本发明涉及一种将细长构件(如钢筋)插入浇注的混凝土、特别是插入桩柱中的设备。还涉及将细长构件、如探测物、插入地面的设备,例如用于插入油绳引流管的设备。 在钻孔桩的现场施工中,通过钻孔和在钻孔中注入混凝土形成桩柱后,通常都要将钢筋插入桩中。该钢筋一般是钢筋笼的形式,它通过“顶部振动器”的作用插入混凝土中。
这种方法有以下缺点,即,必须在钢筋笼横卧在地面上时将振动器安装到该钢筋笼的一端,这项作业很困难而且很费事。此外,当将钢筋笼竖起并插入桩中时,会有些摆动不稳,这往往造成危险。
另外,由于是在钢筋笼的一端加振,振动器的全部重量由钢筋笼支承着,因此,在钢筋笼插入混凝土中时有时会变形。
在将横断面小的探测物、如油绳引流管、插入深处时,必须在探测物的中间位置加以支承,以防止侧向变形。通常,如果地面松软,采用传统的液压推进机不会产生大问题。这种机械的构造能使推进装置很容易地通过中间支承。但是,如果地面很硬,加上振动器又必须放在探测物顶部,由于振动器的全部重量由探测物承受,所以,探测物在插入地面过程中有时会产生变形。
本发明的目的是提供一个系统,该系统能克服已往的振动系统在上述两种应用中地缺点。
本发明主要提供了一种将细长构件插入地面或插入浇注的混凝土中的设备。该设备包括一个用于驱动细长构件沿其纵向进入地面或浇注混凝土中的振动器和用于将该振动器固定在细长构件长度方向的一个中间部位上的可松脱装置。
本发明还提供了一种将细长钢筋插入浇注混凝土中的设备,该设备包括一个用于驱动钢筋进入混凝土的振动器和用于将该振动器固定在钢筋长度方向的一个中间位置上的可松脱装置。
该可松脱装置最好用于将振动器固定到钢筋笼上。
这样,该设备可以在钢筋笼内通过,而且该可松脱装置在钢筋笼内部与钢筋笼接合。
最好使振动器和可松脱装置之间可以相对移动地设置振动器。
该设备最好有楔面,这样,可松脱装置与振动器间的相对移动能使可松脱装置卡住钢筋和振动器,从而将振动器固定到钢筋上。
振动器最好由第一缆绳吊住,可松脱装置由带减振部件的第二缆绳吊住。
该可松脱装置最好含有两个或多个楔块。
本发明还提供了一种将细长探测物插入地面的设备,该设备包括一个用于驱动探测物进入地面的振动器和将该振动器固定在探测物长度方向上的一个中间部位上的可松脱装置。
该可松脱装置可从探测物外部与探测器接合。(探测物例如可以是一个圆管)
该设备最好有夹持面,这样,通过气动、液动或机械地操作夹具,就可以使得可松脱装置夹住探测物,从而将振动器固定在探测物上。
也可以将两个振动器连起来同时协调地操作,在两振动器之间固定探测物。或者采用一个带中心孔的振动器,探测物穿过该孔。
该可松脱装置可以含有两个或更多个机械楔块或者含有空气或液力驱动的夹具。
该振动器可由第一缆绳吊住,可松脱装置可由最二缆绳驱动,该第二缆绳靠机械方法驱动夹具,
本发明还提供了一种将细长构件插入地面的方法,其步骤为:
可松脱地将振动器设置在构件长度方向上的一个中间部位上;
开动振动器,驱使构件沿其长度方向进入地面或浇注的混凝土中;
在构件部分地进入地面或浇注的混凝土中后,松脱振动器;
重新选择一个用于设置该驱动器的新部位;
将振动器重新设置在该新部位上;
开动振动器,驱使该构件进一步进入地面或进入浇注的混凝土中。
本发明还提供了用于容纳振动器的壳体和用于与壳体共同作业的紧固装置的组合件,该组合件可被固定在构件长度方向的一个中间部位上,以驱动该构件进入地面或进入浇注的混凝土中。
图1是本发明的将钢筋插入浇注的混凝土桩中的系统的示意图。
图2是用于图1所示系统的振动器组件的分解示意图。
图3是本发明的将探测器插入地面的系统的示意图。
图4是用于图3所示系统的振动器组件的等角示图。
图1中,圆柱形钢筋笼10已部分地插入充满湿混凝土12的桩柱中。钢筋笼10是通过起重机14或其它适当设备放入桩柱中的。操纵钢筋笼使其靠自重部分地沉入混凝土中,然后将振动器组件16放入钢筋笼内并降到位于新浇混凝土之上约3~4米处。再将振动器组件以后述方式夹紧在钢筋笼的内表面上。该振动组件振动钢筋笼,迫使它进一步进入混凝土内,当振动器组件将近接触混凝土时,从钢筋笼上卸下振动器组件并提到一个新的位置重新夹紧之。重新起动该组件,迫使钢筋笼进一步进入混凝土。重复该过程,直到钢筋笼完全进入混凝土中。
