本发明公开了一种利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，包括：管状的桩子主体（100）；开闭板（200），其设置为用于开闭主体（100）的下端开口部；中央主体铰链部（110），其形成在主体（100）的底面前端上；中央连接部件（310），其一端连接在中央主体铰链部（110）上；中央开闭板铰链部（210），其与中央连接部件（310）的另一端连接的同时，形成在开闭板（200）的靠中心处；一对两侧主体铰链部（120），其形成在所述主体（100）的底面两端上；一对两侧连接部件（320），其一端分别连接在一对两侧主体铰链部（120）上；一对两侧开闭板铰链部（220），其与所述一对两侧连接部件（320）的另一端连接的同时，形成在开闭板（200）的中央开闭板铰链部（210）的后方，通过中央连接部件（310）及一对两侧连接部件（320）的铰链驱动，形成开闭板（200）的开闭驱动。通过本发明，即使对于预钻孔部分打桩方式的施工方法，也能充分确保前端支撑力（可靠地封堵底面），从而能够形成稳定的基础建筑物，并节约工程费用。
1.一种利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，包括：
开闭板(200)，其设置为用于开闭所述主体(100)的下端开口部；
中央主体铰链部(110)，其形成在所述主体(100)的底面前端上；
中央连接部件(310)，其一端连接在所述中央主体铰链部(110)上；
中央开闭板铰链部(210)，其与所述中央连接部件(310)的另一端连接的同时，形成在所述开闭板(200)的靠中心处；
一对两侧主体铰链部(120)，其形成在所述主体(100)的底面两端上；
一对两侧连接部件(320)，其一端分别连接在所述一对两侧主体铰链部(120)上；
一对两侧开闭板铰链部(220)，其与所述一对两侧连接部件(320)的另一端连接的同时，形成在所述开闭板(200)的中央开闭板铰链部(210)的后方；
通过所述中央连接部件(310)及一对两侧连接部件(320)的铰链驱动，形成所述开闭板(200)的开闭驱动。
2.根据权利要求1所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，所述中央开闭板铰链部(210)及一对两侧开闭板铰链部(220)形成在由所述开闭板(200)的敞开所致的所述开闭板(200)的前端向下的状态下使所述开闭板(200)的前端向前方倾斜的位置处。
3.根据权利要求2所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，所述中央开闭板铰链部(210)形成为：在所述开闭板(200)闭合的状态下，其位于所述主体(100)的下端开口部内部。
4.根据权利要求1所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，在所述开闭板(200)上形成有中央铰链部插入孔(230)，以在所述开闭板(200)闭合的状态下，所述中央主体铰链部(110)能够插入。
5.根据权利要求4所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，所述中央连接部件(310)包括：头部(311)，其一端连接在所述中央主体铰链部(110)上；
倾斜部(312)，其形成为：一端与所述头部(311)的另一端连接的同时，向上侧倾斜；
尾部(313)，其形成为：一端与所述倾斜部(312)的另一端连接的同时，向下侧倾斜，另一端连接在所述中央开闭板铰链部(210)上；
在所述开闭板(200)闭合的状态下，所述头部(311)和所述倾斜部(312)的一部分插入到所述中央铰链部插入孔(230)中。
6.根据权利要求4所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，在所述开闭板(200)上形成有一对两侧铰链部插入孔(240)，以在所述开闭板(200)闭合的状态下，所述一对两侧主体铰链部(120)能够插入。
7.根据权利要求1所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，所述中央连接部件(310)及一对两侧连接部件(320)，其形成为具有：在由开闭板(200)的敞开所致的所述开闭板(200)的后端向上驱动的情况下所述开闭板(200)的后端与所述主体(100)的下端不相接触程度的长度。
