專利名稱：一種樁基用液壓擠擴(kuò)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樁基用擠擴(kuò)裝置及方法，特別是一種樁基用液壓擠擴(kuò)裝置及方 法。
背景技術(shù)：
目前，在基礎(chǔ)工程施工中，通常是通過擠擴(kuò)設(shè)備來形成帶有承力盤、承力岔的樁； 現(xiàn)有的擠擴(kuò)裝置的結(jié)構(gòu)是由機(jī)頭、液壓站控制系統(tǒng)及車載系統(tǒng)等組成，具體由機(jī)身殼體、 液壓缸、擠擴(kuò)臂、螺栓、軸銷、墊圈等組成。擠擴(kuò)臂由上擠擴(kuò)臂、下擠擴(kuò)臂組成，一般上、下擠 擴(kuò)臂由單根工臂組成。目前的擠擴(kuò)設(shè)備主要是雙缸雙向擠擴(kuò)設(shè)備和單缸單向擠擴(kuò)設(shè)備。雙 缸雙向擠擴(kuò)的情況是上臂AB及下臂BC，A\B\C運(yùn)動軌跡如下，如附圖Ia所示。A 點(diǎn)，χ = 0，y = I ；B點(diǎn)，x= —，y = 0;C 點(diǎn)，χ = 0，y =個(gè)；雙缸雙向擠擴(kuò)時(shí)，上擠擴(kuò)臂在液壓缸外活塞桿作用下，上擠擴(kuò)臂與外活塞桿相連 的一端做豎向運(yùn)動，下擠擴(kuò)臂在液壓缸內(nèi)活塞桿作用下，下擠擴(kuò)臂與內(nèi)活塞桿相連的一端 做豎向運(yùn)動，兩者做相向運(yùn)動，上擠擴(kuò)臂與下擠擴(kuò)臂的連接點(diǎn)，做水平運(yùn)動，隨著擠擴(kuò)臂與 垂直方向的角度θ的增大，靠近樁身的擠土上下臂與土體相脫開，不能起到充分?jǐn)D壓土體 的作用；雙向擠土設(shè)備擠壓成盤后，盤上下部輪廓線基本對稱，即靠近樁身為星形曲線遠(yuǎn)離 樁身為直線段。盤上下土體的壓縮情況也大體相同，其中遠(yuǎn)離樁身的土體被壓縮的程度大， 承載性能好；而靠近樁身的土體，被壓縮的程度相對較小，承載性能相對較差，并且由于此 處壓實(shí)程度低，上盤腔容易掉土。對于承受豎向荷載來說，盤下土體的性質(zhì)是決定單樁承載 力的重要因素。雙向擠壓時(shí)，隨著角度的增大，靠近樁身的擠土上下臂與土體相脫開，不能 起到充分?jǐn)D壓土體的作用，對樁基承載力的提高不利。當(dāng)單缸單向運(yùn)動時(shí)，上擠擴(kuò)臂在液壓缸活塞桿作用下，上擠擴(kuò)臂與活塞桿相連的 一端做豎向運(yùn)動，上擠擴(kuò)臂與下擠擴(kuò)臂的連接點(diǎn)，以下擠擴(kuò)臂與殼體的鉸接點(diǎn)為圓心做圓 周運(yùn)動，單缸單向擠擴(kuò)上盤腔土體的擠壓不充分，容易落土。單缸單向擠擴(kuò)時(shí)，上臂ΑΒ、及下臂BC，A\B\C運(yùn)動軌跡如下，參見附圖11中的虛線 及附圖Ib所示A 點(diǎn)，χ = 0，y = I ；B 點(diǎn)，χ =一，y = I ；C 點(diǎn)，x = 0，y = 0;支、盤腔頂面產(chǎn)生臨空區(qū)，該處土體容易塌落，增加沉渣，如附圖11虛線部分所 示，目前的單向擠土?xí)r，擠土下臂下端不動，擠土上臂上端受作用力往下運(yùn)動，使兩擠土肢 向外擴(kuò)張擠壓土體。顯然，擠土下臂只有轉(zhuǎn)動，而擠土上臂除了轉(zhuǎn)動外還有平動。承力盤上 部輪廓線為曲線，下部為直線。擠土上臂對樁周土體的擠壓和雙向擠土類似，即隨著擠土臂 肢與垂直方向的角度θ的增大，靠近樁身的擠土臂部分與土脫離，和土接觸的臂長χ逐漸減小。而擠土下臂工作時(shí)只發(fā)生轉(zhuǎn)動，在整個(gè)擠土過程中都和土體保持接觸(x = L，L為擠 土下臂的長度)，從而使盤底土被壓縮的程度比盤上土大，這對于樁的豎向承載非常有利。 在臂長范圍內(nèi)，離樁身的距離越大，土體被壓縮的程度越高。