CN103939015A - 灌注方桩钻机 - Google Patents

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谢学军
陈宝海
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Abstract

本发明公开了一种灌注方桩钻机,属于建筑设备领域。所述灌注方桩钻机包括行走系统、设置在所述行走系统上的塔架、设置在所述塔架上的钻机平台、设置在所述钻机平台上的动力盘、贯穿所述动力盘设置的钻杆、设置在所述钻杆一端的注浆器、与所述注浆器连接的泥浆循环系统、设置在所述钻杆另一端的钻头、设置在所述钻杆上的切土导向护筒。本发明成桩孔形状为正方形,相对于圆形钻孔灌注桩提高了单桩承载力,减小了桩的间距和基础承台的尺寸,降低了建筑基础工程的造价。

Description

灌注方桩钻机
技术领域
本发明涉及建筑设备领域,特别涉及一种灌注方桩钻机。
背景技术
建筑、桥梁基础工程灌注桩施工成桩技术分机械成孔和人工成孔两种,人工成孔为人工挖孔灌注桩,其需大量人力,成孔速度慢,安全隐患大,目前工程较少施工人工挖孔灌注桩,在此不做分析。机械成孔机械主要为如下几种:
1、机械干作业成孔灌注桩主要有沉管灌注桩机、短螺旋钻机、长螺旋钻机等。其特点为设备简单、施工准备工作少、成孔速度快,无泥浆污染等优点,其缺点为受桩架高度和动力头限制,一般成桩直径较小,一般桩径小于0.8m,深度较浅,一般小于30m。短螺旋成孔深度较大可达50m,桩径也较大,但其成孔速度低,只适用于北方地下水位低的地区,地下水位较高的地区则不适用。
2、正、反循环泥浆(套管)护壁钻机主要有正、反循环钻机,潜水钻机,冲击钻机,回转钻机等。上述不同钻机设备简单,操作方便,每种钻机都有其适用和不适用的岩土层,在国内目前均应用广泛,其共同的缺点为成孔速度慢、效率低,用水量大,泥浆排放量大,污染环境,扩孔效率难控制等。
3、旋挖钻机,为近几年刚发展起来的钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法,该施工方法主要特点是施工效率高,泥浆污染少,少了泥浆外运的费用的特点。但其设备造价高,设备操作复杂较难掌握,特别是针对超深和大直径的灌注桩施工的旋挖钻机,造价更高;且入较硬质的岩石持力层困难。
以上钻机设备各有特点,其所成桩孔截面均为圆形,RLT型灌注方桩钻机所成桩孔截面为正方形。通过计算可知,同截面积的正方形的周长是圆形周长的1.13倍,即同桩长同截面的方形桩的侧阻力值比圆形桩的侧阻力值可提高13%。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种降低建筑基础工程的造价的灌注方桩钻机。所述技术方案如下:
本发明实施例提供了一种灌注方桩钻机,所述灌注方桩钻机包括行走系统、设置在所述行走系统上的塔架、设置在所述塔架上的钻机平台、设置在所述钻机平台上的动力盘、贯穿所述动力盘设置的钻杆、设置在所述钻杆一端的注浆器、与所述注浆器连接的泥浆循环系统、设置在所述钻杆另一端的钻头、设置在所述钻杆上的切土导向护筒。
具体地,所述动力盘包括与所述动力盘连接的动力盘动力系统、动力盘外壳、设置在所述动力盘外壳外侧的传动轴密封轴套、设置在所述动力盘外壳内的横置螺旋齿轴、设置在所述横置螺旋齿轴之间的齿轮摆盘、设置在所述齿轮摆盘中部的传动钻杆轴孔、设置在所述横置螺旋齿轴端部的齿轴固定及轴承装置。
具体地,所述钻杆包括设置在所述钻杆两侧的钻杆接头、设置在所述钻杆接头上的接头法兰盘、设置在所述接头法兰盘上的接头螺丝孔、设置在所述接头法兰盘内的抗扭垫块。
具体地,所述钻头的形状为勒洛三角形。
具体地,所述钻头设置在所述钻杆另一端端部,所述钻头包括钻头支架、设置在所述钻头支架上的切土刀片和切土刀头、设置在所述切土刀片上的切土刀口。
