CN106639863A - 一种用于打卸压孔的钻孔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑技术领域,涉及一种用于打卸压孔的钻孔装置,其解决了现有钻孔装置钻孔效率低等技术问题。本钻孔装置包括:基座、抱桩单元、若干根钻臂和钻头,基座上设置有电源;抱桩单元与基座的下端相连接,且能够套设于基桩上;钻臂通过连杆一与基座相连接,且各钻臂以该基座为中心呈环形均匀分布;钻头与钻臂相连接,钻臂上设置有能够带动该钻头升降的驱动源一,驱动源一与基座上的电源相连接。本发明解决了卸压孔钻钻孔时造成的土压力不均匀释放的问题,有效地保证了钻孔精度,一次性可钻出多个卸压孔,与传统的钻孔设备相比,有效地提高了钻孔效率。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域,涉及一种用于打卸压孔的钻孔装置。
背景技术
沿海地区的软土地层分布较为广泛,在这种地层上开展的各类土建工程中,基础常采用的是桩基础。在一些进行桩基础施工后需开挖深基坑的工程中,发现在深基坑开挖时,往往会出现桩偏斜的问题,这一问题是基坑开挖时是十分普遍的。
为了解决基坑开挖时桩偏斜的问题,中国专利CN 101748735A公开了一种软土地区减少桩偏斜的基坑开挖方法,该方法的创新点主要在于,在基坑开挖前先在基桩周围挤土区内以干法钻进工艺打卸压孔,该卸压孔是垂直孔,并是依桩基的对称中心对称地打在基桩周围,卸压孔孔底低于基坑底。该方法通过在桩周挤土区打卸压孔来降低桩侧总压力,释放挤土应力,可降低桩的偏斜量。
上述专利虽然公开了通过在基桩周围打卸压孔的方式来解决桩偏斜的问题,却没有公开用于打卸压孔的设备,而用现有建筑工程中常用的钻孔机,很难保证桩基周围的卸压孔都是关于其中心对称的,并且由于需要打孔的数量较大,传统的钻孔设备钻孔效率很低。
发明内容
本发明是针对现有的技术存在的上述问题,提供一种用于打卸压孔的钻孔装置,本发明所要解决的技术问题是:如何提高本钻孔装置钻卸压孔的效率。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:
一种用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述钻孔装置包括:
基座,所述基座上设置有电源;
抱桩单元,所述抱桩单元与基座的下端相连接,且能够套设于基桩上;
若干根钻臂,所述钻臂通过连杆一与基座相连接,且各钻臂以该基座为中心呈环形均匀分布;
钻头,所述钻头与钻臂相连接,所述钻臂上设置有能够带动该钻头升降的驱动源一,所述驱动源一与基座上的电源相连接。
本钻孔装置在使用时,可通过起吊设备将整个钻孔装置吊起,使抱桩单元对准基桩,并套设于基桩上,再使钻头对准预打孔位置,慢慢将钻孔装置放下,直至钻臂的下端略微插入土内,启动钻头,同时启动驱动源一带动钻头下降进行钻孔。由于本钻孔装置设计有抱桩单元,可保证钻出来的孔均以基桩为中心均匀分布的,解决了卸压孔钻进时造成的土压力不均匀释放的问题,有效地保证了钻孔精度,此外,本钻孔装置一次性可钻出多个卸压孔,与传统的钻孔设备相比,有效地提高了钻孔效率。
在上述的一种用于打卸压孔的钻孔装置中,所述抱桩单元包括至少两组抱桩臂组件,所述抱桩臂组件包括内抱桩臂、滑杆和外抱桩臂,所述内抱桩臂的下端能够插入基桩的通孔中,所述内抱桩臂的侧面能够与基桩的内侧壁相贴靠;所述滑杆水平设置且一端固定于内抱桩臂上,所述滑杆的另一端与外抱桩臂滑动连接,所述外抱桩臂的上端与所述基座相连接,外抱桩臂的下端能够立于地面上,该外抱桩臂与内抱桩臂之间设置有动力缸一。
