CN112523688A - 一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机 - Google Patents

Abstract

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机。一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，包括钻机顶部设置的大功率动力头、长螺旋钻机钻杆，所述的长螺旋钻机钻杆设置有螺旋叶片；在所述的长螺旋钻机钻杆外部设置有送风外管；送风外管沿着长螺旋钻机钻杆外壁穿过螺旋叶片；钻头设置在长螺旋钻机钻杆的端部。本发明的优点：本发明通过改进长螺旋钻机钻杆构造，入岩钻进时的钻进效率可以达到传统长螺旋钻机入岩钻进效率的5～10倍，此种工艺成孔的灌注桩单桩承载力可以提高15％以上。高风压压缩空气将钻进时产生的孔底岩屑、岩粉吹离钻头与原岩接触面，提高了钻齿切削破碎岩石能力，增加入岩钻进效率；高压空气压入孔底上返时又可以有效降低钻头钻杆的温度。

Description

一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机。

背景技术

随着城市建设的飞速发展，摩天大楼鳞次栉比，建筑高度越来越高，结构荷载越来越大，建筑地基基础中钻孔灌注桩作为基础工程桩和基坑支护桩的使用越来越普遍，单桩承载力和灌注桩入岩深度要求越来越高。现有的入岩钻孔灌注桩主要有冲击钻机成孔、回转钻机成孔、旋挖成孔，工作过程中噪声污染严重，并产生大量的泥浆而污染环境，而普通的长螺旋钻机入岩钻进工效非常低甚至无法钻进入岩。

本发明旨在改进长螺旋钻机钻杆构造，在钻杆顶部加装大功率动力头，在钻杆与螺旋叶片之间采用焊接通长厚壁无缝钢管作为外通风管的保护套，钻进岩石时通过钻杆的外通风管，将高风压压缩空气送至钻孔孔底，将钻进时产生的孔底岩屑、岩粉吹离钻头与原岩接触面，增大钻头与钻进岩石间的有效接触面积，提高了钻齿切削破碎岩石能力，增加入岩钻进效率，减少了入岩钻进时钻头与原岩间干磨岩屑、岩粉的无用功消耗；高压空气压入孔底上返时又可以有效降低钻头钻杆的温度，将钻杆四周包围的岩屑、岩粉、泥土剥离，达到成孔设计要求后采用高压空气送风冲孔，可以有效清除孔底沉渣，保证桩孔成孔质量，有效提高了单桩承载能力；焊接的外通风管的保护装置(厚壁无缝钢管)一定程度上提高了钻杆抵抗扭矩的刚度、强度，实现了节能环保的同时，也提高了桩机入岩钻进能力

发明内容

为了提高长螺旋钻机入岩钻进的工作效率，本发明改进了长螺旋钻机钻杆构造，在钻杆与螺旋叶片之间增加外通风管，钻进岩石时通过钻杆的外通风管，将高风压压缩空气送至钻孔孔底，采用焊接通壁无缝钢管作为外通风管的保护套。长螺旋钻机钻杆钻进岩石时通过钻杆外通风管，将高风压压缩空气送至钻孔孔底，将钻进时产生的孔底岩屑、岩粉吹离钻头与原岩接触面，增大钻头与钻进岩石间的有效接触面积，提高了钻齿切削破碎岩石能力，增加入岩钻进效率，减少了入岩钻进时钻头与原岩间干磨岩屑、岩粉的无用功消耗；高压空气压入孔底上返时又可以有效降低钻头钻杆的温度，将钻杆四周包围的岩屑、岩粉、泥土剥离，达到成孔设计要求后采用高压空气送风冲孔，可以有效清除孔底沉渣，保证桩孔成孔质量，有效提高了单桩承载能力；焊接的外通风管的保护装置(厚壁无缝钢管)一定程度上提高了钻杆抵抗扭矩的刚度、强度，实现了节能环保的同时，也提高了桩机入岩钻进能力。

本发明采用的技术方案是：

本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，包括钻头、长螺旋钻机钻杆，所述的长螺旋钻机钻杆设置有螺旋叶片；在所述的长螺旋钻机钻杆外部设置有送风外管；送风外管沿着长螺旋钻机钻杆外壁穿过螺旋叶片；钻头设置在长螺旋钻机钻杆的端部。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，还包括高风压空压机、动力头、减震器、长螺旋钻机、送风管；所述的送风管一端与高风压空压机连接；所述的动力头与长螺旋钻机钻杆连接且设置在长螺旋钻机钻杆的顶部且所述的动力头为大功率动力头以达到入岩钻进功效，动力头与长螺旋钻机钻杆之间设有减震器；动力头安装在长螺旋钻机上；所述的送风管与送风外管之间设置有连接法兰，所述的连接法兰设置有固定不旋转的外套，所述的外套设置有气路接口，所述的外套内设置有气路通道A，所述的法兰设置有与长螺旋钻机钻杆固定连接的内套，所述的内套设置有气路通道B，所述的气路通道A与气路通道B连通；所述的气路通道B与送风外管连接；所述的连接法兰的外套和内套间设置有骨架油封。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，送风外管与长螺旋钻机钻杆的中心轴线平行；所述的送风外管设置有保护管，所述的保护管焊接在长螺旋钻机钻杆外壁上；所述的钻头为三角尖头式钻头。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，所述的保护管外面设置有防护支架。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，长螺旋钻机钻杆、保护管、防护支架是沿着长螺旋钻机钻杆的轴线方向分段拼接在一起的；送风外管为整根柔性塑料管。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，送风外管靠近长螺旋钻机钻杆底部的末端设置有单向出风阀。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，所述的外套设置有固定翼板；所述的固定翼板设置有固定连接孔。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，所述的送风外管穿过螺旋叶片，所述的送风外管数量为2，所述的两个送风外管沿长螺旋钻机钻杆横截面圆周上均匀分布。

