CN110984896A - 钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具及其施工方法 - Google Patents

钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具及其施工方法。所述打捞工具包括:打捞工具主体,为顶部具有顶板且底部开口的筒体,所述打捞工具主体底部沿其圆周间隔设置有多个连接件;升降组件,与所述打捞工具主体连接,用于下压或提升所述打捞工具;抓取机构,包括多个抓手,一个抓手与一个连接件铰接,每两个抓手之间连接有弹簧,且所述弹簧位于抓手上部,多个抓手在弹簧的作用下呈向下的喇叭状,所述抓手的内侧还具有倒齿,所述倒齿位于抓手的中部用于勾住冲击钻头的锤头处的方形窗口。本发明结构简单,可以方便、快速地对施工过程中跌落至孔底的冲击钻头进行打捞,大大缩短了施工工期,降低了补救成本。

Description

钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具及其施工方法
技术领域
本发明涉及钻孔灌注桩技术领域,具体地说,是一种钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具及其施工方法。
背景技术
钻孔灌注桩是铁路桥梁工程,房屋建筑工程的重要基础。钻孔灌注桩在钻孔过程中遇到基岩土或坚硬岩石就必须用冲击钻成孔,冲击钻成孔具有速度快,机械设备简单,施工成本较低的优点,在成孔后清孔安装钢筋笼再灌注混凝土后桩基即可施工完成。
但是,在施工过程中,经常出现由于钢丝绳磨损断裂造成冲击钻头脱落到桩孔底部而无法施工的问题。传统的做法是潜水员潜入孔底将新的钢丝绳穿于冲击钻斗耳孔将其固定后再进行打捞,由于桩孔注浆,孔内地质情况较复杂,成泥带比重较大等原因会对潜水员的健康造成影响。
鉴于此,应当对现有技术进行改进,以解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,该打捞工具结构简单,可以方便、快速地对施工过程中跌落至孔底的冲击钻头进行打捞,大大缩短了施工工期,降低了补救成本。
本发明另一目在于提供一种钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具的施工方法。
上述目的是通过以下技术方案实现的:
根据本发明的一个方面,本发明提供的一种钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,其中,钻孔灌注桩的施工过程中所用的冲击钻头,其形状似啤酒瓶,包括锤身和锤头,锤头处设置有方形窗口,所述打捞工具包括:
打捞工具主体,所述打捞工具主体为:顶部具有顶板,底部开口的筒体,所述打捞工具主体的底部沿其圆周间隔设置有多个连接件;
升降组件,与所述打捞工具主体连接,用于下压或提升所述打捞工具;
抓取机构,包括多个抓手,一个抓手与一个连接件铰接;每两个抓手之间连接有弹簧,且所述弹簧位于抓手上部,多个抓手在弹簧的作用下呈向下的喇叭状;所述抓手的内侧还具有倒齿,所述倒齿位于抓手的中部用于勾住冲击钻头的锤头处的方形窗口。
优选地,抓手可以设置成对地、相对地、铰接安装在所述打捞工具主体的底部。
优选地,所述打捞工具还包括限位件,所述限位件为圆环状或圆筒状,固定在所述顶板的内表面的中心处,抓手的顶部置于所述限位件中。
优选地,所述抓手的内侧的倒齿上设置有横向的压纹,以增加摩擦力,防止勾到冲击钻头后滑脱。
优选地,所述弹簧设置在相邻的两个抓手之间,或者设置在相对的两个抓手之间,但不限于此,也可以间隔设置。更优选地,所述弹簧设置在位于开口直径两端的两个抓手之间,可以提高提升稳定性。
优选地,所述抓手为月牙状。所述抓手长为桩直径的1/2~5/6,更优选地为桩直径的2/3。具体地,所述抓手长可以为1m;所述抓手厚度范围可以为2~5cm,优选为3cm;所述倒齿长度范围可以5~15cm,优选为10cm;所述倒齿与所述抓手形成的夹角范围为25~45度,优选为30度。