8.根据权利要求1所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，其进一步包括在所述开闭板(200)上设置的制动器(400)，其在由所述开闭板(200)的敞开所致的所述开闭板(200)的前端向下的状态下，通过自重向下驱动，插入到形成在所述中央连接部件(310)的另一端上的制动器插入部(314)中，从而固定所述开闭板(200)，一旦前端接触到钻孔的底面，则向上驱动，随着从所述制动器插入部(314)脱离，允许所述开闭板(200)的闭合驱动。
9.根据权利要求8所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，所述制动器(400)包括卡勾部(410)，使其卡在所述制动器插入部(314)上，以防止其在插入到所述制动器插入部(314)中的状态下向下脱离。
10.根据权利要求9所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，在所述制动器(400)的前端上形成有用于扩大与钻孔底面的接触面积的面积扩大部(420)。
11.根据权利要求10所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，所述制动器(400)包括：本体部(430)，其插入到所述制动器插入部(314)中；
延长部(440)，其形成为比所述本体部(430)薄的结构的同时，向前端一侧延长形成。
12.根据权利要求11所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，在所述延长部(440)上形成有铰链部避开部(441)，以在所述开闭板(200)闭合的状态下，所述制动器(400)和所述中央主体铰链部(110)不相互抵触。
13.根据权利要求1所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，所述开闭板(200)的宽度比所述主体(100)的宽度大。
14.根据权利要求1所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，所述开闭板(200)为其中心部沿下侧突出的圆锥结构。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，在所述主体(100)的下端周围部分上结合有环形安装部件(100a)，所述开闭板(200)、中央主体铰链部(110)和两侧主体铰链部(120)安装在所述环形安装部件(100a)上。
利用铰链的下端开闭型桩子
技术领域
[0001] 本发明涉及土木工程领域，更详细地涉及桩子的结构。
背景技术
[0002] 用于在地面上形成建筑物地基的桩子的施工方法，大体上分为将工厂制造的桩子通过打桩嵌入的方法和在钻孔上放置钢筋，现场打入水泥的方法。
[0003] 前者的打桩法将在上下端上形成有开口部的空心管结构的钢管或PHC桩作为桩子使用，而在打桩这种结构的桩子的情况下，沙土通过下端的开口部流入，从某一时刻起下部底面得以压实，不再发生沙土的流入(这在工地称为“封底”)，从而可以形成稳定的基础建筑物。
[0004] 这种打桩方法虽然具有施工方便性及结构稳定性优异的优点，但具有施工时由于打桩产生的噪音大的缺点。
[0005] 由此，作为折中方案，开发了一种预钻孔沉桩施工方法，该方法中首先在地面上形成钻孔，在钻孔中填充一部分水泥浆后，将工厂制造的桩子插入其中，最终打桩1m左右的。
[0006] 但是，在这种预钻孔沉桩施工方法(部分打桩方式)的情况下，也具有如下的土壤力学问题。
[0007] 第一，因为将下端形成有开口部的桩子只进行1m左右的打桩，随着不发生下部沙土的压实，不会封底，多数情况下无法形成稳定的基础建筑物。
[0008] 第二，设计时，通过“桩子的前端支撑力(P)＝桩子的底面截面积(A)×土壤的前端(下端)阻力(Q)”的公式计算，由于上述理由，规定未充分打桩的桩子的前端阻力，使其与打桩的桩子的阻力相比少30％左右地计算，在应用预钻孔沉桩施工方法的情况下，需要增加桩子的个数，所以工程费用会增加。
[0009] 第三，在插入工厂制造的桩子时，没有其他的引导方法，所以在钻孔内容易倾斜或偏离位置。
发明内容
[0010] 本发明要解决的技术问题
[0011] 本发明是为了解决如上所述的问题所作的发明，其目的在于提供一种下端开闭型桩子，其即使在预钻孔部分打桩方式的施工方法的情况下，也使其充分确保前端支撑力(可靠地封堵底面)，从而可以形成稳定的基础建筑物，可以节约工程费用。
