CN110185034B - 一种适用于沙漠地质条件的打桩设备及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于沙漠地质条件的打桩设备，包括机架以及设于机架上的钻机部，机架上还设有用于驱动钻机部的动力部；钻机部包括圆柱状的钻筒，钻筒的两端开放设置；钻筒的其中一端设有可启闭的挡板部，钻筒内设有定位筒，钻筒的另一端设有用于限定定位筒位置的限位部。本发明还公开了一种适用于沙漠地质条件的打桩施工方法，包括以下步骤：S1、关闭挡板；S2、钻筒竖直地钻入地面适当深度；S3、打开挡板；S4、放入定位筒；S5、钻筒竖直地旋出地面，同时向定位筒内的定位腔灌浆；S6、将桩杆打入定位筒中。本发明不需要在沙质土地中打入很深的桩就可以实现桩的结构稳定性，施工步骤简单，可控性强，保证后续的工程施工。

Description

一种适用于沙漠地质条件的打桩设备及施工方法

技术领域

本发明涉及工程机械设备技术领域，具体涉及一种适用于沙漠地质条件的打桩设备及施工方法。

背景技术

因为地面建筑物如果要建在地面上，地面要承受很大的压力，就必须保证地面有足够的抵抗压力的强度，这个往往很难做到，所以就必须对承受建筑物的地面进行加固或者改善地面的承受方式，所以就想到在地基上打桩，让建筑物的大部分重量通过桩传到地面以下很深的位置，因为这个位置的地基比地面承受能力大得多。

随着国内基建事业的发展，各种道路、桥梁、房屋等建筑在某些地质条件恶劣的地方也开始普及。由于这些建筑在建造的很多步骤中都需要在地面上打好桩，但是因为地质条件的限制，除了将桩打的很深之外，现在尚没有很好的办法在这类沙质土地上进行打桩。

发明内容

为了解决目前没有很好的办法在沙质土地上打桩的问题，本发明提供了一种适用于沙漠地质条件的打桩设备,

包括机架以及设于所述机架上的钻机部，所述机架上还设有用于驱动所述钻机部的动力部；所述钻机部包括圆柱状的钻筒，所述钻筒的两端开放设置，所述钻筒的侧壁上有螺旋状的钻叶；所述钻筒的其中一端设有可启闭的挡板部，所述钻筒内设有定位筒，所述钻筒的另一端设有用于限定所述定位筒位置的限位部。

进一步地，所述挡板部包括若干绕所述钻筒中心轴环绕设置于所述钻筒内壁的叶片，所述叶片包括位于所述钻筒内的竖直段和伸出所述钻筒外的倾斜段，所述叶片的竖直段和倾斜段交界处铰接于所述钻筒的内壁；所述叶片两端的连线与所述竖直段和倾斜段交界处的距离小于所述钻筒内径与所述定位筒外径之差；所述竖直段成型为与所述钻筒内壁配合的弧形，若干所述倾斜段组合成的圆锥构成钻头。

进一步地，所述竖直段上设有第一卡扣，所述钻筒的内壁上设有与所述第一卡扣对应的第二卡扣，所述第一卡扣和所述第二卡扣的连线与所述钻筒的中心轴平行；所述第一卡扣和所述第二卡扣内容置有与其配合的刚性卡条。

进一步地，所述叶片的两侧以及所述竖直段和倾斜段交界处均设有耐磨材料制成的裙边。

进一步地，所述定位筒为两端开放设置的圆柱状结构，所述定位筒包括外壁和内壁，所述外壁和所述内壁之间构成定位腔；所述外壁上开设有若干通孔，每一个所述通孔外均铰接有一个挡片，所述挡片的铰接处设有使所述挡片常闭的扭簧。

进一步地，所述定位腔的宽度从所述定位筒的顶端至底端逐渐增大。

进一步地，所述限位部包括若干连接于所述钻筒内壁上且平行布置的限位环，所述限位环的圆心位于所述钻筒的中心轴上；所述限位环的外径不大于所述钻筒的内径，所述限位环的内径不小于所述定位筒的外径。

进一步地，所述钻筒外套设有轴承，所述钻筒通过所述轴承竖直设于所述机架上，所述机架上还设有与所述钻头部传动连接的动力部。

进一步地，所述动力部包括固定连接于所述机架上的动力机，所述动力机的输出端通过变速器与所述钻筒传动连接。

一种适用于沙漠地质条件的打桩施工方法，包括以下步骤：

S1、固定机架，关闭挡板部；

S2、控制动力机快速正转，使钻筒竖直地钻入地面适当深度；

S3、打开挡板部；

S4、通过限位部在钻筒内放入定位筒；

S5、控制动力机慢速反转，使钻筒竖直地缓慢旋出地面，同时向定位筒内的定位腔灌浆；

S6、将桩杆打入定位筒中，然后向定位筒中进行二次灌浆。

本发明的有益效果在于，本发明提出的一种适用于沙漠地质条件的打桩设备及施工方法，不需要在沙质土地中打入很深的桩就可以实现桩的结构稳定性，施工步骤简单，可控性强，保证后续的工程施工。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为本发明叶片的结构示意图，