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的擠擴(kuò)裝置均存在在擠擴(kuò)過程中擠擴(kuò)臂與土體脫離導(dǎo)致靠近樁 身段土體擠壓不充分，容易使上盤腔土體塌落、同時(shí)影響樁的承載能力的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的擠擴(kuò)設(shè)備的擠擴(kuò)臂脫離土體使得靠近樁身段土體擠壓 不充分的問題，本發(fā)明提供了一種樁基用液壓擠擴(kuò)裝置及方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種樁基用液壓擠擴(kuò)裝置，包括承接裝置和與承接裝置連 接的擠擴(kuò)臂；所述擠擴(kuò)臂由上擠擴(kuò)臂和與上擠擴(kuò)臂鉸接的下擠擴(kuò)臂組成；其特殊之處在 于所述上擠擴(kuò)臂和/或下擠擴(kuò)臂包括第一臂、第二臂和支撐臂；所述第一臂與第二臂鉸 接；所述支撐臂的一端與所述第一臂和/或第二臂鉸接，所述支撐臂另一端與承接裝置鉸 接。上述承接裝置包括液壓缸以及設(shè)置于液壓缸外部的支撐套管或殼體；當(dāng)所述承接 裝置設(shè)置有支撐套管時(shí)，所述支撐臂的另一端與所述支撐套管鉸接；當(dāng)所述承接裝置設(shè)置 有殼體時(shí)，所述支撐臂另一端與殼體鉸接。上述支撐套管通過限位桿與所述液壓缸的缸筒固連，所述限位桿是多個(gè)。上述承接裝置包括外活塞桿相連套管；所述外活塞桿相連套管嵌套設(shè)置于支撐套 管的內(nèi)部并可沿支撐套管滑動；所述外活塞桿相連套管的一端與液壓缸的外活塞桿連接。上述支撐臂通過支撐銷與殼體鉸接；所述支撐銷與殼體連接。上述上擠擴(kuò)臂是兩個(gè)或者兩個(gè)以上；所述下擠擴(kuò)臂是與上擠擴(kuò)臂相對應(yīng)的兩個(gè)或 者兩個(gè)以上。 上述第二臂的長度大于第一臂和支撐臂的長度。本發(fā)明還提供了一種上述的樁基用液壓擠擴(kuò)裝置的擠擴(kuò)方法，其特殊之處在于 該方法包括以下步驟1)形成樁身直孔；2)將擠擴(kuò)裝置伸入直孔中，液壓缸驅(qū)動其與第一臂相連的點(diǎn)豎向運(yùn)動，支撐臂的 一個(gè)鉸接點(diǎn)以支撐臂另一端與支撐套管或者支撐銷的鉸接點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動，從而帶動 第二臂與第一臂的連接點(diǎn)往外擠擴(kuò)，同時(shí)第一臂與第二臂鉸接點(diǎn)作豎向和水平運(yùn)動，上擠 擴(kuò)臂與下擠擴(kuò)臂一起向外擠擴(kuò)，形成一個(gè)岔腔；3)收回?cái)D擴(kuò)臂，旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)裝置的擠擴(kuò)臂，使其在直孔內(nèi)的同一標(biāo)高處的其他位置 擠擴(kuò)；4)重復(fù)步驟2)至步驟3)，完成一個(gè)盤腔的擠擴(kuò)。在上述方法步驟4)之后還包括步驟5)豎向移動擠擴(kuò)裝置，重復(fù)步驟2)，形成一個(gè) 承力岔腔。也可以在上述方法步驟4)之后還包括步驟5)豎向移動擠擴(kuò)裝置，重復(fù)步驟2)至 步驟4)，形成另一個(gè)承力盤腔的擠擴(kuò)。本發(fā)明提供樁基用的液壓擠擴(kuò)裝置及方法，具有以下特點(diǎn)
1、本發(fā)明雙缸雙向擠擴(kuò)設(shè)備工作時(shí)，沿圓周均勻布置上支撐臂或下支撐臂在水平 方向受到的作用力如果不能平衡掉，則水平力傳給支撐套管，支撐套管將水平力傳遞給外 活塞桿相連套管，外活塞桿相連套管將力傳至外活塞桿，由于外活塞桿相連套管截面慣性 矩較大，受彎能力強(qiáng)，這樣可以避免支撐套管將水平力傳遞給將內(nèi)活塞桿造成其彎曲。2、本發(fā)明雙向擠土設(shè)備擠壓成盤后，盤腔上下部輪廓線基本對稱，即靠近樁身為 圓弧曲線，遠(yuǎn)離樁身為直線段，靠近樁身段土體擠壓作用相對較好。3、本發(fā)明的單向擠土設(shè)備擠擴(kuò)成盤后，上盤腔靠近樁身輪廓線為圓弧曲線，形成 “土拱狀”，遠(yuǎn)離樁身輪廓線為直線段，靠近樁身段上盤腔土體擠壓作用好。


