[实用新型]一种自动冲孔桩机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水利水电、交通港口、公路、铁路系统等工程制桩设备，具体与一种自动冲孔桩机有关。

背景技术

目前路桥施工，尤其是在国家大力发展交通的背景下，针对高架铁路、高架公路、桥梁桥墩的施工过程中，需要将墩固立于地下的岩石层中，以确保桥梁的稳固。因此在桥墩孔的形成上必须保证墩孔的深度达到岩石层中，这样就需要有专用的设备向地面下打孔，并在打孔的过程中将多余的泥土/浆和碎石挤压到孔的两侧或清理出去，以不断的继续向下打孔。

目前上述的打孔主要是利用重锤(也称为冲击钻)通过冲孔桩机来实现，现有的冲孔桩机主要为手动控制，其结构包括有机架、机座、安装于机座上的电动机、通过联轴器与电动机相连的变速箱、与变速箱输出轴相连且是定轴的卷筒、与卷筒相隔一定距离的第一定滑轮、高于机座的第二定滑轮、一钢丝绳和连接于钢丝绳一端的重锤，所述的钢丝绳另一端依次绕设于第二定滑轮和第一定滑轮后卷绕并固定于卷筒上，及刹车控制手柄和离合器控制手柄。提升重锤至一定高度并使其突放自由降落，往复利用重锤冲击动能冲挤土层或破碎岩石成孔。部分碎渣和泥浆被挤入孔壁中，大部分成为泥浆或碎渣，利用掏渣筒或其它方法将泥渣排出孔外。然后再放下钢筋笼，灌注混凝土成桩。所以当需要落锤(冲击钻)时，需松开离合器控制手柄，重锤即会从第二定滑轮上自由下落，在预设的孔位内由上而下撞击，粉碎泥土和渣料，当需要再次提锤冲击墩孔或清理被粉碎的泥土或渣料时，则需要由操作人员用力拉动离合器控制手柄，使卷筒正转而将重锤提起。为了使桩孔中不能被看到的重锤起落点准确，一般是在地面以上的钢丝绳中部系一标记物，操作人员根据标记物的位置来判断重锤的位置决定是否提锤或落锤。

如图7所示，目前的冲孔过程中的提锤和落锤有两个重要要求：

1、根据桩孔冲击面硬度不同，确定不同的提锤高度h1(图7-a)，冲击面硬度低时提锤高度小，硬度高时则提锤高度大；

2、落锤到桩孔底部时能有效冲击冲击面并且钢丝绳保证一定的张力(图7-c)，防止绳松引起歪锤(图7-d)导致斜孔、偏孔。

冲孔过程中应避免的三个现象：1、锤未落到桩孔底部进行有效冲击就被强行向上拉起(即空锤现象)，这会导致整个桩机强烈振动，加速桩机损坏，导致桩机移位和移位后偏孔；2、重锤落到桩孔底部冲击后，钢丝绳无张力或太松引起重锤歪斜在桩孔底部，这种状态会引起斜孔、偏孔和卡锤的情况发生(图7-d)；3、重锤落到桩孔底部冲击后，卷筒未被及时停转，溜放钢丝绳太多，可能会导致钢丝绳从两个定滑轮中跳出，或卷筒乱绳、反绕绳及钢丝绳弹出伤人等事故。

以上冲孔过程中提锤和落锤的两个重要要求和三个应避免的现象就要求操作工对提锤和落锤时间进行准确掌握，提锤和落锤在冲孔过程中都是通过控制离合器的分、合来实现的，拉动离合器控制手柄使控制离合器由完全分开到完全有效啮合，肯定有一个时间差。落锤时重锤是自由落体运动，速度快且卷筒呈微小阻力快速溜放钢丝绳，综上所述，一般人员很难把握提锤、落锤的准确控制。

另外，上述的操作还有如下缺点：

1、操作过程中需要人不断用力的拉动或退回控制手柄往复操作，按每天2班工作16小时，每10秒钟冲孔一次计算，工作一天共需要操作手柄11520次，劳动强度非常大，这样会非常浪费人的体力；导致目前冲孔桩机操作工因太劳累很少人愿意从事该工作；

2、当操作人员劳累到需要休息时，往往需要停工而影响施工进度；

3、由于人工操作不可能像机械控制那样，需要休息，而且疲劳操作使动作容易变形，容易形成有害的空锤现象，浪费资源和容易损坏机器；或出现钢丝绳松驰的情况，这时钢丝绳就容易从滑轮上脱落，影响到下一个工序的正常进行，也容易导致桩孔的偏移，影响工程质量；

4、国内外广泛使用手动冲孔桩打桩的技术已有20多年历史，其存在劳动强度大、操作难以准确控制和打桩速度慢的缺点，各厂家一直致力开创自动控制技术，由于种种限制，至今未有实质进展，如：

一、利用时间的方式来发出提锤和落锤信号来实现自动控制，由于下面两个缺陷导致空锤、歪锤经常发生，并且开始冲孔几分钟后因为时间累计误差增大就不能连续工作了，原因一：冲孔桩机中有离合器方式传动，因为固定了提锤时间，在冲孔过程中离合器不能绝对避免打滑现象发生，所以每次提锤高度就不相等；原因二：因提锤、落锤时间已设定，所以提锤高度、落锤高度会随着重锤的速度而变化，而重锤速度又会随着重锤在桩孔中移动时所受的阻力而变化，如桩孔中的泥浆厚薄会影响重锤在桩孔中移动时所受的阻力，所以提锤高度、落锤高度在每一次冲孔过程中也不相同。