CN113882366A - 一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置及方法，包括行走车，行走车安装有升降机构，升降机构与驱动机构连接，驱动机构的外壳与外管的顶端固定，驱动机构的驱动部分与内杆连接，外管同轴套在内杆外周并与内杆滑动连接，内杆通过传动机构与推板连接，传动机构包括固定在外管底端的水平管，水平管内滑动连接水平杆，水平杆一端与第一连杆一端铰接，第一连杆另一端与内杆铰接，水平杆另一端与推板顶端铰接，推板还与第二连杆一端铰接，第二连杆另一端与内杆铰接，采用本发明的处置装置处置效果好，施工速度快。

Description

一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置及方法

技术领域

本发明涉及地下工程施工设备技术领域，具体涉及一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。大直径桩基易发生塌孔问题，特别是在局部有不良地质发育的地区。一般采用泥浆护壁或长钢套筒等方法来预防塌孔，但也都存在一定的缺陷。一旦发生较严重的塌孔现象，需要在桩孔内进行一定深度的回填处理,待稳定后重新钻孔。回填处理方式有多种，有时需要采用低标号混凝土进行回填，但存在施工周期较长，浪费材料的情况。一种运用于塌孔地层的高压冲击喷浆钻机及施工方法，公开号CN105156017A公开了采用冲击锤挤压塌孔处的土体，将土体挤压到桩孔侧壁的技术，发明人发现采用此种方式对土体进行锤击，利用轴向变型对侧向进行挤压，这种挤压对密实度提高效果一般，而且冲击力过大时容易使桩孔孔壁产生裂缝。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，处置效率高，缩短了施工周期。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案

本发明的实施例提供了一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，包括行走车，行走车安装有升降机构，升降机构与驱动机构连接，驱动机构的外壳与外管的顶端固定，驱动机构的驱动部分与内杆连接，外管同轴套在内杆外周并与内杆滑动连接，内杆通过传动机构与推板连接，传动机构包括固定在外管底端的水平管，水平管内滑动连接水平杆，水平杆一端与第一连杆一端铰接，第一连杆另一端与内杆铰接，水平杆另一端与推板顶端铰接，推板还与第二连杆一端铰接，第二连杆另一端与内杆铰接。

可选的，所述第一连杆一端与第一中间轴一端铰接，第一中间轴另一端穿过外管并与内杆铰接，相应的，所述外管设置有用于第一中间轴穿过的第一长条孔。

可选的，所述第一连杆的另一端与第二中间轴的一端铰接，第二中间轴的另一端穿过水平管并与水平杆的一端铰接，相应的，所述水平管上设置有用于第二中间轴穿过的第二长条孔。

可选的，所述第二连杆一端与推板铰接，另一端与第三中间轴铰接，第三中间轴与内杆固定连接。

可选的，所述推板采用平板或弧形板。

可选的，所述内杆顶端与驱动部件连接，底端设置有锥尖结构。

可选的，所述传动机构及推板设置多个，多个传动机构及推板沿圆周均匀分布。

可选的，所述驱动部件包括固定在外壳内部的驱动元件，驱动元件的输出轴与第三连杆的一端固定，第三连杆的另一端与第四连杆的一端铰接，第四连杆的另一端与第四中间轴的一端铰接，第四中间轴的另一端伸入外管内部并与内杆铰接，相应的，外管设有用于第四中间轴穿过的第三长条孔。

可选的，所述升降机构采用卷扬升降机构。

第二方面，本发明的实施例提供了一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置的工作方法，升降机构带动驱动机构升降至设定高度，驱动机构的驱动部件带动内杆运动，内杆通过第一连杆、水平杆及第二连杆带动推板运动，推板将塌孔产生的土体向桩孔侧壁的方向推动，将土体压紧在桩孔的侧壁上。

本发明的有益效果：

1.本发明的处置装置，利用内杆相对于外管的运动，即可通过传动机构带动推板运动，进而利用推板将塌落产生的土体推至桩孔的侧壁，并压紧在桩孔的侧壁上，能够在成孔过程中出现塌孔后立刻对塌孔进行处置，与传统的处置方法相比，无需对桩孔的土体施加竖向的冲击力，避免了桩孔的孔壁产生开裂现象，而且对土体施加推力，使得土体的密实度更好，加固效果更好，而且省去了回填重新钻孔工序，缩短了施工周期。

2.本发明的处置装置，传动机构及推板设置多个，能够实现不同方位塌孔的处置，无需行走车移动，使用方便快捷，缩短了处置的施工周期。

3.本发明的处置装置，内杆端部设置有锥尖结构，方便内杆插入土体中，进而使得土体不会妨碍内杆的竖向运动，进而保证了推板的运动幅度，以便于推板对土体施加作用力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1整体结构示意图；