圖Ia為現(xiàn)有技術(shù)的雙缸雙向的擠擴(kuò)臂的運(yùn)動軌跡；圖Ib為現(xiàn)有技術(shù)的單缸單向的擠擴(kuò)臂的運(yùn)動軌跡；圖2為本發(fā)明的擠擴(kuò)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的擠擴(kuò)裝置工作時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4、5為本發(fā)明的擠擴(kuò)臂結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的擠擴(kuò)臂運(yùn)動軌跡示意圖；圖7為本發(fā)明的第二種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明的第三種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明的第四種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明的第五種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明擠擴(kuò)臂與現(xiàn)有技術(shù)的相同長度的單缸單向擠擴(kuò)臂運(yùn)動軌跡對比 圖；圖12本發(fā)明的擠擴(kuò)臂與現(xiàn)有技術(shù)的相同長度雙缸雙向擠擴(kuò)臂的運(yùn)動軌跡對比 圖。圖中1-承接裝置，2-上擠擴(kuò)臂，3-下擠擴(kuò)臂，4-第一臂，5-第二臂，6-支撐臂， 7-支撐銷，8-支撐套管，9-外活塞桿，10-內(nèi)活塞桿，11-外活塞桿相連套管，12-豎向液壓 缸，13-殼體，14-上承接盤，15-下承接盤，16-限位桿。
具體實(shí)施例方式參見圖2和3，本發(fā)明的樁基用液壓擠擴(kuò)裝置，其較佳的實(shí)施方式是第一種實(shí)施方式該擠擴(kuò)裝置包括承接裝置1和與承接裝置1鉸接的擠擴(kuò)臂；本發(fā)明的承接裝置1 可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)來實(shí)施；本發(fā)明的擠擴(kuò)臂包括上擠擴(kuò)臂2和與上擠擴(kuò)臂2鉸接 的下擠擴(kuò)臂3，通過銷軸實(shí)現(xiàn)上下擠擴(kuò)臂的鉸接設(shè)置；參見圖4和圖5，上擠擴(kuò)臂2或下擠擴(kuò) 臂3均可為由第一臂4、第二臂5以及與第一臂4或第二臂5鉸接的支撐臂6組成，其中第 一臂4和第二臂5鉸接，支撐臂6與第一臂4鉸接，或者支撐臂6與第二臂5鉸接，或者也 可以將支撐臂6與第一臂4、第二臂5同時(shí)鉸接設(shè)置。上擠擴(kuò)臂2的第一臂4與承接裝置1 的上承接盤14鉸接；下擠擴(kuò)臂3的第一臂4與承接裝置1的下承接盤15鉸接；上擠擴(kuò)臂2 的第二臂5 —端與其第一臂4鉸接，另一端與下擠擴(kuò)臂3的第二臂5鉸接；承接裝置1還包括雙缸雙向內(nèi)外活塞桿式的液壓缸以及設(shè)置在液壓缸外部的支撐套管8 ；支撐套管8通過 限位桿16與缸筒相連，限位桿截面為圓弧形狀，限制支撐套管8其豎向移動。限位桿16的 數(shù)目至少設(shè)置兩個(gè)，避開上擠擴(kuò)臂2設(shè)置及外活塞桿9設(shè)置。限位桿16與缸筒可以鉸接設(shè) 置，限位桿16與支撐套管8也是可以鉸接設(shè)置。