CN107653884B - 砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置及其施工方法,该装置包括预埋钢板和导向筒,预埋钢板滑动连接有移动板,圆盘的顶端设有机械臂,机械臂的端部设有匹配框,匹配框中设有卡紧架,卡紧架中设有定位筒,定位筒的内壁处设有限位装置,限位装置固定导向筒。该施工方法包括如下步骤:(a)钢护筒制作;(b)施工地基整平;(c)钢护筒设置位置放样;(d)钢护筒设置位置初步定位;(e)钢护筒设置位置精准定位;(f)第一个钢护筒设置点处打设钢护筒;(g)对剩余的钢护筒设置点处打设钢护筒。本发明能保证钢护筒在打设过程中始终保持垂直,同时可防止钢护筒变形,又能提高钢护筒设置的精准性,提高钢护筒施工质量。
Description
技术领域
本发明属于水利水电工程技术领域,具体涉及砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置及其施工方法。
背景技术
水利水电工程水闸泵站等结构建筑物一般在江河堤防处施工,大多数采用钻孔灌注桩进行基础处理,在地面以下难免会遇到多年前用于防冲加固的块石层,以前的解决办法往往是在现有设备情况下,延长工作时间,增加工程投入,既增加了工期和施工成本,又难以保证工程质量。
钱塘江边水闸泵站基础地质常以粉砂土及粉质粘土为主,灌注桩施工一般选用回旋钻正循环钻孔的方式更经济合理,一旦遇到块石层的埋深较大后(甚至多达12米),产生难以钻进、塌孔等问题将不可避免。针对难以钻进、塌孔等问题,现有技术采用钢护筒预处理块石层的技术方法,加快了施工进度,保证了施工质量,产生了明显的经济效益和社会效益,同时采用钢护筒可以适应不同深度的块石层,能有效提高后期钻孔时四周孔壁的稳定,减少塌孔几率。但是现有技术在设置钢护筒时,直接采用振动锤将钢护筒打入到施工地基中,因地下土体分布的差异性,造成钢护筒四周受力并不均匀,容易产生倾斜,造成钢护筒重新设置。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题,提供砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置及其施工方法,能保证钢护筒在打设过程中始终保持垂直,不受地下土体分布的差异性的影响,避免钢护筒重新设置,同时可防止钢护筒变形,又能提高钢护筒设置的精准性,提高钢护筒施工质量,而且能连续进行钢护筒设置,提高钢护筒施工效率,产生明显的经济效益和社会效益。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置,其特征在于:包括预埋钢板和导向筒,预埋钢板滑动连接有移动板,移动板设有支撑架,支撑架设有转动装置,转动装置设于移动板的顶面处,转动装置设有转轴,转轴转动连接有圆盘,支撑架的顶部设有调平杆,调平杆的顶端设有转动壳体,圆盘转动连接于转动壳体中,圆盘的顶端设有机械臂,机械臂的端部设有匹配框,匹配框中设有卡紧架,卡紧架中设有定位筒,定位筒的内壁处焊接有至少四个限位装置,限位装置均匀设于定位筒的内壁处,限位装置包括圆弧板,圆弧板焊接于定位筒的内壁处,圆弧板的内壁处焊接有安装板,安装板之间固定连接有固定板,固定板固定导向筒。
进一步,预埋钢板上设有导轨,移动板的底部设有滑块,滑块滑动连接于导轨上。
进一步,固定板的侧面设有垫层。
砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置的施工方法,其特征在于包括如下步骤:
(a)钢护筒制作;
(b)施工地基整平;
(c)钢护筒设置位置放样:根据设计图纸钢护筒的设置位置,先在施工地基处横向拉出参考线,相邻两根横向的参考线平行设置,再在施工地基处竖向拉出参考线,相邻两根竖向的参考线平行设置,竖向的参考线与横向的参考线相交的点作为钢护筒设置点,然后用石灰粉在钢护筒设置点处做上标记;
