CN113027361A - 有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置及方法，该装置包括安装在钻机底框架上的分体式固定座、安装在固定座上的卡爪式钻杆定位装置、控制系统，所述卡爪式钻杆定位装置包括旋转油缸、卡爪摇臂，所述分体式固定座内设有沿圆周三等分的卡爪摇臂，用于夹持固定钻杆，每个卡爪摇臂尾部具有回转中心轴，并与旋转油缸相连接，由旋转油缸驱动卡爪摇臂绕回转中心轴转动，所述卡爪摇臂头部通过头部芯轴连接头部滚轴。本发明能够用于钻机及配套机具，具有结构轻便小巧、操作灵活、工作可靠、功能多样的特点。

Description

有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置及方法
技术领域
本发明涉及一种地基加固领域的特种专用设备辅助机具，具体为一组空间受限的文物保护建筑房屋的地下空间开发利用之地基加固专用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置。
背景技术
空间受限的文物保护建筑房屋的地下空间开发利用之地基加固需要专用分体拆装式灌注桩钻机，成孔深度要求达到地面60m以下，孔底会进到7号砂层土质中，利用常规螺纹或内法兰式小通径的钻杆管来孔底清孔砂质土效果差，换用专用清孔机具装置，工效低、还会影响已成孔的质量等；如采用外法兰接头形式的同径钻杆管，在自重基本相同的情况下，通径最大化，满足孔底砂质土的清孔要求。但采用了外法兰形式连接的钻杆，连接法兰与钻杆管直径不一致，给钻杆进刀时的径向定位带来很大的麻烦，为解决此矛盾，需要设计一种钻杆定位装置，来满足低净空、平面狭隘空间的地基加固之钻孔灌注桩成孔时，保证成孔时的垂直精度与质量。
发明内容
本发明目的在于提供一种有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置及方法，用于钻机及配套机具，具备结构轻便小巧、操作灵活、工作可靠、功能多样。
为实现上述目标，本发明提供如下技术方案：
一种有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置，包括安装在钻机底框架上的分体式固定座、安装在固定座上的卡爪式钻杆定位装置、控制系统，所述卡爪式钻杆定位装置包括旋转油缸、卡爪摇臂，所述分体式固定座内设有沿圆周三等分的卡爪摇臂，用于夹持固定钻杆，每个卡爪摇臂尾部具有回转中心轴，并与旋转油缸相连接，由旋转油缸驱动卡爪摇臂绕回转中心轴转动，所述卡爪摇臂头部通过头部芯轴连接头部滚轴。
进一步，所述控制系统采用光电元件或接近开关，用于钻杆进刀量与钻杆定位装置联动的检测。
进一步，所述旋转油缸通过旋转油缸联体固定座与分体式固定座上的旋转油缸安装板内固定连接。
一种有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置的安装与使用方法：首先将分体拆装式灌注桩钻机安装就位、试运转正常后，进行初钻孔，然后按以下步骤：
第一步，将钻头放到钻机底框架内的拟钻孔位点，接第一节钻杆，装临时定位装置对钻头或钻杆进行定位试钻，使刀头全部进入土体形成正常进刀轨迹后，拆临时定位装置；
第二步，在钻机底框架上，安装分体式固定座、再在分体式固定座上装卡爪式钻杆定位装置、光电元件或接近开关组成的控制系统；
第三步，根据钻杆进刀量，控制、联动卡爪式钻杆定位装置动作。
进一步，第三步骤中：如第一节钻杆钻进到上法兰靠近到卡爪式钻杆定位装置的卡爪摇臂顶端时，停止进钻，旋转油缸带动卡爪摇臂转到卡爪式钻杆定位装置卡爪机构兼做法兰托架位置，点动钻杆进刀，使钻杆法兰面贴紧卡爪，松钻杆与钻机动力系统的连接螺栓，提升钻机动力系统到钻机顶位，将第二节钻杆就位，上下法兰分别连接上面的动力系统与下面的第一节钻杆，螺栓上紧后，钻杆点动略抬高，转动卡爪摇臂至卡爪摇臂固定钻杆外法兰的位置，进行第二节钻杆的进刀初钻孔至钻杆下法兰到卡爪式钻杆定位装置的卡爪摇臂底面，进刀停，转动卡爪摇臂至卡爪固定钻杆管体的位置，进行第二节钻杆的正常进刀钻孔，依次类推，装以后各节钻杆深度钻灌注桩孔，直至标高位置。
本发明的有益效果是：
本发明是低净空、平面狭隘空间的地基加固工程灌注桩钻机成孔工艺施工用的分体拆装式灌注桩钻孔机钻杆一种定位装置及方法，具有以下特点：
1.采用圆周三等分的卡爪形式，夹持、固定钻杆；
2.根据连接法兰与钻杆体不同的两档直径间，可自动调整变位；
3.采用旋转油缸作旋转驱动元件；
4.在一节钻杆进刀完毕后，接长钻杆时，卡爪兼做钻杆卡板来固定托住留在已成孔内的底节段钻杆；
5.利用光电元件或接近开关控制钻杆进刀量与定位装置在钻杆的连接法兰与钻杆管体、兼做钻杆连接用卡板托架的不同径向位置间的转换定位；
附图说明
图1是分体拆装式灌注钻孔桩钻机；
图2是分体拆装式钻机A点(卡爪式钻杆定位装置)结构剖视图；
图3是卡爪式钻杆定位装置的结构俯剖视图；
图4是钻杆定位装置卡爪兼做法兰托架位置图；
图5是卡爪机构立面图；
图6是卡爪机构平面图。
具体实施方式
下面结合附图实例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至图6所示，本发明的有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置，包括：安装在钻机底框架2上的分体式固定座3、安装在分体式固定座3上的卡爪式钻杆定位装置1及与钻杆进刀量与钻杆定位装置联动的采用光电元件或接近开关组成的控制系统(未画示意图)，卡爪式钻杆定位装置1由摇臂驱动用的旋转油缸1-1、卡爪摇臂1-2、头部滚轴1-3、头部芯轴1-4等零部件组成。分体式固定座3内设有沿圆周三等分的卡爪摇臂1-2，用于夹持固定钻杆4，每个卡爪摇臂1-2尾部的回转中心连接旋转油缸1-1，由旋转油缸1-1驱动卡爪摇臂1-2绕回转中心转动，卡爪摇臂1-2头部通过头部芯轴1-4连接头部滚轴1-3，并用固定螺母1-5锁紧。旋转油缸1-1通过旋转油缸联体固定座1-6与分体式固定座3上的旋转油缸安装板3-1内固定连接。
本发明安装与使用方法如下：
分体拆装式灌注桩钻机设备安装就位、试运转正常后，进行初钻孔，第一步，将钻头放到钻机底框架2内的拟钻孔位点，接第一节钻杆4，装临时定位装置(如钻头套管等)对钻头或钻杆4进行定位试钻，使刀头全部进入土体形成正常进刀轨迹后，拆临时定位装置(根据其结构特点，也可暂不拆卸临时定位装置，至成孔完毕后再拆除)，第二步，在钻机底框架2上，安装分体式固定座3、再在分体式固定座3上装卡爪式钻杆定位装置1、光电元件或接近开关组成的控制系统(控制系统也可先安装在机架上)，第三步，根据钻杆进刀量，控制、联动卡爪式钻杆定位装置动作；如：第一节钻杆4钻进到上法兰5靠近到卡爪式钻杆定位装置1的卡爪摇臂1-2顶端时，停止进钻，旋转油缸1-1带动卡爪摇臂1-2转到附图4的卡爪式钻杆定位装置1的卡爪机构兼做法兰托架位置C，点动钻杆4进刀，使钻杆4的法兰面贴紧卡爪摇臂1-2，松钻杆4与钻机动力系统的连接螺栓，提升钻机动力系统到钻机顶位，将第二节钻杆4就位，上下法兰分别连接上面的动力系统与下面的第一节钻杆4，螺栓上紧后，钻杆4点动略抬高，转动卡爪式定位装置1的卡爪摇臂1-2至附图3的卡爪摇臂固定钻杆外法兰的位置A，进行第二节钻杆4的进刀初钻孔至钻杆下法兰过到卡爪式钻杆定位装置1的卡爪摇臂1-2底面，进刀停，转动卡爪式定位装置1的卡爪摇臂1-2附图3的卡爪摇臂固定钻杆管体的位置B，进行第二节钻杆4的正常进刀钻孔，依次类推，装以后各节钻杆深度钻灌注桩孔，直至标高位置。以后再清孔、提钻杆(与钻孔进刀反向操作不再赘述)、下钢筋笼、浇灌砼、成桩，一个制桩工序结束。