图3为本发明刚性卡条与钻筒的连接示意图，

图4为本发明叶片扣合时倾斜段的连接状态示意图，

图5为本发明定位筒的结构示意图，

图6为本发明定位筒外壁通孔的结构放大图，

图7为本发明限位环的结构示意图。

附图序号及名称：1、机架，2、钻筒，3、定位筒，301、外壁，302、内壁，303、定位腔，4、叶片，401、竖直段，402、倾斜段，403、裙边，5、钻头，6、第一卡扣，7、第二卡扣，8、刚性卡条，9、通孔，10、挡片，11、限位环，12、轴承，13、动力机。

具体实施方式

为详细说明本发明之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，一种适用于沙漠地质条件的打桩设备,包括机架1以及通过轴承12设于机架1上的钻筒2，机架1上还设有动力机13，动力机13通过变速器（附图中未画出）与钻筒2传动连接；钻筒2的两端开放设置，钻筒2的侧壁上有螺旋状的钻叶（辅助钻筒钻入沙质土地中，附图中未画出）；钻筒2的其中一端设有可启闭的挡板部，钻筒2内设有定位筒3，钻筒2的另一端设有用于限定定位筒3位置的限位部。

结合图1和图2，挡板部包括若干绕钻筒2中心轴环绕设置于钻筒2内壁的叶片4，叶片4包括位于钻筒2内的竖直段401和伸出钻筒2外的倾斜段402，叶片4的竖直段401和倾斜段402交界处铰接于钻筒2的内壁；叶片4两端的连线与竖直段401和倾斜段402交界处的距离小于钻筒2内径与定位筒3外径之差；竖直段401成型为与钻筒2内壁配合的弧形，若干倾斜段402组合成的圆锥构成钻头5。

如图3，竖直段401上设有第一卡扣6，钻筒2的内壁上设有与第一卡扣6对应的第二卡扣7，第一卡扣6和第二卡扣7的连线与钻筒2的中心轴平行；第一卡扣6和第二卡扣7内容置有与其配合的刚性卡条8。当刚性卡条同时插在第一卡扣和第二卡扣内时，叶片的竖直段紧贴钻筒的内壁，此时叶片的倾斜段能够组合成钻头；当刚性卡条从第一卡扣中脱出时，叶片在外力的作用下可以绕铰接处转动。

如图4所示，叶片两侧及竖直段401和倾斜段402交界处均设有耐磨材料制成的裙边403，裙边的厚度为叶片的一半，叶片两侧的裙边，一个沿叶片的内侧设置，另一个沿叶片的外侧设置；这样使得当叶片组合时，其两侧与相邻的叶片能够紧密地贴合，能够有效防止沙子从叶片之间的缝隙进入钻筒，铰接处的裙边是为了防止沙子从铰接处进入钻筒。

如图5，定位筒3为两端开放设置的圆柱状结构，定位筒3包括外壁301和内壁302，外壁301和内壁302之间构成定位腔303；如图6，外壁301上开设有若干通孔9，每一个通孔9外均铰接有一个挡片10，挡片10的铰接处设有使挡片10常闭的扭簧，外面的沙子无法进入定位腔，但是定位腔内的浆可以挤出。定位腔内可以灌浆，利用外壁上通孔，部分浆可以从通孔内挤出，使定位筒外壁呈现不规则的结构（类似于树根），保证定位筒在沙质地面下的稳定性。定位腔303的宽度从定位筒3的顶端至底端逐渐增大，使定位腔的重心偏下，进一步增强其在地面下的稳定性；另外即使灌浆压力过大使定位筒外壁破损，只会从定位筒的底部开始，而且起到更好的稳固作用（类似上述树根结构）。

如图7，限位部包括若干连接于钻筒2内壁上且平行布置的限位环11，限位环11的圆心位于钻筒2的中心轴上；限位环11的外径不大于钻筒2的内径，限位环11的内径不小于定位筒3的外径。保证定位筒置入钻筒内时是与钻筒同轴布置，方便钻筒的取出。