图2为本发明图1中的A处放大示意图；

图3为本发明实施例2工作过程示意图；

其中，1.行走车，2.卷筒，3.起吊绳，4.滑轮，5.起吊臂，6.外壳，7.外管，8.内杆，9.第三连杆，10.第四连杆，11.第四中间轴，12.推板，13.水平管，14.水平杆，15.第一连杆，16.第一中间轴，17.第二中间轴，18.第二连杆，19.第三中间轴，20.锥尖结构，21.辅助支架。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，如图1-图2所示，包括行走车1，所述行走车1上安装有升降机构，所述行走车1采用现有的车辆即可，升降机构采用卷扬升降机构，包括卷筒2，卷筒2与电机连接，电机能够带动卷筒2转动，所述卷筒2上缠绕有起吊绳3，起吊绳3绕过滑轮4后其活动端与驱动机构连接，能够带动驱动机构做升降运动，所述滑轮4与起吊臂5的一端转动连接，起吊臂5的另一端固定在行走车1上。

在其他一些实施例中，可采用吊车，吊车既作为行走机构，又作为升降机构，吊装的吊环与起吊绳连接，起吊绳与驱动机构连接。

所述驱动机构包括外壳6，所述外壳6顶部设有吊环，外壳6通过吊环与升降机构的起吊绳3连接，所述外壳6内部安装有驱动部件。

所述外壳6的底端与外管7的顶端固定连接，所述外管7内同轴设置有内杆8，内杆8与外管7滑动连接，内杆8能够沿外管7和自身的轴线方向运动，所述驱动部件与内杆8连接，能够带动内杆8沿外管7和自身轴线方向的运动。

所述驱动部件包括驱动元件，所述驱动元件采用驱动电机或液压马达或舵机等能够输出转动运动的设备，本实施例中，所述驱动元件采用驱动电机，所述驱动电机固定在外壳6内部，所述驱动电机的输出轴伸出至外壳6外部并与第三连杆9的一端固定，第三连杆9的另一端与第四连杆10的一端铰接，第四连杆10的另一端与第四中间轴11的一端铰接，第四中间轴11的另一端伸入至外管7内部并与内杆8铰接，相应的，所述外管7上开设有用于第四中间轴11穿过的第三长条孔，第三长条孔的长轴线沿外管7的轴线设置，使得第四中间轴11能够沿外管7的轴线方向运动。

本实施例中，所述驱动电机能够带动第三连杆9转动，第三连杆9通过第四连杆10和第四中间轴11带动内杆8沿外管7的轴线方向运动。

在其他一些实施例中，所述驱动部件采用直线驱动元件，所述直线驱动元件可采用固定在外壳6内部的直线电机或气缸或液压缸等，优选的采用液压缸，所述液压缸的活塞杆直接与内杆8连接，此时内杆8的顶端伸入外壳内部。

所述内杆8与传动机构连接，传动机构与推板12连接，内杆8的升降运动能够通过传动机构转化为推板12的运动，推板12用于向桩孔侧壁方向推动塌孔产生的土体，将土体压紧在桩孔的侧壁上，实现了对塌孔的处置。

进一步的，为了实现对不同方位塌孔的处置，避免处置时行走车位置移动，所述传动机构及推板12设置多个，多个传动机构及推板12沿圆周均匀设置，传动机构及推板12的数量可根据实际需要进行设置，本实施例中，设置两套传动机构及推板12。

所述传动机构包括固定在外管底部的水平管13，水平管13与外管7垂直设置，两套传动机构的水平管呈180°角。

所述水平管13内部设置有水平杆14，水平杆14与水平管13滑动连接，能够沿水平杆14及自身轴线方向运动。

所述内杆8通过第一连杆15与水平杆14连接，内杆8的升降运动能够通过第一连杆15带动水平杆14的运动。

具体的，所述第一连杆15的一端与第一中间轴16的一端铰接，第一中间轴16的另一端伸入外管7内部并与内杆8铰接，相应的，所述外管7的管壁上开设有用于第一中间轴16穿过的第一长条孔，第一长条孔的长轴线沿外管7的轴线设置。

本实施例中，两套传动机构的第一连杆的一端共用一根第一中间轴16。

第一连杆15的另一端与第二中间轴17的一端铰接，第二中间轴17的另一端伸入水平管13内部并与水平杆14的一端铰接，相应的，所述水平管13上开设有用于第二中间轴17穿过的第二长条孔，所述第二长条孔的长轴线沿水平管13的轴线方向设置。

内杆8的升降运动能够通过第一连杆15、第一中间轴16和第二中间轴17转化为水平杆14沿水平管13和自身轴线方向的运动。

所述水平杆14的另一端与推板12的顶端铰接，具体的，推板1的顶端设置有铰接座，水平杆14通过铰接座与推板12铰接。

所述推板12还通过铰接座与第二连杆18的一端铰接，第二连杆18的另一端与第三中间轴19铰接，第三中间轴19与内杆8铰接，本实施例中，两套传动机构的第二连杆18共用一根第三中间轴19。

