桩基护筒自动埋设装置及其系统

摘要

本发明公开了一种桩基护筒自动埋设装置，包括移动装置、限位升降机构和防错位清理机构，桩基护筒本体的外侧壁和内侧壁上分别设有外螺纹和内螺纹槽，限位升降机构包括升降装置以及位于升降装置下方的限位装置，升降装置安装于移动装置上可随其一起移动，限位装置包括圆柱形框体以及固定于圆柱形框体外侧的限位圆珠，限位圆珠的表面与内螺纹槽的内壁滑动连接，升降装置与桩基护筒本体顶部连接且采用螺旋升降的方式带动其上升，防错位清理机构包括安装于圆柱形框体上的清理刷毛。本发明还提出一种桩基护筒自动埋设系统。本发明提出的桩基护筒自动埋设装置，可解决一般的桩基护筒埋设装置与基坑内壁摩擦力较大，填埋和取出能耗高的问题。

权利要求

1.一种桩基护筒自动埋设装置，其特征在于，包括移动装置、用于升降桩基护筒本体的限位升降机构和用于清理桩基护筒本体表面掉落泥土的防错位清理机构，其中，桩基护筒本体的外侧壁和内侧壁上分别设有外螺纹和内螺纹槽，所述限位升降机构包括升降装置以及位于升降装置下方的限位装置，升降装置安装于移动装置上可随其一起移动，限位装置包括圆柱形框体以及固定于圆柱形框体外侧的限位圆珠，限位圆珠的表面与内螺纹槽的内壁滑动连接，升降装置与桩基护筒本体顶部连接且采用螺旋升降的方式带动其上升，防错位清理机构包括安装于圆柱形框体上的清理刷毛，所述移动装置包括支撑腿、位于支撑腿下方的移动轮、位于支撑腿上方的液压升降机、固定于液压升降机输出端上的支撑板，升降装置架设于支撑板上；所述升降装置包括架设于移动装置上的电机、固定于电机输出轴上的转轴以及固定于转轴上的旋转盘和线缆收卷盘，旋转盘位于线缆收卷盘下方，旋转盘的表面开设有两供线缆收卷盘收卷升降线缆穿过的限位孔，升降线缆自由端上固定连接有挂钩，挂钩的表面用于与桩基护筒本体上连接环的内壁挂接；所述防错位清理机构还包括多根竖直抖簧、环绕圆柱形框体设置且与竖直抖簧固定连接的护筒薄膜其中，清理刷毛固定于护筒薄膜外侧壁上，护筒薄膜的两端分别与地上环和地下环的内壁固定连接，桩基护筒本体的内壁固定连接有摩擦毛，摩擦毛的表面与护筒薄膜的外表面滑动连接。

2.如权利要求1所述的桩基护筒自动埋设装置，其特征在于，所述圆柱形框体包括相对设置的地上环和地下环、以及连接地上环和地下环的至少两根桩基支柱，桩基支柱竖直设置，桩基支柱朝向圆柱形框体外侧固定有延伸杆，限位圆珠活动连接于延伸杆端部。

3.如权利要求2所述的桩基护筒自动埋设装置，其特征在于，所述地上环位于地下环上方，桩基支柱的底部呈尖锐三角形状，地上环上开设有环形槽，环形槽上安装有两相对于其可滑动的滑动支撑机构，每一滑动支撑机构对应一升降线缆，滑动支撑机构的外表面与升降线缆的表面滑动连接。

4.如权利要求3所述的桩基护筒自动埋设装置，其特征在于，所述地上环的上表面和侧面均开设有圆环槽，所述滑动支撑机构包括分别容纳于地上环两圆环槽中的两转珠、分别与两转珠固定连接的两弧形对杆、与两弧形对杆固定的弧形支撑块，弧形支撑块朝向升降线缆一侧为用于容纳线缆的弧形凹槽结构，升降线缆的表面与弧形支撑块的表面滑动连接。

5.如权利要求1所述的桩基护筒自动埋设装置，其特征在于，所述防错位清理机构还包括在护筒薄膜外侧壁上间隔设置的多条分隔带，分隔带呈环形结构，清理刷毛固定于分隔带的外侧壁上。