本发明的具体施工方法如下：

操作人员将机架移动至施工位置，固定机架后按下刚性卡条使其底端进入第一卡扣关闭挡板部（刚性卡条的底端一开始位于第二卡扣内）；操作人员控制动力机快速正转，使机架下方的钻筒竖直地钻入地面适当深度；向上拉动刚性卡条，使其底端从第一卡扣中脱出；对准限位环放入定位筒，这一步与上一步可以任意先后也可以同时进行，因为在钻头外部沙子的作用下叶片依然无法绕铰接处转动；操作人员控制动力机慢速反转，使钻筒竖直地缓慢旋出地面，同时向定位筒内的定位腔灌浆，根据定位腔的体积控制灌浆的速率，使钻筒上升的速度与定位腔内浆面的上升速度相等；待定位腔内的浆凝固后，将桩杆伸入定位筒的内壁中，然后向其进行二次灌浆。

上述打桩设备及施工方法，利用钻筒在沙质土地内先固定一个定位筒，定位筒内设置一个外壁带单向孔的定位腔，利用灌浆设备进行灌浆后，定位筒成为一个表面不规则的圆柱（类似于树根），其不需要设置的很深（相对于传统打深桩）就可以保障后续打进去的桩的稳定性。

综上所述，以上仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于沙漠地质条件的打桩设备,其特征在于：包括机架（1）以及设于所述机架（1）上的钻机部，所述机架（1）上还设有用于驱动所述钻机部的动力部；所述钻机部包括圆柱状的钻筒（2），所述钻筒（2）的两端开放设置，所述钻筒（2）的侧壁上有螺旋状的钻叶；所述钻筒（2）的其中一端设有可启闭的挡板部，所述钻筒（2）内设有定位筒（3），所述钻筒（2）的另一端设有用于限定所述定位筒（3）位置的限位部；

所述挡板部包括若干绕所述钻筒（2）中心轴环绕设置于所述钻筒（2）内壁的叶片（4），所述叶片（4）包括位于所述钻筒（2）内的竖直段（401）和伸出所述钻筒（2）外的倾斜段（402），所述叶片（4）的竖直段（401）和倾斜段（402）交界处铰接于所述钻筒（2）的内壁；所述叶片（4）两端的连线与所述竖直段（401）和倾斜段（402）交界处的距离小于所述钻筒（2）内径与所述定位筒（3）外径之差；所述竖直段（401）成型为与所述钻筒（2）内壁配合的弧形，若干所述倾斜段（402）组合成的圆锥构成钻头（5）；所述竖直段（401）上设有第一卡扣（6），所述钻筒（2）的内壁上设有与所述第一卡扣（6）对应的第二卡扣（7），所述第一卡扣（6）和所述第二卡扣（7）的连线与所述钻筒（2）的中心轴平行；所述第一卡扣（6）和所述第二卡扣（7）内容置有与其配合的刚性卡条（8）；所述定位筒（3）为两端开放设置的圆柱状结构，所述定位筒（3）包括外壁（301）和内壁（302），所述外壁（301）和所述内壁（302）之间构成定位腔（303）；所述外壁（301）上开设有若干通孔（9），每一个所述通孔（9）外均铰接有一个挡片（10），所述挡片（10）的铰接处设有使所述挡片（10）常闭的扭簧；

所述动力部包括固定连接于所述机架（1）上的动力机（13），所述动力机（13）的输出端通过变速器与所述钻筒（2）传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于沙漠地质条件的打桩设备，其特征在于：所述叶片（4）的两侧以及所述竖直段（401）和倾斜段（402）交界处均设有耐磨材料制成的裙边（403）。

3.根据权利要求2所述的一种适用于沙漠地质条件的打桩设备，其特征在于：所述定位腔（303）的宽度从所述定位筒（3）的顶端至底端逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的一种适用于沙漠地质条件的打桩设备，其特征在于：所述限位部包括若干连接于所述钻筒（2）内壁上且平行布置的限位环（11），所述限位环（11）的圆心位于所述钻筒（2）的中心轴上；所述限位环（11）的外径不大于所述钻筒（2）的内径，所述限位环（11）的内径不小于所述定位筒（3）的外径。

5.根据权利要求1所述的一种适用于沙漠地质条件的打桩设备，其特征在于：所述钻筒（2）外套设有轴承（12），所述钻筒（2）通过所述轴承（12）竖直设于所述机架（1）上。

6.一种适用于沙漠地质条件的打桩施工方法，所述方法利用如权利要求1所述的一种适用于沙漠地质条件的打桩设备，其特征在于，包括以下步骤：

S1、固定机架，关闭挡板部；

S2、控制动力机快速正转，使钻筒竖直地钻入地面适当深度；

S3、打开挡板部；

S4、通过限位部在钻筒内放入定位筒；

S5、控制动力机慢速反转，使钻筒竖直地缓慢旋出地面，同时向定位筒内的定位腔灌浆；

S6、将桩杆打入定位筒中，然后向定位筒中进行二次灌浆。

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