具体地,所述切土导向护筒设置在所述钻杆上,所述切土导向护筒包括护筒外壁、设置在所述护筒外壁内的转盘、设置在所述转盘上的转盘支架、设置在所述护筒外壁上的转盘滑道、设置在所述护筒外壁一侧的护筒内侧加固件、与所述护筒内侧加固件相邻设置的护筒切土刀片。
具体地,所述塔架包括与所述注浆器连接的卷扬机钢丝绳。
具体地,所述钻机平台包括设置在所述钻机平台上的钻机操作台。
具体地,所述泥浆循环系统包括与所述注浆器连接的泥浆泵。
具体地,所述行走系统为步履式行走系统。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
设备操作步骤少,容易掌握,更换不同钻头后可适用于几乎所有土层的灌注桩施工,成孔过程中不间断钻进,所成孔壁完整;可连续作业,生产效率高,不受场地条件限制;可成正方形桩孔,减少桩截面尺寸,提高单桩承载力和减小桩间距。
用于建筑、桥梁基础工程的灌注桩墙施工的一种新的成孔钻机,该钻机成桩孔形状为正方形,相对于圆形钻孔灌注桩提高了单桩承载力,减小了桩的间距和基础承台的尺寸,降低了建筑基础工程的造价。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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灌注方桩钻机的主视图;
图2是本发明实施例提供的灌注方桩钻机的侧视图;
图3是本发明实施例提供的动力盘的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的钻杆的主视图;
图5是本发明实施例提供的钻杆的俯视图;
图6是本发明实施例提供的钻头的主视图;
图7是本发明实施例提供的切土导向护筒的主视图;
图8是本发明实施例提供的切土导向护筒的剖面图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本发明实施例提供了一种灌注方桩钻机,参见图1、图2,所述灌注方桩钻机包括行走系统1、设置在行走系统1上的塔架2、设置在塔架2上的钻机平台3、设置在钻机平台3上的动力盘4、贯穿动力盘4设置的钻杆5、设置在钻杆5一端的注浆器6、与注浆器6连接的泥浆循环系统7、设置在钻杆5另一端的钻头8、设置在钻杆5上的切土导向护筒9。
具体地,行走系统1为步履式行走系统。
具体地,塔架2包括与注浆器6连接的卷扬机钢丝绳21。
具体地,钻机平台3包括设置在钻机平台3上的钻机操作台31。
具体地,参见图3,动力盘4包括与动力盘4连接的动力盘动力系统41、动力盘外壳42、设置在动力盘外壳42外侧的传动轴密封轴套43、设置在动力盘外壳42内的横置螺旋齿轴44、设置在横置螺旋齿轴44之间的齿轮摆盘45、设置在齿轮摆盘45中部的传动钻杆轴孔46、设置在横置螺旋齿轴44端部的齿轴固定及轴承装置47。
具体地,参见图4、图5,钻杆5包括设置在钻杆5两侧的钻杆接头51、设置在钻杆接头51上的接头法兰盘52、设置在接头法兰盘52上的接头螺丝孔53、设置在接头法兰盘52内的抗扭垫块54。
具体地,泥浆循环系统7包括与注浆器6连接的泥浆泵71。泥浆循环系统7可采取正循环和反循环的方式,与现有技术中的钻孔灌注桩泥浆循环系统一样,在此不作详述。
具体地,参见图6,钻头8设置在钻杆5另一端端部,钻头8包括钻头支架81、设置在钻头支架81上的切土刀片82和切土刀头83、设置在切土刀片82上的切土刀口84。
详细地,钻头8的形状为勒洛三角形。勒洛三角形特点为:以等边三角形每个顶点为圆心,以边长为半径,在另两个顶点间作一段弧,三段弧围成的曲边三角形就是勒洛三角形(reuleaux triangle )。勒洛三角形和圆形一样是典型的定宽曲线。定宽曲线的概念:具有(类似圆的)定宽性的曲线称为定宽曲线。定宽性,几何上的理解是:将一个圆放在两条平行线中间,使之与这两平行线相切。则可以做到:无论这个圆如何运动,它还是在这两条平行线内,并且始终与这两条平行线相切。因为勒洛三角形的定宽性,所以把它放到一个正方形的孔中,它既能被“卡住”不能平移,又能自由地旋转。当然圆也有这样的性质,但是圆和正方形边界只有4个切点,而勒洛三角形在正方形上的切点范围很大,根据计算,正方形边界上勒洛三角形能相切到的范围长度是边长的√3-1≈73.2%,所以勒洛三角形钻头能钻出近似正方形的圆角正方形。
