CN103643677B - 一种管桩掏芯机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管桩掏芯机，包括可伸入桩芯内的螺旋钻杆，所述螺旋钻杆上具有能够旋土的螺旋叶片；支架，所述螺旋钻杆设置在所述支架上；驱动所述螺旋钻杆绕其轴线旋转的驱动装置，所述驱动装置与所述螺旋钻杆连接；驱动所述螺旋钻杆上下移动的提升装置，所述提升装置设置在所述支架上。本发明利用驱动装置带动螺旋钻杆旋转，利用提升装置带动螺旋钻杆上下移动，进而利用螺旋钻杆实现了钻土、提土，替代了人工操作，降低了人工劳动强度，从而节省了劳动力，同时提高了桩芯内泥土的清理效率，加快了施工进度。

Description

一种管桩掏芯机

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，更具体地说，涉及一种管桩掏芯机。

背景技术

预应力混凝土管桩是采用先张法离心技术生产的高强度混凝土桩，现已大量使用在高层建筑地基处理工程中。在安装管桩时，为了保证管桩与基础之间的连接，需在管桩上部的桩芯中安装钢筋笼并浇筑微膨胀混凝土，进而形成管桩与基础之间的锚固连接。

但是，在静压不带桩尖的管桩进行地基处理的过程中及送桩后，泥土会从管孔底部或顶部进入桩芯，那么在管桩完成压桩并截掉桩头后，桩芯内会挤满泥土，所以在浇筑混凝土之前需将桩芯内的泥土掏出并清理干净。

目前，当管桩灌芯深度较小时，可以采用人工进行桩芯清理；当灌芯达到人工无法掏至的深度时，常采用以下两种方法对桩芯内的泥土进行清理：

第一种方法是通过人工将底部具有螺旋片的钢管旋入桩芯的土中，然后将钢管上提，利用螺旋叶片将桩芯土提出来；重复以上操作直至清理至设计标高，劳动强度较大，需要投入大量劳动力，费工费时，效率较低。

第二种方法是通过人工先将桩芯内的泥土捣稀，然后将末端带封闭漏斗的长杆伸入桩芯内将稀泥提出；重复以上操作直至清理至设计标高，劳动强度较大，同样需要投入大量劳动力，费工费时，效率较低。

如何降低人工劳动强度，以节省劳动力，同时提高桩芯内泥土的清理效率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种管桩掏芯机，以降低人工劳动强度，从而节省劳动力，同时提高桩芯内泥土的清理效率。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种管桩掏芯机，包括：