6.如权利要求1所述的桩基护筒自动埋设装置，其特征在于，所述防错位清理机构还包括固定于竖直抖簧上的多根绞膜直杆以及固定于绞膜直杆端部的磁铁珠，绞膜直杆水平设置。

7.一种桩基护筒自动埋设系统，其特征在于，包括桩基护筒本体以及如权利要求1至6中任意一项所述的桩基护筒自动埋设装置，桩基护筒自动埋设装置用于埋设桩基护筒本体，桩基护筒本体上表面固定连接有连接环，连接环的顶部镶嵌有滚珠以与升降装置连接，桩基护筒本体的外侧壁和内侧壁上分别设有外螺纹和内螺纹槽。

说明书

桩基护筒自动埋设装置及其系统

技术领域

[0001] 本发明涉及工程建设桩基技术领域，尤其涉及一种桩基护筒自动埋设装置及其系统。

背景技术

[0002] 目前，在工程建设进行桩基础施工的时候，为了避免桩基孔口内壁坍塌和泥块掉落影响到正常施工工作，需要在桩基孔内埋上桩基护筒，现在的桩基护筒在填埋的时候常
用整体的和组合的两种方式。

[0003] 对于整体桩基护筒，整体桩基护筒与组合护筒相比填埋接触面积大，阻力大，但是无需对齐，整体安装不存在较大的偏差，但是正是由于接触面大，摩擦力大，安装所需推力
较大，且取出时也受阻力影响难度较大。

[0004] 对于组合桩基护筒，组合的桩基护筒与坑壁接触面小，下埋和取出的阻力相对较小，但是组合护筒需要对齐，否则一层层偏差会导致坑洞内壁偏差过大，矫正起来比较麻
烦，经常需要返工，造成偏差的原因常常是因为安装护筒时，坑壁上泥土夹在连接处，以及
限位结构受到泥土影响而导致对不齐，这种偏差的过程受到泥土阻力和摩擦力的影响常常
是延时的，所以容易“后知后觉”，对接不齐后长时间放置，会被泥土将偏移的位置补充上，
就会增大取出护筒的阻力，非常不易取出。

[0005] 综上所述，现有的整体桩基护筒与基坑内壁摩擦力较大，填埋和取出能耗高，工时长；而现有的组合桩基护筒容易对接不齐，延时发生倾斜，增加取出护筒的难度。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的在于提供一种桩基护筒自动埋设装置及其系统，旨在解决一般的桩基护筒埋设装置与基坑内壁摩擦力较大，填埋和取出能耗高的问题。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供一种桩基护筒自动埋设装置，包括移动装置、用于升降桩基护筒本体的限位升降机构和用于清理桩基护筒本体表面掉落泥土的防错位清理机
构，其中，桩基护筒本体的外侧壁和内侧壁上分别设有外螺纹和内螺纹槽，

[0008] 所述限位升降机构包括升降装置以及位于升降装置下方的限位装置，升降装置安装于移动装置上可随其一起移动，限位装置包括圆柱形框体以及固定于圆柱形框体外侧的
限位圆珠，限位圆珠的表面与内螺纹槽的内壁滑动连接，升降装置与桩基护筒本体顶部连
接且采用螺旋升降的方式带动其上升，防错位清理机构包括安装于圆柱形框体上的清理刷
毛。

[0009] 优选地，所述移动装置包括支撑腿、位于支撑腿下方的移动轮、位于支撑腿上方的液压升降机、固定于液压升降机输出端上的支撑板，升降装置架设于支撑板上。

[0010] 优选地，所述升降装置包括架设于移动装置上的电机、固定于电机输出轴上的转轴以及固定于转轴上的旋转盘和线缆收卷盘，旋转盘位于线缆收卷盘下方，旋转盘的表面
开设有两供线缆收卷盘收卷升降线缆穿过的限位孔，升降线缆自由端上固定连接有挂钩，
挂钩的表面用于与桩基护筒本体上连接环的内壁挂接。

