CN101984191A - 一种高压旋喷桩机 - Google Patents

Abstract

一种高压旋喷桩机，钻头和钻杆为一体空心结构；钻杆远离钻头的另外一端安装钻杆齿轮和钻杆动力装置；空心结构的钻杆内部安装有只能与钻杆一起上升或下降的、但不能与钻杆一起旋转的三根管件及其支撑件；三根管件及其支撑件包括三根管件、滑块和支撑体；三根管件的上端设置滑块，滑块的下方设置凸台，凸台与钻杆的内壁之间安装轴承；三根管件的下端设置固定三根管件位置的支撑体，支撑体与钻杆内壁之间安装轴承；滑块的顶部还设置提升机构钢丝绳的钢丝绳座；机架的一侧设置导轨，导轨的顶部为敞开式结构，导轨靠近机架底部的位置设置钻杆导向座；空心结构的钻头与支撑体构成混合室；空心结构的钻头的外壳上设置至少一个与混合室连通的喷射孔。

Description

一种高压旋喷桩机

技术领域

本发明涉及一种桩基设备，特别是涉及一种适用于在高层建筑和地铁工程中使用的高压旋喷桩机。

背景技术

在当代高层建筑和地铁工程中，桩机是必备的设备。如长螺旋桩机就被广泛使用，虽然能够满足高层建筑和地铁工程桩基的工作，但其不足之处：不能一次钻到位，下钻的中途需要多次频繁连接钻杆，拔出时，也要一段一段地拆卸钻杆，费工费时，操作工的劳动强度也非常大，而且只能在拔出全部钻杆后才能现浇桩基，现浇的混凝土不能捣固，桩基质量不稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种既能一次性钻孔到位，又能在拔出钻杆的过程中，一边现浇一边捣固桩基现浇混凝土的高压旋喷桩机。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：包括机架、钻头、钻杆、提升机构、钻杆动力装置和水、气、混凝土的喷灌装置；所述钻头和钻杆为一体空心结构；所述钻杆远离钻头的另外一端安装钻杆齿轮和钻杆动力装置，钻杆动力装置的电动机的输出轴上的驱动齿轮与钻杆齿轮啮合；所述空心结构的钻杆内部安装有只能与钻杆一起上升或下降的、但不能与钻杆一起旋转的三根管件及其支撑件；所述三根管件及其支撑件包括三根管件、滑块和支撑体；所述三根管件的上端设置固定三根管件位置的滑块，滑块的下方设置凸台，凸台与钻杆的内壁之间安装轴承；所述三根管件的下端设置固定三根管件位置的支撑体，支撑体与钻杆内壁之间安装轴承；所述三根管件分别与水、气、混凝土的喷灌装置通过管道连接；所述滑块的顶部还设置与提升机构的钢丝绳连接的钢丝绳座；所述机架的一侧设置导轨，导轨的顶部为敞开式结构，导轨靠近机架底部的位置设置钻杆导向座；所述空心结构的钻头与支撑体构成混合室；所述空心结构的钻头的外壳上设置至少一个与混合室连通的喷射孔。

