CN108894725A - 用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机 - Google Patents

用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机，包括：动力装置，钻杆机构，与所述动力装置连接，其中，所述钻杆机构用于一次性形成多个相互连通的连续桩孔，其中，所述钻杆机构包括多根钻杆和位于钻杆下部的钻头；相邻两个所述钻头在水平方向的横向和纵向上成错位布置，且竖直方向的投影具有重合部分；所述钻杆至少包括两个同轴布置的直杆段，和位于两个所述直杆段中间的至少一个弯曲段；所述钻孔机还包括：第一装置，安装在所述弯曲段处，适于在钻杆旋转时，受所述弯曲段的驱动发生周向运动，从而通过周向运动接触的方式，将所述连续桩孔的内壁上向孔内侧突出的土体部分破环。

Description

用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机
技术领域
本发明公开了一种钻孔机，尤其是涉及一种用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机。
背景技术
挡墙是作为基坑的挡土和/或止水结构，通常是通过若干根桩体咬合而成；对于这种咬合桩挡墙来说，挡土最薄弱的位置为桩体的咬合的位置；为了得到受力强度均匀的墙体，中国专利文献CN100485156C公开了一种多轴钻机，主要包括：支撑机、钻机动力头和钻具；所述的支撑机主要由可在地面上走行的底座，设置在底座上的立柱、卷扬机组、操作室和牵引钢丝绳构成；钻机动力头主要由可移动的机架，设置于机架之上并含有原动机、减速机和复数出力轴的驱动装置构成；钻具主要由一组钻杆、联轴器、联轴座和导向装置构成；所述钻具的一组钻杆上还设置有复数的滚动切削装置，滚动切削装置是由固定在联轴座上的支座、被支座支持的心轴和可转动地置于心轴上的切削滚轮构成的；切削滚轮上设置有多数的切削刀头；在钻机动力头的出力轴的驱动下，相邻的两根钻杆可按相反方向旋转，并可上下移动钻削地层，滚动切削装置在随钻具向下移动的同时，切削滚轮可进行旋转切削；其中，从切削原理上看，钻杆向下运动时，该切削刀头是在与桩孔向内突出部接触产生反作用力，驱动切削滚轮转动，从而带着切削刀头能土体进行切削；该专利文献公开的技术方案可以通过钻具进行咬合桩孔钻孔施工，并通过滚动切削装置将两个的桩孔连接位置处向孔内突出的土体切削平整。然而，该技术方案的独立的滚动切削装置结构复杂，且在一些行殊土体条件的情况下，可能导致钻杆无法正常下钻，如图1所示，Q为钻杆钻进方向，D为切削装置，F为垂直反力、P为水平反力，T为转动力矩；S为石头；当比较坚硬的石头正好位于两个桩孔的结合部，也就是桩孔向内的突出部上，当钻杆钻进时，切削装置D虽然有切削滚轮和切削刀头，但是由于其只能在竖直方向运动，没有办法在水平方向运动来避开石头，又因为切削滚轮和切削刀头只是利用了钻杆向下运动过程中所产生的力来切削土体，并没有自身的电机驱动切削功能，只能和坚硬的石头相碰，并很难将其破坏，如果没有办法削平石头，则钻杆无法下钻。导致钻机无法正常工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于现有技术的用于使连续咬合桩孔厚度均匀化的带有切消装置的钻机，在施工过程中，容易被位于桩孔内壁突出部的坚硬物体所阻挡，导致钻杆无法钻进，进而现有技术中的这类钻机对不同土体环境适应能力不强；从而提出一种用于使连续咬合桩孔厚度均匀化，且对不同土体环境适应能力较强的用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机。