图2更详细地示出了振动器组件16的构造。该组件包括一个由第一缆绳20吊住的振动器18。该振动器基本上是圆柱形的,并被一个底部具有凸缘24的截头锥形壳体22所包围。该振动器例如可以是ZCQ55型振浮压实器。该振动器可放入壳体的圆柱形孔口25中,该壳体可焊在振动器的外表面上。该组件还包括三块外楔块26,通常使用置于凸缘24之上的弧形楔块28、30和32。
这三个楔块28、30和32分别带有链绳28a、30a和32a,这些链绳与系绳34相连以吊住这些楔块。该系绳可以带有一个减振弹簧36,减振弹簧36的另一端连接第二缆绳38。
壳体22的内部形状可设计成与所选振动器的驱动单元相适应,并与楔块相适应,该壳体构成一个配套另件,它能与用于本发明的驱动细长钢筋的公知振动器配套。
悬吊振动器组件的两条缆绳20和38都是由起重机14控制和支持的。起重机把振动器组件吊在钢筋笼之上,降下两条缆绳直到组件降至钢筋笼内予定位置。即混凝土面以上3~4米处。然后稍稍卷起第二缆绳38,使楔块相对于振动器向上移动。振动器壳体的形状迫使楔块逐渐向外张开,直到它们顶靠在钢筋笼的内表面为止。然后松开第一缆绳20,起动振动器,使楔块进一步向外扩张从而将振动器固定在钢筋笼上。
振动器的振动使钢筋逐渐进入混凝土中,当振动器将近接触混凝土时,在振动器运行中将第一缆绳卷起以松脱楔块,这样,振动器便相对于楔块向上移动,解除夹紧状态,直到楔块置于凸缘24之上。然后整个组件作为一个整体移至新的予定位置。振动器组件也如上述那样被夹紧并迫使钢筋进一步逐渐地进入混凝土中。多次重复这种夹紧及振动过程,直至使钢筋笼全部进入浇注的混凝土中。
楔块的数量不一定必须是三个,可以是2个或两个以上。
楔块的外形也可做成能用于非圆形截面钢筋笼的形状。
图3中,矩形截面的探测物10′已部分地进入地面。该探测物10′是由打桩设备14′或其它适应设备放入地面的。操纵探测物使其靠自重部分地沉入地面。振动器组件16′连接到探测物上并降至距地面25~30米处。该振动器有一个导向环17′,其上有一个让探测物通过的中心孔。振动器组件通过可松脱夹头25′以后述方式夹紧在探测物的外表面上。然后振动器组件使探测物振动,迫使探测物进一步进入地面。当振动器组件将近接触地面时,将组件从探测物上松脱开,提升到一个新的位置再夹到探测物上。重新开动振动器,迫使探测物进一步进入地面。重复这一过程直到探测物完全进入地下。从地下拔出该探测物时,其过程与上述的相反。
图4更详细地表示出另一种型式的振动器组件。该组件包括一个吊在缆绳20′上的振动器壳体18′。该壳体内含有多个同时协调驱动的激励单元21′,例如可以是KenchovM2400RII型电振动器。探测物可以插入从振动器壳体侧向伸出的夹头25′之间的间隙。夹头是偏置的,以避免探测物与振动器相互干扰。这些夹头构成一个液压驱动的夹具,它包括一个固定夹头26′,一个可动夹头27′和一个液压缸29′。振动器壳体被减振弹簧19a和19b吊住,减振弹簧另一端与横梁30′相连,横梁通过缆绳20′被吊住。
壳体18′可以是与选择的振动器驱动单元相配套的,这样,它与夹头25′一起形成了一套配件,该配件能与用于本发明的驱动细长探测物的公知振动器相配套。
悬吊振动器壳体18′的缆绳20′由打桩设备14′控制和支持。用打桩设备把振动器组件悬吊在探测物10′之上,使导向架32a′和32b′与打桩设备上的导向杆31a′和31b′嵌合,并使振动器壳体能沿导向杆上下滑动。然后将悬吊绳放松,使探测器10′插入夹头25′的间隙,直到组件降至距地面25~30米处。然后驱动液压柱塞29′,使夹头紧紧地夹住探测物10′。
然后,开动振动器,驱使探测物逐渐进入地面。当振动器将近接触地面时,放松液压柱塞,以使夹头25′松开探测物,然后将整个组件向上移至新的予定位置。如上述那样再次把振动器夹在探测物上,迫使探测物进一步逐渐进入地面。多次重复上述夹紧和振动过程,直到探测物完全进入地面。
夹紧装置不一定必须由液压驱动,可以由气动、机械动或其它方式驱动。
夹具的外形也可以设计成能用于非矩形截面探测物的形状,例如可以用于圆形截面探测物。