支撐臂6分為上支撐臂和下支撐臂；上支 撐臂和下支撐臂的另一端分別固連在支撐套管8的兩端上，并鉸接設(shè)置；本發(fā)明的承接裝 置還包括外活塞桿相連套管11 ；其中外活塞桿相連套管11與支撐套管8是嵌入設(shè)置，外活 塞桿相連套管11 一端與外活塞桿9相連，另一端為自由端，外活塞桿相連套管嵌入支撐套 管8內(nèi)部，并可沿支撐套管8內(nèi)滑動。使用時(shí)支撐臂6與承接裝置1的支撐套管8的鉸接 點(diǎn)相對主機(jī)與接長桿連接點(diǎn)固定不動，而第一臂4與承接裝置1的連接點(diǎn)做豎向運(yùn)動。本發(fā)明的擠擴(kuò)設(shè)備工作時(shí)，沿圓周均勻布置上支撐臂或下支撐臂在水平方向受到 的作用力如果不能平衡掉，則水平力傳給支撐套管8，支撐套管8將水平力傳遞給外活塞桿 相連套管11，外活塞桿相連套管11將力傳至外活塞桿9，由于外活塞桿相連套管11截面慣 性矩較大，受彎能力強(qiáng)，這樣可以避免支撐套管8將水平力傳遞給將內(nèi)活塞桿10造成其彎 曲。對于支撐套管8受到的上支撐臂6和下支撐臂6的豎向力如果不能平衡掉，支撐套管 8將力傳遞給限位桿16，限位桿16將力傳給缸筒或其它固定部分，限位桿16使支撐套管8 在豎直方向限位，這樣可以使上擠擴(kuò)臂2和下擠擴(kuò)臂3按照預(yù)設(shè)的擠擴(kuò)軌跡工作。參見圖6，本發(fā)明的上擠擴(kuò)臂2與承接裝置1的連接點(diǎn)由液壓缸驅(qū)動以及下擠擴(kuò)臂 3與承接裝置1的連接點(diǎn)由液壓缸驅(qū)動，兩連接點(diǎn)以相同的速率做相向運(yùn)動的情況，其運(yùn)動 軌跡如附圖6所示。上擠擴(kuò)臂2AB、包括第一臂4AD\第二臂5DB，及支撐臂6DE。下擠擴(kuò)臂 3BC，包括第一臂4CF\第二臂5FB，及支撐臂6TO，其中A、B、C、D、E、F、G的運(yùn)動軌跡如下上擠擴(kuò)臂2，A 點(diǎn)，χ = 0，y = I ；B點(diǎn)，x= —，y = 0;D 點(diǎn)，χ = —，y = I ；(圓弧運(yùn)動)；E點(diǎn)，x = 0，y = 0;下擠擴(kuò)臂3，C點(diǎn)，χ = 0，y =個(gè)；F點(diǎn)，χ = —，y =個(gè)；(圓弧運(yùn)動)；GA，x = 0，y = 0。本發(fā)明雙向擠土設(shè)備擠壓成承力盤后，盤上下部輪廓線基本對稱，即靠近樁身為 圓弧曲線，遠(yuǎn)離樁身為直線段?？拷鼧渡矶瓮馏w擠壓作用較好。第二種實(shí)施方式參見圖7，本發(fā)明的上擠擴(kuò)臂2和下擠擴(kuò)臂3的第一臂4均可以直接固連在外活塞 桿的端部，即承接裝置1包括上下對稱設(shè)置的豎向液壓缸12，承接裝置1的上承接盤14與 下承接盤15分別與上下豎向液壓缸12的外活塞桿9的端部固連；上下豎向液壓缸12靠內(nèi) 活塞桿10實(shí)現(xiàn)連接。其支撐套管8設(shè)置在內(nèi)活塞桿10的中段外部同軸設(shè)置，且與內(nèi)活塞 桿10相對固定，其運(yùn)動軌跡可參見圖6。第三種實(shí)施方式參見圖8，與上述不同的是本實(shí)施方式的上下豎向液壓缸12靠殼體13連接；上下 液壓缸在擠擴(kuò)設(shè)備殼體13兩端，上液壓缸的伸縮運(yùn)動驅(qū)使上擠擴(kuò)臂2與其連接點(diǎn)向下運(yùn) 動，下液壓缸的伸縮運(yùn)動驅(qū)使下擠擴(kuò)臂3與其連接點(diǎn)向上運(yùn)動。上擠擴(kuò)臂2中第一臂4與上液壓缸的活塞桿相連，下擠擴(kuò)臂3第一臂4與下液壓缸的活塞桿相連，上下液壓缸在上下擠 擴(kuò)臂3的兩端。上、下支撐臂6通過支撐銷7鉸接在殼體13上，上、下支撐臂6可與殼體13 通過支撐銷7鉸接設(shè)置，即上支撐臂6與支撐銷7鉸接設(shè)置，即下支撐臂6與支撐銷7鉸接 設(shè)置。