为此，本发明提出了一种用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机，包括：动力装置，钻杆机构，与所述动力装置连接，其中，所述钻杆机构用于一次性形成多个相互连通的连续桩孔，其中，所述钻杆机构包括多根钻杆和位于钻杆下部的钻头；相邻两个所述钻头在水平方向的横向和纵向上成错位布置，且竖直方向的投影具有重合部分；所述钻杆至少包括两个同轴布置的直杆段，和位于两个所述直杆段中间的至少一个弯曲段；所述钻孔机还包括：第一装置，安装在所述弯曲段处，适于在钻杆旋转时，受所述弯曲段的驱动发生周向运动，从而通过周向运动接触的方式，将所述连续桩孔的内壁上向孔内侧突出的土体部分破环。
上述的钻孔机，其中，还包括：多轴齿轮箱，安装在所述钻杆机构与所述动装置之间，为所述钻杆传递来自所述动装置的动力，所述多轴齿轮箱内设置有同步齿轮组，所述同步齿轮组由若干个相互耦合的同步齿轮和与所述同步齿轮连接的齿轮轴构成；每个所述齿轮轴下部安装有所述钻杆；其中，至少两根同步且同方向转动的所述钻杆的所述弯曲段上共同安装至少一个所述第一装置。
上述的钻孔机，其中，所述钻杆为基数且直线横向排布，位于两端的所述钻杆分别具有所述弯曲段，且位于两端的所述钻杆的所述弯曲段上共同安装有至少一个所述第一装置。
上述的钻孔机，其中，所述第一装置为切割装置。
上述的钻孔机，其中，所述切割装置为组合切割刀排，所述组合切割刀排两侧成型有适于与钻杆连接的连接结构，以及所述组合切割刀排还成型形有切割齿，用于实现对所述土体的切割。
上述的钻孔机，其中，两根同步且同方向转动的所述钻杆上设有至少二个所述弯曲段，且两根该钻杆的相应的所述弯曲段上共同安装有所述第一装置。
上述的钻孔机，其中，所述动力装置包括：至少一个动力头，至少一个联轴器，位于所述动力头下方，并与所述动力头的动力输出端连接；至少一个所述联轴器与多轴齿轮箱可拆卸连接，用于驱动所述多轴齿轮箱的同步齿轮组工作；其中，相邻两个所述钻头在水平方向的横向和纵向上成错位布置，且竖直方向的投影具有重合部分。
本发明的用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机相对于现有技术具有如下技术效果：
1、一种用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机，包括：动力装置，钻杆机构，与所述动力装置连接，其中，所述钻杆机构用于一次性形成多个相互连通的连续桩孔，其中，所述钻杆机构包括多根钻杆和位于钻杆下部的钻头；相邻两个所述钻头在水平方向的横向和纵向上成错位布置，且竖直方向的投影具有重合部分；所述钻杆至少包括两个同轴布置的直杆段，和位于两个所述直杆段中间的至少一个弯曲段；所述钻孔机还包括：第一装置，安装在所述弯曲段处，适于在钻杆旋转时，受所述弯曲段的驱动发生周向运动，从而通过周向运动接触的方式，将所述连续桩孔的内壁上向孔内侧突出的土体部分破环。以上设计，由于钻杆具有弯曲段，在钻杆转动时，安装在所述弯曲段会被驱动进行周向旋转，该旋转的速度和力度与用于钻孔的钻头旋转速度和力度一致，从而可以而在周向旋转过程中可以通过不断地与连续桩孔的两侧的土体突出部周向运动接触，比如碰撞、切割等多种形式，来使该土体突出部被破坏而达到整平的效果，从而形成厚度较为均匀的连续桩孔；另外，由于第一装置与土体突出部为周向运动接触，在周向运动过程中，当旋转靠近连续桩孔两侧时，第一装置与土体突出部接触，档靠近连续桩孔两端时，第一装置与土体突出部脱离接触，从而即使遇到比较坚硬的物体时，如果能破坏，则通过破坏的方式进行钻进，如果过硬不能破坏，则可以暂时上提钻杆，通过将第一装置的位置进行调整，使其避开位于土体突出部的位置，再推进钻杆进行钻孔，每当卡住，则回退且上提钻杆，再次推进，多次来回往复可使第一装置无须破坏土体突出部的坚硬物体也能使得钻杆钻进。因此，本发明的用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机，可以用于使连续咬合桩孔厚度均匀化，且对不同土体环境适应能力较强。
2、本发明还包括，多轴齿轮箱，安装在所述钻杆机构与所述动装置之间，为所述钻杆传递来自所述动装置的动力，所述多轴齿轮箱内设置有同步齿轮组，所述同步齿轮组由若干个相互耦合的同步齿轮和与所述同步齿轮连接的齿轮轴构成；每个所述齿轮轴下部安装有所述钻杆；其中，至少两根同步且同方向转动的所述钻杆的所述弯曲段上共同安装至少一个所述第一装置。以上设计，可以通过两根同步且同方向的钻杆进行配合，只利用一个第一装置，将土体突出部进行破坏，从而形成厚度均匀的连续桩孔。
