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原文传递减少振动影响的沉桩装置及沉桩方法

专利名称：	减少振动影响的沉桩装置及沉桩方法
摘要：	本发明公开了减少振动影响的沉桩装置及沉桩方法，沉桩装置通过在桩顶放置振动桩锤，所述振动桩锤包括减少振动影响装置、旋转轴、驱动装置和底座，驱动装置和旋转轴连接且驱动旋转轴旋转，驱动装置安装在底座上，所述减少振动影响装置包括旋转盘、压动装置、偏心装置，旋转盘和旋转轴固定连接，压动装置和偏心装置安装在旋转盘；可以在沉桩时振动桩锤达到工作频率前都没有偏心激振力，避免激振力频率穿越锤‑桩‑地基体系的共振频率而产生共振的问题，振动桩锤的旋转轴频率达到工作频率时才逐渐产生偏心激振力使桩沉入土中。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江科技学院
发明人：	金炜枫;陈荣忠;马永航;曲晨;曹宇春;黄扬飞
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910691964.8
公开号：	CN110409445A
代理机构：	杭州赛科专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	付建中
分类号：	E02D7/18(2006.01);E;E02;E02D;E02D7
申请人地址：	310023 浙江省杭州市西湖区留和路318号
主权项：	1.一种减少振动影响的沉桩装置，其特征在于，包括：将振动桩锤放置在桩顶部，桩直立在土层上；所述振动桩锤包括减少振动影响装置、旋转轴、驱动装置和底座，驱动装置和旋转轴连接且驱动旋转轴旋转，驱动装置安装在底座上；所述减少振动影响装置包括旋转盘、压动装置、偏心装置，旋转盘和旋转轴固定连接，压动装置和偏心装置安装在旋转盘上；所述压动装置包括拉力装置、移动块和空心管，拉力装置和空心管安装在旋转盘上，移动块能沿空心管滑动且对空心管腔室内流体施加压力，移动块与空心管内壁紧密贴合不漏气，拉力装置对移动块施加拉力，且拉力方向和移动块所受离心力方向相反；所述偏心装置包含滑动块、滑动管，滑动管两端有第一封闭片和第二封闭片，滑动块可在滑动管内滑动，第一封闭片和滑动块在滑动管内形成第一腔室，第二封闭片和滑动块在滑动管内形成第二腔室；第一封闭片上有小孔，第一腔室内空气通过小孔与外界大气联通，第一腔室内有受压装置，受压装置固定在第一封闭片上，受压装置在初始长度为L时受到的压力为0，且此初始长度L可调节变化；第二腔室内的流体与空心管腔室内流体联通，第二腔室上有阀门，阀门打开时第二腔室内流体与外界大气联通，阀门关闭时第二腔室内流体与外界大气不联通。 2.一种减少振动影响的沉桩装置的沉桩方法，其特征在于，按如下步骤：步骤1：启动驱动装置，驱动装置带动旋转轴从转速为0逐渐增加到工作转速，在这个过程中振动桩锤不产生激振力，且滑动块在滑动管中的指定位置使旋转盘及旋转盘上附属共同旋转的物体的总质心在旋转轴中心，旋转轴不受激振力；此状态为拉力装置对移动块的可约束拉力大于移动块受到的离心力；滑动块受到的力平衡而稳定在滑动管的指定位置；步骤2：当旋转轴转速达到工作转速后，拉力装置对移动块的拉力小于移动块受到的离心力，阀门关闭且第二腔室内流体与外界大气不联通，受压装置的长度L调节为最小值，这时移动块沿空心管向远离旋转轴中心方向滑动、且对空心管腔室和第二腔室内的流体施加压力、从而使第二腔室的流体推动滑动块滑动，滑动块滑动后与受压装置接触且进一步压缩受压装置，这时旋转盘及旋转盘上附属共同旋转的物体的总质心不在旋转轴中心，这个不平衡的离心力即激振力，桩在此激振力作用下沉入土中；步骤3：桩沉入土中指定深度后，阀门打开且第二腔室内流体与外界大气联通，受压装置的长度伸长、推动滑动块移动，当滑动块移动至的位置使旋转盘及旋转盘上附属共同旋转的物体的总质心在旋转轴中心时，这时固定住滑动块的位置，这样旋转轴旋转时不产生激振力，然后逐渐降低旋转轴的转速至0。 