专利名称：液压垂直插入机以及基础桩与钢管柱的连接方法
技术领域：
本发明涉及一种液压垂直插入机，还涉及应用该液压垂直插入机实施基础桩与钢 管柱的连接方法。
背景技术：
现有技术中的桩基础与上部结构柱(即钢管柱)的连接工序都比较繁复，且钢柱 插入的垂直精确度都不高。如国家专利局公告的专利号为02136208. 4的专利，其具体施工工艺为1、吊装基 座制作为承受立柱钢构件重量，围绕桩位周围制作钢筋混凝土基座；2、完成钢立柱构件 的制作并运至施工现场，将欲安设的钢立柱全长对接，在桩顶设置电水平仪探头；3、钻孔灌 注桩施工，浇注桩身混凝土，浇筑后在基座上安放定位钢板；4、将钢立柱用履带吊吊直，下 端插入定位钢板的预留孔中，然后沿前后、左右两方向用两台经纬仪控制桩身垂直度，保证 插入前桩身垂直，确信垂直后读出水平仪的初读数；5、利用自重将钢柱垂直插入桩体内，随 时读出电水平仪读数，如果与初读数的差值小于或接近设计要求，继续插入，反之，拔出型 钢重新插入；6、利用孔口定位座的微调装置，调整钢立柱的垂直度，保证钢立柱插入前后 水平仪读数一致；7、插入到位后，在孔口焊接固定；8、在钢立柱外侧回填碎石，拆除顶部定 位钢板。上述专利可控程度差，如果一次不成功，再进行第二次插入砼的凝固时间不允许， 另外，钢柱封底后，浮力很大，仅靠自重很难插入，定位繁琐，难以保证施工质量。又要钢护 筒下到底下，工人下井作业不能保证安全，重复浇灌混凝土浪费材料能源，施工周期长达 10 20天。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种定位后可调 可控、垂直精确度高、简单快捷、能有效防止钢管柱上浮的液压垂直插入机。本发明所要的解决的另一问题在于提供一种基础桩与钢管柱的连接方法。施工效 率高，大大缩短施工周期，节约材料能源，工人无需井下作业，保证安全。本发明提供的液压垂直插入机，采用的主要技术方案为一种液压垂直插入机，包 括座体、设置在所述座体上的第一液压垂直插入装置，所述座体上设置有用于安放第二液 压垂直插入装置的平台，所述第一液压垂直插入装置和所述第二液压垂直插入装置沿所述 座体轴向方向顺序设置，所述第一液压垂直插入装置设置在所述第二液压垂直插入装置的 下方。本发明提供的液压垂直插入机还采用如下附属技术方案所述第一液压垂直插入装置和所述第二液压垂直插入装置都包括液压中心定位 器、垂直调校定位器、变径装置、用于下压钢管柱的全回转驱动装置和用于抱紧钢管柱的液 压抱紧装置。所述第一液压垂直插入装置与第二液压垂直插入装置，可单独或同步360度旋转调整垂直度。所述第一液压垂直插入装置上设置有水平调节装置。所述变径装置的变径范围为400 2000mm。所述座体上设置有水平调节装置。所述平台上设置有工作用栏杆。所述平台与所述底座通过立柱连接。本发明提供的基础桩与钢管柱的连接方法，采用的主要技术方案为基础桩经钻孔、灌注后成型，钢管柱在基础桩混凝土灌入后混凝土初凝前插入，钢管柱插入基础桩包括 如下步骤(a)、将用于把钢管柱插入到基础桩上的所述液压垂直插入机移动到基础桩所在 的钻孔处；在混凝土灌注完毕形成基础桩并在混凝土初凝前，复测基础桩位中心点，并通过 调节液压定位器中心与所述基础桩中心处在同一垂直线上；(b)、液压垂直插入机定位对中准确后，将底部封闭的钢管柱垂直吊起到液压垂直插 入机上，由第一液压垂直插入装置和第二液压垂直插入装置的液压抱紧装置将钢管柱抱紧；(C)、由上下两个液压垂直插入装置同时驱动，通过其向下压力将钢管柱垂直向下 