CN108316294A - 用于超深植桩钻机的桩架系统及其使用方法 - Google Patents

用于超深植桩钻机的桩架系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于超深植桩钻机的桩架系统及其使用方法，本发明对现有的三轴搅拌桩机进行改造，采用单轴施工的水泥土搅拌桩，增加支撑系统、单轴水泥土搅拌桩钻杆的长度及后台控制显示系统，通过后台控制显示系统控制单轴动力头，从而能够施工超深型的水泥土搅拌桩，另外，通过后台控制显示系统控制水泥土搅拌桩钻杆的泥浆喷入速率，达到自动化控制水泥土搅拌桩施工过程的水泥浆喷入速率，实现自动化控制，节约了大量人力，避免了人为操作过程的失误。另外，通过增加桩架中的垂直度和深度传感器，并将传感器连接至控制室，从而达到对施工过程中桩的施工的垂直度及深度的有效控制，提高了桩的施工垂直度及高度控制，保证了桩的施工质量。

Description

用于超深植桩钻机的桩架系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种用于超深植桩钻机的桩架系统及其使用方法。
背景技术
现有的三轴搅拌桩机设备由三轴搅拌桩机和配套设备组成，其中三轴搅拌桩机主要由钻孔机和打桩架两部分组成。
(1)钻孔机
钻孔机主要包括动力头、钻杆、桩架、支撑架四部分。
动力头：提升导向机构，内含电机(选用不同频率)；
钻杆：主要有螺旋式和螺旋叶片式两种；
支撑架：主要保证桩体垂直度要求；
(2)打桩架
打桩架主要有履带式和液压步履式两种。
(3)配套设备
主要有制浆站、空压机及泵送机组成。
对于劲性复合桩中的柔刚复合桩，柔性桩大部分采用水泥土搅拌桩，刚性桩大部分为预制管桩。
现有的三轴搅拌桩机无法施工超深型的水泥土搅拌桩，且施工精度低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于超深植桩钻机的桩架系统及其使用方法，能够解决现有的三轴搅拌桩机无法施工超深型的水泥土搅拌桩，且施工精度低的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种用于超深植桩钻机的桩架系统，包括：
进一步的，在上述系统中，支撑系统，所述支撑系统包括水平支撑于地面的支撑平台，垂直连接于所述支撑平台上的支撑钢架；
从上至下依次连接于所述支撑钢架上的单轴动力头、单轴水泥土搅拌桩钻杆，其中，所述单轴动力头与所述单轴水泥土搅拌桩钻杆连接，所述单轴动力头向所述单轴水泥土搅拌桩钻杆输出驱动力，所述单轴水泥土搅拌桩钻杆的总长为45.5m；
连接于所述支撑平台上的导杆，所述导杆的总长度为51m，所述导杆为所述单轴水泥土搅拌桩钻杆起导向作用；
分别与所述单轴动力头和单轴水泥土搅拌桩钻杆连接的后台控制显示系统，所述后台控制显示系统用于分别向单轴动力头、单轴水泥土搅拌桩钻杆发送控制信号。
进一步的，在上述系统中，还包括：设置于所述支撑平台上的垂直度传感器，所述垂直度传感器与所述后台控制显示系统连接，所述后台控制显示系统与所述支撑钢架连接。
进一步的，在上述系统中，还包括：设置于所述单轴水泥土搅拌桩钻杆上的深度传感器，所述深度传感器分别与所述后台控制显示系统连接。
进一步的，在上述系统中，所述单轴水泥土搅拌桩钻杆包括：
光滑侧壁的光钻杆，所述光钻杆的一端与所述单轴动力头连接；
侧壁上设置有连续螺旋齿的麻花钻，所述麻花钻的一端与所述光钻杆的另一端连接；
侧壁上设置有间隔突齿的搅拌钻，所述搅拌钻的一端与所述麻花钻的另一端连接；
钻头，所述钻头包括侧壁上设置有连续螺旋齿的麻花段、与所述麻花段的一端连接的钉耙，所述麻花段的另一端所述搅拌钻的另一端连接。
进一步的，在上述系统中，所述钻头的长度为0.5m；所述搅拌钻的直径为700mm，长度为24m；所述麻花钻的直径为700mm，长度为6m；所述光钻杆的长度为15m。