在将抱桩单元套设于基桩上时,可通过动力缸一的收缩,使内抱桩臂和外抱桩臂分别贴合在基桩的内壁和外壁上,利用内、外抱桩臂的多点支撑使得本钻孔装置可以保持自稳,不必另外设置固定点。
在上述的一种用于打卸压孔的钻孔装置中,所述抱桩臂组件均包括连杆二、连杆三、动力缸二和动力缸三,所述连杆二的上端铰接于基座上,所述连杆二的杆体通过动力缸三与基座相连接,所述连杆二的下端与连杆三的上端相铰接,所述外抱桩臂固定于连杆三上;所述动力缸二的活塞杆端部与连杆三的下端相铰接,动力缸二的缸体铰接于所述连杆二上。
动力缸二可通过伸缩,使各连杆三相对于连杆二相对张开或合拢,从而在工作状态及易于搬运存放的非工作状态间切换;而动力缸三可通过伸缩,调节连杆二相对于竖直方向之间的夹角大小,通过动力缸二和动力缸三的工作,当连杆二和外抱桩臂共线时,则有利于本钻孔装置的存放和搬运,而当外抱桩臂与地面垂直时,其处于工作状态。
在上述的一种用于打卸压孔的钻孔装置中,所述钻孔装置还包括动力缸四与动力缸五,所述动力缸四的两端分别与所述基座及连杆一相铰接,所述动力缸五的两端分别与所述连杆一及钻臂相铰接。
动力缸四可通过伸缩,使各钻臂相对张开或收拢,从而在工作状态或伞合的非工作状态间切换;动力缸五可通过伸缩,调节钻臂与连杆一之间的夹角大小,当钻臂与连杆一共线时,则本钻孔装置处于伞合的非工作状态,当钻臂与地面相垂直时,则钻孔装置处于工作状态。
在上述的一种用于打卸压孔的钻孔装置中,所述钻臂的上下两端均设置有链轮,两个链轮之间通过链条相连接,所述驱动源一包括固定于钻臂上的电机一,所述电机一的输出端与其中一个链轮传动连接,所述钻头与该链条相连接。
电机一正反转,可带动链轮同步转动,进而带动链条转动,最终带动钻头升降,实现钻孔。
在上述的一种用于打卸压孔的钻孔装置中,所述钻头包括供水外管、供水内管和高压喷嘴,所述供水内管竖直设置并且固定于所述链条上,所述供水外管的一端通过高压水泵与水源相连,供水外管的另一端与供水内管的上端相连接,所述高压喷嘴的上端和空心螺柱的下端连接,所述空心螺柱的上端与所述供水内管的下端通过螺纹连接连接。
水源中的水通过高压水泵后,水流被一级增压,接着水流通过高压喷嘴进行二级增压并喷出,进行破土作业,类似水切割原理;而设计有空心螺柱,方便高压喷嘴的更换。
在上述的一种用于打卸压孔的钻孔装置中,所述链条上固定有泥浆泵,所述供水内管外套设有抽水环管且两者的管壁之间形成抽水腔,所述抽水腔的上端与泥浆泵的进水口连通,所述泥浆泵出水口和排水管连通。
在进行作业后,水射流破土使得孔内残留大量的泥浆,可由泥浆泵驱动把泥浆抽出,泥浆通过排水外管输送到泥浆池中。
在上述的一种用于打卸压孔的钻孔装置中,所述钻头还包括钢管和螺旋钻,所述链条上设置有电机二,所述电机二的上端与液压泵的壳体相固连,所述钢管转动套设于所述抽水环管外且两者之间间隙配合并且密封设置,所述钢管的上端与电机二的输出端之间传动连接,所述钢管的下端与所述螺旋钻相连接,所述螺旋钻的轴向设置有连接孔,所述高压喷嘴设置在连接孔中,所述高压喷嘴的出口和螺旋钻的下端平齐,所述钢管靠近下端的侧壁上开设有排水孔,所述排水孔与所述抽水环管相连通。
电机二转动可带动螺旋钻转动,螺旋钻主要是针对遇到高压水流无法破土的坚硬泥层,进行螺旋钻和高压水流联合破土,适用范围广,效果可靠。
设计有排水孔后,泥水可通过排水孔进入抽水环管中,并由泥浆泵抽出。
在上述的一种用于打卸压孔的钻孔装置中,所述电机二的输出轴上设置有齿轮,所述钢管外壁的上端设置有齿圈,所述齿轮和齿圈啮合传动。齿轮和齿圈的啮合传动,结构简单和可靠。