3、所述钻杆为基数且直线横向排布，位于两端的所述钻杆分别具有所述弯曲段，且位于两端的所述钻杆的所述弯曲段上共同安装有至少一个所述第一装置。以上设计可以通过一个第一装置就可以实现一排连续桩孔的向内侧的土体突出部的破坏，从而实现厚度均匀的连接桩孔。
4、所述第一装置为切割装置，从而可以通过切割的方式对所述土体突出部进行破坏。
5、所述切割装置为组合切割刀排，所述组合切割刀排两侧成型有适于与钻杆连接的连接结构，以及所述组合切割刀排还成型形有切割齿，用于实现对所述土体的切割。以上设计可以利用切割刀排的切割齿对土体突出部进行切割破坏，对稍微坚硬的物体也可能直接被转动切割破坏。
6、两根同步且同方向转动的所述钻杆上设有至少二个所述弯曲段，且两根该钻杆的相应的所述弯曲段上共同安装有所述第一装置。以上设计可以实现一组该钻杆的上下两个以上的位置都设有第一装置，增大了一次性对土体突出部的破坏宽度，从而实现在钻杆快速钻进的过程中，也可以较好地对土体突出部进行破坏。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为现有技术中当孔壁上具有硬物时钻孔机在钻孔过程中的示意图；
图2为本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机其中一种实施方式的正立面图；
图3为本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机所采用的第一装置的结构示意图；
图4为本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的第一工作状态示意图；
图5为本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的第二工作状态示意图；
图6为本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的第三工作状态示意图；
图7为当土体突出部中具有硬物的状态下，本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的工作状态示意图；
图8为本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的另一种实施方式的正立面图；
图9为本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的又一种实施方式的正立面图；
图10为本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的又一种实施方式的正立面图；
图11为本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的再一种实施方式的正立面图；
图12为本发明用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的又一种实施方式的正立面图。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，本实施例的用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机，包括：动力装置1，钻杆机构8，与所述动力装置连接，其中，所述钻杆机构8用于一次性形成多个相互连通的连续桩孔，其中，所述钻杆机构包括多根钻杆，在本实施例中，所述钻杆具体为第一钻杆12，第二钻杆13和第三钻杆14，以及位于所述钻杆下部的钻头8’；相邻两个所述钻头8’在水平方向的横向和纵向上成错位布置，且竖直方向的投影具有重合部分；所述第一钻杆和第三钻杆至少包括两个同轴布置的第一直杆段31和第二直杆段32，和位于所述第一直杆段和所述第二直杆段中间的弯曲段32；所述钻孔机还包括：第一装置50，安装在所述弯曲段32处，适于在所述钻杆旋转时，受所述弯曲段32的驱动发生周向运动，从而通过周向运动接触的方式，将所述连续桩孔的内壁上向孔内侧突出的土体部分破环。