一种压桩装置的制作方法

本实用新型涉及结构工程技术领域，尤其涉及一种压桩装置。

背景技术：

目前预应力混凝土管桩、预应力混凝土方桩及钢桩等桩基础施工时，通常采用锤击法或静压法等。锤击法是利用桩锤下落时的瞬时冲击机械能，克服土体对桩体的阻力，使其静力平衡状态遭到破坏，导致桩体下沉，达到新的静压平衡状态，如此反复地锤击桩头，桩身也就不断地下沉。静压法是指利用无振动、无噪声的静压力将桩体压入土中。无论采用锤击法或静压法沉桩，由于现有的大型打桩或压桩设备都有一个较大的作业半径，而上述设备的夹桩器距离设备中心的距离一般小于作业半径，因此，由于操作空间受限，对于承载力较大且靠近基坑侧壁的待压入桩，现有大型打桩或压桩设备无法对其进行施工，当基坑的空间足够时，现有技术一般会将承载力较大的桩替换为多个承载力较小的桩，该方法工序复杂，且成本高；当基坑的空间有限时，即使将承载力较大的桩替换为密布的承载力较小的桩，总的承载力可能仍不够，这时就需要重新调整设计方案，成本更高。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种压桩装置，对待压入桩的位置及承载力均无要求，适用范围广，工序简单，成本较低。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种压桩装置，包括抗压桩；抗拔桩，设置在所述抗压桩的一侧；变推力千斤顶，设置在所述抗压桩的顶部，所述变推力千斤顶的固定端连接在所述抗压桩的顶面上；反力梁，所述反力梁一端设置于所述千斤顶的顶出端上方，所述反力梁的中部柔性连接所述抗拔桩的顶部；所述反力梁的另一端设有抱紧装置，所述抱紧装置用于与待压入桩连接；所述抗拔桩所承受的所述反力梁传来的拉力与所述抗压桩所承受的所述反力梁传来的压力的方向平行。

本实用新型实施例提供的压桩装置，包括抗压桩、抗拔桩、变推力千斤顶和反力梁；抗拔桩设置在抗压桩的一侧，抗压桩的顶部连接变推力千斤顶的固定端，反力梁一端设置于千斤顶的顶出端上方，反力梁的中部柔性连接抗拔桩的顶部，抗拔桩承受的反力梁传来的拉力与抗压桩所承受的反力梁传来的压力的方向平行，以使反力梁的两端能够以柔性连接点为支点上下运动，反力梁的另一端设有与待压入桩连接的抱紧装置；根据杠杆原理，变推力千斤顶向上推动反力梁的一端时，反力梁的另一端向下运动，并通过抱紧装置给待压入桩施加压力，随着变推力千斤顶的推力逐步增加，待压入桩最终被压入要求的持力层，待压入桩的承载力满足设置要求；抱紧装置设置在反力梁的端部，对操作空间的要求小，因此，抱紧装置既可以连接位于基坑中部的桩，也可以连接靠近基坑侧壁的边桩或角桩，反力梁一端设置于变推力千斤顶的顶出端上方，变推力千斤顶可为反力梁提供变推力，既可适用于承载力小的待压入桩，也适用于承载力大的待压入桩；由此，本实用新型实施例对待压入桩的位置和承载力均无要求，适用范围广，并且无须将大型桩替换为多个小型桩工序简单，也无须更改设计方案，工序简单、成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例压桩装置的主视图；

图2为本实用新型实施例压桩装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例压桩装置的俯视图；

图4为本实用新型实施例压桩装置中抗拔桩、第一传力构件和反力梁的连接示意图；

图5为本实用新型实施例压桩装置的力学简图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种压桩装置，包括抗拔桩2、抗压桩3、变推力千斤顶10和反力梁4；抗拔桩2设置在抗压桩3的一侧，抗压桩3的顶部连接变推力千斤顶10的固定端，反力梁4一端连接在变推力千斤顶10的顶出端上，反力梁4的中部柔性连接抗拔桩2的顶部，反力梁4的另一端设有与待压入桩1连接的抱紧装置5；抱紧装置5可以保证在压桩过程中，待压入桩1不会相对抱紧装置5的轴向运动。