在上述的一种用于打卸压孔的钻孔装置中,所述钻头还包括限位环,所述限位环的一端固定于钻臂上,所述限位环的环体套设于所述钢管的外侧,所述限位环的环体和钢管之间间隙配合,所述钻臂的下端设置有尖刺部。设计有限位环后,可防止钢管因水射流破土的振动而产生晃动,保证钻孔工作的稳定性,进而提高卸压孔的精度,尖刺部的作用是使得钻臂的下端可以插入泥土中,使得本用于打卸压孔的钻孔装置的定位更加可靠和稳定。
在上述的一种用于打卸压孔的钻孔装置中,所述动力缸一、动力缸二、动力缸三、动力缸四和动力缸五均为液压缸并且均通过液压管路和液压泵站连通
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、由于本钻孔装置设计有抱桩单元,可保证钻出来的孔均以基桩为中心均匀分布的,解决了卸压孔钻进时造成的土压力不均匀释放的问题,有效地保证了钻孔精度;
2、本钻孔装置一次性可钻出多个卸压孔,与传统的钻孔设备相比,有效地提高了钻孔效率;
3、本钻孔装置可在张开的工作状态与合拢的非工作状态间切换,方便搬运;
4、本钻孔装置采用螺旋钻和高压水流联合破土,可提高钻孔效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的局部剖视图一。
图3是本发明的局部剖视图二。
图中,1、基座;2、电源;3、抱桩单元;4、钻臂;5、钻头;6、驱动源一;7、内抱桩臂;8、滑杆;9、外抱桩臂;10、动力缸一;11、连杆二;12、连杆三;13、动力缸二;14、动力缸三;15、动力缸四;16、动力缸五;17、链条;18、电机一;19、泥浆泵;20、供水外管;21、供水内管;22、高压喷嘴;23、限位环;24、空心螺柱;25、抽水环管;26、电机二;261、齿轮;27、钢管;271、齿圈;28、螺旋钻;29、排水孔;30、连杆一;31、基桩;32、高压水泵;33、排水外管。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图3所示,一种用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述钻孔装置包括:基座1,所述基座1上设置有电源2;抱桩单元3,所述抱桩单元3与基座1的下端相连接,且能够套设于基桩31上;若干根钻臂4,所述钻臂4通过连杆一30与基座1相连接,且各钻臂4以该基座1为中心呈环形均匀分布;钻头5,所述钻头5与钻臂4相连接,所述钻臂4上设置有能够带动该钻头5升降的驱动源一6,所述驱动源一6与基座1上的电源2相连接。
具体来说,所述抱桩单元3包括至少两组抱桩臂组件,所述抱桩臂组件包括内抱桩臂7、滑杆8和外抱桩臂9,所述内抱桩臂7的下端能够插入基桩31的通孔中,所述内抱桩臂7的侧面能够与基桩31的内侧壁相贴靠;所述滑杆8水平设置且一端固定于内抱桩臂7上,所述滑杆8的另一端与外抱桩臂9滑动连接,所述外抱桩臂9的上端与所述基座1相连接,外抱桩臂9的下端能够立于地面上,该外抱桩臂9与内抱桩臂7之间设置有动力缸一10。
具体来说,所述抱桩臂组件还包括连杆二11、连杆三12、动力缸二13和动力缸三14,所述连杆二11的上端铰接于基座1上,所述连杆二11的杆体通过动力缸三14与基座1相连接,所述连杆二11的下端与连杆三12的上端相铰接,所述外抱桩臂9固定于连杆三12上;所述动力缸二13的活塞杆端部与连杆三12的下端相铰接,动力缸二13的缸体铰接于所述连杆二11上。
具体来说,所述钻孔装置还包括动力缸四15与动力缸五16,所述动力缸四15的两端分别与所述基座1及连杆一30相铰接,所述动力缸五16的两端分别与所述连杆一30及钻臂4相铰接。
具体来说,所述钻臂4的上下两端均设置有链轮,两个链轮之间通过链条17相连接,所述驱动源一6包括固定于钻臂4上的电机一18,所述电机一18的输出端与其中一个链轮传动连接,所述钻头5与该链条17相连接。