优选地,所述打捞工具主体为圆柱形筒体,筒体的尺寸可以根据桩的尺寸来确定,例如筒体内径可以为50~70cm,筒体长度可以为50~120cm。更优选地,所述筒体内径和筒体长度也可以约等于桩的半径。
优选地,所述连接件包括U型槽、横杆以及锁件,其中,所述U型槽的两个槽壁上设置有位置相互匹配的通孔,所述横杆的端部设置有固定孔;所述抓手的中部设置有连接孔;所述抓手置于所述U型槽中,所述横杆贯穿两个通孔以及连接孔,所述锁件插入所述固定孔,将所述抓手与所述连接件铰接。更优选地,所述连接件为锚头,方便与抓手铰接。
优选地,所述升降组件包括手柄、钢丝绳和提升设备,其中,所述手柄固定安装在所述顶板的外表面的中心处,所述手柄通过多节管和连接相邻两节管的连接套筒组装而成,所述手柄用于下压打捞工具至抓手的倒齿勾住冲击钻头的锤头处的方形窗口;所述钢丝绳的一端与设置在所述打捞工具主体上的吊耳连接,另一端与所述提升设备连接,用于提升所述打捞工具。具体地,所述提升设备可以为吊车或卷扬机。
根据本发明的另一个方面,本发明提供的一种钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具的施工方法,包括以下步骤:
通过升降组件将所述打捞工具下放至孔底的冲击钻头处;
向下按压所述升降组件,抓手与锤头接触并张开,继续按压,至抓手内侧的倒齿在弹簧作用下勾住冲击钻头锤头处的方形窗口;
试提所述升降组件,检验是否勾牢,若未勾牢,重新向下按压升降组件,直至勾牢为止,若勾牢,采用升降组件进行上提。
与现有技术相比,本申请具有的有益效果是:本发明结构简单、操作方便、可以快速地对钻孔灌注桩施工过程中跌落至孔底的冲击钻头进行打捞,大大缩短了施工工期,降低了补救成本,提高了操作安全性,且可以重复周转使用。
附图说明
图1是本发明实施例一钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具的结构示意图;
图2是本发明钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具中钢抓手的结构示意图;
图3是本发明实施例二钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具打捞时状态示意图;
图4是本发明钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具的限位件的结构示意图;
图5是本发明钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具的连接件的结构示意图。
其中,图1-图5中,110顶板,120筒壁,130连接件、131U型槽、132横杆、133锁件;210手柄,220吊耳,230钢丝绳;310抓手,320弹簧;400限位件;500冲击钻头,510锤耳,520方形窗口。
具体实施方式
下面将结合附图来描述本发明钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到,在不偏离本发明的精神的范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,附图的描述在本质上是说明性的,而不是限制权利要求的保护范围。
现有的钻孔灌注桩冲击钻机设备包括机罩、卷扬机、动力装置、以及冲击钻头等。冲击钻头的分级分类是根据其重量来划分的,结构基本相同。参考图3所示,冲击钻头500一般包括锤头、锤身、设置在锤头顶部的锤耳510、设置在锤身上的侧耳、以及冲击齿口,所述锤头处还设置有横向贯通的方形窗口520。冲击钻头的形状似啤酒瓶,锤头呈圆柱状,锤耳510与侧耳均设置有圆孔,均是用于穿钢丝绳的。冲击钻头在冲击过程中采用强大的势能和动能将基岩土击碎钻进,在此过程中,由于钢丝绳的磨损不能及时被发现,使得钢丝绳断裂,造成冲击钻头脱落沉入孔底而无法冲击钻进,本发明就是基于现有技术中冲击钻头的特点,提出一种结构简单,可以方便、快速地进行打捞的工具及其施工方法。
实施例一
图1示意性地示出了该实施例的钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具的结构,该实施例中冲击钻头重6吨,桩径为1.5m。如图1所示,该打捞工具包括打捞工具主体、升降装置、以及抓取机构。