进一步的，在上述系统中，所述单轴动力头的电机功率为2x90KW，扭矩为6.9Tm，钻速变频可调，最大转速为30r/min。
根据本发明的另一面，提供一种用于超深植桩钻机的桩架系统的使用方法，采用上述用于超深植桩钻机的桩架系统，所述方法包括：
后台控制显示系统向单轴动力头发送驱动控制信号；
所述单轴动力头根据接收到的驱动控制信号，向所述单轴水泥土搅拌桩钻杆输出驱动力，同时，向所述后台控制显示系统反馈单轴动力头的电机转速、电流、下钻速度和上提速度数据；
所述后台控制显示系统显示接收到的所述电机转速、电流、下钻速度和上提速度数据。
进一步的，在上述方法中，还包括：
垂直度传感器采集当前垂直度信号，并发送至后台控制显示系统；
所述后台控制显示系统根据接收到的垂直度信号，调整所述支撑钢架相对于支撑平台的垂直度。
进一步的，在上述方法中，还包括：
所述深度传感器采集当前深度信号，并发送至所述后台控制显示系统；
所述后台控制显示系统根据接收到的深度信号，向所述单轴动力头发送钻进深度的调整信号；
所述单轴动力头根据接收到的所述深度的调整信号，控制所述单轴水泥土搅拌桩钻杆的钻进深度。
进一步的，在上述方法中，还包括：
后台控制显示系统向单轴水泥土搅拌桩钻杆发送泥浆喷入速率的控制信号；
所述单轴水泥土搅拌桩钻杆根据接收到的泥浆喷入速率的控制信号的控制当前泥浆喷入速率。
与现有技术相比，本发明对现有的三轴搅拌桩机进行改造，采用单轴施工的水泥土搅拌桩，增加支撑系统、单轴水泥土搅拌桩钻杆的长度及后台控制显示系统，通过后台控制显示系统控制单轴动力头，进而所述单轴动力头向所述单轴水泥土搅拌桩钻杆输出驱动力，从而能够施工超深型的水泥土搅拌桩，另外，通过后台控制显示系统控制单轴水泥土搅拌桩钻杆的泥浆喷入速率，达到自动化控制水泥土搅拌桩施工过程的水泥浆喷入速率。另外，通过增加桩架中的垂直度和深度传感器，并将传感器连接至控制室，从而达到对施工过程中桩的施工的垂直度及深度的有效控制。大大减少了以往施工过程中人力物力的投入，还提高了桩的施工垂直度及高度控制，保证了桩的施工质量。
附图说明
图1是本发明一实施例的用于超深植桩钻机的桩架系统的结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种用于超深植桩钻机的桩架系统，包括：
支撑系统，所述支撑系统包括水平支撑于地面的支撑平台51，垂直连接于所述支撑平台上的支撑钢架52；
从上至下依次连接于所述支撑钢架52上的单轴动力头3、单轴水泥土搅拌桩钻杆，其中，所述单轴动力头3与所述单轴水泥土搅拌桩钻杆连接，所述单轴动力头3向所述单轴水泥土搅拌桩钻杆输出驱动力，所述单轴水泥土搅拌桩钻杆的总长为45.5m；
连接于所述支撑平台上的导杆2，所述导杆2的总长度为51m，所述导杆2为所述单轴水泥土搅拌桩钻杆起导向作用；
分别与所述单轴动力头3和单轴水泥土搅拌桩钻杆连接的后台控制显示系统4，所述后台控制显示系统4用于分别向单轴动力头3、单轴水泥土搅拌桩钻杆发送控制信号。
在此，本发明对现有的三轴搅拌桩机进行改造，采用单轴施工的水泥土搅拌桩，增加支撑系统、单轴水泥土搅拌桩钻杆的长度及后台控制显示系统，通过后台控制显示系统控制单轴动力头，进而所述单轴动力头向所述单轴水泥土搅拌桩钻杆输出驱动力，从而能够施工超深型的水泥土搅拌桩，另外，通过后台控制显示系统控制单轴水泥土搅拌桩钻杆的泥浆喷入速率，达到自动化控制水泥土搅拌桩施工过程的水泥浆喷入速率。
另外，所述导杆后部增加有抗失稳梁，保证垂直中心，防止失稳，最高可起升65m。
本发明的用于超深植桩钻机的桩架系统一实施例中，还包括：设置于所述支撑平台52上的垂直度传感器，所述垂直度传感器与所述后台控制显示系统4连接，所述后台控制显示系统4与所述支撑钢架52连接，所述后台控制显示系统4根据从所述垂直度传感器接收的垂直度信号，调整所述支撑钢架52相对于支撑平台51的垂直度，进而控制单轴水泥土搅拌桩钻杆的垂直度。