具体来说,所述钻头5包括供水外管20、供水内管21和高压喷嘴22,所述供水内管21竖直设置并且固定于所述链条17上,所述供水外管20的一端通过高压水泵32与水源相连,供水外管20的另一端与供水内管21的上端相连接,所述高压喷嘴22的上端和空心螺柱24的下端连接,所述空心螺柱24的上端与所述供水内管21的下端通过螺纹连接连接。
具体来说,所述链条17上固定有泥浆泵19,所述供水内管21外套设有抽水环管25且两者的管壁之间形成抽水腔,所述抽水腔的上端与泥浆泵19的进水口连通,所述泥浆泵19出水口和排水管33连通。
具体来说,所述钻头5还包括钢管27和螺旋钻28,所述链条17上设置有电机二26,所述电机二26的上端与液压泵19的壳体相固连,所述钢管27转动套设于所述抽水环管25外且两者之间间隙配合并且密封设置,所述钢管27的上端与电机二26的输出端之间传动连接,所述钢管27的下端与所述螺旋钻28相连接,所述螺旋钻28的轴向设置有连接孔,所述高压喷嘴22设置在连接孔中,所述高压喷嘴22的出口和螺旋钻28的下端平齐,所述钢管27靠近下端的侧壁上开设有排水孔29,所述排水孔29与所述抽水环管25相连通。
具体来说,所述电机二26的输出轴上设置有齿轮261,所述钢管27外壁的上端设置有齿圈271,所述齿轮261和齿圈271啮合传动。
具体来说,所述钻头5还包括限位环23,所述限位环23的一端固定于钻臂4上,所述限位环23的环体套设于所述钢管27的外侧,所述钻臂4的下端设置有尖刺部41。
具体来说,所述动力缸一10、动力缸二13、动力缸三14、动力缸四15和动力缸五16均为液压缸并且均通过液压管路和液压泵站连通
本发明的工作原理如下:本钻孔装置在使用时,可通过起吊设备将整个钻孔装置吊起,使抱桩单元对准基桩,并套设于基桩上,直至外抱桩臂略微插入土中,再通过动力缸一的收缩,使内抱桩臂与外抱桩臂分别换和基桩的内壁和外壁相贴靠,水流通过高压喷嘴喷出,进行破土作业,电机一转动,带动链轮同步转动,进而带动链条转动,最终带动钻头下降,开始钻孔,如遇到高压水流无法破土的坚硬泥层,进行螺旋钻和高压水流联合破土。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述钻孔装置包括:
基座(1),所述基座(1)上设置有电源(2);
抱桩单元(3),所述抱桩单元(3)与基座(1)的下端相连接,且能够套设于基桩(31)上;
若干根钻臂(4),所述钻臂(4)通过连杆一(30)与基座(1)相连接,且各钻臂(4)以该基座(1)为中心呈环形均匀分布;
钻头(5),所述钻头(5)与钻臂(4)相连接,所述钻臂(4)上设置有能够带动该钻头(5)升降的驱动源一(6),所述驱动源一(6)与基座(1)上的电源(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述抱桩单元(3)包括至少两组抱桩臂组件,所述抱桩臂组件包括内抱桩臂(7)、滑杆(8)和外抱桩臂(9),所述内抱桩臂(7)的下端能够插入基桩(31)的通孔中,所述内抱桩臂(7)的侧面能够与基桩(31)的内侧壁相贴靠;所述滑杆(8)水平设置且一端固定于内抱桩臂(7)上,所述滑杆(8)的另一端与外抱桩臂(9)滑动连接,所述外抱桩臂(9)的上端与所述基座(1)相连接,外抱桩臂(9)的下端能够立于地面上,该外抱桩臂(9)与内抱桩臂(7)之间设置有动力缸一(10)。