[0011] 优选地，所述圆柱形框体包括相对设置的地上环和地下环、以及连接地上环和地下环的至少两根桩基支柱，桩基支柱竖直设置，桩基支柱朝向圆柱形框体外侧固定有延伸
杆，限位圆珠活动连接于延伸杆端部。

[0012] 优选地，所述地上环位于地下环上方，桩基支柱的底部呈尖锐三角形状，地上环上开设有环形槽，环形槽上安装有两相对于其可滑动的滑动支撑机构，每一滑动支撑机构对
应一升降线缆，滑动支撑机构的外表面与升降线缆的表面滑动连接。

[0013] 优选地，所述地上环的上表面和侧面均开设有圆环槽，所述滑动支撑机构包括分别容纳于地上环两圆环槽中的两转珠、分别与两转珠固定连接的两弧形对杆、与两弧形对
杆固定的弧形支撑块，弧形支撑块朝向升降线缆一侧为用于容纳线缆的弧形凹槽结构，升
降线缆的表面与弧形支撑块的表面滑动连接。

[0014] 优选地，所述防错位清理机构还包括多根竖直抖簧、环绕圆柱形框体设置且与竖直抖簧固定连接的护筒薄膜其中，清理刷毛固定于护筒薄膜外侧壁上，护筒薄膜的两端分
别与地上环和地下环的内壁固定连接，桩基护筒本体的内壁固定连接有摩擦毛，摩擦毛的
表面与护筒薄膜的外表面滑动连接。

[0015] 优选地，所述防错位清理机构还包括在护筒薄膜外侧壁上间隔设置的多条分隔带，分隔带呈环形结构，清理刷毛固定于分隔带的外侧壁上。

[0016] 优选地，所述防错位清理机构还包括固定于竖直抖簧上的多根绞膜直杆以及固定于绞膜直杆端部的磁铁珠，绞膜直杆水平设置。

[0017] 本发明进一步提出一种桩基护筒自动埋设系统，包括桩基护筒本体以及上述的桩基护筒自动埋设装置，桩基护筒自动埋设装置用于埋设桩基护筒本体，桩基护筒本体上表
面固定连接有连接环，连接环的顶部镶嵌有滚珠以与升降装置连接，桩基护筒本体的外侧
壁和内侧壁上分别设有外螺纹和内螺纹槽。

[0018] 本发明提出的桩基护筒自动埋设装置，具有以下有益效果。

[0019] 1、通过设置限位升降机构，利用螺旋升降的方式，将护筒旋转升降，并配合着桩基护筒本体上的外螺纹极大的减少了桩基护筒升降的阻力，在升降过程中利用两条线缆进行
扭转，线缆扭转没有下推的力量，完全依靠护筒自身的旋转自适应基坑内壁下降，与现有施
加外力旋转或者直接下压相比，一方面减少能耗的输出，另一方面也不会破坏坑洞，阻力均
匀。

[0020] 2、通过设置地上环和地下环，地上环和地下环限制桩基支柱，使得桩基支柱保持竖直状态，且与现有的技术相比，由于地上环在圆周方向承受着升降线缆持续的扭转挤压
的力量，使得地上环和地下环始终均匀受力保持竖直为桩基护筒的升降提供高精度的限位
作用，与现有技术相比，限位装置在上升过程中不会受到拖拽而脱离坑洞。

[0021] 3、通过设置防错位清理机构，在桩基护筒下降过程中，防错位清理机构利用特殊的方式可以自动将桩基护筒上下两侧面可能刮到的泥土彻底的清理掉，无需人工操作，从
而避免两桩基护筒之间存在异物而导致桩基护筒被垫高，与现有技术相比不存在延时发生
倾斜的情况，进而方便所有桩基护筒的对齐，进而方便取出桩基护筒。

[0022] 4、在组合式的桩基护筒的基础上，利用绳索旋转桩基护筒升降，桩基护筒自适应坑洞内壁，减小对坑洞的破坏，且不存在延时错位的情况，且接触面小，摩擦力小，从而有效
地解决了一般的桩基护筒埋设装置与基坑内壁摩擦力较大，填埋和取出能耗高，工时长，组
合式护筒容易对接不齐，延时发生倾斜，增加取出护筒的难度的问题。