具体地,参见图7、图8,切土导向护筒9设置在钻杆5上,切土导向护筒9包括护筒外壁91、设置在护筒外壁91内的转盘92、设置在转盘92上的转盘支架93、设置在护筒外壁91上的转盘滑道94、设置在护筒外壁91一侧的护筒内侧加固件95、护筒内侧加固件95相邻设置的护筒切土刀片96。
其中,机架高15m,步履或划管式行走,使用电机或柴油机驱动液压油泵;钻机驾驶室在机架的后侧,智能化操作;机架行走或转运时,钻塔平卧在机架上,成孔时,钻塔通过液压油缸竖起,伸缩液压油缸可调整钻塔垂直度;钻塔正下方为动力转盘,传动杆一段和钻杆连接,一段连接泥浆循环系统,并用卷扬机吊起,传动杆成正方形,成孔后由机架上的卷扬机负责提升钻杆和传动杆。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
设备操作步骤少,容易掌握,更换不同钻头后可适用于几乎所有土层的灌注桩施工,成孔过程中不间断钻进,所成孔壁完整;可连续作业,生产效率高,不受场地条件限制;可成正方形桩孔,减少桩截面尺寸,提高单桩承载力和减小桩间距。
用于建筑、桥梁基础工程的灌注桩墙施工的一种新的成孔钻机,该钻机成桩孔形状为正方形,相对于圆形钻孔灌注桩提高了单桩承载力,减小了桩的间距和基础承台的尺寸,降低了建筑基础工程的造价。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灌注方桩钻机,其特征在于,所述灌注方桩钻机包括行走系统、设置在所述行走系统上的塔架、设置在所述塔架上的钻机平台、设置在所述钻机平台上的动力盘、贯穿所述动力盘设置的钻杆、设置在所述钻杆一端的注浆器、与所述注浆器连接的泥浆循环系统、设置在所述钻杆另一端的钻头、设置在所述钻杆上的切土导向护筒。
2.根据权利要求1所述的灌注方桩钻机,其特征在于,所述动力盘包括与所述动力盘连接的动力盘动力系统、动力盘外壳、设置在所述动力盘外壳外侧的传动轴密封轴套、设置在所述动力盘外壳内的横置螺旋齿轴、设置在所述横置螺旋齿轴之间的齿轮摆盘、设置在所述齿轮摆盘中部的传动钻杆轴孔、设置在所述横置螺旋齿轴端部的齿轴固定及轴承装置。
3.根据权利要求1所述的灌注方桩钻机,其特征在于,所述钻杆包括设置在所述钻杆两侧的钻杆接头、设置在所述钻杆接头上的接头法兰盘、设置在所述接头法兰盘上的接头螺丝孔、设置在所述接头法兰盘内的抗扭垫块。
4.根据权利要求1所述的灌注方桩钻机,其特征在于,所述钻头的形状为勒洛三角形。
5.根据权利要求1或4所述的灌注方桩钻机,其特征在于,所述钻头设置在所述钻杆另一端端部,所述钻头包括钻头支架、设置在所述钻头支架上的切土刀片和切土刀头、设置在所述切土刀片上的切土刀口。
6.根据权利要求1所述的灌注方桩钻机,其特征在于,所述切土导向护筒设置在所述钻杆上,所述切土导向护筒包括护筒外壁、设置在所述护筒外壁内的转盘、设置在所述转盘上的转盘支架、设置在所述护筒外壁上的转盘滑道、设置在所述护筒外壁一侧的护筒内侧加固件、与所述护筒内侧加固件相邻设置的护筒切土刀片。
7.根据权利要求1所述的灌注方桩钻机,其特征在于,所述塔架包括与所述注浆器连接的卷扬机钢丝绳。
8.根据权利要求1所述的灌注方桩钻机,其特征在于,所述钻机平台包括设置在所述钻机平台上的钻机操作台。
9.根据权利要求1所述的灌注方桩钻机,其特征在于,所述泥浆循环系统包括与所述注浆器连接的泥浆泵。
10.根据权利要求1所述的灌注方桩钻机,其特征在于,所述行走系统为步履式行走系统。
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