可伸入桩芯内的螺旋钻杆，所述螺旋钻杆上具有能够旋土的螺旋叶片；

支架，所述螺旋钻杆设置在所述支架上；

驱动所述螺旋钻杆绕其轴线旋转的驱动装置，所述驱动装置与所述螺旋钻杆连接；

驱动所述螺旋钻杆上下移动的提升装置，所述提升装置设置在所述支架上。

优选的，上述管桩掏芯机还包括用于冲洗所述桩芯的冲洗装置，所述冲洗装置设置在所述支架上。

优选的，上述管桩掏芯机还包括设置在所述支架底端的脚轮。

优选的，上述管桩掏芯机中，所述支架为三角钢架，所述三角钢架包括：

沿竖直方向设置的第一支撑钢；

沿水平方向设置的第二支撑钢，所述第二支撑钢与所述第一支撑钢对接相连；

连接在所述第一支撑钢和所述第二支撑钢之间的第三支撑钢。

优选的，上述管桩掏芯机中，所述第一支撑钢包括均沿竖直方向设置的第一槽钢和第二槽钢，所述螺旋钻杆设置在所述第一槽钢和所述第二槽钢之间。

优选的，上述管桩掏芯机还包括：

可上下滑动地嵌入在所述第一槽钢的凹槽内的第一导向钢管；

可上下滑动地嵌入在所述第二槽钢的凹槽内的第二导向钢管；和

连接在所述第一导向钢管和所述第二导向钢管之间的连接杆，所述驱动装置设置在所述连接杆上。

优选的，上述管桩掏芯机中，所述第二支撑钢由两根槽钢构成，所述第三支撑钢由两根角钢构成，所述第一支撑钢、所述第二支撑钢和所述第三支撑钢之间均焊接相连。

优选的，上述管桩掏芯机中，所述驱动装置为双向旋转电机，所述双向旋转电机通过减速机与所述螺旋钻杆连接，所述减速机设置在所述双向旋转电机与所述螺旋钻杆之间。

优选的，上述管桩掏芯机中，所述提升装置为设置在所述支架底端的卷扬机，所述卷扬机的卷筒上卷绕有钢丝绳，所述钢丝绳绕过滑轮与所述双向旋转电机顶端固定连接，所述滑轮设置在所述支架上并位于所述双向旋转电机的上方。

优选的，上述管桩掏芯机中，所述螺旋钻杆的长度大于管桩的长度。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的管桩掏芯机包括螺旋钻杆、支架、驱动装置和提升装置；其中，螺旋钻杆可伸入桩芯内，其上具有能够旋土的螺旋叶片，该螺旋钻杆设置在支架上；驱动装置用于驱动螺旋钻杆绕其轴线旋转，并与螺旋钻杆连接；提升装置用于驱动螺旋钻杆上下移动，并设置在支架上。

本发明在应用时，首先将管桩掏芯机移动到管桩位置，使螺旋钻杆对准管桩的桩芯；然后利用提升装置使螺旋钻杆下降，同时利用驱动装置使螺旋钻杆发生旋转，进而使螺旋钻杆下旋至桩芯中并依靠螺旋叶片进行钻土；接着通过提升装置驱使螺旋钻杆上移，同时通过驱动装置使螺旋钻杆发生旋转，进而使螺旋钻杆上旋，利用螺旋叶片将土提出桩芯外。

综上可知，本发明利用驱动装置带动螺旋钻杆旋转，利用提升装置带动螺旋钻杆上下移动，进而利用螺旋钻杆实现了钻土、提土，替代了人工操作，降低了人工劳动强度，从而节省了劳动力，同时提高了桩芯内泥土的清理效率，加快了施工进度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的管桩掏芯机的主视图；

图2是本发明实施例提供的管桩掏芯机的左视图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种管桩掏芯机，降低了人工劳动强度，从而节省了劳动力，同时提高了桩芯内泥土的清理效率。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1-2，本发明实施例提供的管桩掏芯机包括螺旋钻杆2、支架1、驱动装置和提升装置；其中，螺旋钻杆2可伸入桩芯内，其上具有能够旋土的螺旋叶片，该螺旋钻杆2设置在支架1上；驱动装置用于驱动螺旋钻杆2绕其轴线旋转，并与螺旋钻杆2连接；提升装置用于驱动螺旋钻杆2上下移动，并设置在支架1上。

本发明在应用时，首先将管桩掏芯机移动到管桩位置，使螺旋钻杆2对准管桩的桩芯；然后利用提升装置使螺旋钻杆2下降，同时利用驱动装置使螺旋钻杆2发生旋转，进而使螺旋钻杆2下旋至桩芯中并依靠螺旋叶片进行钻土；接着通过提升装置驱使螺旋钻杆2上移，同时通过驱动装置使螺旋钻杆2发生旋转，进而使螺旋钻杆2上旋，利用螺旋叶片将土提出桩芯外。

综上可知，本发明利用驱动装置带动螺旋钻杆2旋转，利用提升装置带动螺旋钻杆2上下移动，进而利用螺旋钻杆2实现了钻土、提土，替代了人工操作，降低了人工劳动强度，从而节省了劳动力，还提高了桩芯内泥土的清理效率，加快了施工进度。

此外，本发明适用于大多泥土的清理，尤其适用于含水率不高的砂质粘土及淤泥质土，而且，本发明的管桩掏芯机结构比较简单、便于操作、成本较低，具有较好的技术经济效果和较高的推广应用价值。

在本发明一具体实施例中，管桩掏芯机还包括用于冲洗桩芯的冲洗装置（图中未示出），该冲洗装置设置在支架1上。本发明在利用螺旋钻杆2提土后，还通过冲洗装置利用水冲洗桩芯，提高了桩芯的清洁性，进而保证了灌芯混凝土和桩身的良好结合。

