CN105332668B - 冲孔桩卡钻处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冲孔桩卡钻处理装置，包括底盘和吊臂，底盘上设有卷扬机支座、用于放置锤头的托盘、吊臂滑轨；卷扬机支座上设有卷扬机；吊臂包括2个吊臂后段和一个吊臂前段，吊臂前段的前端设有滑轮；吊臂滑轨上设有两个滑块，两个滑块分别与2个吊臂后段铰接；吊臂前段分别与两个支撑架铰接，两个支撑架与吊臂形成三脚架结构；卷扬机上的带刻度的钢丝绳穿过吊臂上的滑轮后与锤头连接；通过调节两个滑块的相对位置和/或移动两个支撑架的位置，从而使锤头的投影处于冲孔桩内。本发明还提供一种冲孔桩卡钻处理方法。本装置和方法解决了在桩基础施工过程中，出现的卡钻现象，使施工无法正常进行的问题，确保施工的顺利进行。
Description
技术领域
本发明属于冲孔桩施工领域，具体涉及一种冲孔桩卡钻处理装置及方法。
背景技术
建筑工程中首先要进行桩基础施工，在桩基础施工中通常采用冲击钻机进行成孔作业。其原理是：将带刃角的冲击钻头提高后释放，依靠其自由下落的冲击力对其下方的地层进行切削，采用循环泥浆排出碎渣而成孔。因地质、操作等原因，进行钻孔作业的冲击钻机会发生卡钻,即冲击钻机的冲击钻头卡在已经完成钻进的桩孔内，既不能上提也不能下放，若不能及时处置，将会影响该冲孔桩的成桩质量，降低生产效率，甚至造成事故(比如桩孔的塌陷)。目前现场处置的方法为：一、潜水员人工探查后排除卡钻原因进行打捞，二、采用松动爆破。方法一耗费人力物力，而且仅适用于桩孔较大的情况；作业条件差，安全风险大。方法二需要在探明情况后，调配爆破物资和专业人员方能实施，耗时长，效率低。公开号为202117052，公开日为2012年01月18日，专利名称为一种用于机械成孔灌注桩的桩孔扩孔具的专利公开了一种冲孔桩扩孔具，用于解决冲孔桩卡钻现象，但是该装置扩大了冲孔桩的桩径，且需要重新冲孔至卡钻深度，若卡钻深度小，则处置起来难度较小，若卡钻深度大，则相当于重新成孔，其工效低、成本大。
由于冲孔桩在成孔过程中需要采用泥浆循环，在卡钻之后受孔内泥浆影响常规方法难以准确探测卡钻时钻头的姿态，在卡钻原因和钻头姿态不明的情况下，也难以采取有较强针对性的措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冲孔桩卡钻处理装置及方法，该装置解决了在桩基础施工过程中，出现的卡钻现象，使施工无法正常进行的问题；该方法可以准确快速探测钻头位置和钻头姿态，及时准确处理在桩基础施工过程中出现的卡钻现象，确保施工的顺利进行。
本发明所采用的技术方案是：一种冲孔桩卡钻处理装置，包括底盘和吊臂，底盘上设有卷扬机支座、用于放置锤头的托盘、吊臂滑轨；卷扬机支座上设有卷扬机；
所述吊臂包括2个吊臂后段和一个吊臂前段，2个吊臂后段和一个吊臂前段形成人字形吊臂，吊臂前段的前端设有滑轮；
吊臂滑轨上设有两个滑块，两个滑块分别与2个吊臂后段铰接；吊臂前段分别与两个支撑架铰接，两个支撑架与吊臂形成三脚架结构；卷扬机上的带刻度的钢丝绳穿过吊臂上的滑轮后与锤头连接；
通过调节两个滑块的相对位置和/或移动两个支撑架的位置，从而使锤头的投影处于冲孔桩内。
更进一步的方案是，所述卷扬机具有行程开关。
更进一步的方案是，所述支撑架包括支撑杆和位于支撑杆下端的固定座。
更进一步的方案是，所述锤头呈铲子形状；所述锤头质量为280-350kg。
更进一步的方案是，所述卷扬机的冲程范围为20-100cm。
更进一步的方案是，所述卷扬机的冲程范围为30-80cm。
更进一步的方案是，所述底盘下方设有行走轮，方便整个装置的移动，当不移动时，通过垫木进行固定。
本发明还提供一种采用上述冲孔桩卡钻处理装置进行冲孔桩卡钻处理的方法，包括如下步骤：
步骤一、将锤头与卷扬机上的带刻度的钢丝绳连接；调节两个滑块位置和/或移动两个支撑架，使锤头的投影处于冲孔桩内；
步骤二、卷扬机上提锤头，使钢丝绳处于张紧状态；
步骤三、将锤头以不同的位置和方位角缓慢下放(通过调节两个滑块的相对位置和/或移动两个支撑架的位置实现锤头的不同方位角和在桩孔内的不同位置)，记录锤头的位置、方位角，以及钢丝绳的刻度；