所述打捞工具主体为下端开口的圆柱形筒体,包括顶板110和筒壁120。筒体外直径为56cm,筒体长度为60cm,壁厚为3cm,顶板110厚为6cm。所述打捞工具主体为钢材质。
所述顶板110上表面焊接固定有手柄210,手柄210采用多节钢管和连接相邻两节钢管的连接套筒组装而成,具体地,采用每节长度为6m,直径为3cm,壁厚为4mm的钢管,以及螺纹套筒连接而成,具体的长度根据钻孔灌注桩的深度来选择。为了保持筒体与手柄210的稳定性,手柄210底端焊接固定在顶板110圆心处,并在手柄210下端与顶板110之间可以焊接四块加劲肋板。所述筒体外壁上焊接有成对的吊耳220,每对吊耳220相对设置,以保证提升稳定性,该实施例中在筒壁120的上端处相对设置有一对吊耳220,吊耳220中耳孔直径为10cm。钢丝绳230一端与吊耳220连接,另一端连接提升设备,例如吊车或卷扬机等,所述钢丝绳230的直径为35mm。其中手柄210、吊耳220、钢丝绳230以及提升设备共同构成了升降装置,用于下压或提升冲击钻头打捞工具。
所述打捞工具主体的底部沿其圆周间隔设置有多个连接件130。图5示意性地示出了连接件的机构,如图5所示,连接件130的结构可以包括U型槽131、横杆132以及锁件133,其中,所述U型槽131的两个槽壁上设置有位置相互匹配的通孔,横杆132的端部设置有固定孔。图2示意性地示出了抓手的结构,如图2所示,抓手310的中部设置有连接孔;所述抓手310置于所述U型槽131中,横杆132贯穿两个通孔以及连接孔,锁件133插入固定孔将抓手310与连接件130铰接。具体地,本实施例中所述连接件130为锚头,每间隔约10cm设置有一个用于铰接抓手310的锚头,可以焊接固定在筒体下端圆周处。
所述抓取机构包括多个抓手310,一个抓手310与一个锚头铰接;每两个抓手310之间连接有弹簧320,且所述弹簧320位于抓手310上部,多个抓手310在弹簧320的作用下呈向下的喇叭状。所述抓手310的内侧还具有倒齿,倒齿位于抓手310的中部用于勾住冲击钻头的锤头处的方形窗口520。其中,所述弹簧320可以设置在相邻的两个抓手310之间,但不限于此,也可以设置在相对的两个抓手310之间,又或者设置在位于开口直径上的两个抓手310之间。该实施例中,具体设置15个与所述锚头铰接的月牙状的抓手310,所述抓手310长度为1m,厚度为3cm,具体采用Q345高强钢制作。所述抓手310的内侧的倒齿长为10cm,倒齿与抓手310形成的夹角为25度,抓手310的具体结构如图2所示。
为了防止抓手310与锤头方形窗口520滑脱,在抓手310的倒齿上还可以设置有横向的压纹(未示出),以增加摩擦力。
图4示意性地示出了限位件的安装示意图,其对限位件尺寸和抓手长度不做限制。如图4所示,为了防止抓手310抓到方形窗口520后又向外扩张,导致抓手310倒齿部滑脱,在顶板110的内表面的中心处还可以设置有限位件400,所述限位件400可以为圆环状或圆筒状结构,抓手310的顶部置于所述限位件400中。另外,也可以采用固定绳将抓手310的上端固定在顶板110内表面的中心处以防止滑脱,其中通过固定绳的长度和位置来决定抓手310的摆动角度。
实施例二
图3示意性地示出了该实施例打捞钻孔灌注桩冲击钻头的状态。具体地,是在打捞钻孔灌注桩为48m深处的8吨重冲击钻头500。该钻孔灌注桩为设计孔径为2m,桩长为50m的端承桩。在距孔底设计标高还有4m处时,连接钻头的钢丝绳断裂,冲击钻头500脱落于孔底,现采用本发明的冲击钻头打捞工具对该冲击钻头500进行打捞,具体打捞过程如下:
将打捞工具手柄210边接长边下放到孔底钻头处,将直径约为1.2m的喇叭状的抓手310罩在冲击钻头500的锤头上部;
向下按压手柄210,喇叭状的抓手310的中部与锤头的圆柱部分接触并张开,继续按压手柄210,全部或部分倒齿滑入锤头的方形窗口520内,并在弹簧320拉力作用下勾住方形窗口520的上缘处;
试提手柄210,检验是否勾(扣)牢,若未勾牢,重新向下按压手柄210,直至勾牢;若勾牢,采用与钢丝绳230连接的提升设备进行上提,从而将脱落的冲击钻头500吊出孔外,打捞过程结束。