反力梁4相当于杠杆，抗拔桩2为支点，变推力千斤顶10作用在反力梁4上的点为施力点，抱紧装置5作用在待压入桩1上的点为受力点，根据杠杆原理，变推力千斤顶10向上推动反力梁4的一端时，反力梁4的另一端向下运动，并通过抱紧装置5给待压入桩1施加压力，随着变推力千斤顶10的推力逐步增加，待压入桩1最终被压入要求的持力层，此时，待压入桩1的承载力满足设计要求；为保证成桩效果，变推力千斤顶10最终通常取1.1～1.3倍的变推力千斤顶10的最大推力作为终桩压力。

本实用新型实施例压桩装置，采用杠杆原理，并将抱紧装置5设置在反力梁4的端部，对操作空间的要求小，尤其适用于靠近基坑侧壁11的边桩或角桩，可根据待压入桩1的承载力、待压入桩1与抗拔桩2的中心之间的距离以及抗拔桩2的中心与抗压桩3的中心之间的距离，选择合适型号的变推力千斤顶10。

抱紧装置5有多种可以实现的结构，示例的，抱紧装置5可以为手动抱桩器，该类型抱桩器的缺点是，需要施工人员现场手动调节抱桩器中的夹紧磙子，将待压入桩1夹紧，耗费的工时较长，且对施工人员的体力消耗较大；再示例的，抱紧装置5可以为液压抱桩器，该类型抱桩器的优点是，施工人员可通过液压控制系统将待压入桩1夹紧，耗费的工时较短，对施工人员的体力消耗较小，且施工人员距离待压入桩1较远，施工更安全。

示例的，待压入桩1的中心与抗拔桩2的中心之间的距离，可以大于或等于抗压桩3的中心与抗拔桩2的中心之间的距离；该结构的缺点是，由于动力臂小于阻力臂，因此变推力千斤顶10的推力需大于或等于待压入桩1的承载力，变推力千斤顶10的成本较高，且抗压桩3的抗压性能要求也更高；再示例的，参照图1，待压入桩1的中心与抗拔桩2的中心之间的距离，可以小于抗压桩3的中心与抗拔桩2的中心之间的距离；该结构的优点是，由于动力臂大于阻力臂，因此省力，变推力千斤顶10的推力小于待压入桩1的承载力，变推力千斤顶10的额定推力可以更小一些，变推力千斤顶10的成本较低，且抗压桩3的抗压性能要求也较低。

由于每个待压入桩1的承载力不同，如果为每个待压入桩1均配置适合的抗拔桩2与抗压桩3，且抗拔桩2与抗压桩3均为单桩，则成本较高，因此，抗拔桩2可为单桩或联合多桩，抗压桩3也可以为单桩或联合多桩；当单桩承受的压力或拔力即可满足待压入桩1的承载力时，可选择单桩；图1和图2，为本实用新型实施例1的结构示意图，图中，抗拔桩2和抗压桩3都为单桩，待压入桩1为边角桩；当单桩承受的压力或拔力不能满足待压入桩1的承载力时，可根据需要选择多个单桩并将其组装为联合多桩；图1和图3，为本实用新型实施例2的结构示意图，实施例2中抗拔桩2和抗压桩3均为联合多桩，只需调整抗拔桩2或抗压桩3中单桩的数量即可满足不同承载力要求的待压入桩1，适用范围更广，且成本更低。

参照图1，由于在桩体上直接连接柔性连接件的难度较大、成本较高，因此，抗拔桩2的顶部可以刚性连接第一传力构件7，第一传力构件7与反力梁4通过柔性连接件连接，这样，第一传力构件7直接与柔性连接件连接，并将反力梁4的拉力传递给抗拔桩2，由此，无须在桩体上直接连接柔性连接件，降低了桩体的制作难度和成本。具体的，抗拔桩2可为钢筋混凝土桩，也可以为钢桩，此处不做限制，抗拔桩2为钢筋混凝土桩时，为了便于施加拉力，抗拔桩2顶部的钢筋6露出，第一传力构件7连接在钢筋6上，柔性连接件连接第一传力构件7上，第一传力构件7可以为钢筋混凝土构件，也可以为钢构件，由于钢构件，强度大，自重小，因此优选钢构件。

