有副機,沿副機上的導桿上下移動的減速箱體內設有外齒型回轉支承,其內圈與減速箱體固接,減速箱體兩側分別裝有主電機,回轉支承外齒圈與輸出齒輪相嚙合,回轉支承外齒圈與旋轉鉆體相固接,螺旋鉆桿或錘桿穿過減速箱體、回轉支承套入旋轉鉆體孔內。將可拆卸的旋轉鉆體如外螺旋鉆、外套管互換,相應互換套以其孔內的短螺旋或全螺旋鉆桿、錘桿,采用分體多樣組合,一機多用,設備利用率高,無振動噪音,成本低。
文檔編號E02D5/34GK1225964SQ98120410
公開日1999年8月18日 申請日期1998年10月14日 優先權日1998年10月14日
發明者王貴生, 張修明, 張國堂, 張振拴, 王占雷, 王維玉, 李金山, 張英義 申請人:河北省建筑科學研究院