(d)钢护筒设置位置初步定位:先沿着竖向的参考线方向将预埋钢板铺设到施工地基上,再在预埋钢板拧入螺栓,并将螺栓拧入到施工地基中,再将移动板滑入到预埋钢板上,然后将匹配框处的机械臂与圆盘进行焊接固定,再在匹配框中放入定位筒,然后在匹配框处滑入卡紧架,并将卡紧架卡紧定位筒,再将固定板与安装板之间的螺丝拧松,然后根据钢护筒的外径选择相匹配的导向筒,并将导向筒从上往下放入到限位装置之间,再将固定板紧贴导向筒的侧面,并拧紧螺丝,将导向筒初步定位到钢护筒设置位置;
(e)钢护筒设置位置精准定位:先在导向筒的顶端套入盖板,盖板的中心位置处设置通孔,再在通孔中通入导向杆,接着转动圆盘,在机械臂的转动作用下,使得匹配框中的导向筒偏转,将导向杆调整到竖向的参考线上,再固定转动装置上的转轴,然后将移动板在预埋钢板上移动,将导向杆调整到第一个钢护筒设置点处,然后拖住匹配框,敲击定位筒的顶端,将定位筒设置到施工地基上,然后拆除盖板及导向杆;
(f)第一个钢护筒设置点处打设钢护筒:先根据钢护筒埋入施工地基中的长度,再根据导向筒的总长,在第一个钢护筒的侧面标记打设高度,再将振动锤安装到履带吊上,接着采用振动锤两侧的钢丝绳将钢护筒起吊,将钢护筒保持竖直状态,再操控夹具固定钢护筒,然后履带吊起吊钢护筒至导向筒的正上方,再将钢护筒匀速套入到导向筒中,然后开启振动锤,并逐步放松履带吊上的钢丝绳,将钢护筒垂直打入到施工地基中,钢护筒处设置的打设高度与导向筒的顶面齐平时,停止振动锤振动,移开振动锤,再移出卡紧架,同时拆除在转轴处拆除转动壳体和圆盘,并将匹配框从钢护筒处向上移出,然后将固定板与安装板之间的螺丝拧松,将定位筒从钢护筒处向上移出;
(g)将移动板在预埋钢板上移动,按照步骤(d)、步骤(e)和步骤(f),对剩余的钢护筒设置点处打设钢护筒。
进一步,步骤(a)具体为选择设计厚度的钢板,钢板厚度不小于15mm,再对钢板进行卷制,然后在卷制成型的钢护筒的底部焊接穿透板,穿透板的高度在30-40cm。
进一步,步骤(f)中,在第一个钢护筒的侧面弹设墨线,完成第一个钢护筒的侧面标记工作。
本发明由于采用了上述技术方案,具有以下有益效果:
本发明在设置钢护筒前,采用竖向的参考线与横向的参考线相交的点作为钢护筒设置点,然后用石灰粉在钢护筒设置点处做上标记,使得钢护筒设置点均匀分布,便于后期钢护筒设置。
本发明采用钢护筒设置位置初步定位和钢护筒设置位置精准定位,其中钢护筒设置位置初步定位主要是将钢护筒初步设置到钢护筒设置区域范围中,然后进行钢护筒设置位置精准定位,转动圆盘,在机械臂的转动作用下,使得匹配框中的导向筒偏转,将导向杆调整到竖向的参考线上,再固定转动装置上的转轴,然后将移动板在预埋钢板上移动,将导向杆调整到第一个钢护筒设置点处,通过两次定位,可将导向筒的中心点与钢护筒设置点重合,能提高钢护筒设置的精准性,提高钢护筒施工质量。
本发明将固定板与安装板之间的螺丝拧松,然后根据钢护筒的外径选择相匹配的导向筒,并将导向筒从上往下放入到限位装置之间,再将固定板紧贴导向筒的侧面,并拧紧螺丝,将导向筒初步定位到钢护筒设置位置,这样可根据钢护筒的尺寸,设置相应的导向筒,增加使用范围。
本发明将钢护筒匀速套入到导向筒中,然后开启振动锤,并逐步放松履带吊上的钢丝绳,将钢护筒垂直打入到施工地基中,钢护筒处设置的打设高度与导向筒的顶面齐平时,停止振动锤振动,在设置钢护筒时,钢护筒始终处于导向筒中,由于导向筒垂直向下设置,导向筒对钢护筒设置时起到导向作用,能保证钢护筒在打设过程中始终保持垂直,不受地下土体分布的差异性的影响,避免钢护筒重新设置。而且导向筒对钢护筒起到支撑保护作用,可防止钢护筒变形。
本发明将移动板在预埋钢板上移动,按照步骤(d)、步骤(e)和步骤(f),对剩余的钢护筒设置点处打设钢护筒,能连续进行钢护筒设置,提高钢护筒施工效率。