进一步的，上述管桩掏芯机还包括设置在支架1底端的脚轮5。上述脚轮5实现了管桩掏芯机的自由移动，工作时，通过推动支架1使行走轮带动支架1及其上的螺旋钻杆2、驱动装置和提升装置一起移动至管桩位置，整个移动过程只需施加推移力，比较省力，便于管桩掏芯机的移动。

为了提高支架1的支撑强度，上述支架1优选为三角钢架，该三角钢架包括：沿竖直方向设置的第一支撑钢11；沿水平方向设置的第二支撑钢12，该第二支撑钢12与第一支撑钢11对接相连；连接在第一支撑钢11和第二支撑钢12之间的第三支撑钢13。具体的，本实施例在该三角钢架底部的四个角均安装脚轮5，进而便于移动。

本实施例的三角钢架包括首尾相连的三个支撑钢，形成三角形支撑，稳固性较好，能够减少旋土和提土过程中支架1发生的晃动，进而减少从螺旋叶片内掉落的泥土，从而减少了清理次数。

优选的实施例中，第一支撑钢11包括均沿竖直方向设置的第一槽钢111和第二槽钢112，螺旋钻杆2设置在第一槽钢111和第二槽钢112之间。在使用时，螺旋钻杆2沿着上述两个槽钢长度方向进行移动。槽钢是指截面为凹槽形的长条钢材，支撑强度较好，所以本发明由两根槽钢构成的第一支撑钢11具有较好的支撑力，使用寿命较长。

为了进一步优化上述技术方案，管桩掏芯机还包括可上下滑动地嵌入在第一槽钢111的凹槽内的第一导向钢管8；可上下滑动地嵌入在第二槽钢112的凹槽内的第二导向钢管9；和连接在第一导向钢管8和第二导向钢管9之间的连接杆10，驱动装置设置在连接杆10上，如图2所示。

本发明将驱动装置与两个导向钢管以及螺旋钻杆2连接成一个整体，由于第一导向钢管8只能在第一槽钢111的凹槽内滑动，第二导向钢管9只能在第二槽钢112的凹槽内滑动，所以在提升装置开启后，受两个导向钢管的限制，螺旋钻杆2只能沿着竖直方向也就是槽钢的长度方向移动，从而保证螺旋钻杆2能够准确旋入和旋出桩芯，提高了掏芯的可靠性。

本发明通过将第一导向钢管8和第二导向钢管9配合使用，对螺旋钻杆2的上下移动起到导向作用，进而避免螺旋钻杆2在移动时发生偏移。可替换的，还可以在两个槽钢上开设导向滑槽，使螺旋钻杆2的两侧具有可滑动地设置在上述导向滑槽内的限位凸起，以实现同样的限制螺旋钻杆2移动方向的效果。

为了进一步提高三角钢架的支撑强度，上述实施例提供的管桩掏芯机中，第二支撑钢12由两根槽钢构成，第三支撑钢13由两根角钢构成，第一支撑钢11、第二支撑钢12和第三支撑钢13之间均焊接相连。本发明利用槽钢和角钢焊接成三角支架1，便于制造，而且强度较好，同时还减少了钢材的使用量，节省成本。当然，上述三角钢架还可以由钢板或者其他形状钢材制造。

在本发明一具体实施例中，驱动装置为双向旋转电机3，本发明通过双向旋转电机3带动螺旋钻杆2旋转钻土，在下旋时使螺旋钻杆2朝一个方向旋转，在上旋时使螺旋钻杆2朝相反的方向旋转，进而便于提土。

同时，本实施例的双向旋转电机3通过减速机与螺旋钻杆2连接，该减速机设置在双向旋转电机3与螺旋钻杆2之间。本发明采用减速机将双向旋转电机3的转速调整到合适的速度，进而便于控制螺旋钻杆2的旋转速度，能够更好地控制螺旋叶片的旋土速度。可替换的，上述驱动装置还可以为单向旋转电机、发动机或者其他能够驱动螺旋钻杆2旋转的装置。

在本发明一具体实施例中，提升装置为设置在支架1底端的卷扬机4，此时卷扬机4的重量会作用在支架1的底部，减少了支架1顶部的承重，从而提高了支架1的稳固性；而且将卷扬机4设置在底端便于控制和检修。