插入，并按照从下到上的顺序依次松开垂直抱紧装置，再由两个液压垂直插入装置同时将 钢管柱向下插入，重复上述步骤，直到达到设计深度要求；(d)、当钢管柱插入到与液压垂直插入机相平后，采用液压联接器，将标准连接管 相连接，标准连接管的长度为液压垂直插入机的高度与插入地面的深度之和；(e)、钢管柱受重力平衡，不产生浮力时，钢管柱在孔口处固定后，然后调节基础桩 孔上的调节螺栓，液压垂直插入机上的抱紧装置放开，液压垂直插入机移位；(f)、液压垂直插入机移开后，等待水下混凝土终凝后，用碎石、砂填入基础桩孔 中，并将基础桩孔内的泥浆排除，填到钢管柱的设计标高后，将标准连接管拆除。本发明提供的基础桩与钢管柱的连接方法，还采用如下附属技术方案所述步骤(a)在复测基础桩位中心点时，利用液压垂直插入机机身上的水平调节 装置和垂直调校定位装置，使液压垂直插入机的液压中心定位器与所述基础桩中心处在同 一垂直线上；所述步骤(b)中，第一液压垂直插入装置和第二液压垂直插入装置的液压抱紧装 置将钢管柱抱紧后，同时复测钢管柱的垂直度，并且可以通过第一液压垂直插入装置和第 二液压垂直插入装置单独或同步360度旋转调整钢管柱的垂直度。采用本发明提供的液压垂直插入机以及使用该插入机的基础桩与钢管柱的连接 方法带来的有益效果(1)、采用该设备进行基础桩与钢管柱的连接，能有效控制钢管柱上 浮，保证钢管柱的垂直度。(2)、适用范围广泛，公路、铁路交通、工业与民用建筑凡是有桩基 础与上部结构柱的连接均可采用此插入机以及连接方法进行施工；钢管柱插入的垂直精确 度高。(3)、通过分别设置在第一液压垂直插入装置和第二液压垂直插入装置上的水平调节 装置和垂直调校定位装置可以保证钢管柱插入的垂直精度。
图1为本发明液压垂直插入机的结构示意具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的详述如图1所示，根据本发明提供的一种液压垂直插入机，包括座体1、设置在所述座 体1上的第一液压垂直插入装置21，所述座体1上设置有用于安放第二液压垂直插入装置 22的平台3，所述第一液压垂直插入装置21和所述第二液压垂直插入装置22沿所述座体 1轴向方向顺序设置，所述第一液压垂直插入装置21设置在所述第二液压垂直插入装置22 的下方。通过设置所述第一液压垂直插入装置21和所述第二液压垂直插入装置22可以有 效的控制钢管柱上浮，保证钢管柱的垂直度。参见图1所示，根据本发明的上述实施例，所述第一液压垂直插入装置21和所述 第二液压垂直插入装置22都包括液压中心定位器4、垂直调校定位装置5、变径装置6、用 于下压钢管柱的全回转驱动装置7和用于抱紧钢管柱的液压抱紧装置8。所述第一液压垂 直插入装置21和所述第二液压垂直插入装置22都包括液压中心定位器4、垂直调校定位 装置5、变径装置6、用于下压钢管柱的全回转驱动装置7和用于抱紧钢管柱的液压抱紧装 置8相当于在现有的液压垂直插入机的基础上增加了一套液压垂直插入机，这样就提高了 液压垂直插入机插入钢管柱的精度。更进一步地，所述第一液压垂直插入装置21上设置有 水平调节装置9，通过该水平调节装置9初步的对该液压垂直插入装置进行水平校准，保证 该液压垂直插入机的水平度。同时，所述座体1上设置有水平调节装置9。这样可以进一步 保证两套液压垂直插入装置插入的垂直精度。所述平台3与所述座体1通过立柱32连接。 为了方便工作人员在操作过程中的安全性，所述平台3上设置有工作用栏杆31。另外，该液 压垂直插入机中所述变径装置6的变径范围为400 2000mm。