CN107829427B - 螺旋纹水泥桩机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺旋纹水泥桩机，本螺旋纹水泥桩机包括有注浆机、导流管、驱动机、升降架、钻杆和钻头；所述导流管穿过钻杆的轴线与钻头上的喷浆口连通；在所述钻杆上同轴的套设有限位环，在限位环之间安装有调节环，所述钻杆与调节环内切啮合连接；在钻杆与调节环之间设置有调节柱，在所述调节环的上下环边上阵列开设有振动齿；所述调节柱的转轴与设置在升降架上的调节电机机械连接；在所述调节柱上设置有伸缩振杆，在伸缩振杆的端部安装有螺旋开凿刀，所述螺旋开凿刀的侧壁与所述振动齿紧密贴合；该螺旋纹水泥桩机结构新颖、操作便捷，可有效提高水泥桩的承载能力，节约成桩原料，降低建筑成本，同时提升桩体的美观性。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑施工工具，特别的，是一种水泥桩机。
背景技术
随着城市化进程的发展，城市、乡镇上的高楼大厦如雨后春笋般拔地而起；楼体建设之前需要打下坚实的地基，对于软土层地面，施工队常采用旋喷机打入地桩，在水泥与软土介质凝固后形成坚实的水泥搅拌桩，水泥搅拌桩的桩身与土层产生较大的摩擦阻力，该摩擦阻力支撑上方建筑形成的垂直荷载，因此桩身与土层的接触面积直接决定了地桩的承载能力；目前施工领域打入的水泥搅拌桩截面呈圆形，由于相等的面积下圆形的周长最小，因此用料相等的情况下，圆柱形的地桩形成的桩身面积最小，此时能够提供的承载力也最小，因此，传统的打桩、成桩方式无法充分发挥土层对桩身的摩擦力，降低了地桩的承载力，同时也浪费了较多的原料。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种螺旋纹水泥桩机，该螺旋纹水泥桩机结构新颖、操作便捷，可有效提高水泥桩的承载能力，节约成桩原料，降低建筑成本，同时提升桩体的美观性。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：本螺旋纹水泥桩机包括有注浆机、导流管、驱动机、升降架、钻杆和钻头；所述钻杆的上端安装在驱动机上，下端连接有钻头；
所述导流管的一端与注浆机的出料口连接，另一端穿过钻杆的轴线与钻头上的喷浆口连通；
在所述钻杆上同轴的套设有限位环，限位环的外环面光滑；在限位环之间安装有调节环，所述调节环的轴线与钻杆平行，所述钻杆与调节环内切啮合连接；在钻杆与调节环之间设置有调节柱，所述调节柱与调节环内环面、钻杆杆面均光滑接触；在所述调节环的上下环边上阵列开设有振动齿；
所述调节柱的转轴与设置在升降架上的调节电机机械连接，调节柱可在调节电机的控制下，绕自身转轴自转和绕所述钻杆公转；
在所述调节柱上设置有伸缩振杆，在伸缩振杆的端部安装有螺旋开凿刀，所述螺旋开凿刀的侧壁与所述振动齿紧密贴合。
本发明的有益效果是：将升降架固定在待打孔的位置，钻头竖直的正对桩孔；启动驱动机带动钻杆转动，升降架配合下降，钻头逐渐的旋转下探；在钻杆旋转的同时，调节环被同步的带动旋转，限位环与调节环之间无摩擦接触，限位环能够防止调节环沿钻杆的轴线侧移；在调节环旋转时，调节环上下环边的振动齿周期性的掠扫螺旋开凿刀，并带动螺旋开凿刀振动，螺旋开凿刀在振动过程中将周围的软土切割、抖落，进而形成一条狭长的凹槽；调节电机控制所述螺旋开凿刀始终沿着钻杆-调节柱轴心的连线方向，根据施工要求，控制调节电机带动调节柱绕所述钻杆缓慢公转，进而带动螺旋开凿刀绕所述钻杆转动，随着钻头的下探、开凿桩孔，逐渐在桩孔的边壁开凿出螺旋形的凹槽；在开凿过程中注浆机向导流管输出高压水泥浆，水泥浆从喷浆口高速喷洒并填充在桩孔和凹槽中。