本发明的用于超深植桩钻机的桩架系统一实施例中，还包括：设置于所述单轴水泥土搅拌桩钻杆上的深度传感器，所述深度传感器分别与所述后台控制显示系统连接，所述后台控制显示系统4根据从所述深度传感器接收的深度信号，向所述单轴动力头3发送钻进深度的调整信号，进而单轴动力头根据深度的调整信号精确控制所述单轴水泥土搅拌桩钻杆的钻进深度。
如图1所示，本发明的用于超深植桩钻机的桩架系统一实施例中，所述单轴水泥土搅拌桩钻杆包括：
光滑侧壁的光钻杆11，所述光钻杆11的一端与所述单轴动力头3连接；
侧壁上设置有连续螺旋齿的麻花钻12，所述麻花钻12的一端与所述光钻杆11的另一端连接；
侧壁上设置有间隔突齿的搅拌钻13，所述搅拌钻13的一端与所述麻花钻12的另一端连接；
钻头，所述钻头包括侧壁上设置有连续螺旋齿的麻花段14、与所述麻花段14的一端连接的钉耙15，所述麻花段14的另一端所述搅拌钻13的另一端连接。
在此，上部的麻花钻12用于取土，防止挤土效应产生；下部的搅拌钻13，用于充分实现搅拌。
本发明的用于超深植桩钻机的桩架系统一实施例中，所述钻头的长度为0.5m；所述搅拌钻13的直径为700mm，长度为6mx4＝24m；所述麻花钻12的直径为700mm，长度为6m；所述光钻杆11的长度为6mx2+3m＝15m。
本发明的用于超深植桩钻机的桩架系统一实施例中，所述单轴动力头3的电机功率为2x90KW，扭矩为6.9Tm，钻速变频可调，最大转速为30r/min。
如图1所示，本发明还提供另一种上述用于超深植桩钻机的桩架系统的使用方法，包括：
后台控制显示系统4向单轴动力头3发送驱动控制信号；
所述单轴动力头3根据接收到的驱动控制信号，向所述单轴水泥土搅拌桩钻杆输出驱动力，同时，向所述后台控制显示系统4反馈单轴动力头3的电机转速、电流、下钻速度和上提速度数据；
所述后台控制显示系统4显示接收到的所述电机转速、电流、下钻速度和上提速度数据。
在此，通过后台控制显示系统4与单轴动力头4之间的高效交互，可以对电机转速、电流、下钻速度和上提速度数据进行有效监控。
本发明的用于超深植桩钻机的桩架系统的使用方法一实施例中，还包括：
垂直度传感器采集当前垂直度信号，并发送至后台控制显示系统4；
所述后台控制显示系统4根据接收到的垂直度信号，调整所述支撑钢架相对于支撑平台的垂直度，进而控制单轴水泥土搅拌桩钻杆的垂直度。
本发明的用于超深植桩钻机的桩架系统的使用方法一实施例中，还包括：
所述深度传感器采集当前深度信号，并发送至所述后台控制显示系统4；
所述后台控制显示系统4根据接收到的深度信号，向所述单轴动力头发送钻进深度的调整信号；
所述单轴动力头3根据接收到的所述深度的调整信号，控制所述单轴水泥土搅拌桩钻杆的钻进深度。
本发明的用于超深植桩钻机的桩架系统的使用方法一实施例中，还包括：
后台控制显示系统4向单轴水泥土搅拌桩钻杆发送泥浆喷入速率的控制信号；
所述单轴水泥土搅拌桩钻杆根据接收到的泥浆喷入速率的控制信号的控制当前泥浆喷入速率，实现自动化控制。
综上所述，本发明对现有的三轴搅拌桩机进行改造，采用单轴施工的水泥土搅拌桩，增加支撑系统、单轴水泥土搅拌桩钻杆的长度及后台控制显示系统，通过后台控制显示系统控制单轴动力头，进而所述单轴动力头向所述单轴水泥土搅拌桩钻杆输出驱动力，从而能够施工超深型的水泥土搅拌桩，另外，通过后台控制显示系统控制单轴水泥土搅拌桩钻杆的泥浆喷入速率，达到自动化控制水泥土搅拌桩施工过程的水泥浆喷入速率，实现自动化控制，节约了大量人力，避免了人为操作过程的失误。另外，通过增加桩架中的垂直度和深度传感器，并将传感器连接至控制室，从而达到对施工过程中桩的施工的垂直度及深度的有效控制。大大减少了以往施工过程中人力物力的投入，还提高了桩的施工垂直度及高度控制，保证了桩的施工质量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于超深植桩钻机的桩架系统，其特征在于，包括：