[0012] 解决技术问题的技术手段
[0013] 为了解决上述问题，本发明提供一种利用铰链的下端开闭型桩子，其特征在于，包括：管状的桩子主体100；开闭板200，其设置为用于开闭上述主体100的下端开口部；中央主体铰链部110，其形成在上述主体100的底面前端上；中央连接部件310，其一端连接在上述中央主体铰链部110上；中央开闭板铰链部210，其与上述中央连接部件310的另一端连接的同时，形成在上述开闭板200的靠中心处；一对两侧主体铰链部120，其形成在上述主体100的底面两端上；一对两侧连接部件320，其一端分别连接在上述一对两侧主体铰链部120上；一对两侧开闭板铰链部220，其与上述一对两侧连接部件320的另一端连接的同时，形成在上述开闭板200的中央开闭板铰链部210的后方；通过上述中央连接部件310及一对两侧连接部件320的铰链驱动，形成上述开闭板200的开闭驱动。
[0014] 上述中央开闭板铰链部210及一对两侧开闭板铰链部220形成在由上述开闭板200的敞开所致的上述开闭板200的前端向下的状态下使上述开闭板200的前端向前方倾斜的位置处。
[0015] 优选地，上述中央开闭板铰链部210形成为：在上述开闭板200闭合的状态下，其位于上述主体100的下端开口部内部。
[0016] 在上述开闭板200上形成有中央铰链部插入孔230，以在上述开闭板200闭合的状态下，上述中央主体铰链部110能够插入。
[0017] 优选地，上述中央连接部件310包括：头部311，其一端连接在上述中央主体铰链部110上；倾斜部312，其形成为：一端与上述头部311的另一端连接的同时，向上侧倾斜；尾部313，其形成为：一端与上述倾斜部312的另一端连接的同时，向下侧倾斜，另一端连接在上述中央开闭板铰链部210上；在上述开闭板200闭合的状态下，上述头部311和上述倾斜部312的一部分插入到上述中央铰链部插入孔230中。
[0018] 优选地，在上述开闭板200上形成有一对两侧铰链部插入孔240，以在上述开闭板200闭合的状态下，上述一对两侧主体铰链部120能够插入。
[0019] 优选地，上述中央连接部件310及一对两侧连接部件320，其形成为具有：在由开闭板200的敞开所致的上述开闭板200的后端向上驱动的情况下上述开闭板200的后端与上述主体100的下端不相接触程度的长度。
[0020] 优选地，进一步包括在上述开闭板200上设置的制动器400，其在由上述开闭板200的敞开所致的上述开闭板200的前端向下的状态下，通过自重向下驱动，插入到形成在上述中央连接部件310的另一端上的制动器插入部314中，从而固定上述开闭板200，一旦前端接触到钻孔的底面，则向上驱动，随着从上述制动器插入部314脱离，允许上述开闭板
200的闭合驱动。
[0021] 优选地，上述制动器400包括卡勾部410，使其卡在上述制动器插入部314上，以防止其在插入到上述制动器插入部314中的状态下向下脱离。
[0022] 优选地，在上述制动器400的前端上形成有用于扩大与钻孔底面的接触面积的面积扩大部420。
[0023] 优选地，上述制动器400包括：本体部430，其插入到上述制动器插入部314中；延长部440，其形成为比所述本体部430薄的结构的同时，向前端一侧延长形成。
[0024] 优选地，在上述延长部440上形成有铰链部避开部441，以在上述开闭板200闭合的状态下，上述制动器400和上述中央主体铰链部110不相互抵触。
[0025] 优选地，上述开闭板200的宽度比上述主体100的宽度大。
[0026] 优选地，上述开闭板200为中心部沿下侧突出的圆锥结构。
[0027] 优选地，在上述主体100的下端周围部分上结合有环形安装部件100a，上述开闭板200、中央主体铰链部110和两侧主体铰链部120安装在上述环形安装部件100a上。
[0028] 发明的效果
[0029] 本发明提供一种下端开闭型桩子，其即使应用在预钻孔部分打桩方式的施工方法的情况下，也能充分确保前端支撑力(可靠地封堵底面)，从而能够形成稳定的基础建筑物，并节约工程费用。
附图说明
[0030] 从图1起表示了根据本发明的桩子的实施例，
[0031] 图1至图3是第一实施例的动作图，
[0032] 图4是第二实施例的第一使用状态图，
[0033] 图5是第二实施例的第二使用状态图，
[0034] 图6是第三实施例的横截面图，