根据本发明提供的一种基础桩与钢管柱的连接方法，钢管柱在基础桩混凝土灌入 后混凝土初凝前插入，钢管柱插入基础桩包括如下步骤(a)、将用于把钢管柱插入到基础桩上的所述液压垂直插入机移动到基础桩所在 的钻孔处；在混凝土灌注完毕形成基础桩并在混凝土初凝前，复测基础桩位中心点，并通过 调节液压垂直插入机使液压垂直插入机上液压插入中心与所述基础桩中心处在同一垂直 线上；通过该步骤保证在钢管柱插入前所述液压垂直插入机的水平度，保证了待插入钢管 柱的垂直精度。(b)、液压垂直插入机定位对中准确后，将钢管柱垂直吊起到液压垂直插入机上， 由第一液压垂直插入装置21和第二液压垂直插入装置22的液压抱紧装置8将钢管柱抱 紧。第一液压垂直插入装置21和第二液压垂直插入装置22的液压抱紧装置8将钢管柱抱 紧，不仅可以使钢管柱更加稳定，在垂直方向不会产生偏离，而且在插入过程中可以有效控 制钢管柱的上浮。(C)、由上下两个液压垂直插入装置21、22同时驱动，通过其向下压力将钢管柱垂 直向下插入，并按照从下到上的顺序依次松开垂直抱紧装置8，再由两个液压垂直插入装置 21,22同时将钢管柱向下插入，重复上述步骤，直到达到设计深度要求。(d)、当钢管柱插入到与液压垂直插入机相平后，采用液压联接器，将标准连接管 相连接，标准连接管的长度为液压垂直插入机的高度与插入地面的深度之和；这样，标准节 就起到了移机后钢管柱定位的作用，等到混凝土终凝、四周土体回填后将液压连接器拆除。
(e)、钢管柱受重力平衡，不产生浮力时，钢管柱在孔口处固定后，然后调节基础桩 孔上的调节螺栓，液压垂直插入机上的抱紧装置放开，液压垂直插入机移位；(f)、液压垂直插入机移开后，等待水下混凝土终凝后，用碎石、砂填入基础桩孔 中，并将基础桩孔内的泥浆排除，填到钢管柱的设计标高后，将标准连接管拆除。
根据本发明的上述实施例，所述步骤(a)在复测基础桩位中心点时，利用液压垂 直插入机机身上的水平调节装置9和垂直调校定位装置5，使液压垂直插入机的液压中心 定位器4与所述基础桩中心处在同一垂直线上；通过设置在液压垂直插入机机身上的多个 水平调节装置9和垂直调校定位装置5，可以保证钢管柱垂直插入的精度，使工作效率进一 步提尚。根据本发明的进一步实施例，所述步骤(b)中，第一液压垂直插入装置21和第二 液压垂直插入装置22的液压抱紧装置8将钢管柱抱紧后，同时复测钢管柱的垂直度，并且 可以通过第一液压垂直插入装置和第二液压垂直插入装置单独或同步360度旋转调整钢 管柱的垂直度。通过再次复测进一步提高了钢管柱垂直插入的精度，使整个插入过程的误
差更小。在实施本连接方法时，为了保证钢管柱定位的精确度和垂直度，在钻孔灌注桩浇 灌完成后，必须马上进行场地的平整。场地平整时，土体要挤压密实，地面的平整度要一致， 以确保液压垂直插入机就位、定位的准确性。下表给出液压垂直插入机的适用范围
权利要求
一种液压垂直插入机，包括座体、设置在所述座体上的第一液压垂直插入装置，其特征在于所述座体上设置有用于安放第二液压垂直插入装置的平台，所述第一液压垂直插入装置和所述第二液压垂直插入装置沿所述座体轴向方向顺序设置，所述第一液压垂直插入装置设置在所述第二液压垂直插入装置的下方。
2.根据权利要求1所述的一种液压垂直插入机，其特征在于所述第一液压垂直插入 装置和所述第二液压垂直插入装置都包括液压中心定位器、垂直调校定位器、变径装置、用 于下压钢管柱的全回转驱动装置和用于抱紧钢管柱的液压抱紧装置。
3.根据权利要求2所述的一种液压垂直插入机，其特征在于所述第一液压垂直插入 装置和所述第二液压垂直插入装置，可单独或同步360度旋转调整钢管柱垂直度。