支撐銷7長度方向與上、下擠擴(kuò)臂平面方向垂直，其兩端與殼體13的內(nèi)壁相連。當(dāng) 上、下擠擴(kuò)臂各為2個(gè)時(shí)。2個(gè)上支撐臂6可共用一個(gè)支撐銷7，2個(gè)下支撐臂可共用一個(gè)支 撐銷7，或者上、下支撐臂共用一個(gè)支撐銷7。支撐銷7將上或下支撐臂6受到的作用力傳 至殼體13。該殼體13在擠擴(kuò)臂的地方，設(shè)置孔洞，便于擠擴(kuò)臂的伸出。擠擴(kuò)臂運(yùn)動軌跡如 圖6。第四種實(shí)施方式參見圖9，該實(shí)施方式中擠擴(kuò)臂的上擠擴(kuò)臂2由第一臂4、第二臂5以及支撐臂6 按照上述的方法鉸接，而下擠擴(kuò)臂3可以采用現(xiàn)有的擠擴(kuò)臂，其上支撐臂6的固定端可以通 過支撐銷7鉸接在擠擴(kuò)設(shè)備的殼體13上，上擠擴(kuò)臂2中第一臂4與承接裝置1中液壓缸連 接，下擠擴(kuò)臂3與承接裝置1中殼體13底端相連。上擠擴(kuò)臂2由第一臂4、第二臂5和支 撐臂6所組成的擴(kuò)臂的，上支撐臂6通過支撐銷7與殼體13鉸接設(shè)置，即上支撐臂6與殼 體13連接，本發(fā)明的單向擠土，上盤腔靠近樁身為圓弧曲線，形成“土拱狀”，遠(yuǎn)離樁身為直 線段，靠近樁身段上盤腔土體擠壓作用效果較好。參見附圖11，表示本發(fā)明擠擴(kuò)運(yùn)動軌跡、 與目前單缸單向運(yùn)動軌跡的差別，使第一臂4與第二臂5之和的長度等于目前單缸單向上 擠擴(kuò)臂2的長度。虛線部分為目前單缸單向擠擴(kuò)軌跡，實(shí)線部分為本發(fā)明中上下擠擴(kuò)臂的 運(yùn)動軌跡，其區(qū)別僅在于上擠擴(kuò)臂2由第一臂4、第二臂5和支撐臂6所組成的擴(kuò)臂的，上支 撐臂6與上支撐臂6支承裝置相連，通過支撐銷7鉸接設(shè)置。同理也可以將下擠擴(kuò)臂3設(shè) 置為由第一臂4、第二臂5以及支撐臂6組成的新型結(jié)構(gòu)，而上擠擴(kuò)臂2采用現(xiàn)有技術(shù)的擠 擴(kuò)臂形式，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況而定。第五種實(shí)施方式參見圖10，本實(shí)施方式與圖2、3、7、8的不同之處僅在于本實(shí)施例的液壓缸是單缸 單向擠擴(kuò)，上擠擴(kuò)臂2中第一臂4與承接裝置1中液壓缸連接，下擠擴(kuò)臂3中第一臂4與承 接裝置1中殼體13底端相連。上、下支撐臂6通過支撐銷7與殼體13鉸接設(shè)置，支撐銷7 兩端與殼體13的內(nèi)壁相連，下支撐臂6類似。兩個(gè)上支撐臂6可與2個(gè)支撐銷7體分別鉸 接設(shè)置，也可與1個(gè)支撐銷7體共同鉸接設(shè)置，或者上下支撐臂6共用一個(gè)支撐銷7。支撐 銷7將上或下支撐臂6受到的作用力傳至殼體13。本發(fā)明擠擴(kuò)設(shè)備與目前現(xiàn)有的擠擴(kuò)設(shè)備相比，其特點(diǎn)就在于盤腔輪廓線靠近樁身 段呈“圓弧形”，為確保其在擠擴(kuò)過程中的擠擴(kuò)效果，本發(fā)明的擠擴(kuò)臂，在擠擴(kuò)過程中，上擠 擴(kuò)臂2的第一臂4與第二臂5的鉸接連接點(diǎn)，在以第一臂4另一端點(diǎn)與第二臂5另一端點(diǎn) 為端點(diǎn)的連接線的上方，而不是在其下方；下擠擴(kuò)臂3的第一臂4與第二臂5的連接點(diǎn)，在 以第一臂4另一端點(diǎn)與第二臂5另一端點(diǎn)為端點(diǎn)的連接線的下方，而不是在其上方，這樣形 成的盤腔與現(xiàn)在的相比才有意義；這對于第一臂4、第二臂5及支撐臂6的長度都有一定的 要求。