[0035] 图7是第四实施例的第一使用状态图，
[0036] 图8是第四实施例的第二使用状态图，
[0037] 图9是制动器的正面图。
[0038] 标记说明
[0039] 100：主体 100a：环形安装部件
[0040] 110：主体铰链部 120：两侧主体铰链部
[0041] 200：开闭板 210：中央开闭板铰链部
[0042] 220：两侧开闭板铰链部 230：中央铰链部插入孔
[0043] 240：两侧铰链部插入孔 310：中央连接部件
[0044] 311：头部 312：倾斜部
[0045] 313：尾部 314：制动器插入部
[0046] 320：两侧连接部件 400：制动器
[0047] 410：卡勾部 420：面积扩大部
[0048] 430：本体部 440：延长部
[0049] 441：铰链部避开部
具体实施方式
[0050] 下面，参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。
[0051] 如图1起所示，根据本发明的下端开闭型桩子基本上包括：管状的桩子主体100；开闭板200，其设置为用于开闭主体100的下端开口部；中央主体铰链部110，其形成在主体
100的底面前端上；中央连接部件310，其一端连接在上述中央主体铰链部110上；中央开闭板铰链部210，其与中央连接部件310的另一端连接的同时，形成在开闭板200的靠中心处；一对两侧主体铰链部120，其形成在上述主体100的底面两端；一对两侧连接部件320，其一端分别连接在一对两侧主体铰链部120上；一对两侧开闭板铰链部220，其与一对两侧连接部件320的另一端连接的同时，形成在开闭板200的中央开闭板铰链部210的后方。
[0052] 由这样的铰链结构，通过中央连接部件310及一对两侧连接部件320的铰链驱动，形成开闭板200的开闭驱动。
[0053] 即，向钻孔嵌入桩子主体100时，开闭板200采取敞开状态(图1)，等到达钻孔的底面时，使开闭板200采取闭合状态(图2、3)。
[0054] 其具有以下效果。
[0055] 第一，在桩子主体100的插入作业中，由于开闭板200采取敞开状态，通过存在于钻孔的水泥浆以外流体的浮力，使桩子100悬浮，从而不妨碍嵌入作业，等到达钻孔的底面时，开闭板200采取闭合状态，通过强制地将底面堵住，从而仅使用部分打桩，也可以大大确保前端支撑力。
[0056] 由此，根据本发明的桩子，即使在应用预钻孔部分打桩方式的施工方法的情况下，也能充分确保前端支撑力(可靠地封堵底面)，从而能够形成稳定的基础建筑物，具有能够节约工程费用的效果。
[0057] 第二，在将开闭板200维持在圆形的状态下，开闭桩子下端开口部，从而发生因结构变形引起的问题的概率小。
[0058] 第三，从侧面来看，由于采取4个铰链的开闭驱动结构，所以可以自由地改变形状，在进行从堆积场地抬起或放置到钻孔附近的作业时，损坏的概率小。
[0059] 下面，对根据本发明的桩子的具体结构的实施例进行详细的说明。
[0060] 在桩子主体100由钢管形成的情况下，可以在钢管的下端上安装上述结构的部件，在桩子主体100由PHC桩一样的混凝土材质的管形成的情况下，优选采用下述结构：在桩子主体100的下端周围部分上，用螺栓等结合另外的环形安装部件100a，将上述开闭板200、中央主体铰链部110、两侧主体铰链部120等结构部件安装在环形安装部件100a上。
[0061] 这种情况下，具有如下优点，即，工厂只生产环形安装部件100a，在现场的普通混凝土桩子的下端上，只安装上述环形安装部件100a，就可以实施本发明。
[0062] 开闭板200由于自重，以下垂的状态插入到钻孔中，而为了使随着这样的开闭板200的下端到达钻孔底面所产生的向上驱动(闭合驱动)顺畅地发生，需要开闭板200的前端以向前侧倾斜的状态插入到钻孔中(图1、2)。
[0063] 为此，优选地，中央开闭板铰链部210及一对两侧开闭板铰链部220形成在由开闭板200的敞开所致的开闭板200的前端向下的状态下，使开闭板200的前端向前方倾斜的位置处(图4、5)。
[0064] 优选地，中央开闭板铰链部210形成在开闭板200的靠中心处，在开闭板200处于闭合的状态下，为了避免结构的抵触，形成为位于下端开口部内部(图4、5)。
[0065] 中央主体铰链部110应采用比主体100向下突出的结构，此时为了避免中央主体铰链部110和开闭板200的抵触，在开闭板200闭合的状态下，优选采用在开闭板200上形成有中央铰链部插入孔230的结构，以使中央主体铰链部110能够插入(图4至图6)。