进一步的，本发明所述的送风外管穿过螺旋叶片，所述的送风外管数量为3，且沿长螺旋钻机钻杆横截面圆周上均匀分布。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机的使用方法，包括以下步骤：

1)高风压空压机将高风压空气通过通风管送出到送风外管；

2)高风压空气沿着送风外管至钻孔孔底；

3)高风压空气将钻进时产生的孔底岩屑、岩粉吹离钻头与原岩接触面；

4)高风压空气压入孔底上返时又降低钻头钻杆的温度，将钻杆四周包围的岩屑、岩粉、泥土剥离。

本发明的优点：本发明通过改进长螺旋钻机钻杆构造，入岩钻进时的钻进效率可以达到传统长螺旋钻机入岩钻进效率的5～10倍，此种工艺成孔的灌注桩单桩承载力可以提高15％以上。高风压压缩空气将钻进时产生的孔底岩屑、岩粉吹离钻头与原岩接触面，增大钻头与钻进岩石间的有效接触面积，提高了钻齿切削破碎岩石能力，增加入岩钻进效率，减少了入岩钻进时钻头与原岩间干磨岩屑、岩粉的无用功消耗；高压空气压入孔底上返时又可以有效降低钻头钻杆的温度，将钻杆四周包围的岩屑、岩粉、泥土剥离，达到成孔设计要求后采用高压空气送风冲孔，可以有效清除孔底沉渣，保证桩孔成孔质量，有效提高了单桩承载能力；焊接的通长外通风管保护装置(厚壁无缝钢管)一定程度上提高了钻杆抵抗扭矩的刚度、强度，实现了节能环保的同时，也提高了桩机入岩钻进能力。

附图说明

图1为本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机的结构示意图；

图2为本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机的送风外管横断面示意图；

图3为本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机的长螺旋钻机钻杆示意图；

图4为本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机的长螺旋钻机钻杆三维示意图；

图中符号说明：1、钻头；2、长螺旋钻机钻杆；3、螺旋叶片；4、送风外管；5、高风压空压机；6、动力头；7、减震器；8、长螺旋钻机；9、送风管；10、连接法兰；101、外套；102、气路接口；103、气路通道A；104、内套；105、气路通道B；106、骨架油封；11、保护管；12、防护支架；13、单向出风阀；14、固定翼板；15、固定连接孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行进一步描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

如图1-4所示，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，包括钻头1、长螺旋钻机钻杆2，所述的长螺旋钻机钻杆2设置有螺旋叶片3；在所述的长螺旋钻机钻杆2外部设置有送风外管4；送风外管4沿着长螺旋钻机钻杆2外壁穿过螺旋叶片3；钻头1设置在长螺旋钻机钻杆2的端部。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，还包括高风压空压机5、动力头6、减震器7、长螺旋钻机8、送风管9；所述的送风管9一端与高风压空压机5连接；所述的动力头6与长螺旋钻机钻杆2连接且设置在长螺旋钻机钻杆2的顶部且所述的动力头6为大功率动力头以达到入岩钻进功效，动力头6与长螺旋钻机钻杆2之间设有减震器7；动力头6安装在长螺旋钻机8上；所述的送风管9与送风外管4之间设置有连接法兰10，所述的连接法兰10设置有固定不旋转的外套101，所述的外套101设置有气路接口102，所述的外套101内设置有气路通道A103，所述的法兰10设置有与长螺旋钻机钻杆2固定连接的内套104，所述的内套104设置有气路通道B105，所述的气路通道A103与气路通道B105连通；所述的气路通道B105与送风外管4连接；所述的连接法兰10的外套101和内套104间设置有骨架油封106。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，送风外管4与长螺旋钻机钻杆2的中心轴线平行；所述的送风外管4设置有保护管11，所述的保护管11焊接在长螺旋钻机钻杆2外壁上；所述的钻头1为三角尖头式钻头。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，所述的保护管11外面设置有防护支架12。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，长螺旋钻机钻杆2、保护管5、防护支架12是沿着长螺旋钻机钻杆2的轴线方向分段拼接在一起的；送风外管4为整根柔性塑料管。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，送风外管靠近长螺旋钻机钻杆2底部的末端设置有单向出风阀13。