作为一种优选实施方式，本实施例的用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机，还可以包括：多轴齿轮箱9，安装在所述钻杆机构与所述动装置之间，为所述钻杆传递来自所述动装置的动力，其中，所述多轴齿轮箱9内设置有同步齿轮组，所述同步齿轮组由若干个相互耦合的同步齿轮10和与所述同步齿轮10连接的齿轮轴11构成；每个所述齿轮轴11下部安装有所述钻杆；其中，至少两根同步且同方向转动的所述钻杆的所述弯曲段上共同安装至少一个所述第一装置50，作为其中一种实施方式，如图1所示，位于两端的所述第一钻杆12和所述第三钻杆14的所述弯曲段32。
所述动力装置优选为包括：至少一个动力头(此处未标出)，至少设于所述动力头下方一个联轴器60，所述联轴器与所述动力头的动力输出端连接；至少一个所述联轴器与多轴齿轮箱可拆卸连接，用于驱动所述多轴齿轮箱的同步齿轮组工作，具体为；其中，相邻两个所述钻头在水平方向的横向和纵向上成错位布置，且竖直方向的投影具有重合部分。其中，所述联轴器60包括输出联轴器6 和与所述联轴器连接的输入联轴器7，且具体地所述输入联轴器7所多轴齿轮箱中的同步齿轮组连接。
作为一种实施方式，所述钻杆为直线横向排布，位于两端的所述钻杆分别具有所述弯曲段，且位于两端的所述钻杆的所述弯曲段上共同安装有至少一个所述第一装置。作为一种优选实施方式，所述第一装置可以为切割装置，也可能为其它的破碎装置。作为一种实施方式，所述钻杆也可以包括四根以上。
其中，所述切割装置可以为组合切割刀排，所述组合切割刀排两侧成型有适于与钻杆连接的连接结构，以及所述组合切割刀排还成型形有切割齿，用于实现对所述土体的切割。
如图3所示，所述组合切割刀排由第一刀排部分21和第二刀排部分22通过固定部件23固定连接在一起，其中，所述第一刀排部分21和所述第二刀排部分 22的外侧成型有切割齿24，所述第一刀排部分21和第二刀排部分22上又分别与两侧成型有凹口结构，当所述第一刀排部分21和所述第二刀排部分通过固定部件23固定组合在一起后，所述凹口部分形成可供钻杆的弯曲段通过的钻杆安装孔25，即所述连接结构。作为其中一种实施方式，所述固定部件23可以为螺栓，在将所述第一刀排部分21的凹口和所述第二刀排部分22的凹口夹在钻杆的所述弯曲段上，通过不断拧紧所述螺栓的方式使得两个对应的所述凹口形成的钻杆安装孔的孔径不断缩小，从而夹紧在所述钻杆的所述弯曲段上。所述组合切割刀排中间具有通孔结构，具有供位于用于固定组合切割刀排的钻杆之间的钻杆通过，且所述通孔结构具有足够大的空间，从而使所述组合切割刀排在随着钻杆转动而转动过程中，不会与其它钻杆相触碰。
如图4-6所示，分别为本实施例用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机钻孔时，所述第一装置所处的第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态示意图；从图中可以知晓，所述第一装置，即作为其中一种实施方式的组合刀排，随着钻杆逆时针R方向旋转和旋转，在从时钟的3点位置向12点位置运动过程中，第一刀排部分对靠近其的土体突出部分进行切割，使该侧的孔壁厚度均匀化，当从时钟的12点位置沿逆时针方向向6点位置运动时，第二刀排部分对靠近其的土体突出部分进行切割，使该侧的孔壁厚度均匀化，从而形成如图6所示的具有均匀厚度的墙孔。
如图7所示，所述土体突出部分中具有硬物S时，当所述钻杆下钻直至所述组合刀排以旋转的方式运动至所述硬物S处时，如果硬物S硬度不够大，则带有切割齿的所述组合刀排可以将其破碎；如果硬物的硬度过大，切割齿的所述组合刀排与其接触后导致所述组合刀排被阻止住，无法继续转动，操作人员可以将通过钻杆上提一小段距离，再将所述钻杆往返方向回退半周到一周，再将钻杆和钻头向下推至钻底，再次进行钻动，来回往复几次则可以在不破坏硬物的情况下，钻杆和钻头可以不断向下深入，一旦所述组合刀排向下越过了所述硬物S，则可以恢复正常的钻孔工作。