步骤四、根据步骤三记录的数据，判断有无漂石；如果有漂石，通过锤头对漂石进行击碎处理后再重复步骤二和步骤三，根据步骤三记录的数据得出冲击钻头的深度和方位角，通过锤头冲击冲孔桩内的冲击钻头，直至将冲击钻头提出冲孔桩；如果没有漂石，根据步骤三记录的数据得出冲击钻头的深度和方位角，通过锤头对冲孔桩内的冲击钻头进行冲击，直至将冲击钻头提出冲孔桩；
步骤五、上提锤头，将锤头放在托盘内。
本发明采用卷扬机带动锤头，下放至发生卡钻的冲孔桩内，利用锤头及悬吊锤头的带有刻度的钢丝绳完成对卡钻状态(位置及姿态)的探测，通过调节两个滑块的相对位置、以及移动两个支撑架，不仅能使锤头的投影始终处于冲孔桩内，而且能使锤头从不同角度，不同位置对冲孔桩内的冲击钻头进行测量，得出冲击钻头的深度和方位角，从而准确判断卡钻位置和姿态，进而准确解决卡钻问题。采用质量为280-350kg、形状为铲子形状的锤头能使冲孔桩内的冲击钻头与周边岩层脱离，便于解决卡钻问题。
本发明的有益效果在于：采用本装置和方法能完成卡钻的探测和处理，处理速度快，操作简单，便于实现。本装置结构简单、轻便，便于制造、使用和维护。本装置和方法能适应于多种地质条件和卡钻情况，适用范围广。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明冲孔桩卡钻处理装置的立式结构示意图；
图2是本发明冲孔桩卡钻处理装置的俯视结构示意图；
图3是锤头的正视结构示意图；
图4是锤头的侧视结构示意图；
图5是本发明冲孔桩卡钻处理方法的流程图。
其中：1、底盘，2、卷扬机，3、行程开关，4、卷扬机支座，6、吊臂滑轨，7、吊臂，7-1、吊臂前段，7-2、吊臂后段，8、滑轮，9、支撑架，9-1、支撑杆，9-2、固定座，10、托盘，11、冲孔桩，12、冲击钻机，13、垫木，14、行走轮，15、冲击钻头，16、锤头，17、钢丝绳，18、滑块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图4所示，一种冲孔桩卡钻处理装置，包括底盘1和吊臂7，底盘1上设有卷扬机支座4、吊臂滑轨6、用于放置锤头16的托盘10；卷扬机支座4上设有具有行程开关3的卷扬机2；
吊臂7包括2个吊臂后段7-2和一个吊臂前段7-1，2个吊臂后段7-2和一个吊臂前段7-1形成人字形吊臂，吊臂前段7-1的前端设有滑轮8；
吊臂滑轨6上设有两个滑块18，两个滑块18分别与2个吊臂后段7-2铰接；吊臂前段7-1分别与两个支撑架9铰接，两个支撑架9与吊臂7形成三脚架结构；卷扬机2上的带刻度的钢丝绳17穿过吊臂7上的滑轮8后与锤头16连接；
通过调节两个滑块18的相对位置或移动两个支撑架9的位置，或在移动两个支撑架9的位置的同时调节两个滑块18的相对位置，使锤头16的投影处于冲孔桩11内；
为了更好的移动支撑架9，所述支撑架9包括支撑杆9-1和位于支撑杆9-1下端的固定座9-2。为了方便将冲孔桩内冲击钻头提出，解决卡钻问题，采用呈铲子形状的、重量约为300kg的锤头16(锤头16的前部从后部逐渐增厚，便于将冲击钻头周围的土层铲掉)。为了方便整个装置的移动，可以在底盘1下方设行走轮14，当不移动时，通过垫木13进行固定。
本发明设置卷扬机冲程为20-100cm，最优为30-80cm，利用锤头的短程冲击，使冲击钻钻头松动，与其周边岩层脱离。本发明中的卷扬机2具有行程开关3，可以对卷扬机2的行程进行控制、调整。吊臂7铰接于滑块18上,可以绕铰接滑块为轴旋转,并可以在吊臂滑轨6范围内横移。锤头16工作时落于冲孔桩11内,非工作状态下置于托盘10上。锤头16为实心金属质地，外形尺寸约为50cm*30cm*25cm，锤头外形圆钝、光滑，在作业过程中不会出现卡阻现象。连接锤头的钢丝绳17标有刻度，可以测出锤头16下达深度。
冲击钻机12通过钢丝绳与冲击钻头15连接，冲击钻头15卡在冲孔桩11内。
参见图5，本发明还提供一种采用上述冲孔桩卡钻处理装置进行冲孔桩卡钻处理的方法，包括如下步骤：
1、调节锤头位置：将锤头与卷扬机上的带刻度的钢丝绳连接；调节两个滑块位置和/或移动两个支撑架，使锤头的投影处于冲孔桩内；
2、上提锤头：卷扬机上提锤头，使钢丝绳处于张紧状态；
3、探测深度：将锤头以不同的位置和方位角缓慢下放，记录锤头的位置、方位角，以及钢丝绳的刻度；
4、记录深度：将测量数值记录于深度值记录图中；
