CN105156046A - 一种带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机及钻杆拆接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机及钻杆拆接方法，包括纵向并列布置的二个塔架，各塔架上有旋转头，塔架及加压系统安装在塔架滑动架上，塔架滑动架下分别有上底架、下底架及支撑腿，下置式多功能大扭矩钻机传动装置及动力系统安装在上底架上，下底架前后有横向位移机构，上下底架之间有纵移油缸。工作中当需加长钻杆时，通过油缸驱动塔架滑动架相对于上底架纵向位移，再将加长钻杆对准并接在已钻入地下的钻杆上端，启动主动力系统及加压系统深桩钻进，拆除钻杆方法与加长钻杆方法相反。本双塔架、双钻杆及塔架滑动架结构，简化了深桩制做难度，当塔架30米高时，可制60米深桩，降低了劳动强度及成本，提高施工效率且不用吊车。

Description

一种带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机及钻杆拆接方法

技术领域

本发明涉及一种带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机及钻杆拆接方法，具体为基本建设行业建筑基础的成桩施工所需的深桩搅拌钻机，以及加接钻杆的拆接施工方法。属建筑行业基础施工机械设备技术领域。

背景技术

基本建设行业软土地基的加固处理是提高地基承载力及精确控制沉降量的重要措施，现有的深桩搅拌钻机,受塔架高度等因素制约,最多只能加工30米深搅拌桩,如若要加工超过30米以上的深桩时,需采用接钻杆方法，进一步加深搅拌桩，但由于既有钻杆是长而粗重结构，采用外部吊装机械加长钻杆（或者是拆卸已成桩后的加长钻杆）时，需用大型吊车,这种外配施工机械施工时不足之处是：需要多方指挥与配合，对接时相对困难、需增加施工时安全平稳的吊装场地，增加了接杆或拆杆时间,因此施工效率相对低下,施工成本高且需要更多的安全防患措施。

本案申请人已获授权的中国实用新型专利《下置式多功能大扭矩钻机传动装置》（申请号：201410129983.9）所公开的，包括一套（或两套）动力系统，由两个水平输入轴，通过换向圆锥齿轮换向，把动力传给三环减速器的垂直输入曲轴，三环减速器中空的低速输出轴内有花键槽，上下端固定有钻杆补心套，带动插入其中带有花键的钻杆，以完成旋转运动。

一种自带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机，尤其是与大扭矩钻机匹配的自带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机，未见于现有专利或公开文献中报道。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术所述问题，设计一种带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机及钻杆拆接方法，包括纵向并列布置的二个塔架，每一塔架上安装有旋转头及加压系统，旋转头下有钻杆，塔架及加压系统安装在塔架滑动架上，塔架滑动架下分别有上底架及支撑腿、下底架，所述下底架前后端的下部有横向位移机构，上、下底架之间有油缸驱动纵向位移，还有下置式多功能大扭矩钻机传动装置（是本申请人已获授权专利CN201420156772.X）及动力系统安装在上底架上。工作中，当需要加长钻杆时，通过油缸驱动塔架滑动架相对上底架纵向位移，再将加长钻杆对准并接在已钻入地下的钻杆的上端，再启动主动力系统及加压系统继续进行深桩钻进，拆除钻杆方法与加长钻杆方法相反。本双塔架,双钻杆及塔架滑动架结构,大大简化了深桩制做难度,当塔架30米高时,即可制做60米深桩，大大降低劳动强度,提高施工效率,且不用吊车,降低了施工成本。