附图说明

[0023] 图1为本发明桩基护筒自动埋设装置的结构示意图；

[0024] 图2为图1所示A处的放大结构示意图；

[0025] 图3为本发明桩基护筒自动埋设装置中护筒薄膜的剖视结构示意图；

[0026] 图4为本发明桩基护筒自动埋设装置中护筒薄膜的俯视结构示意图；

[0027] 图5为本发明桩基护筒自动埋设装置中滑动支撑机构的结构示意图。

[0028] 图中，1地面、2基坑、3移动装置、31支撑腿、32移动轮、33液压升降机、34支撑板、4桩基护筒本体、41外螺纹、42内螺纹槽、43连接环、44滚珠、5限位升降机构、51电机、52旋转
盘、53线缆收卷盘、54升降线缆、55地上环、56地下环、57桩基支柱、58转轴、59限位孔、510挂
钩、511延伸杆、512限位圆珠、513圆环槽、514弧形对杆、515转珠、516弧形支撑块、6防错位
清理机构、61护筒薄膜、62绞膜直杆、63磁铁珠、64分隔带、65清理刷毛、66竖直抖簧、67摩擦
毛。

[0029] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0030] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0031] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限
制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0032] 本发明提出一种桩基护筒自动埋设装置。

[0033] 参照图1至图5，本优选实施例中，一种桩基护筒自动埋设装置，包括移动装置3、用于升降桩基护筒本体4的限位升降机构5和用于清理桩基护筒本体4表面掉落泥土的防错位
清理机构6，其中，与桩基护筒自动埋设装置配合使用的桩基护筒本体4，其外侧壁和内侧壁
上分别设有外螺纹41（一体成型有凸起的外螺纹41）和内螺纹槽42，桩基护筒本体4的材料
为不锈钢，桩基护筒本体4的上表面固定连接有两个连接环43（两个连接环43为了连接更稳
定，通过线缆从两侧勾住桩基护筒本体4），连接环43的顶部镶嵌有滚珠44，两个连接环43以
桩基护筒本体4表面的中线为对称线呈对称分布。

[0034] 限位升降机构5包括升降装置以及位于升降装置下方的限位装置，升降装置安装于移动装置3上可随其一起移动，限位装置包括圆柱形框体以及固定于圆柱形框体外侧的
限位圆珠512，限位圆珠512的表面与内螺纹槽42的内壁滑动连接，升降装置与桩基护筒本
体4顶部连接且采用螺旋升降的方式带动其上升，防错位清理机构6包括安装于圆柱形框体
上的清理刷毛65。

[0035] 具体地，参照图1，本实施例在此提出一移动装置3的具体结构：移动装置3包括支撑腿31、位于支撑腿31下方的移动轮32、位于支撑腿31上方的液压升降机33、固定于液压升
降机33输出端上的支撑板34，升降装置架设于支撑板34上。本实施例中，支撑板34下方架设
有至少两液压升降机33。液压升降机33带动支撑板34升降，进而带动升降装置上下升降。

[0036] 具体地，升降装置包括架设于移动装置3上的电机51、固定于电机51输出轴上的转轴58以及固定于转轴58上的旋转盘52和线缆收卷盘53（线缆收卷盘53上收卷有两条升降线
缆54），旋转盘52位于线缆收卷盘53下方，旋转盘52的表面开设有两供线缆收卷盘53收卷升
降线缆54穿过的限位孔59（两条升降线缆54分别与不同的限位孔59的内壁滑动连接），升降
线缆54自由端上固定连接有挂钩510，挂钩510的表面用于与桩基护筒本体4上连接环43的
内壁挂接。支撑板34的表面设置有轴承，转轴58支承于轴承上。电机51固定安装在支撑板34
上，电机51的输出轴通过联轴器固定连接有转轴58，转轴58的一端与旋转盘52的表面固定
连接。在升降线缆54的一端固定连接有挂钩510，挂钩510的表面与连接环43的内壁挂接，设
置挂钩510是为了将升降线缆54与桩基护筒连接，且方便取出。