在开凿、喷浆结束后，缓慢抬升钻头并反向控制驱动机和调节电机，使钻头和螺旋开凿刀原路返回、上移，同时对水泥浆进行搅拌、对开凿的桩孔和凹槽进行再次打磨、定位；水泥浆与软土充分混合、凝固后，将形成竖直的水泥桩柱，在水泥桩柱的柱面上盘绕有螺旋形的凸棱；该凸棱有效增大水泥桩柱与土层的摩擦面积，进而提高桩体的垂直荷载；同时，该凸棱有效增大水泥桩柱水平向的承载面积，大大提高水泥桩柱的“桩端面积”，进而成倍的提高承载力；相较于传统的桩体，本发明能够大大提高单桩承载力；在提供相同承载力的前提下，使用本发明能够有效节约打桩数量，有效节约成桩原料，降低施工成本；同时，外表盘绕螺旋纹的水泥桩柱具有更雄壮的美感，如有巨龙盘绕，有助于提高建筑的美观性。
作为优选，在所述调节环的外环面开设有承载槽，在所述承载槽内安装有承载环，所述承载环可相对于调节环自由旋转；在承载环与螺旋开凿刀之间连接有伸缩杆；该伸缩杆与伸缩振杆配合支承螺旋开凿刀，保证螺旋开凿刀能够紧贴调节环上的振动齿，螺旋开凿刀背振动齿顶起、落下的过程中，实现对土层的开凿。
作为优选，所述螺旋开凿刀包括有支承环和转动刀柱；所述转动刀柱可在支承环的限位下自由旋转；两个所述支承环分别与伸缩振杆和伸缩杆对应连接，所述转动刀柱与振动齿摩擦接触；在调节环的带动下，转动刀柱振动且旋转的开凿土层，大大提高开凿力度和效率。
作为进一步优选，在所述转动刀柱上排布有开凿勾片；以便于提高转动刀柱开凿土层的速度和锋利度。
附图说明
图1为本螺旋纹水泥桩机一个实施例的截面结构示意图。
图2为图1所示实施例中沿钻杆轴向的端面俯视结构示意图。
具体实施方式
实施例：
在图1、图2所示的实施例中，本螺旋纹水泥桩机包括有注浆机1、导流管11、驱动机2、升降架3、钻杆4和钻头5；所述钻杆4的上端安装在驱动机2上，下端连接有钻头5；
所述导流管11的一端与注浆机1的出料口连接，另一端穿过钻杆4的轴线与钻头5上的喷浆口连通；
在所述钻杆4上同轴的套设有限位环41，限位环41的外环面光滑；在限位环41之间安装有调节环6，所述调节环6的轴线与钻杆4平行，所述钻杆4与调节环6内切啮合连接；在钻杆4与调节环6之间设置有调节柱7，所述调节柱7与调节环6内环面、钻杆4杆面均光滑接触；在所述调节环6的上下环边上阵列开设有振动齿61；
所述调节柱7的转轴与设置在升降架3上的调节电机71机械连接，调节柱7可在调节电机71的控制下，绕自身转轴自转和绕所述钻杆4公转；
在所述调节柱7上设置有伸缩振杆72，在伸缩振杆72的端部安装有螺旋开凿刀8，所述螺旋开凿刀8的侧壁与所述振动齿61紧密贴合；
在所述调节环6的外环面开设有承载槽，在所述承载槽内安装有承载环62，所述承载环62可相对于调节环6自由旋转；在承载环62与螺旋开凿刀8之间连接有伸缩杆63；所述螺旋开凿刀8包括有支承环和转动刀柱81；所述转动刀柱81可在支承环的限位下自由旋转；两个所述支承环分别与伸缩振杆72和伸缩杆63对应连接，所述转动刀柱81与振动齿61摩擦接触；在所述转动刀柱81上排布有开凿勾片。
将升降架3固定在待打孔的位置，钻头5竖直的正对桩孔；启动驱动机2带动钻杆4转动，升降架3配合下降，钻头5逐渐的旋转下探；在钻杆4旋转的同时，调节环6被同步的带动旋转，限位环41与调节环6之间无摩擦接触，限位环41能够防止调节环6沿钻杆4的轴线侧移；在调节环6旋转时，调节环6上下环边的振动齿61周期性的掠扫螺旋开凿刀8，螺旋开凿刀8沿着振动齿61的齿尖、齿槽快速的上下振动，此时伸缩杆63和伸缩振杆72匹配的伸长缩短，保证螺旋开凿刀8始终与振动齿61紧密贴合；同时在摩擦力的作用下，所述转动刀柱81绕自身轴线相对于支承环转动；此时，转动刀柱81实现振动、旋转的二维复合运动，将周边的软土切割、开凿、搅拌，进而形成一条狭长的凹槽；调节电机71控制所述螺旋开凿刀8始终沿着钻杆4-调节柱7轴心的连线方向，根据施工要求，控制调节电机71带动调节柱7绕所述钻杆4缓慢公转，进而带动螺旋开凿刀8绕所述钻杆4转动，随着钻头5的下探、开凿桩孔，逐渐在桩孔的边壁开凿出螺旋形的凹槽；在开凿过程中注浆机1向导流管11输出高压水泥浆，水泥浆从喷浆口高速喷洒并填充在桩孔和凹槽中。