本发明的技术方案是：一种带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机，包括：塔架A（6）、上底架（11）、下底架（12）、钻杆A（8）、钻头（14）、旋转头A（7）、下置式多功能大扭矩钻机传动装置（9）、加压系统A（5）、横向位移机构（13）、上下底架纵移油缸（17）和支撑腿（18）；所述塔架A（6）上安装有旋转头A（7），所述旋转头A（7）的下端连接有钻杆A（8），所述钻杆A（8）的下端连接有钻头（14）；所述下置式多功能大扭矩钻机传动装置（9）包括：电动机（15）、离合器、变速器、短传动轴、正反档箱、高分箱、带圆锥齿轮的水平输入轴和带有二垂直输入曲轴的三环减速器，所述三环减速器的中空低速输出轴内有花键槽，所述花键驱动钻杆A（8）及钻头（14）旋转；所述横向位移机构（13）是通过液压油缸驱动搅拌钻机左右移动装置；所述下置式多功能大扭矩钻机传动装置（9）安装在上底架（11）上部，所述上下底架纵移油缸（17）位于上底架（11）和下底架（12）之间，用于实现上底架（11）和下底架（12）之间的纵向前后位移；所述支撑腿（18）安装在上底架（11）前后端的四角；所述横向位移机构（13）安装在下底架（12）的前后端下部，所述上底架（11）安装在下底架（12）的上部；其特征在于：

所述带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机还包括：塔架B（2）、旋转头B（1）、钻杆B（3）、加压系统B（4）、塔架滑动架（10）和纵向安装有塔架滑动架纵移油缸（16）；

所述上底架（11）的上部是塔架滑动架（10），所述塔架滑动架（10）下部与上底架（11）的上部之间安装有塔架滑动架纵移油缸（16），用于驱动塔架滑动架（10）与上底架（11）之间的纵向前后位移；

所述塔架A（6）与塔架B（2）沿纵向并列固连在塔架滑动架（10）上部；

所述塔架B（2）上安装有旋转头B（1），所述旋转头B（2）的下端连接有钻杆B（3）；

所述塔架A（6）与塔架滑动架（10）之间，安装有加压系统A（5），所述塔架B（2）与塔架滑动架（10）之间，安装有加压系统B（4），所述加压系统A（5）和加压系统B（4）均是用于驱动钻头（14）下降或上升装置。

一种采用如上所述带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机的钻杆拆接方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

⑴通过纵向前后位移结合横向左右位移操作,使所述自带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机到达预定桩位,使钻杆A（8）与钻头（14）对接；

⑵开启电动机（15）并驱动下置式多功能大扭矩钻机传动装置（9）中的各部件，使钻头（14）转动，再开启加压系统A（5），使钻头（14）向下钻进，当钻杆A（8）下钻到位时,关闭电动机（15）及关闭加压系统A（5）；

⑶脱开钻杆A（8）上端的旋转头A（7）,开启塔架滑动架纵移油缸（16），驱动塔架滑动架（10）相对于上底架（11）在纵向前后移动,使钻杆B（3）的下端与钻杆A（8）上端对接；

⑷开启电动机（15）并驱动下置式多功能大扭矩钻机传动装置（9）中的各部件，使钻头（14）转动，再开启加压系统B（4），使钻头（14）继续向下钻进，达到设计深度后，再关闭加压系统B（4）；

⑸开启加压系统B（4）反向转动,带动钻杆B（3）上升,当钻杆B（3）升出到位后,关闭电动机（15）及加压系统B（4）；

⑹脱开钻杆B（3）下端与钻杆A（8）上端的连接,再开启塔架滑动架纵移油缸（16），驱动塔架滑动架（10）相对于上底架（11）在纵向前后移动,使旋转头A（7）对接于钻杆A（8）的上端；

⑺开启电动机（15），再反向开启加压系统A（5），使钻杆A（8）及钻头（14）向上提升出地面,即完成深桩的制做。

本发明的有益效果是：

⑴本发明通过双塔架、双钻杆及塔架滑动架的设计,大大简化了深桩制做难度,当塔架30米高时,即可制做60米深桩。

⑵采用本发明可大大降低施工时劳动强度,提高施工效率,且不用吊车,降低了施工成本。

⑶本发明的推广应用，对安全生产和提高深基坑地下连续墙、防滲墙及深基坑围幕等基础加固工程的质量和效率有着积极的意义。

附图说明

图1是本发明实施例带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机结构示意图；

图2是图1俯视图；

图3是接入加深钻杆后的深桩搅拌钻机结构示意图；

图4是图3俯视图。

图中标记：1—旋转头B，2—塔架B，3—钻杆B，4—加压系统B，5—加压系统A，6—塔架A，7—旋转头A，8—钻杆A，9—转盘，10—塔架滑动架，11—上底架，12—下底架，13—横向位移机构，14—钻头，15—主动力系统，16—塔架滑动架纵移油缸，17—上下底架纵移油缸，18—支撑腿。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