Claims (10)

1.一种钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,其中,冲击钻头包括锤身和锤头,所述锤头处设置有方形窗口,其特征在于,所述打捞工具包括:
打捞工具主体,所述打捞工具主体为顶部具有顶板,底部开口的筒体,所述打捞工具主体的底部沿其圆周间隔设置有多个连接件;
升降组件,与所述打捞工具主体连接,用于下压或提升所述打捞工具;
抓取机构,包括多个抓手,一个抓手与一个连接件铰接;每两个抓手之间连接有弹簧,且所述弹簧位于抓手上部,多个抓手在弹簧的作用下呈向下的喇叭状;所述抓手的内侧还具有倒齿,所述倒齿位于抓手的中部用于勾住冲击钻头锤头处的方形窗口。
2.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,其特征在于,所述打捞工具还包括限位件,所述限位件为圆环状或圆筒状,固定在所述顶板的内表面的中心处,抓手的顶部置于所述限位件中。
3.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,其特征在于,所述抓手的内侧的倒齿上设置有横向的压纹。
4.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,其特征在于,所述弹簧设置在相邻的两个抓手之间,或者设置在相对的两个抓手之间。
5.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,其特征在于,所述抓手为月牙状。
6.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,其特征在于,
所述抓手长为桩直径的1/2~5/6,所述抓手厚度为2~5cm,所述倒齿长5~15cm,所述倒齿与所述抓手形成的夹角范围为25~45度。
7.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,其特征在于,
所述连接件包括U型槽、横杆以及锁件,其中,所述U型槽的两个槽壁上设置有位置相互匹配的通孔,所述横杆的端部设置有固定孔;
所述抓手的中部设置有连接孔;
所述抓手置于所述U型槽中,所述横杆贯穿两个通孔以及连接孔,所述锁件插入所述固定孔,将所述抓手与所述连接件铰接。
8.根据权利要求7所述的钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,其特征在于,所述连接件为锚头。
9.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具,其特征在于,所述升降组件包括手柄、钢丝绳和提升设备,其中,
所述手柄固定安装在所述顶板的外表面的中心处,所述手柄通过多节管和连接相邻两节管的连接套筒组装而成,所述手柄用于下压打捞工具至抓手的倒齿勾住冲击钻头的锤头处的方形窗口;
所述钢丝绳的一端与设置在所述打捞工具主体上的吊耳连接,另一端与所述提升设备连接,用于提升所述打捞工具。
10.一种根据权利要求1~9任一项所述的钻孔灌注桩冲击钻头打捞工具的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
通过升降组件将所述打捞工具下放至孔底的冲击钻头处;
向下按压所述升降组件,抓手与锤头接触并张开,继续按压,至抓手内侧的倒齿在弹簧作用下勾住冲击钻头锤头处的方形窗口;
试提所述升降组件,检验是否勾牢,若未勾牢,重新向下按压升降组件,直至勾牢为止,若勾牢,采用升降组件进行上提。
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张成江: "对扣式倒扣打捞筒的研制与应用", 《内江科技》 *

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CN111350469A (zh) * 2020-03-05 2020-06-30 中冶交通建设集团有限公司 冲击钻头打捞装置及其使用方法
CN111827914A (zh) * 2020-06-11 2020-10-27 中铁大桥局集团第五工程有限公司 深水岩溶环境倾斜冲击钻钻头的组合打捞工具及打捞方法

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