柔性连接件有多种可实现的结构，示例的，柔性连接件可以为铰链，该结构的缺点是，需要在反力梁4与第一传力构件7之间设置铰链，并将两者铰接，由于需要设置铰链，增加了成本，且反力梁4的重量较大，因此，安装不方便；再示例的，参照图4，柔性连接件可以为钢丝绳8，该结构的优点是，只需将钢丝绳8的一端连接在第一传力构件7上，钢丝绳8的另一端绕过反力梁4后，也连接在第一传力构件7上即可，无须设置铰链，成本较低，且安装更方便。因此，优选柔性连接件为钢丝绳的结构。

柔性连接件也可以为钢丝、钢片、钢筋或钢绞线等，其连接方式与钢丝绳类似，可替代钢丝绳使用。

钢丝绳8有多种固定方式，示例的，钢丝绳8可锚固在第一传力构件7上，该结构的缺点是，钢丝绳8的锚固段位于第一传力构件7内部，无法更换钢丝绳8；再示例，参照图4，可以在第一传力构件7上设置拉环71，钢丝绳8的一端通过第一钢丝绳绳卡12连接在拉环71上，钢丝绳8的另一端通过第二钢丝绳绳卡13连接在拉环71上，由于拉环71设置在在第一传力构件7的表面上，因此，钢丝绳8安装方便，且便于更换。

参照图1至图3，由于抗压桩3的顶面很难做到平整，变推力千斤顶10不好安装，尤其当抗压桩3为空心管桩时，抗压桩3的顶面中心为空，变推力千斤顶10更难安装，且由于受力不均匀，桩顶容易被破坏，因此，可以在抗压桩3的顶部设置第二传力构件9，第二传力构件9用于为变推力千斤顶10提供平整的安装面，便于变推力千斤顶10的安装，并将变推力千斤顶10的压力均匀传递给抗压桩3，防止抗压桩3被损坏，可以延长抗压桩3的使用寿命。

第二传力构件9可以为钢筋混凝土构件，也可以为钢构件，由于钢构件，强度大，自重小，因此优选钢构件。

反力梁4有多种可以实现的类型，示例的，反力梁4可以为钢筋混凝土梁，钢筋混凝土梁的缺点是，自重大，运输不方便；再示例的，反力梁4可以为钢梁，钢梁的优点是，刚度、强度大、自重小运输方便，因此，优选反力梁4为钢梁的方案。

参照图5，本实用新型实施例压桩装置的使用方法，包括以下步骤：

根据待压入桩1的中心与抗拔桩2的中心之间的距离l1、抗拔桩2的中心与抗压桩3的中心之间的距离l2和设计承载力r1，通过公式r2＝r1×(l1+l2)/l2，计算总抗拔力r2；再根据总抗拔力r2和抗拔桩2的单桩抗拔承载力r2单，通过公式m＝r2/r2单，计算抗拔桩的数量m，若m＞1，则将m个抗拔桩2组合为联合多桩；

根据待压入桩1的中心与抗拔桩2的中心之间的距离l1、抗拔桩2的中心与抗压桩3的中心之间的距离l2和设计承载力r1，通过公式r3＝r1×l1/l2，计算变推力千斤顶的最大推力r3；再根据变推力千斤顶10的最大推力r3和抗压桩的单桩抗压承载力r4单，通过公式n＝r3/r4单，计算抗压桩3的数量n，若n＞1，则将n个抗压桩3组合为联合多桩；

将抗压桩3与抗拔桩2均打入基坑底部土层中，再启动变推力千斤顶10，并逐步加大变推力千斤顶10的推力，直至变推力千斤顶10达到设定的推力值。

具体的，启动变推力千斤顶10后，变推力千斤顶10的伸出端会对反力梁4的一端产生向上的推力，根据杠杆原理，会对待压入桩1产生向下的压力；逐步加大变推力千斤顶10的推力，则对待压入桩1产生向下的压力也随之加大，直至达到设计承载力r1，为保证成桩效果，变推力千斤顶10最终通常取1.1～1.3r3作为终桩压力。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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