3.根据权利要求2所述的用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述抱桩臂组件还包括连杆二(11)、连杆三(12)、动力缸二(13)和动力缸三(14),所述连杆二(11)的上端铰接于基座(1)上,所述连杆二(11)的杆体通过动力缸三(14)与基座(1)相连接,所述连杆二(11)的下端与连杆三(12)的上端相铰接,所述外抱桩臂(9)固定于连杆三(12)上;所述动力缸二(13)的活塞杆端部与连杆三(12)的下端相铰接,动力缸二(13)的缸体铰接于所述连杆二(11)上。
4.根据权利要求3所述的用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述钻孔装置还包括动力缸四(15)与动力缸五(16),所述动力缸四(15)的两端分别与所述基座(1)及连杆一(30)相铰接,所述动力缸五(16)的两端分别与所述连杆一(30)及钻臂(4)相铰接。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述钻臂(4)的上下两端均设置有链轮,两个链轮之间通过链条(17)相连接,所述驱动源一(6)包括固定于钻臂(4)上的电机一(18),所述电机一(18)的输出端与其中一个链轮传动连接,所述钻头(5)与该链条(17)相连接。
6.根据权利要求5所述的用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述钻头(5)包括供水外管(20)、供水内管(21)和高压喷嘴(22),所述供水内管(21)竖直设置并且固定于所述链条(17)上,所述供水外管(20)的一端通过高压水泵(32)与水源相连,供水外管(20)的另一端与供水内管(21)的上端相连接,所述高压喷嘴(22)的上端和空心螺柱(24)的下端连接,所述空心螺柱(24)的上端与所述供水内管(21)的下端通过螺纹连接连接。
7.根据权利要求6所述的用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述链条(17)上固定有泥浆泵(19),所述供水内管(21)外套设有抽水环管(25)且两者的管壁之间形成抽水腔,所述抽水腔的上端与泥浆泵(19)的进水口连通,所述泥浆泵(19)出水口和排水管(33)连通。
8.根据权利要求7所述的用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述钻头(5)还包括钢管(27)和螺旋钻(28),所述链条(17)上设置有电机二(26),所述电机二(26)的上端与液压泵(19)的壳体相固连,所述钢管(27)转动套设于所述抽水环管(25)外且两者之间间隙配合并且密封设置,所述钢管(27)的上端与电机二(26)的输出端之间传动连接,所述钢管(27)的下端与所述螺旋钻(28)相连接,所述螺旋钻(28)的轴向设置有连接孔,所述高压喷嘴(22)设置在连接孔中,所述高压喷嘴(22)的出口和螺旋钻(28)的下端平齐,所述钢管(27)靠近下端的侧壁上开设有排水孔(29),所述排水孔(29)与所述抽水环管(25)相连通。
9.根据权利要求8所述的用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述电机二(26)的输出轴上设置有齿轮(261),所述钢管(27)外壁的上端设置有齿圈(271),所述齿轮(261)和齿圈(271)啮合传动。
10.根据权利要求9所述的用于打卸压孔的钻孔装置,其特征在于,所述钻头(5)还包括限位环(23),所述限位环(23)的一端固定于钻臂(4)上,所述限位环(23)的环体套设于所述钢管(27)的外侧,所述钻臂(4)的下端设置有尖刺部(41)。
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