[发明专利]一种智能桩机设备及方法

权利要求书

1.一种智能桩机设备，其特征在于，包括：

桅杆导轨，桅杆导轨自上至下依次安装有动力头、动力机构和导向基座；

所述导向基座内设有桩，动力机构驱动桩移动；

与所述动力头相适配的分节钻杆，分节钻杆下端设置螺旋钻头，动力头通过分节钻杆带动螺旋钻头钻孔；分节钻杆上还分别安装有喷嘴和土压传感器，土压传感器将地下土压监测情况反馈给喷浆控制系统，喷浆控制系统根据反馈控制高压泵输出匹配压力使泥浆通过喷嘴旋喷而出。

2.根据权利要求1所述的智能桩机设备，其特征在于，所述动力机构包括上层轴向液压系统、下层轴向液压系统和径向液压系统；

上层轴向液压系统和下层轴向液压系统分别与桅杆导轨相连；

上层轴向液压系统通过轴端压板驱动桩移动；

下层轴向液压系统与径向液压系统向连接，径向液压系统通过抱压装置夹紧桩。

3.根据权利要求2所述的智能桩机设备，其特征在于，任一轴向液压系统上均安装有压力传感器和位置传感器，压力传感器和位置传感器将信号传递给承压评估系统。

4.根据权利要求2所述的智能桩机设备，其特征在于，所述轴向压板还可与纠偏杆活动连接；

所述桩上设置有激光感光元件；

纠偏杆和分节钻头上均安装有与所述激光感光元件相适配的激光测距装置，任一激光测距装置均将信号传递给偏角分析系统，偏角分析系统将信号传递给力矩分析系统，力矩分析系统为气压控制系统提供纠偏力矩信号。

5.根据权利要求4所述的智能桩机设备，其特征在于，所述纠偏杆的下端设有多个气囊，气囊被气压控制系统控制实现充放气。

6.一应用权利要求5所述的智能桩机设备的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.径向液压系统驱动抱压装置将桩夹紧，下层轴向液压系统通过径向液压系统驱动桩下压；电机将动力传递给螺旋钻头旋进钻孔；

B.分节钻杆下端的激光测距装置达到设定位置时，电机停转，激光测距装置向激光感光元件发射激光测距，并将信号传递给偏角分析系统；

C.偏角分析系统计算已压桩的偏角，若偏角在允许误差范围内，则喷浆控制系统通过土压传感器传递来的信号，通过控制高压泵将泥浆从喷嘴喷出；

喷浆过程中，分节钻杆持续上升。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，若偏角误差超过允许误差，则将分节钻杆拆出，在桩内安装纠偏杆；

通过力矩分析控制系统得出纠偏力矩大小及分布，由气压控制系统向纠偏杆外壁分布的指定气囊充气，靠气囊对桩内壁的挤压力进行微纠偏，纠偏过程中通过纠偏杆上的激光测距装置实时反馈最新倾斜角信息，当倾斜角已达到允差范围内时，纠偏完成，然后气压控制系统将所有气囊排气，拆卸纠偏杆，安装分节钻杆，重复步骤A。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，偏角分析系统根据如下公式计算已压桩的偏角：

其中：为倾斜角，L₁为激光测距值，L₂为桩直正状态下激光测距装置到激光感光元件标准距离，为激光感光元件到压桩桩端的垂直距离。

9.一种智能桩机设备，其特征在于，包括：设置在桅杆导轨上的液压动力头，液压动力头伸出的液压推杆上设置有轴端法兰，轴端法兰上安装有磁力挂钩，磁力挂钩上悬挂有重锤，电磁控制系统控制磁力挂钩的开合；

桅杆导轨的下端安装有导向基座，导向基座内设置有桩；

所述桩的上端设置有桩帽，桩帽上安装有位置传感器，桩帽通过滑移支架与桅杆导轨滑动连接，滑移支架上设置有高应变监测装置；所述位置传感器和高应变监测装置分别与承压评估系统相连通。

10.一应用权利要求9所述的智能桩机设备的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.通过液压推杆带动重锤到达锤击指定距离；

B.通过电磁控制系统控制磁力挂钩脱钩，完成锤击；

C.液压推杆靠近重锤，通过电磁控制系统控制磁力挂钩挂起重锤，重复步骤A。