[0066] 进而，在将本发明应用在上述的混凝土桩子上的情况下，在开闭板200闭合的状态下，存在混凝土桩子主体100和中央连接部件310发生抵触的担忧。
[0067] 为了防止这种情况，中央连接部件310优选采用包括如下部件的结构：
[0068] 头部311，其一端连接在中央主体铰链部110上；倾斜部312，其一端与头部311的另一端连接的同时，向上侧倾斜地形成；尾部313，其一端与倾斜部312的另一端连接的同时，向下侧倾斜地形成，另一端连接在中央开闭板铰链部210上(图6)。
[0069] 此时，在开闭板200闭合的状态下，通过头部311和倾斜部312的一部分插入到中央铰链部插入孔230中，从而能够避免与混凝土桩子主体100的抵触。
[0070] 一对两侧主体铰链部120，通过将其安装在桩子100的外侧，可以避免与其他部件的抵触，为了完全防止不同情况下可能会发生的抵触，在开闭板200闭合的状态下，优选采用在开闭板200上形成有一对两侧铰链部插入孔240的结构，以使一对两侧主体铰链部120插入(图4、5)。
[0071] 中央连接部件310及一对两侧连接部件320结合到上述的铰链部上，起到形成开闭板200的开闭驱动的作用，为了顺畅地形成这样的驱动，优选形成为具有：在由开闭板200的敞开所致的开闭板200的后端向上驱动时，开闭板200的后端与上述主体100的下端不相接触的程度的长度(图4、5)。
[0072] 仅用上述的结构也可以充分地达到本发明的目的，但在仅采用上述结构的情况下，随着开闭板200通过铰链部自由地驱动，在钻孔的桩子的插入作业中，存在发生意外情况的担忧。
[0073] 为了防止这种情况，在对钻孔进行插入桩子的作业时，优选追加其它结构的制动器400，以使开闭板200在敞开的状态下被固定(图7、8)。
[0074] 这使得在由开闭板200的敞开所致的开闭板200的前端向下的状态下，通过自重向下驱动，插入到形成在中央连接部件310另一端上的制动器插入部314中，从而固定开闭板200(图7)。
[0075] 此后，一旦前端接触到钻孔的底面，则向上驱动，随着从制动器插入部314脱离，允许开闭板200开始闭合驱动(图8)。
[0076] 这样的制动器400可以设置在开闭板200上，只要能够进行上述的滑动驱动即可，如图7、8所示，形成在中央连接部件310的端部上的制动器插入部314可以采用如下结构，即，在目标位置(开闭板的敞开位置)上，通过制动器400固定中央连接部件310，在实现目标后(开闭板到达钻孔底面的时刻)，制动器400即脱离，允许中央连接部件310进行自由的铰链驱动。
[0077] 为了防止在制动器400在插入到制动器插入部314中的状态下向下脱离，优选采用包括卡勾部410的结构，以使其卡在制动器插入部314上(图7)。
[0078] 一旦制动器400的前端(图中的下端)接触到钻孔的底面，随着制动器400相对于开闭板200进行上升驱动，将从制动器插入部314脱离，为了在到达钻孔底面的同时，顺畅地形成这样的驱动，优选在制动器400的前端上形成采用用于扩大与钻孔底面的接触面积的圆板等结构的面积扩大部420。
[0079] 为了顺畅地形成对于制动器插入部314的制动器400的插入及脱离驱动，制动器400优选采用如下结构，即包括：本体部430，其插入到制动器插入部314中；延长部440，其形成为比本体部430薄的结构的同时，向前端一侧延长形成(图7、8)。
[0080] 在开闭板200闭合的状态下，存在发生制动器400和中央主体铰链部110相互抵触的可能性，为了防止此情况发生，优选采用在制动器400的延长部440上形成有槽或贯通孔结构的铰链部避开部441的结构(图9)。
[0081] 施工结束后，在形成桩子底板的开闭板200的宽度比桩子主体100的宽度大的情况下，不仅可以更顺畅地形成上述开闭驱动，而且随着桩子的底面(前端)的面积变大，可以确保更大的前端支撑力，因此可以增大基础建筑物的稳定性，从而减少桩子的个数，此外还具有节约工程费用的优点。
[0082] 此外，在开闭板200的中心部采用向下侧突出的圆锥结构的情况下，在钻孔中插入桩子时，还具有以下优点，即，能够更稳定地形成因开闭板200的向下引起的敞开驱动(图7、8)。
[0083] 以上只不过是对可根据本发明实现的优选实施例进行的部分说明，众所周知，本发明的范围不能限定在上述的实施例中进行解释，以上说明的本发明的技术思想和包含其根本的技术思想都应包括在本发明的范围内。