如图1所示，本实施例的用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机，还包括：滑移卡瓦(此处为标出)，设于多轴齿轮箱9的侧面；钻机轨道16，分别与所述滑移卡瓦和所述动力装置连接。
实施例2
如图8所示，本实施例的用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机相对于上述实施例的区别在于：两根同步且同方向转动的所述钻杆上设有至少二个所述弯曲段，且两根该钻杆的相应的所述弯曲段上共同安装有所述第一装置。如图9所示，该弯曲段可以不朝同一个方向弯曲。以上设计可以实现一组该钻杆的上下两个以上的位置都设有第一装置，增大了一次性对土体突出部的破坏宽度，从而实现在钻杆快速钻进的过程中，也可以较好地对土体突出部进行破坏。
实施例3
如图10所示，本实施例的用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机相对于上述实施例1的区别在于：两根同步且同方向转动的所述钻杆上设有一个所述弯曲段，且两根该钻杆的相应的所述弯曲段上共同安装有所述第一装置。另外，弯曲段具有两个倾斜角度为45度，且倾斜方向相反的弯曲部分。如图11所示，用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的钻杆上可以具有两个本实施例上述的弯曲段，如图12 所示，用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机的钻杆上可以具有两个朝不同方向弯曲的上述的弯曲段。
上述弯曲段具有两个倾斜角度为45度，可以实现在钻孔过程中较为容易地将孔中硬物挤开，使得钻孔和切割更加容易。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种用于基坑连续咬合桩挡墙的钻孔机，包括：
动力装置，
钻杆机构，与所述动力装置连接，其中，所述钻杆机构用于一次性形成多个相互连通的连续桩孔，其中，所述钻杆机构包括多根钻杆和位于钻杆下部的钻头；
其特征在于，
相邻两个所述钻头在水平方向的横向和纵向上成错位布置，且竖直方向的投影具有重合部分；
所述钻杆至少包括两个同轴布置的直杆段，和位于两个所述直杆段中间的至少一个弯曲段；
所述钻孔机还包括：第一装置，安装在所述弯曲段处，适于在钻杆旋转时，受所述弯曲段的驱动发生周向运动，从而通过周向运动接触的方式，将所述连续桩孔的内壁上向孔内侧突出的土体部分破环。
2.根据权利要求1所述的钻孔机，其特征在于，还包括：
多轴齿轮箱，安装在所述钻杆机构与所述动装置之间，为所述钻杆传递来自所述动装置的动力，所述多轴齿轮箱内设置有同步齿轮组，所述同步齿轮组由若干个相互耦合的同步齿轮和与所述同步齿轮连接的齿轮轴构成；每个所述齿轮轴下部安装有所述钻杆；
其中，至少两根同步且同方向转动的所述钻杆的所述弯曲段上共同安装至少一个所述第一装置。
3.根据权利要求2所述的钻孔机，其特征在于：所述钻杆为直线横向排布，位于两端的所述钻杆分别具有所述弯曲段，且位于两端的所述钻杆的所述弯曲段上共同安装有至少一个所述第一装置。
4.根据权利要求3所述的钻孔机，其特征在于：所述第一装置为切割装置。
5.根据权利要求1-4任一所述的钻孔机，其特征在于：所述切割装置为组合切割刀排，所述组合切割刀排两侧成型有适于与钻杆连接的连接结构，以及所述组合切割刀排还成型形有切割齿，用于实现对所述土体的切割。
6.根据权利要求1-5任一所述的钻孔机，其特征在于：两根同步且同方向转动的所述钻杆上设有至少二个所述弯曲段，且两根该钻杆的相应的所述弯曲段上共同安装有所述第一装置。
7.根据权利要求2-6任一所述的钻孔机，其特征在于，所述动力装置包括：
至少一个动力头，
至少一个联轴器，设于所述动力头下方，并与所述动力头的动力输出端连接；
至少一个所述联轴器与多轴齿轮箱可拆卸连接，用于驱动所述多轴齿轮箱的同步齿轮组工作。
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