综合上述,本发明能保证钢护筒在打设过程中始终保持垂直,不受地下土体分布的差异性的影响,避免钢护筒重新设置,同时可防止钢护筒变形,又能提高钢护筒设置的精准性,提高钢护筒施工质量,而且能连续进行钢护筒设置,提高钢护筒施工效率,产生明显的经济效益和社会效益。同时本发明结构简单,拆装方便,易控制,所用措施材料采用能重复使用的绿色建材,有利于节约材料、环境保护。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明中砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置的结构示意图;
图2为图1的俯视图;
图3为本发明中限位装置在定位筒的内壁处分布的结构示意图;
图4为本发明中限位装置的结构示意图;
图5为本发明中转轴与圆盘转动连接的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图5所示,为本发明砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置,包括预埋钢板1和导向筒20,预埋钢板1滑动连接有移动板2,预埋钢板1上设有导轨18,移动板2的底部设有滑块19,滑块19滑动连接于导轨18上。移动板2设有支撑架3,支撑架3设有转动装置4,转动装置4设于移动板2的顶面处,转动装置4设有转轴5,转轴5转动连接有圆盘6。支撑架3的顶部设有调平杆7,调平杆7的顶端设有转动壳体8,圆盘6转动连接于转动壳体8中,调平杆7对转动壳体8进行支撑调平作用,保证圆盘6顺利地在壳体8中转动。
圆盘6的顶端设有机械臂9,机械臂9的端部设有匹配框10,匹配框10中设有卡紧架11,卡紧架11中设有定位筒12,定位筒12的内壁处焊接有至少四个限位装置13,限位装置13均匀设于定位筒12的内壁处。限位装置13包括圆弧板14,圆弧板14焊接于定位筒12的内壁处,圆弧板14的内壁处焊接有安装板15,安装板15之间固定连接有固定板16,固定板16固定导向筒20。固定板16的侧面设有垫层17,增加固定板16与导向筒20之间的摩擦力。
砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置的施工方法,包括如下步骤:
(a)钢护筒制作:选择设计厚度的钢板,钢板厚度不小于15mm,保证钢护筒具备足够的强度和刚度。再对钢板进行卷制,然后在卷制成型的钢护筒的底部焊接穿透板,穿透板的高度在30-40cm,使得钢护筒能快速穿透到施工地基中。
(b)将施工地基处的大石块及垃圾清除,再回填土壤,然后采用挖掘机将施工地基整平。
(c)钢护筒设置位置放样:根据设计图纸钢护筒的设置位置,先在施工地基处横向拉出参考线,相邻两根横向的参考线平行设置。再在施工地基处竖向拉出参考线,相邻两根竖向的参考线平行设置。竖向的参考线与横向的参考线相交的点作为钢护筒设置点,然后用石灰粉在钢护筒设置点处做上标记。
(d)钢护筒设置位置初步定位:先沿着竖向的参考线方向将预埋钢板1铺设到施工地基上,再在预埋钢板1拧入螺栓,并将螺栓拧入到施工地基中。再将移动板2滑入到预埋钢板1上,然后将匹配框10处的机械臂9与圆盘6进行焊接固定,再在匹配框10中放入定位筒12,然后在匹配框10处滑入卡紧架11,并将卡紧架11卡紧定位筒12。再将固定板16与安装板15之间的螺丝拧松,然后根据钢护筒的外径选择相匹配的导向筒20,并将导向筒20从上往下放入到限位装置13之间,再将固定板16紧贴导向筒20的侧面,并拧紧螺丝,将导向筒20初步定位到钢护筒设置位置。