[0037] 参照图1至图3，圆柱形框体包括相对设置的地上环55和地下环56、以及连接地上环55和地下环56的至少两根桩基支柱57，桩基支柱57竖直设置，桩基支柱57朝向圆柱形框
体外侧固定有水平设置的延伸杆511，限位圆珠512活动连接于延伸杆511端部。至少两根桩
基支柱57在地上环55的圆周方向均匀分布。桩基支柱57、地上环55和地下环56的材料均为
不锈钢。限位圆珠512的表面与内螺纹槽42的内壁滑动连接，设置限位圆珠512和延伸杆511
是为了方便限位圆珠512滑入到内螺纹槽42的内部，从而可以利用桩基支柱57对桩基护筒
本体4起到竖直方向限位的作用。

[0038] 进一步地，地上环55位于地下环56上方，桩基支柱57的底部呈尖锐三角形状，地上环55上开设有环形槽，环形槽上安装有两相对于其可滑动的滑动支撑机构，每一滑动支撑
机构对应一升降线缆54，滑动支撑机构的外表面与升降线缆54的表面滑动连接。

[0039] 参照图2和图5，地上环55的上表面和侧面均开设有圆环槽513，滑动支撑机构包括分别容纳于地上环55两圆环槽513中的两转珠515、分别与两转珠515固定连接的两弧形对
杆514、与两弧形对杆514固定的弧形支撑块516，弧形支撑块516朝向升降线缆54一侧为用
于容纳线缆的弧形凹槽结构，升降线缆54的表面与弧形支撑块516的表面滑动连接。通过设
置圆环槽513、弧形对杆514和弧形支撑块516组成的滑动支撑机构，一方面是为了方便升降
线缆54在地上环55的表面对称滑动，另一方面是为了利用这些结构通过升降线缆54对地上
环55施加向下的挤压力，使得桩基支柱57始终保持竖直。

[0040] 进一步地，参照图3和图4，防错位清理机构6还包括多根竖直抖簧66（多根指三根或三根以下，下同）、环绕圆柱形框体设置且与竖直抖簧66固定连接的护筒薄膜61其中，清
理刷毛65固定于护筒薄膜61外侧壁上，护筒薄膜61的两端分别与地上环55和地下环56的内
壁固定连接，桩基护筒本体4的内壁固定连接有摩擦毛67，摩擦毛67的表面与护筒薄膜61的
外表面滑动连接。设置摩擦毛67是为了在桩基护筒本体4旋转的时候与护筒薄膜61之间摩
擦产生静电，进而保持护筒薄膜61始终保有靠向桩基护筒的趋势，进而方便清理异物。

[0041] 参照图3和图4，防错位清理机构6还包括在护筒薄膜61外侧壁上间隔设置的多条分隔带64，分隔带64呈环形结构，清理刷毛65固定于分隔带64的外侧壁上。分隔带64按照桩
基护筒本体44的长度等距离固定连接在护筒薄膜61上。清理刷毛65的材料包括猪鬃。防错
位清理机构6还包括固定于竖直抖簧66上的多根绞膜直杆62以及固定于绞膜直杆62端部的
磁铁珠63，绞膜直杆62水平设置。

[0042] 设置竖直抖簧66和绞膜直杆62是为了扭转护筒薄膜61，使得护筒薄膜61发生抖动旋转，进而可以带动清理刷毛65贴着桩基护筒的上端面而将异物清理掉，另一方面护筒薄
膜61也可以起到防水的作用，可以对基坑做另一层防护。