如下述的四種情況時(shí)1)如果上擠擴(kuò)臂2與下擠擴(kuò)臂3均由第一臂4、第二臂5和支撐臂6組成，對于上、 下擠擴(kuò)臂2、3，如果第一臂4與承接裝置1的鉸接點(diǎn)與支撐臂6與支撐套管8或支撐銷7的 鉸接點(diǎn)位于同一豎直線上，支撐臂6與第一臂4、第二臂5同時(shí)鉸接，那么當(dāng)?shù)诙?的長度大于第一臂4及支撐臂6的長度，支撐臂6的長度不小于第一臂4的長度時(shí)，且以相差不多 為佳，就能形成上擠擴(kuò)臂2第一臂4與第二臂5的連接點(diǎn)，在以第一臂4另一端點(diǎn)與第二臂 5另一端點(diǎn)為端點(diǎn)的連接線的上方，下擠擴(kuò)臂3情況類似。第一臂的長度以小于支撐臂的長 度且以相差不多為宜，如果第一臂小于支撐臂過多，受三角形兩邊之和大于第三邊的影響， 第一臂4與承接裝置1鉸接連接點(diǎn)豎向運(yùn)動的位移就會受到比較大的限制。2)如果上擠擴(kuò)臂2與下擠擴(kuò)臂3均由第一臂4、第二臂5和支撐臂6組成，當(dāng)?shù)谝?臂4與支撐臂6鉸接，第一臂4與第二臂5鉸接設(shè)置，第二臂5的長度大于第一臂4及支撐 臂6的長度，第一臂4的長度大于上支撐臂6的長度，如果第一臂4與承接裝置1的鉸接點(diǎn) 與支撐臂6與支撐套管8或支撐銷7的鉸接點(diǎn)位于同一豎直線上，當(dāng)?shù)谝槐?與支撐臂6 的鉸接點(diǎn)距離第一臂4與承接裝置1的鉸接點(diǎn)的長度不大于第一臂4與支撐臂6的鉸接點(diǎn) 距離支撐臂6與支承裝置1的鉸接點(diǎn)的長度時(shí)，且以相差不多為佳，就能形成上擠擴(kuò)臂2的 第一臂4與第二臂2的連接點(diǎn)，在以第一臂1另一端點(diǎn)與第二臂2另一端點(diǎn)為端點(diǎn)的連接 線的上方，下擠擴(kuò)臂3情況類似。3)如果上擠擴(kuò)臂2與下擠擴(kuò)臂3均由第一臂4、第二臂5和支撐臂6組成，當(dāng)?shù)诙?臂5與支撐臂6鉸接，第一臂4與第二臂5鉸接設(shè)置，第二臂5的長度大于第一臂4及支撐 臂6的長度，第一臂4的長度小于支撐臂6的，第一臂4與承接裝置1的鉸接點(diǎn)與支撐臂6 與支撐套管8或支撐銷7的鉸接點(diǎn)位于同一豎直線上，當(dāng)如果第二臂5與第一臂4的鉸接 點(diǎn)距離第二臂5與支撐臂6的鉸接點(diǎn)的長度加上第一臂4長度不大于支撐臂6的長度時(shí)， 且以相差不多為佳，就能形成上擠擴(kuò)臂2的第一臂4與第二臂5的連接點(diǎn)，在以第一臂4另 一端點(diǎn)與第二臂5另一端點(diǎn)為端點(diǎn)的連接線的上方，下擠擴(kuò)臂3的情況類似。4)對于只有上擠擴(kuò)臂2是第一臂4、第二臂5及支撐臂6組成的情況，或者只有下 擠擴(kuò)臂3是第一臂4、第二臂5及支撐臂6組成的情況，第二臂5的長度大于第一臂4的長 度，第一臂4與承接裝置1的鉸接點(diǎn)與支撐臂6與支撐套管8或者支撐銷7的鉸接點(diǎn)位于 同一豎直線上，第一臂4的長度不大于支撐臂6的長度相等時(shí)，也都能形成上擠擴(kuò)臂2第一 臂4與第二臂5的連接點(diǎn)，在以第一臂4另一端點(diǎn)與第二臂5另一端點(diǎn)為端點(diǎn)的連接線的 上方；下擠擴(kuò)臂同理。本發(fā)明的擠擴(kuò)裝置與現(xiàn)有技術(shù)的擠擴(kuò)裝置相比，在擠擴(kuò)過程中，靠近樁身部分的 盤腔土體得到了加強(qiáng)，其擠擴(kuò)效果更好。參見圖12，使第一臂4與第二臂5長度之和等于目 前雙缸雙向擠擴(kuò)臂的長度，表示本發(fā)明擠擴(kuò)運(yùn)動軌跡、與目前雙缸雙向運(yùn)動軌跡的差別，從 陰影部分面積可以看出兩者的差別。