(e)钢护筒设置位置精准定位:先在导向筒20的顶端套入盖板,盖板的中心位置处设置通孔,再在通孔中通入导向杆。接着转动圆盘6,在机械臂9的转动作用下,使得匹配框10中的导向筒20偏转,将导向杆调整到竖向的参考线上,再固定转动装置4上的转轴5。然后将移动板2在预埋钢板1上移动,将导向杆调整到第一个钢护筒设置点处,然后拖住匹配框10,敲击定位筒12的顶端,将定位筒12设置到施工地基上,然后拆除盖板及导向杆。
(f)第一个钢护筒设置点处打设钢护筒:先根据钢护筒埋入施工地基中的长度,再根据导向筒20的总长,在第一个钢护筒的侧面标记打设高度。在第一个钢护筒的侧面弹设墨线,完成第一个钢护筒的侧面标记工作。再将振动锤安装到履带吊上,接着采用振动锤两侧的钢丝绳将钢护筒起吊,将钢护筒保持竖直状态,再操控夹具固定钢护筒,然后履带吊起吊钢护筒至导向筒20的正上方,再将钢护筒匀速套入到导向筒20中。然后开启振动锤,并逐步放松履带吊上的钢丝绳,将钢护筒垂直打入到施工地基中,钢护筒处设置的打设高度与导向筒20的顶面齐平时,停止振动锤振动,移开振动锤,再移出卡紧架11,同时拆除在转轴5处拆除转动壳体8和圆盘6,并将匹配框10从钢护筒处向上移出,然后将固定板16与安装板15之间的螺丝拧松,将定位筒12从钢护筒处向上移出。
(g)将移动板2在预埋钢板1上移动,按照步骤(d)、步骤(e)和步骤(f),对剩余的钢护筒设置点处打设钢护筒。
本发明在设置钢护筒前,采用竖向的参考线与横向的参考线相交的点作为钢护筒设置点,然后用石灰粉在钢护筒设置点处做上标记,使得钢护筒设置点均匀分布,便于后期钢护筒设置。
本发明采用钢护筒设置位置初步定位和钢护筒设置位置精准定位,其中钢护筒设置位置初步定位主要是将钢护筒初步设置到钢护筒设置区域范围中,然后进行钢护筒设置位置精准定位,转动圆盘6,在机械臂9的转动作用下,使得匹配框10中的导向筒20偏转,将导向杆调整到竖向的参考线上,再固定转动装置4上的转轴5,然后将移动板2在预埋钢板1上移动,将导向杆调整到第一个钢护筒设置点处,通过两次定位,可将导向筒20的中心点与钢护筒设置点重合,能提高钢护筒设置的精准性,提高钢护筒施工质量。
本发明将固定板16与安装板15之间的螺丝拧松,然后根据钢护筒的外径选择相匹配的导向筒20,并将导向筒20从上往下放入到限位装置13之间,再将固定板16紧贴导向筒20的侧面,并拧紧螺丝,将导向筒20初步定位到钢护筒设置位置,这样可根据钢护筒的尺寸,设置相应的导向筒20,增加使用范围。
本发明将钢护筒匀速套入到导向筒20中,然后开启振动锤,并逐步放松履带吊上的钢丝绳,将钢护筒垂直打入到施工地基中,钢护筒处设置的打设高度与导向筒20的顶面齐平时,停止振动锤振动,在设置钢护筒时,钢护筒始终处于导向筒20中,由于导向筒20垂直向下设置,导向筒20对钢护筒设置时起到导向作用,能保证钢护筒在打设过程中始终保持垂直,不受地下土体分布的差异性的影响,避免钢护筒重新设置。而且导向筒20对钢护筒起到支撑保护作用,可防止钢护筒变形。
本发明将移动板2在预埋钢板1上移动,按照步骤(d)、步骤(e)和步骤(f),对剩余的钢护筒设置点处打设钢护筒,能连续进行钢护筒设置,提高钢护筒施工效率。
综合上述,本发明能保证钢护筒在打设过程中始终保持垂直,不受地下土体分布的差异性的影响,避免钢护筒重新设置,同时可防止钢护筒变形,又能提高钢护筒设置的精准性,提高钢护筒施工质量,而且能连续进行钢护筒设置,提高钢护筒施工效率,产生明显的经济效益和社会效益。同时本发明结构简单,拆装方便,易控制,所用措施材料采用能重复使用的绿色建材,有利于节约材料、环境保护。
以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出的简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (4)