3.根据权利要求2所述的减少振动影响的沉桩方法，其特征在于：步骤1中滑动块受到的力平衡而稳定在滑动管指定位置，其能选择的一种状态为第一腔室和第二腔室对滑动块的力平衡，这时受压装置的长度L调节为最小值且不与滑动块接触，滑动块的质心在旋转轴中心不承受离心力，阀门关闭且第二腔室内流体与外界大气不联通，滑动块受到第一腔室和第二腔室的流体压力而平衡。 4.根据权利要求2所述的减少振动影响的沉桩方法，其特征在于：步骤3中，当滑动块移动至的位置使旋转盘及旋转盘上附属共同旋转的物体的总质心在旋转轴中心时，这时固定住滑动块的位置，这里所述固定住滑动块位置的方法为关闭阀门且第二腔室内流体与外界大气不连通，滑动块在离心力、第一腔室的流体压力、第二腔室的流体压力和受压装置的共同作用下被固定。 5.根据权利要求2所述的减少振动影响的沉桩方法，其特征在于：所述拉力装置为固定在旋转盘上的固定块，固定块和移动块之间有磁吸力，在旋转轴转速大于等于指定值时，移动块才会在大于磁吸力的离心力作用下推压空心管内的流体；或所述拉力装置为连杆和弹片，连杆与移动块固定连接，连杆上有卡槽，弹片的一端固定在旋转盘上而另一端卡在连杆的卡槽上，弹片可弯曲变形，在旋转轴转速大于等于指定值时，弹片弯曲产生的剪力不足以抵抗移动块的离心力，这时弹片的弯曲变形导致弹片脱离卡槽，移动块在离心力作用下推压空心管内的流体。 6.根据权利要求1所述的减少振动影响的沉桩方法，其特征在于：所述受压装置为温度驱动变初始长度L装置，其在第一温度时初始长度L最小，在第二温度时初始长度L最大，这里初始长度L指受压装置不受压力时的长度；或所述受压装置为磁场驱动变初始长度L的装置，其在第一磁场时初始长度L最小，在第二磁场时初始长度L最大，这里初始长度L指受压装置不受压力时的长度；或所述受压装置为电机驱动变初始长度L的装置，其包含依次连接的电源、电机和杆，电源和电机固定在第一封闭片上，电机和杆连接且驱动杆移动从而使受压装置的初始长度L变化，这里初始长度L指受压装置不受压力时的长度。 7.根据权利要求6所述的减少振动影响的沉桩方法，其特征在于：所述受压装置为温度驱动变初始长度L装置时，受压装置为温度形状记忆合金弹簧，其在第一温度时初始长度L最小，在第二温度时初始长度L最大，这里初始长度L指受压装置不受压力时的长度；或所述受压装置为磁场驱动变初始长度L装置时，受压装置为磁形状记忆合金弹簧，其在第一磁场时初始长度L最小，在第二磁场时初始长度L最大，这里初始长度L指受压装置不受压力时的长度。 8.根据权利要求6所述的减少振动影响的沉桩方法，其特征在于：所述受压装置为温度驱动变初始长度L装置时，沉桩时若需初始长度L最小，则控制受压装置温度为第一温度，若需初始长度L增大或最大，则控制受压装置温度为第二温度，控制温度方式为在旋转盘外罩保温罩，旋转轴穿过保温罩外壳旋转，同时对保温罩内通指定温度的流体；或所述受压装置为磁场驱动变初始长度L的装置，沉桩时若需初始长度L最小，则控制受压装置磁场为第一磁场，若需初始长度L增大或最大，则控制受压装置磁场为第二磁场，在底座上安防依次连接的电源和线圈，电源对线圈通不同电流后产生不同磁场，为了产生指定磁场可通过电源对线圈通指定磁场。
所属类别：	发明专利