进一步的，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，所述的外套设置有固定翼板14；所述的固定翼板设置有固定连接孔15。

本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机的使用方法，包括以下步骤：

1)高风压空压机5将高风压空气通过通风管9送出到送风外管4；

2)高风压空气沿着送风外管4至钻孔孔底；

3)高风压空气将钻进时产生的孔底岩屑、岩粉吹离钻头与原岩接触面；

4)高风压空气压入孔底上返时又降低钻头钻杆的温度，将钻杆四周包围的岩屑、岩粉、泥土剥离。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于，所述的送风外管4数量为3，且沿长螺旋钻机钻杆2横截面圆周上均匀分布。

实施例3：

实施例2与实施例1的区别在于，本发明所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，所述的送风外管4穿过螺旋叶片3，所述的送风外管4数量为2，所述的两个送风外管4沿长螺旋钻机钻杆2横截面圆周上均匀分布。

本发明的优点：本发明通过改进长螺旋钻机钻杆构造，入岩钻进时的钻进效率可以达到传统长螺旋钻机入岩钻进效率的5～10倍，此种工艺成孔的灌注桩单桩承载力可以提高15％以上。高风压压缩空气将钻进时产生的孔底岩屑、岩粉吹离钻头与原岩接触面，增大钻头与钻进岩石间的有效接触面积，提高了钻齿切削破碎岩石能力，增加入岩钻进效率，减少了入岩钻进时钻头与原岩间干磨岩屑、岩粉的无用功消耗；高压空气压入孔底上返时又可以有效降低钻头钻杆的温度，将钻杆四周包围的岩屑、岩粉、泥土剥离，达到成孔设计要求后采用高压空气送风冲孔，可以有效清除孔底沉渣，保证桩孔成孔质量，有效提高了单桩承载能力；焊接的外通风管的保护装置(厚壁无缝钢管)一定程度上提高了钻杆抵抗扭矩的刚度、强度，实现了节能环保的同时，也提高了桩机入岩钻进能力。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的举例，对本领域的普通技术人员而言，根据上述说明可加以变动或变换，而所有这些变动或变换都应为本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，其特征在于,包括钻头、长螺旋钻机钻杆，所述的长螺旋钻机钻杆设置有螺旋叶片；在所述的长螺旋钻机钻杆外部设置有送风外管；送风外管沿着长螺旋钻机钻杆外壁穿过螺旋叶片；钻头设置在长螺旋钻机钻杆的端部。

2.如权利要求1所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，其特征在于,还包括高风压空压机、动力头、减震器、长螺旋钻机、送风管；所述的送风管一端与高风压空压机连接；所述的动力头与长螺旋钻机钻杆连接且设置在长螺旋钻机钻杆的顶部且所述的动力头为大功率动力头以达到入岩钻进功效，动力头与长螺旋钻机钻杆之间设有减震器；动力头安装在长螺旋钻机上；所述的送风管与送风外管之间设置有连接法兰，所述的连接法兰设置有固定不旋转的外套，所述的外套设置有气路接口，所述的外套内设置有气路通道A，所述的法兰设置有与长螺旋钻机钻杆固定连接的内套，所述的内套设置有气路通道B，所述的气路通道A与气路通道B连通；所述的气路通道B与送风外管连接；所述的连接法兰的外套和内套间设置有骨架油封。

3.如权利要求1所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，其特征在于,送风外管与长螺旋钻机钻杆的中心轴线平行；所述的送风外管设置有保护管，所述的保护管焊接在长螺旋钻机钻杆外壁上；所述的钻头为三角尖头式钻头。

4.如权利要求3所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，其特征在于,所述的保护管外面设置有防护支架。

5.如权利要求3所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，其特征在于,长螺旋钻机钻杆、保护管、防护支架是沿着长螺旋钻机钻杆的轴线方向分段拼接在一起的；送风外管为整根柔性塑料管。

6.如权利要求1所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，其特征在于,送风外管靠近长螺旋钻机钻杆底部的末端设置有单向出风阀。

7.如权利要求2所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，其特征在于,所述的外套设置有固定翼板；所述的固定翼板设置有固定连接孔。

8.如权利要求1-6任一项所述的一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机，其特征在于，所述的送风外管穿过螺旋叶片，所述的送风外管数量为2，所述的两个送风外管沿长螺旋钻机钻杆横截面圆周上均匀分布。

9.如权利要求1-6任一项所述的送风外管穿过螺旋叶片，其特征在于，所述的送风外管数量为3，且沿长螺旋钻机钻杆横截面圆周上均匀分布。

10.如权利要求1-6任一项所述一种高效环保的长螺旋嵌岩桩机的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)高风压空压机将高风压空气通过通风管送出到送风外管；

2)高风压空气沿着送风外管至钻孔孔底；

3)高风压空气将钻进时产生的孔底岩屑、岩粉吹离钻头与原岩接触面；

4)高风压空气压入孔底上返时又降低钻头钻杆的温度，将钻杆四周包围的岩屑、岩粉、泥土剥离。

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