1.砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置,其特征在于:包括预埋钢板和导向筒,所述预埋钢板滑动连接有移动板,所述移动板设有支撑架,所述支撑架设有转动装置,所述转动装置设于所述移动板的顶面处,所述转动装置设有转轴,所述转轴转动连接有圆盘,所述支撑架的顶部设有调平杆,所述调平杆的顶端设有转动壳体,所述圆盘转动连接于所述转动壳体中,所述圆盘的顶端设有机械臂,所述机械臂的端部设有匹配框,所述匹配框中设有卡紧架,所述卡紧架中设有定位筒,所述定位筒的内壁处焊接有至少四个限位装置,所述限位装置均匀设于所述定位筒的内壁处,所述限位装置包括圆弧板,所述圆弧板焊接于所述定位筒的内壁处,所述圆弧板的内壁处焊接有安装板,所述安装板之间固定连接有固定板,所述固定板固定所述导向筒,所述预埋钢板上设有导轨,所述移动板的底部设有滑块,所述滑块滑动连接于所述导轨上。
2.根据权利要求1所述的砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置,其特征在于:所述固定板的侧面设有垫层。
3.基于权利要求1所述的砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置的施工方法,其特征在于包括如下步骤:
(a)钢护筒制作:选择设计厚度的钢板,钢板厚度不小于15mm,再对钢板进行卷制,然后在卷制成型的钢护筒的底部焊接穿透板,穿透板的高度在30-40cm;
(b)施工地基整平;
(c)钢护筒设置位置放样:根据设计图纸钢护筒的设置位置,先在施工地基处横向拉出参考线,相邻两根横向的参考线平行设置,再在施工地基处竖向拉出参考线,相邻两根竖向的参考线平行设置,竖向的参考线与横向的参考线相交的点作为钢护筒设置点,然后用石灰粉在钢护筒设置点处做上标记;
(d)钢护筒设置位置初步定位:先沿着竖向的参考线方向将预埋钢板铺设到施工地基上,再在预埋钢板拧入螺栓,并将螺栓拧入到施工地基中,再将移动板滑入到预埋钢板上,然后将匹配框处的机械臂与圆盘进行焊接固定,再在匹配框中放入定位筒,然后在匹配框处滑入卡紧架,并将卡紧架卡紧定位筒,再将固定板与安装板之间的螺丝拧松,然后根据钢护筒的外径选择相匹配的导向筒,并将导向筒从上往下放入到限位装置之间,再将固定板紧贴导向筒的侧面,并拧紧螺丝,将导向筒初步定位到钢护筒设置位置;
(e)钢护筒设置位置精准定位:先在导向筒的顶端套入盖板,盖板的中心位置处设置通孔,再在通孔中通入导向杆,接着转动圆盘,在机械臂的转动作用下,使得匹配框中的导向筒偏转,将导向杆调整到竖向的参考线上,再固定转动装置上的转轴,然后将移动板在预埋钢板上移动,将导向杆调整到第一个钢护筒设置点处,然后拖住匹配框,敲击定位筒的顶端,将定位筒设置到施工地基上,然后拆除盖板及导向杆;
(f)第一个钢护筒设置点处打设钢护筒:先根据钢护筒埋入施工地基中的长度,再根据导向筒的总长,在第一个钢护筒的侧面标记打设高度,再将振动锤安装到履带吊上,接着采用振动锤两侧的钢丝绳将钢护筒起吊,将钢护筒保持竖直状态,再操控夹具固定钢护筒,然后履带吊起吊钢护筒至导向筒的正上方,再将钢护筒匀速套入到导向筒中,然后开启振动锤,并逐步放松履带吊上的钢丝绳,将钢护筒垂直打入到施工地基中,钢护筒处设置的打设高度与导向筒的顶面齐平时,停止振动锤振动,移开振动锤,再移出卡紧架,同时在转轴处拆除转动壳体和圆盘,并将匹配框从钢护筒处向上移出,然后将固定板与安装板之间的螺丝拧松,将定位筒从钢护筒处向上移出;
(g)将移动板在预埋钢板上移动,按照步骤(d)、步骤(e)和步骤(f),对剩余的钢护筒设置点处打设钢护筒。
4.根据权利要求3所述的砂土地基灌注桩钻孔用钢护筒设置装置的施工方法,其特征在于:步骤(f)中,在第一个钢护筒的侧面弹设墨线,完成第一个钢护筒的侧面标记工作。
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