4.根据权利要求2所述的一种液压垂直插入机，其特征在于所述第一液压垂直插入 装置上设置有水平调节装置。
5.根据权利要求2所述的一种液压垂直插入机，其特征在于所述变径装置的变径范 围为 400 2000mm。
6.根据权利要求1所述的一种液压垂直插入机，其特征在于所述座体上设置有水平调节装置。
7.根据权利要求1所述的一种液压垂直插入机，其特征在于所述平台上设置有工作 用栏杆。
8.根据权利要求1所述的一种液压垂直插入机，其特征在于所述平台与所述底座通 过立柱连接。
9.一种基础桩与钢管柱的连接方法，钢管柱在基础桩混凝土灌入后混凝土初凝前插 入，其特征在于钢管柱插入基础桩包括如下步骤(a)、将用于把钢管柱插入到基础桩上的所述液压垂直插入机移动到基础桩所在的钻 孔处；在混凝土灌注完毕形成基础桩并在混凝土初凝前，复测基础桩位中心点，并通过调 节液压垂直插入机使液压垂直插入机上液压插入中心与所述基础桩中心处在同一垂直线 上；(b)、液压垂直插入机定位对中准确后，将钢管柱垂直吊起到液压垂直插入机上，由第 一液压垂直插入装置和第二液压垂直插入装置的液压抱紧装置将钢管柱抱紧；(c)、由上下两个液压垂直插入装置同时驱动，通过其向下压力将钢管柱垂直向下插 入，并按照从下到上的顺序依次松开垂直抱紧装置，再由两个液压垂直插入装置同时将钢 管柱向下插入，重复上述步骤，直到达到设计深度要求；(d)、当钢管柱插入到与液压垂直插入机相平后，采用液压联接器，将标准连接管相连 接，标准连接管的长度为液压垂直插入机的高度与插入地面的深度之和；(e)、钢管柱受重力平衡，不产生浮力时，钢管柱在孔口处固定后，然后调节基础桩孔上 的调节螺栓，液压垂直插入机上的抱紧装置放开，液压垂直插入机移位；(f)、液压垂直插入机移开后，等待水下混凝土终凝后，用碎石、砂填入基础桩孔中，并 将基础桩孔内的泥浆排除，填到钢管柱的设计标高后，将标准连接管拆除。
10.根据权利要求9所述的一种基础桩与钢管柱的连接方法，其特征在于所述步骤 (a)在复测基础桩位中心点时，利用液压垂直插入机机身上的水平调节装置和垂直调校定 位装置，使液压垂直插入机的液压中心定位器与所述基础桩中心处在同一垂直线上。
11.根据权利要求9所述的一种基础桩与钢管柱的连接方法，其特征在于所述步骤 (b)中，第一液压垂直插入装置和第二液压垂直插入装置的液压抱紧装置将钢管柱抱紧后， 同时复测钢管柱的垂直度，并且可以通过第一液压垂直插入装置和第二液压垂直插入装置 单独或同步360度旋转调整钢管柱的垂直度。
全文摘要
本发明涉及一种液压垂直插入机，包括座体、设置在所述座体上的第一液压垂直插入装置，其特征在于所述座体上设置有用于安放第二液压垂直插入装置的平台，所述第一液压垂直插入装置和所述第二液压垂直插入装置沿所述座体轴向方向顺序设置，所述第一液压垂直插入装置设置在所述第二液压垂直插入装置的下方。所述第一液压垂直插入装置与第二液压垂直插入装置可单独或同步360度旋转调整钢管柱的垂直度，液压垂直插入机能有效控制钢管柱上浮，保证钢管柱插入的垂直精确度。与常规逆作法施工相比，具有工期短，节约能源，节省成本投资的优点。液压垂直插入机以及基础桩与钢管柱的连接方法。
文档编号E04G21/00GK101886398SQ20091014291
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月13日 优先权日2009年5月13日
发明者王薇 申请人:王薇