Claims (5)

1.一种有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置，包括安装在钻机底框架上的分体式固定座、安装在固定座上的卡爪式钻杆定位装置、控制系统，其特征在于：所述卡爪式钻杆定位装置包括旋转油缸、卡爪摇臂，所述分体式固定座内设有沿圆周三等分的卡爪摇臂，用于夹持固定钻杆，每个卡爪摇臂尾部具有回转中心轴，并与旋转油缸相连接，由旋转油缸驱动卡爪摇臂绕回转中心轴转动，所述卡爪摇臂头部通过头部芯轴连接头部滚轴。
2.根据权利要求1所述的有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置，其特征在于：所述控制系统采用光电元件或接近开关，用于钻杆进刀量与钻杆定位装置联动的检测。
3.根据权利要求1所述的有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置，其特征在于：所述旋转油缸通过旋转油缸联体固定座与分体式固定座上的旋转油缸安装板内固定连接。
4.一种权利要求1-3任一所述的有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置的安装与使用方法，首先将分体拆装式灌注桩钻机安装就位、试运转正常后，进行初钻孔，其特征在于，具体步骤为：
第一步，将钻头放到钻机底框架内的拟钻孔位点，接第一节钻杆，装临时定位装置对钻头或钻杆进行定位试钻，使刀头全部进入土体形成正常进刀轨迹后，拆临时定位装置；
第二步，在钻机底框架上，安装分体式固定座、再在分体式固定座上装卡爪式钻杆定位装置、由光电元件或接近开关组成的控制系统；
第三步，根据钻杆进刀量，控制、联动卡爪式钻杆定位装置动作。
5.根据权利要求4所述的有限空间用分体拆装式灌注桩钻机钻杆定位装置的安装与使用方法，其特征在于：第三步骤中：如第一节钻杆钻进到上法兰靠近到钻杆定位装置的卡爪摇臂顶端时，停止进钻，旋转油缸带动卡爪摇臂转到卡爪式钻杆定位装置的卡爪机构兼做法兰托架位置，点动钻杆进刀，使钻杆法兰面贴紧卡爪，松钻杆与钻机动力系统的连接螺栓，提升钻机动力系统到钻机顶位，将第二节钻杆就位，上下法兰分别连接上面的动力系统与下面的第一节钻杆，螺栓上紧后，钻杆点动略抬高，转动卡爪摇臂至卡爪摇臂固定钻杆外法兰的位置，进行第二节钻杆的进刀初钻孔至钻杆下法兰到卡爪式钻杆定位装置的卡爪摇臂底面，进刀停，转动卡爪摇臂至卡爪固定钻杆管体的位置，进行第二节钻杆的正常进刀钻孔，依次类推，装以后各节钻杆深度钻灌注桩孔，直至标高位置。
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