所述喷射孔的数量大于一个时，它们分布在不同的水平截面上。

所述滑块与支撑体之间，设置至少一个用于增加三根管件扭转刚度的支撑件。

所述提升机构的电控部分、钻杆动力装置的电控部分和水、气、混凝土的喷灌装置的电控部分电连接到中央控制器上。

所述钻头的外壁上设置至少两片类似螺旋桨的切削刀片。

所述机架可以配置液压行走系统或者其他动力驱动的行走系统。

与现有技术相比，本发明具有结构简单合理，能实现智能化操作，现浇的桩基质量好，工作效率高，同时还可以节约成本和能源消耗等优点。 

附图说明

图1为本发明一实施例构造示意图；

图2为图1的A-A剖视放大示意图；

图3为图1的B-B剖面放大示意图；

图4为图1的C-C剖视放大示意图；

图中：1-机架，2-混合室，3-钻头，4-支撑体，5-钻杆导向座，6-钻杆，7-钻杆齿轮，8-滑块。9-提升机构。10-气管，11-水管，12-混凝土管，13-钻杆动力装置，14-空压机，15-水泵，16-混凝土泵，17-导轨，18-钢丝绳座，19-喷射孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参照附图，本发明包括机架1、钻头3、钻杆6、提升机构9、钻杆动力装置13和水、气、混凝土的喷灌装置；所述钻头3和钻杆6为一体空心结构；所述钻杆6远离钻头3的另外一端安装钻杆齿轮7和钻杆动力装置13，钻杆动力装置13的电动机的输出轴上的驱动齿轮与钻杆齿轮7啮合；所述空心结构的钻杆6内部安装有只能与钻杆6一起上升或下降的、但不能与钻杆6一起旋转的三根管件及其支撑件；所述三根管件及其支撑件包括三根管件、滑块8和支撑体4；所述三根管件的上端设置固定三根管件位置的滑块8，滑块8的下方设置凸台，凸台与钻杆6的内壁之间安装轴承；所述三根管件的下端设置固定三根管件位置的支撑体4，支撑体4与钻杆6内壁之间安装轴承；所述三根管件分别与水、气、混凝土的喷灌装置通过管道连接；所述滑块8的顶部还设置与提升机构9的钢丝绳连接的钢丝绳座18；所述机架1的一侧设置导轨17，导轨17的顶部为敞开式结构，导轨17靠近机架1底部的位置设置钻杆导向座5；所述空心结构的钻头3与支撑体4构成混合室2；所述空心结构的钻头3的外壳上设置至少一个与混合室2连通的喷射孔19。

参照附图4，所述喷射孔19的数量大于一个时，它们分布在不同的水平截面上。优选三个喷射孔19，在附图4通过阶梯剖同时显示这三个喷射孔19。

所述滑块8与支撑体4之间，设置至少一个用于增加三根管件扭转刚度的支撑件。优选每米设置一个支撑件。

所述提升机构9的电控部分、钻杆动力装置13的电控部分和水、气、混凝土的喷灌装置的电控部分电连接到中央控制器上。

所述钻头3的外壁上设置至少两片类似螺旋桨的切削刀片。优选三片切削刀片。

所述机架1可以配置液压行走系统或者其他动力驱动的行走系统。

所述水、气、混凝土的喷灌装置的主要设备为空压机14、水泵15和混凝土泵16。

实施例，以26米深的桩基为例。

按照桩基深26米在现场组装设计制作机架1，并现场组装导轨17、提升机构9和水、气、混凝土的喷灌装置。导轨17的下方安装钻杆导向座5。

按照桩基深26米在现场组装相应长度的空心结构的钻杆6，在钻杆6的内通过两端的轴承安装三根管件及其支撑件，在钻杆6的上端安装钻杆齿轮7和与之相匹配的钻杆动力装置13，将上述组件的滑块8置入导轨17中，钻杆6的下端穿过钻杆导向座5后，将带有类似螺旋桨的切削刀片的钻头3焊接在钻杆6的下端。水、气、混凝土的喷灌装置通过软管连接到钻杆6中的三根管件。

水、气、混凝土的喷灌装置也可以安装在机架1上，便于场内移动。

其他安装连接和拆卸不再赘述。

工作原理：

连续钻孔：一个桩基一次钻孔到位，中途不需要拼接钻杆。在钻孔过程中，类似螺旋桨的切削刀片正转，切削刀片的倾角给钻杆向下的力量，加上与钻杆组合在一起的其他设备和零部件的自重，可以加速钻杆向下的力量，注入高压水从喷射孔19喷出，加快钻孔进度一次到位。在本实施例中，钻杆正转下沉速度：1～3m/min。

现浇捣固：拔出钻杆时，不需要拆卸钻杆。在拔出钻杆过程中，钻杆反转为主，切削刀片的倾角给钻杆向上的力量，提升机构9配合提升钻杆，在本实施例中，提升速度为1m/min，混凝土流量为150L/min。在提升到预定的高度时，再正转钻杆下沉，提升机构9配合放松钢丝绳，在本实施例中，下沉速度为1m/min。在下沉到预定的高度时，再反转钻杆提升，在本实施例中，提升速度为1m/min，流量为150L/min。如此反复进行提升和下沉，在本实施例中，在每提升100厘米中现浇，在每下沉50厘米中捣固喷水。水泵15产生的高压细喷射流，具有强大的切削能力，加上切削刀片的切割作用，能够保证喷射的混凝土的水泥浆能够切削四周坚硬的土体，与之搅拌混合，形成圆柱状的水泥与土混合的加固体。通过这种土质改良，使土体的抗剪强度得到大大提高，防止残积层遇水软化，以保证其承载能力、保障了围护结构有可靠的埋置深度、防止围护结构和永久结构超过变形限制。