針對對于第一臂4與第二臂5鉸接設(shè)置，支撐臂6與 第一臂4、第二臂5鉸接設(shè)置的情況，上、下擠擴(kuò)臂中與承接裝置1中的連接點(diǎn)，具體為上下 擠擴(kuò)臂中與液壓缸活塞桿相連的點(diǎn)做豎向運(yùn)動，兩者之間做相向運(yùn)動，兩者之間的距離縮 短，具體為上擠擴(kuò)臂2中第一臂4與承接裝置1相連的點(diǎn)在液壓缸活塞桿作用下沿豎直方 向向下運(yùn)動，而上支撐臂的固定端其鉸接點(diǎn)豎直方向不運(yùn)動，在水平方向也不運(yùn)動，只做轉(zhuǎn) 動，這樣就使第一臂4與上支撐臂6鉸接點(diǎn)以支撐臂6的固定端鉸接點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動， 這樣使得第二臂5在運(yùn)動中，第二臂5的上端點(diǎn)不僅有豎向運(yùn)動，還有水平向運(yùn)動，而上擠 擴(kuò)臂2中第二臂5與下擠擴(kuò)臂3中第二臂5鉸接設(shè)置，其由于限位桿16的作用或者殼體13 的約束，支撐臂6固定端在豎直方向不動，故上擠擴(kuò)臂2中第二臂5與下擠擴(kuò)臂3中第二臂 5鉸接點(diǎn)只能沿水平方向運(yùn)動。下擠擴(kuò)臂3的工作原理類似，這樣在擠擴(kuò)過程中，靠近樁身部分的土體也得到了加強(qiáng)，使得擠擴(kuò)效果更好。本發(fā)明還提供了一種液壓擠擴(kuò)方法，其較佳的實(shí)施方式是該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟1 形成樁身直孔；可以用現(xiàn)有的方法進(jìn)行打樁，形成直孔；步驟2 將擠擴(kuò)裝置伸入直孔中，液壓缸驅(qū)動與其第一臂相連的點(diǎn)豎向運(yùn)動，第一 臂與第二臂鉸接設(shè)置，支撐臂與第一臂和/或第二臂鉸接設(shè)置，支撐臂的一個(gè)鉸接點(diǎn)以支 撐臂另一端與支撐套管或者支撐銷的鉸接點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動，從而帶動第二臂與第一臂 的連接點(diǎn)往外擠擴(kuò)，同時(shí)第一臂與第二臂鉸接點(diǎn)作豎向和水平運(yùn)動，上擠擴(kuò)臂與下擠擴(kuò)臂 一起向外擠擴(kuò)，形成一個(gè)岔腔；步驟3 收回?cái)D擴(kuò)臂，旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)裝置的擠擴(kuò)臂，使其在直孔內(nèi)的同一標(biāo)高處的其他 位置擠擴(kuò)；步驟4 重復(fù)步驟2至步驟3，完成一個(gè)盤腔的擠擴(kuò)。在步驟4之后進(jìn)行步驟5 豎向移動擠擴(kuò)裝置，重復(fù)步驟2，形成另一個(gè)承力岔腔?；蛘咭部梢栽诓襟E4之后進(jìn)行步驟5 豎向移動擠擴(kuò)裝置，重復(fù)步驟2至步驟4，形 成另一個(gè)承力盤腔的擠擴(kuò)。 上述第二臂的長度大于第一臂和支撐臂的長度。
本發(fā)明的液壓擠擴(kuò)裝置的實(shí)施方式不僅限于上述幾種。
權(quán)利要求
1.一種樁基用液壓擠擴(kuò)裝置，包括承接裝置和與承接裝置連接的擠擴(kuò)臂；所述擠擴(kuò)臂 由上擠擴(kuò)臂和與上擠擴(kuò)臂鉸接的下擠擴(kuò)臂組成；其特征在于所述上擠擴(kuò)臂和/或下擠擴(kuò) 臂包括第一臂、第二臂和支撐臂；所述第一臂與第二臂鉸接；所述支撐臂的一端與所述第 一臂和/或第二臂鉸接，所述支撐臂另一端與承接裝置鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁基用液壓擠擴(kuò)裝置，其特征在于所述承接裝置包括液壓 缸以及設(shè)置于液壓缸外部的支撐套管或殼體；當(dāng)所述承接裝置設(shè)置有支撐套管時(shí)，所述支 撐臂的另一端與所述支撐套管鉸接；當(dāng)所述承接裝置設(shè)置有殼體時(shí)，所述支撐臂另一端與 