[0043] 本桩基护筒自动埋设系统的使用过程如下：使用时，连接电源，通过支撑腿31将移动装置3移动到基坑的正上方，通过液压升降机33将支撑板34抬高，然后将两升降线缆54上
的挂钩510与桩基护筒本体44上的连接环43挂接，然后继续抬高支撑板34，使得桩基护筒本
体44被吊起来，随后将圆柱形框体直接插入基坑中，将桩基护筒本体4对准基坑2，然后启动
限位升降机构55，限位升降机构55通过转轴58带动旋转盘52转动，旋转盘52带动升降线缆
54转动，升降线缆54带动桩基护筒本体4发生旋转，然后通过线缆收卷盘53慢慢放绳，桩基
护筒本体4内部的内螺纹槽42与桩基支柱57上的限位圆珠512贴合，桩基护筒本体4竖直旋
转下降（圆柱形框体始终保持静止状态），于此同时，升降线缆54通过弧形支撑块516和圆环
槽513挤压地上环55地上环55保持竖直，然后桩基护筒本体4在下降的过程中会带动摩擦毛
67与护筒薄膜61摩擦，护筒薄膜61始终有靠向桩基护筒本体4的趋势，护筒薄膜61上的绞膜
直杆62伸入到内螺纹槽42的内部，在磁铁珠63的吸力以及竖直抖簧66的弹力作用下，护筒
薄膜61会发生倾斜着向下的扭转力，这个力带动清理刷毛65在桩基护筒本体4的内壁以及
上下两侧面清扫，使得桩基护筒本体4的内壁和上下始终保持清洁，随后，将升降线缆54上
的挂钩510与第一个桩基护筒本体4的连接环分离，将挂钩收上去与第二个桩基护筒本体4
的连接环连接，然后再将第二个桩基护筒本体4下方，下方过程中圆柱形框体始终保持静止
状态，如此反复直到若干个桩基护筒本体4相互叠加在一起，当需要取出桩基护筒本体4的
时候，只需要收卷升降线缆54并通过电机51控制转轴58反转即可，从而完成了整个桩基护
筒自动埋设装置的使用过程。

[0044] 本发明提出的桩基护筒自动埋设装置，具有以下有益效果。

[0045] 1、通过设置限位升降机构5，利用螺旋升降的方式，将护筒旋转升降，并配合着桩基护筒本体4上的外螺纹41极大的减少了桩基护筒升降的阻力，在升降过程中利用两条线
缆进行扭转，线缆扭转没有下推的力量，完全依靠护筒自身的旋转自适应基坑内壁下降，与
现有施加外力旋转或者直接下压相比，一方面减少能耗的输出，另一方面也不会破坏坑洞，
阻力均匀。

[0046] 2、通过设置地上环55和地下环56，地上环55和地下环56限制桩基支柱57，使得桩基支柱57保持竖直状态，且与现有的技术相比，由于地上环55在圆周方向承受着升降线缆
54持续的扭转挤压的力量，使得地上环55和地下环56始终均匀受力保持竖直为桩基护筒的
升降提供高精度的限位作用，与现有技术相比，限位装置在上升过程中不会受到拖拽而脱
离坑洞。

[0047] 3、通过设置防错位清理机构6，在桩基护筒下降过程中，防错位清理机构6利用特殊的方式可以自动将桩基护筒上下两侧面可能刮到的泥土彻底的清理掉，无需人工操作，
从而避免两桩基护筒之间存在异物而导致桩基护筒被垫高，与现有技术相比不存在延时发
生倾斜的情况，进而方便所有桩基护筒的对齐，进而方便取出桩基护筒。

[0048] 4、在组合式的桩基护筒的基础上，利用绳索旋转桩基护筒升降，桩基护筒自适应坑洞内壁，减小对坑洞的破坏，且不存在延时错位的情况，且接触面小，摩擦力小，从而有效
地解决了一般的桩基护筒埋设装置与基坑内壁摩擦力较大，填埋和取出能耗高，工时长，组
合式护筒容易对接不齐，延时发生倾斜，增加取出护筒的难度的问题。

[0049] 本发明进一步还提出一种桩基护筒自动埋设系统。

[0050] 本优选实施例中，一种桩基护筒自动埋设系统，包括桩基护筒本体以及桩基护筒自动埋设装置，桩基护筒自动埋设装置的具体结构和有益效果参照上述实施例，在此不再
赘述。桩基护筒自动埋设装置用于埋设桩基护筒本体，桩基护筒本体上表面固定连接有连
接环，连接环的顶部镶嵌有滚珠以与升降装置连接，桩基护筒本体的外侧壁和内侧壁上分
别设有外螺纹和内螺纹槽。

[0051] 以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均
同理包括在本发明的专利保护范围内。