在开凿、喷浆结束后，缓慢抬升钻头5并反向控制驱动机2和调节电机71，使钻头5和螺旋开凿刀8原路返回、上移，同时对水泥浆进行搅拌、对开凿的桩孔和凹槽进行再次打磨、定位；水泥浆与软土充分混合、凝固后，将形成竖直的水泥桩柱，在水泥桩柱的柱面上盘绕有螺旋形的凸棱；该凸棱有效增大水泥桩柱与土层的摩擦面积，进而提高桩体的垂直荷载；同时，该凸棱有效增大水泥桩柱水平向的承载面积，大大提高水泥桩柱的“桩端面积”，进而成倍的提高承载力；相较于传统的桩体，本发明能够大大提高单桩承载力；在提供相同承载力的前提下，使用本发明能够有效节约打桩数量，有效节约成桩原料，降低施工成本；同时，外表盘绕螺旋纹的水泥桩柱具有更雄壮的美感，如有巨龙盘绕，有助于提高建筑的美观性。
根据施工的需求，可协调调节电机71的转动速度和升降架3的升降速度，进而实现螺旋纹螺距的调节；此外，在本实施例中，开凿勾片可有效提高转动刀柱81的锋利度，进而有效提高开凿土层的速度。
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 (4)
1.一种螺旋纹水泥桩机，本螺旋纹水泥桩机包括有注浆机（1）、导流管（11）、驱动机（2）、升降架（3）、钻杆（4）和钻头（5）；所述钻杆（4）的上端安装在驱动机（2）上，下端连接有钻头（5）；其特征在于：所述导流管（11）的一端与注浆机（1）的出料口连接，另一端穿过钻杆（4）的轴线与钻头（5）上的喷浆口连通；在所述钻杆（4）上同轴的套设有限位环（41），在限位环（41）之间安装有调节环（6），所述调节环（6）的轴线与钻杆（4）平行，所述钻杆（4）与调节环（6）内切啮合连接；在钻杆（4）与调节环（6）之间设置有调节柱（7），所述调节柱（7）与调节环（6）内环面、钻杆（4）杆面均光滑接触；在所述调节环（6）的上下环边上阵列开设有振动齿（61）；所述调节柱（7）的转轴与设置在升降架（3）上的调节电机（71）机械连接，调节柱（7）能够在调节电机（71）的控制下，绕自身转轴自转和绕所述钻杆（4）公转；在所述调节柱（7）上设置有伸缩振杆（72），在伸缩振杆（72）的端部安装有螺旋开凿刀（8），所述螺旋开凿刀（8）的侧壁与所述振动齿（61）紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的螺旋纹水泥桩机，其特征在于：在所述调节环（6）的外环面开设有承载槽，在所述承载槽内安装有承载环（62），所述承载环（62）能够相对于调节环（6）自由旋转；在承载环（62）与螺旋开凿刀（8）之间连接有伸缩杆（63）。
3.根据权利要求1或2所述的螺旋纹水泥桩机，其特征在于：所述螺旋开凿刀（8）包括有支承环和转动刀柱（81）；所述转动刀柱（81）能够在支承环的限位下自由旋转；两个所述支承环分别与伸缩振杆（72）和伸缩杆（63）对应连接，所述转动刀柱（81）与振动齿（61）摩擦接触。
4.根据权利要求3所述的螺旋纹水泥桩机，其特征在于：在所述转动刀柱（81）上排布有开凿勾片。
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