进一步的，卷扬机4的卷筒上卷绕有钢丝绳6，该钢丝绳6绕过滑轮7与双向旋转电机3的顶端固定连接，上述滑轮7设置在支架1上并位于双向旋转电机3的上方。本发明通过卷扬机4驱动螺旋钻杆2上下移动，节省了人力。该实施例中的双向旋转电机3和卷扬机4通过电动操控，自动钻土提出，实现了自动化掏芯，大大提高了掏芯效率，且能满足施工质量和安全的要求。本领域技术人员可以理解的是，该提升装置也可为其他结构，如驱动端与螺旋钻杆2固定连接的气缸或者直线电机，以达到同样的驱使螺旋钻杆2上下移动的效果，在此不再一一介绍。

上述实施例提供的管桩掏芯机中，螺旋钻杆2的长度大于管桩的长度。这样一来，能够保证在管桩截掉桩头后本发明的螺旋钻杆2可以伸入到管桩的最深灌芯深度，克服了人工无法实现的深度，还可一次性掏芯至设计标高，进一步提高了掏芯效率，进而实现了在深度较大的管桩掏芯工程中的使用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种管桩掏芯机，其特征在于，包括：

可伸入桩芯内的螺旋钻杆(2)，所述螺旋钻杆(2)上具有能够旋土的螺旋叶片；

支架(1)，所述螺旋钻杆(2)设置在所述支架(1)上；

驱动所述螺旋钻杆(2)绕其轴线旋转的驱动装置，所述驱动装置与所述螺旋钻杆(2)连接；

驱动所述螺旋钻杆(2)上下移动的提升装置，所述提升装置设置在所述支架(1)上；

其中，所述驱动装置为双向旋转电机(3)，所述双向旋转电机(3)通过减速机与所述螺旋钻杆(2)连接，所述减速机设置在所述双向旋转电机(3)与所述螺旋钻杆(2)之间；

所述提升装置为设置在所述支架(1)底端的卷扬机(4)，所述卷扬机(4)的卷筒上卷绕有钢丝绳(6)，所述钢丝绳(6)绕过滑轮(7)与所述双向旋转电机(3)顶端固定连接，所述滑轮(7)设置在所述支架(1)上并位于所述双向旋转电机(3)的上方。

2.如权利要求1所述的管桩掏芯机，其特征在于，还包括用于冲洗所述桩芯的冲洗装置，所述冲洗装置设置在所述支架(1)上。

3.如权利要求2所述的管桩掏芯机，其特征在于，还包括设置在所述支架(1)底端的脚轮(5)。

4.如权利要求3所述的管桩掏芯机，其特征在于，所述支架(1)为三角钢架，所述三角钢架包括：

沿竖直方向设置的第一支撑钢(11)；

沿水平方向设置的第二支撑钢(12)，所述第二支撑钢(12)与所述第一支撑钢(11)对接相连；

连接在所述第一支撑钢(11)和所述第二支撑钢(12)之间的第三支撑钢(13)。

5.如权利要求4所述的管桩掏芯机，其特征在于，所述第一支撑钢(11)包括均沿竖直方向设置的第一槽钢(111)和第二槽钢(112)，所述螺旋钻杆(2)设置在所述第一槽钢(111)和所述第二槽钢(112)之间。

6.如权利要求5所述的管桩掏芯机，其特征在于，还包括：

可上下滑动地嵌入在所述第一槽钢(111)的凹槽内的第一导向钢管(8)；

可上下滑动地嵌入在所述第二槽钢(112)的凹槽内的第二导向钢管(9)；和

连接在所述第一导向钢管(8)和所述第二导向钢管(9)之间的连接杆(10)，所述驱动装置设置在所述连接杆(10)上。

7.如权利要求4所述的管桩掏芯机，其特征在于，所述第二支撑钢(12)由两根槽钢构成，所述第三支撑钢(13)由两根角钢构成，所述第一支撑钢(11)、所述第二支撑钢(12)和所述第三支撑钢(13)之间均焊接相连。

8.如权利要求1-7任一项所述的管桩掏芯机，其特征在于，所述螺旋钻杆(2)的长度大于管桩的长度。