支撑系统，所述支撑系统包括水平支撑于地面的支撑平台，垂直连接于所述支撑平台上的支撑钢架；
从上至下依次连接于所述支撑钢架上的单轴动力头、单轴水泥土搅拌桩钻杆，其中，所述单轴动力头与所述单轴水泥土搅拌桩钻杆连接，所述单轴动力头向所述单轴水泥土搅拌桩钻杆输出驱动力，所述单轴水泥土搅拌桩钻杆的总长为45.5m；
连接于所述支撑平台上的导杆，所述导杆的总长度为51m，所述导杆为所述单轴水泥土搅拌桩钻杆起导向作用；
分别与所述单轴动力头和单轴水泥土搅拌桩钻杆连接的后台控制显示系统，所述后台控制显示系统用于分别向单轴动力头、单轴水泥土搅拌桩钻杆发送控制信号。
2.如权利要求1所述的用于超深植桩钻机的桩架系统，其特征在于，还包括：设置于所述支撑平台上的垂直度传感器，所述垂直度传感器与所述后台控制显示系统连接，所述后台控制显示系统与所述支撑钢架连接。
3.如权利要求1所述的用于超深植桩钻机的桩架系统，其特征在于，还包括：设置于所述单轴水泥土搅拌桩钻杆上的深度传感器，所述深度传感器分别与所述后台控制显示系统连接。
4.如权利要求1所述的用于超深植桩钻机的桩架系统，其特征在于，所述单轴水泥土搅拌桩钻杆包括：
光滑侧壁的光钻杆，所述光钻杆的一端与所述单轴动力头连接；
侧壁上设置有连续螺旋齿的麻花钻，所述麻花钻的一端与所述光钻杆的另一端连接；
侧壁上设置有间隔突齿的搅拌钻，所述搅拌钻的一端与所述麻花钻的另一端连接；
钻头，所述钻头包括侧壁上设置有连续螺旋齿的麻花段、与所述麻花段的一端连接的钉耙，所述麻花段的另一端所述搅拌钻的另一端连接。
5.如权利要求4所述的用于超深植桩钻机的桩架系统，其特征在于，所述钻头的长度为0.5m；所述搅拌钻的直径为700mm，长度为24m；所述麻花钻的直径为700mm，长度为6m；所述光钻杆的长度为15m。
6.如权利要求1至5任一项所述的用于超深植桩钻机的桩架系统，其特征在于，所述单轴动力头的电机功率为2x90KW，扭矩为6.9Tm，钻速变频可调，最大转速为30r/min。
7.一种用于超深植桩钻机的桩架系统的使用方法，其特征在于，采用上述权利1～6任一项所述的用于超深植桩钻机的桩架系统，所述方法包括：
后台控制显示系统向单轴动力头发送驱动控制信号；
所述单轴动力头根据接收到的驱动控制信号，向所述单轴水泥土搅拌桩钻杆输出驱动力，同时，向所述后台控制显示系统反馈单轴动力头的电机转速、电流、下钻速度和上提速度数据；
所述后台控制显示系统显示接收到的所述电机转速、电流、下钻速度和上提速度数据。
8.如权利要求7所述的用于超深植桩钻机的桩架系统的使用方法，其特征在于，还包括：
垂直度传感器采集当前垂直度信号，并发送至后台控制显示系统；
所述后台控制显示系统根据接收到的垂直度信号，调整所述支撑钢架相对于支撑平台的垂直度。
9.如权利要求7所述的用于超深植桩钻机的桩架系统的使用方法，其特征在于，还包括：
所述深度传感器采集当前深度信号，并发送至所述后台控制显示系统；
所述后台控制显示系统根据接收到的深度信号，向所述单轴动力头发送钻进深度的调整信号；
所述单轴动力头根据接收到的所述深度的调整信号，控制所述单轴水泥土搅拌桩钻杆的钻进深度。
10.如权利要求7至9任一项所述的用于超深植桩钻机的桩架系统的使用方法，其特征在于，还包括：
后台控制显示系统向单轴水泥土搅拌桩钻杆发送泥浆喷入速率的控制信号；
所述单轴水泥土搅拌桩钻杆根据接收到的泥浆喷入速率的控制信号的控制当前泥浆喷入速率。
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