用水泵15产生的高压水直接冲洗混合室2和喷射孔19，再用空压机14产生的压缩空气吹洗混合室2和喷射孔19，以防混凝土凝结堵塞混合室2和喷射孔19。

上述的所有动作都可以通过装有专门软件的中央控制器来智能控制。除了混凝土需要另外添加外，其他的工作可以由一个人操作实现。

钻完和现浇一个桩基后，在场内移动一次重复上面的操作进行下一个桩基的钻孔和现浇工作。

主要优点：

1、钻杆的钻入和拔出不需要对钻杆的反复的拼接和拆装，省工省时，节约了大量的辅助时间，加快工程进度，同时显著降低了操作工的劳动强度。

2、在拔出钻杆的同时现浇桩基，还能进行捣固，桩基质量高。

3、在拔出钻杆时由于切削刀片的倾角给钻杆向上的力量，可以减少提升机构9的电力消耗，节约能源。

4、软件智能化控制，可以实现一人操作或者单个桩基的操作实现无人值守。

5、由于自身机身比较重、动力足而稳定持续性好，所以扭矩大，对于相对较硬的地质层中钻进速度更有保证。 

6、机架1配置液压行走系统或者其他动力驱动的行走系统，在移位、桩的就位方面大大节省时间。

综上所述，本发明的高压旋喷桩机在实际工程中，无论是工程质量还是经济效益，效果都非常明显，而且还能加快工程进度，降低劳动强度、节约能源消耗。

Claims (10)

1.一种高压旋喷桩机，包括机架（1）、钻头（3）、钻杆（6）、提升机构（9）、钻杆动力装置（13）和水、气、混凝土的喷灌装置；其特征在于：所述钻头（3）和钻杆（6）为一体空心结构；所述钻杆（6）远离钻头（3）的另外一端安装钻杆齿轮（7）和钻杆动力装置（13），钻杆动力装置（13）的电动机的输出轴上的驱动齿轮与钻杆齿轮（7）啮合；所述空心结构的钻杆（6）内部安装有只能与钻杆（6）一起上升或下降的、但不能与钻杆（6）一起旋转的三根管件及其支撑件；所述三根管件及其支撑件包括三根管件、滑块（8）和支撑体（4）；所述三根管件的上端设置固定三根管件位置的滑块（8），滑块（8）的下方设置凸台，凸台与钻杆（6）的内壁之间安装轴承；所述三根管件的下端设置固定三根管件位置的支撑体（4），支撑体（4）与钻杆（6）内壁之间安装轴承；所述三根管件分别与水、气、混凝土的喷灌装置通过管道连接；所述滑块（8）的顶部还设置与提升机构（9）的钢丝绳连接的钢丝绳座（18）；所述机架（1）的一侧设置导轨（17），导轨（17）的顶部为敞开式结构，导轨（17）靠近机架（1）底部的位置设置钻杆导向座（5）；所述空心结构的钻头（3）与支撑体（4）构成混合室（2）；所述空心结构的钻头（3）的外壳上设置至少一个与混合室（2）连通的喷射孔（19）。

2.根据权利要求1所述的高压旋喷桩机，其特征在于：所述喷射孔（19）的数量大于一个时，它们分布在不同的水平截面上。

3.根据权利要求1或2所述的高压旋喷桩机，其特征在于：所述滑块（8）与支撑体（4）之间，设置至少一个用于增加三根管件扭转刚度的支撑件。

4.根据权利要求1或2所述的高压旋喷桩机，其特征在于：所述提升机构（9）的电控部分、钻杆动力装置（13）的电控部分和水、气、混凝土的喷灌装置的电控部分电连接到中央控制器上。

5.根据权利要求3所述的高压旋喷桩机，其特征在于：所述提升机构（9）的电控部分、钻杆动力装置（13）的电控部分和水、气、混凝土的喷灌装置的电控部分电连接到安装有专用软件的中央控制器上。

6.根据权利要求1或2所述的高压旋喷桩机，其特征在于：所述钻头（3）的外壁上设置至少两片类似螺旋桨的切削刀片。

7.根据权利要求3所述的高压旋喷桩机，其特征在于：所述钻头（3）的外壁上设置至少两片类似螺旋桨的切削刀片。

8.根据权利要求4所述的高压旋喷桩机，其特征在于：所述钻头（3）的外壁上设置至少两片类似螺旋桨的切削刀片。

9.根据权利要求5所述的高压旋喷桩机，其特征在于：所述钻头（3）的外壁上设置至少两片类似螺旋桨的切削刀片。

10.根据权利要求1或2所述的高压旋喷桩机，其特征在于：所述机架（1）可以配置液压行走系统或者其他动力驱动的行走系统。

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