殼體鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樁基用液壓擠擴(kuò)裝置，其特征在于所述支撐套管通過限位 桿與所述液壓缸的缸筒固連，所述限位桿是多個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的樁基用液壓擠擴(kuò)裝置，其特征在于所述承接裝置包括外活 塞桿相連套管；所述外活塞桿相連套管嵌套設(shè)置于支撐套管的內(nèi)部并可沿支撐套管滑動； 所述外活塞桿相連套管的一端與液壓缸的外活塞桿連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樁基用液壓擠擴(kuò)裝置，其特征在于所述支撐臂通過支撐銷 與殼體鉸接；所述支撐銷與殼體連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的樁基用液壓擠擴(kuò)裝置，其特征在于所述 上擠擴(kuò)臂是兩個(gè)或者兩個(gè)以上；所述下擠擴(kuò)臂是與上擠擴(kuò)臂相對應(yīng)的兩個(gè)或者兩個(gè)以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樁基用液壓擠擴(kuò)裝置，其特征在于所述第二臂的長度大于 第一臂和支撐臂的長度。
8.—種權(quán)利要求1所述的樁基用液壓擠擴(kuò)裝置的擠擴(kuò)方法，其特征在于所述方法包 括以下步驟1)形成樁身直孔；2)將擠擴(kuò)裝置伸入直孔中，液壓缸驅(qū)動其與第一臂相連的點(diǎn)豎向運(yùn)動，支撐臂的一個(gè) 鉸接點(diǎn)以支撐臂另一端與支撐套管或者支撐銷的鉸接點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動，從而帶動第二 臂與第一臂的連接點(diǎn)往外擠擴(kuò)，同時(shí)第一臂與第二臂鉸接點(diǎn)作豎向和水平運(yùn)動，上擠擴(kuò)臂 與下擠擴(kuò)臂一起向外擠擴(kuò)，形成一個(gè)岔腔；3)收回?cái)D擴(kuò)臂，旋轉(zhuǎn)擠擴(kuò)裝置的擠擴(kuò)臂，使其在直孔內(nèi)的同一標(biāo)高處的其他位置擠擴(kuò)；4)重復(fù)步驟2)至步驟幻，完成一個(gè)盤腔的擠擴(kuò)。
9.根據(jù)權(quán)利8所述的擠擴(kuò)方法，其特征在于所述方法步驟4)之后還包括步驟5)豎 向移動擠擴(kuò)裝置，重復(fù)步驟2、，形成另一個(gè)承力岔腔。
10.根據(jù)權(quán)利8所述的擠擴(kuò)方法，其特征在于所述方法步驟4)之后還包括步驟5)豎 向移動擠擴(kuò)裝置，重復(fù)步驟至步驟4)，形成另一個(gè)承力盤腔的擠擴(kuò)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種樁基用液壓擠擴(kuò)裝置及方法，該裝置包括承接裝置和與承接裝置連接的擠擴(kuò)臂；所述擠擴(kuò)臂由上擠擴(kuò)臂和與上擠擴(kuò)臂鉸接的下擠擴(kuò)臂組成；其特殊之處在于所述上擠擴(kuò)臂和/或下擠擴(kuò)臂包括第一臂、第二臂和支撐臂；所述第一臂與第二臂鉸接；所述支撐臂的一端與所述第一臂和/或第二臂鉸接，所述支撐臂另一端與承接裝置鉸接；本發(fā)明雙缸雙向擠擴(kuò)設(shè)備沿圓周均勻布置上支撐臂或下支撐臂在水平方向受到的作用力如果不能平衡掉，則水平力傳給支撐套管，支撐套管將水平力傳遞給外活塞桿相連套管，外活塞桿相連套管將力傳至外活塞桿，這樣可以避免支撐套管將水平力傳遞給將內(nèi)活塞桿造成其彎曲。
文檔編號E02D5/48GK102071685SQ20111003174
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者周建, 李征, 龔曉南 申請人:李征