如图1～4所示，为本发明一种带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机工作在单根钻杆及工作在两根钻杆状态下的结构示意图，所述深桩搅拌钻机包括：塔架A6、塔架B2、上底架11、下底架12、钻杆A8、钻杆B3、钻头14、旋转头A7、旋转头B1、下置式多功能大扭矩钻机传动装置9、加压系统A5、加压系统B4、横向位移机构13、塔架滑动架10和塔架滑动架纵移油缸16、上下底架纵移油缸17、支撑腿18。

所述塔架A6上安装有旋转头A7，塔架B2上安装有旋转头B1，所述旋转头B2的下端连接有钻杆B3。

所述旋转头A7的下端连接有钻杆A8，所述钻杆A8的下端连接有钻头14，加压系统A5和加压系统B4均是用于驱动钻头14下降或上升的加压装置；下置式多功能大扭矩钻机传动装置9包括：电动机15、离合器、变速器、短传动轴、正反档箱、高分箱、带圆锥齿轮的水平输入轴和带有二垂直输入曲轴的三环减速器，三环减速器的中空低速输出轴内有花键槽，花键驱动钻杆A8及钻头14旋转；横向位移机构13是通过液压油缸驱动搅拌钻机左右移动装置；上下底架纵移油缸17位于上底架11和下底架12之间，用于实现上底架11和下底架12之间的纵向前后位移；下置式多功能大扭矩钻机传动装置9安装在上底架11上部，支撑腿18安装在上底架11两端的四角；横向位移机构13安装在下底架12的下部，上底架11安装在下底架12的上部。上底架11的上部是塔架滑动架10，塔架滑动架10下部与上底架11的上部之间安装有塔架滑动架纵移油缸16，用于驱动塔架滑动架10与上底架11之间的纵向前后位移。

由图1、图2可知，加压系统A5安装在塔架A6与塔架滑动架10之间，加压系统B4安装在塔架B2与塔架滑动架10之间，本实施例中，加压系统的动力驱动装置安装在塔架滑动架10的上部平面上，加压系统A5或加压系统B4均是用于驱动钻头14下降或上升装置。

参见图1，图3，塔架A6与塔架B2固连在塔架滑动架10上部，沿纵向并列安装。

工作中，本发明带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机，加长或拆缷钻杆方法如下：

⑴通过纵向前后位移结合横向左右位移操作,使所述自带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机到达预定桩位,使钻杆A8与钻头14对接。

⑵开启电动机15并驱动下置式多功能大扭矩钻机传动装置9中的各部件，使钻头14转动，再开启加压系统A5，使钻头14向下钻进，当钻杆A8下钻到位时,关闭电动机15及关闭加压系统A5。

⑶脱开钻杆A8上端的旋转头A7,开启塔架滑动架纵移油缸16，驱动塔架滑动架10相对于上底架11在纵向前后移动,使钻杆B3的下端与钻杆A8上端对接。

⑷开启电动机15并驱动下置式多功能大扭矩钻机传动装置9中的各部件，使钻头14转动，再开启加压系统B4，使钻头14继续向下钻进，达到设计深度后，再关闭加压系统B4。

⑸开启加压系统B4反向转动,带动钻杆B3上升,当钻杆B3升出到位后,关闭电动机15及加压系统B4。

⑹脱开钻杆B3下端与钻杆A8上端的连接,再开启塔架滑动架纵移油缸16，驱动塔架滑动架10相对于上底架11在纵向前后移动,使旋转头A7对接于钻杆A8的上端。

⑺开启电动机15，再反向开启加压系统A5，使钻杆A8及钻头14向上提升出地面,即完成深桩的制做。

本发明通过双塔架,双钻杆及塔架滑动架的设计,大大简化了深桩制做难度,当塔架30米时,即可制做60米深桩。大大降低劳动强度,提高施工效率,且不用吊车,降低了施工成本。行走可以是液压步履,可以是回转系统,也可以履带行走。它的推广应用，对安全生产和提高深基坑地下连续墙、防滲墙及深基坑围幕等基础加固工程的质量和效率有着积极的意义。