本实施例中，内杆8做升降运动，进而通过第一连杆15带动水平杆14运动，带动第二连杆18运动，水平杆14和第二连杆18带动推板运动，水平杆14能够实现推板12沿桩孔径向的运动，第二连杆18能够实现推板12的翻转运动，进而实现了推板12将土体朝向桩孔侧壁方向的推动。

本实施例中，所述推板12采用平板或弧形板，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。

进一步的，为了保证推板12的运动幅度，使得推板12能够将土体压紧在桩孔的孔壁上，所述内杆8的底端设置有锥尖结构20，锥尖结构20能够插入土体中，使得桩孔的底面不会限制内杆8的运动，进而保证了推板12的运动幅度。

实施例2

本实施例提供了一种实施例1所述的灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置的工作方法，如图3所示，当桩孔施工过程中出现塌孔时，行走车1带动整个处置装置运动至桩孔一侧的设定位置，升降机构工作，带动驱动机构升降至设定高度，外管7、内杆8、传动机构及推板12进入至桩孔内部，且推板12及传动机构运动至桩孔底部，驱动电机工作，通过第三连杆9和第四连杆10带动内杆8下降，内杆8插入土体中，内杆8下降过程中，通过第一连杆15带动水平杆14运动，水平杆14和第二连杆18共同带动推板12沿桩孔径向运动的同时进行翻转运动，将塌孔处的土体向桩孔侧壁推动，将土体压紧在桩孔侧壁上，土体压好后，对塌孔区域进行注浆加固，注浆工艺采用现有的注浆工艺即可，在此不进行详细叙述，注浆完成后实现了塌孔的快速处置。

为了防止驱动机构晃动，在驱动机构和行走车之间安装辅助支架21，辅助支架21的一端与驱动机构的外壳6可拆卸固定，另一端与行走车1可拆卸固定。

本实施例中，驱动机构升降至桩孔上方设定高度处，安装辅助支架21，根据桩孔当前深度不同，更换不同长度的外管7和内杆8对塌孔进行处置。

采用本实施例的处置装置，能够在成孔过程中出现塌孔后立刻对塌孔进行处置，而且无需进行回填再成孔，处置简单，缩短了处置塌孔的施工周期，降低了施工难度。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，其特征在于，包括行走车，行走车安装有升降机构，升降机构与驱动机构连接，驱动机构的外壳与外管的顶端固定，驱动机构的驱动部分与内杆连接，外管同轴套在内杆外周并与内杆滑动连接，内杆通过传动机构与推板连接，传动机构包括固定在外管底端的水平管，水平管内滑动连接水平杆，水平杆一端与第一连杆一端铰接，第一连杆另一端与内杆铰接，水平杆另一端与推板顶端铰接，推板还与第二连杆一端铰接，第二连杆另一端与内杆铰接。

2.如权利要求1所述的一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，其特征在于，所述第一连杆一端与第一中间轴一端铰接，第一中间轴另一端穿过外管并与内杆铰接，相应的，所述外管设置有用于第一中间轴穿过的第一长条孔。

3.如权利要求1所述的一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，其特征在于，所述第一连杆的另一端与第二中间轴的一端铰接，第二中间轴的另一端穿过水平管并与水平杆的一端铰接，相应的，所述水平管上设置有用于第二中间轴穿过的第二长条孔。

4.如权利要求1所述的一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，其特征在于，所述第二连杆一端与推板铰接，另一端与第三中间轴铰接，第三中间轴与内杆固定连接。

5.如权利要求1所述的一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，其特征在于，所述推板采用平板或弧形板。

6.如权利要求1所述的一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，其特征在于，所述内杆顶端与驱动部件连接，底端设置有锥尖结构。

7.如权利要求1所述的一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，其特征在于，所述传动机构及推板设置多个，多个传动机构及推板沿圆周均匀分布。

8.如权利要求1所述的一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，其特征在于，所述驱动部件包括固定在外壳内部的驱动元件，驱动元件的输出轴与第三连杆的一端固定，第三连杆的另一端与第四连杆的一端铰接，第四连杆的另一端与第四中间轴的一端铰接，第四中间轴的另一端伸入外管内部并与内杆铰接，相应的，外管设有用于第四中间轴穿过的第三长条孔。

9.如权利要求1所述的一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置，其特征在于，所述升降机构采用卷扬升降机构。

10.一种权利要求1-9任一项所述的灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置的工作方法，其特征在于，升降机构带动驱动机构升降至设定高度，驱动机构的驱动部件带动内杆运动，内杆通过第一连杆、水平杆及第二连杆带动推板运动，推板将塌孔产生的土体向桩孔侧壁的方向推动，将土体压紧在桩孔的侧壁上。

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