5、判定是否有漂石：根据步骤3中的数据、锤头下放是否存在阻滞、冲击钻头外形几何特征、结合地质条件判定是否系漂石导致卡钻；
若锤头下放过程有阻滞，循环泥浆有浮渣，测得深度值不规则，且深度值hi＜已钻进深度h-钻头高度h0时，可以认定在冲击钻头上方有漂石存在；应首先对漂石进行处置；若没有漂石，根据步骤3记录的数据得出冲击钻头的深度和方位角，通过锤头对冲孔桩内的冲击钻头进行冲击，直至将冲击钻头提出冲孔桩，卡钻处置完毕；
6、对漂石进行处置的方法为：
6.1、放松锤头：使与锤头连接的钢丝绳松弛；
6.2、冲击漂石：设置卷扬机冲程为1m，利用锤头的冲击力击碎漂石；
7、上提冲击钻头：冲击钻机上提冲击钻头，若冲击钻头顺利上提，则卡钻处置完毕；若不能，则使与锤头连接的钢丝绳处于张紧状态；
8、探测深度：将锤头以不同的位置和方位角缓慢下放，记录锤头的位置、方位角，以及钢丝绳的刻度；
9、记录深度：将测量数值记录于深度值记录图中；
10、确定冲击钻头姿态：根据步骤8测出的数据、锤头下放是否存在阻滞、冲击钻头外形几何特征、结合地质条件判定卡钻原因及得出钻头姿态；
若测得深度值基本与冲击钻头几何特点匹配，锤头下放过程无明显阻滞，深度值hi≧已钻进深度h-钻头高度h0时，则冲击钻头的卡钻部位位于冲击钻头部及以下，其原因为地下溶洞、溶腔、地质构造倾斜导致冲击钻头受力不均产生倾斜所引起的卡钻或者是掉落的岩块引起的卡钻；
11、放松锤头：使与锤头连接的钢丝绳松弛；
12、用锤头冲击：依次对应深度值最小的位置及其相邻的位置下放松锤头，设置卷扬机冲程，该冲程设置范围30cm-80cm；利用锤头的短程冲击，使冲击钻头松动，与其周边岩层脱离；
13、锤头移位：落下锤头，待钢丝绳松弛后，改变支撑架的支撑方向，调整吊臂的水平及高低，实现锤头的移位；
14、上提冲击钻头；
15、收回锤头：在锤头冲击行程向下移动、冲击钻头松动后收回锤头,将其置于托盘处，收回吊臂、支撑架并分别固定，卡钻处理完成。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种冲孔桩卡钻处理装置，其特征在于：包括底盘和吊臂，底盘上设有卷扬机支座、用于放置锤头的托盘、吊臂滑轨；卷扬机支座上设有卷扬机；
所述吊臂包括2个吊臂后段和一个吊臂前段，2个吊臂后段和一个吊臂前段形成人字形吊臂，吊臂前段的前端设有滑轮；
吊臂滑轨上设有两个滑块，两个滑块分别与2个吊臂后段铰接；吊臂前段分别与两个支撑架铰接，两个支撑架与吊臂形成三脚架结构；卷扬机上的带刻度的钢丝绳穿过吊臂上的滑轮后与锤头连接；
通过调节两个滑块的相对位置和/或移动两个支撑架的位置，从而使锤头的投影处于冲孔桩内；
所述锤头呈铲子形状；所述锤头质量为280-350kg；
所述卷扬机的冲程范围为20-100cm。
2.根据权利要求1所述的冲孔桩卡钻处理装置，其特征在于：所述卷扬机具有行程开关。
3.根据权利要求1所述的冲孔桩卡钻处理装置，其特征在于：所述支撑架包括支撑杆和位于支撑杆下端的固定座。
4.根据权利要求1所述的冲孔桩卡钻处理装置，其特征在于：所述卷扬机的冲程范围为30-80cm。
5.根据权利要求1所述的冲孔桩卡钻处理装置，其特征在于：所述底盘下方设有行走轮。
6.一种采用上述1-5中任一权利要求所述的冲孔桩卡钻处理装置进行冲孔桩卡钻处理的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、将锤头与卷扬机上的带刻度的钢丝绳连接；调节两个滑块位置和/或移动两个支撑架，使锤头的投影处于冲孔桩内；
步骤二、卷扬机上提锤头，使钢丝绳处于张紧状态；
步骤三、将锤头以不同的位置和方位角缓慢下放，记录锤头的位置、方位角，以及钢丝绳的刻度；
步骤四、根据步骤三记录的数据，判断有无漂石；如果有漂石，通过锤头对漂石进行击碎处理后再重复步骤二和步骤三，根据步骤三记录的数据得出冲击钻头的深度和方位角，通过锤头冲击冲孔桩内的冲击钻头，直至将冲击钻头提出冲孔桩；如果没有漂石，根据步骤三记录的数据得出冲击钻头的深度和方位角，通过锤头对冲孔桩内的冲击钻头进行冲击，直至将冲击钻头提出冲孔桩；
步骤五、上提锤头，将锤头放在托盘内。
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