以上仅为本发明的实施例，但并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (2)

1.一种带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机，包括：塔架A（6）、上底架（11）、下底架（12）、钻杆A（8）、钻头（14）、旋转头A（7）、下置式多功能大扭矩钻机传动装置（9）、加压系统A（5）、横向位移机构（13）、上下底架纵移油缸（17）和支撑腿（18）；所述塔架A（6）上安装有旋转头A（7），所述旋转头A（7）的下端连接有钻杆A（8），所述钻杆A（8）的下端连接有钻头（14）；所述下置式多功能大扭矩钻机传动装置（9）包括：电动机（15）、离合器、变速器、短传动轴、正反档箱、高分箱、带圆锥齿轮的水平输入轴和带有二垂直输入曲轴的三环减速器，所述三环减速器的中空低速输出轴内有花键槽，所述花键驱动钻杆A（8）及钻头（14）旋转；所述横向位移机构（13）是通过液压油缸驱动搅拌钻机左右移动装置；所述下置式多功能大扭矩钻机传动装置（9）安装在上底架（11）上部，所述上下底架纵移油缸（17）位于上底架（11）和下底架（12）之间，用于实现上底架（11）和下底架（12）之间的纵向前后位移；所述支撑腿（18）安装在上底架（11）前后端的四角；所述横向位移机构（13）安装在下底架（12）的前后端下部，所述上底架（11）安装在下底架（12）的上部；其特征在于：

所述带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机还包括：塔架B（2）、旋转头B（1）、钻杆B（3）、加压系统B（4）、塔架滑动架（10）和纵向安装有塔架滑动架纵移油缸（16）；

所述上底架（11）的上部是塔架滑动架（10），所述塔架滑动架（10）下部与上底架（11）的上部之间安装有塔架滑动架纵移油缸（16），用于驱动塔架滑动架（10）与上底架（11）之间的纵向前后位移；

所述塔架A（6）与塔架B（2）沿纵向并列固连在塔架滑动架（10）上部；

所述塔架B（2）上安装有旋转头B（1），所述旋转头B（2）的下端连接有钻杆B（3）；

所述塔架A（6）与塔架滑动架（10）之间，安装有加压系统A（5），所述塔架B（2）与塔架滑动架（10）之间，安装有加压系统B（4），所述加压系统A（5）和加压系统B（4）均是用于驱动钻头（14）下降或上升装置。

2.一种采用如权利要求1所述的带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机的钻杆拆接方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

⑴通过纵向前后位移结合横向左右位移操作,使所述自带拆接钻杆装置的深桩搅拌钻机到达预定桩位,使钻杆A（8）与钻头（14）对接；

⑵开启电动机（15）并驱动下置式多功能大扭矩钻机传动装置（9）中的各部件，使钻头（14）转动，再开启加压系统A（5），使钻头（14）向下钻进，当钻杆A（8）下钻到位时,关闭电动机（15）及关闭加压系统A（5）；

⑶脱开钻杆A（8）上端的旋转头A（7）,开启塔架滑动架纵移油缸（16），驱动塔架滑动架（10）相对于上底架（11）在纵向前后移动,使钻杆B（3）的下端与钻杆A（8）上端对接；

⑷开启电动机（15）并驱动下置式多功能大扭矩钻机传动装置（9）中的各部件，使钻头（14）转动，再开启加压系统B（4），使钻头（14）继续向下钻进，达到设计深度后，再关闭加压系统B（4）；

⑸开启加压系统B（4）反向转动,带动钻杆B（3）上升,当钻杆B（3）升出到位后,关闭电动机（15）及加压系统B（4）；

⑹脱开钻杆B（3）下端与钻杆A（8）上端的连接,再开启塔架滑动架纵移油缸（16），驱动塔架滑动架（10）相对于上底架（11）在纵向前后移动,使旋转头A（7）对接于钻杆A（8）的上端；

⑺开启电动机（15），再反向开启加压系统A（5），使钻杆A（8）及钻头（14）向上提升出地面,即完成深桩的制做。