CN114250776A - 一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法 - Google Patents

一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种防塌陷旋挖桩施工装置，属于建筑工程领域，其包括灌注机构和混凝土喷涂机，所述混凝土喷涂机上设置有用于向灌注机构输送混凝土的输送管，所述灌注机构包括安装柱和设置在安装柱外部的多个弧形灌注板，所述安装柱上设置有用于驱动弧形灌注板沿安装柱的径向运动的驱动气缸，所述弧形灌注板中空设置，所述弧形灌注板的外弧形面上分布有多个能够贯入桩孔侧壁的锥形灌注头，所述锥形灌注头远离弧形灌注板一端的端部开设有多个缺口。本申请具有便于提高对桩孔结构强度的加强作用，以提高桩孔的施工质量的效果。

Description

一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法
技术领域
本申请涉及建筑工程的领域，尤其是涉及一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法。
背景技术
旋挖桩是指通过旋挖机施工形成的孔桩，施工时旋挖机首先通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将破碎岩土装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔桩外斜土，这样往复循环，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。在施工过程中，经常会出现桩壁松散土层的垮塌，松土层的部分泥土掉入桩孔底部或混凝土中并在凝固后的混凝土桩体存在，降低混凝土桩体的质量，使桩基的承载能力降低。
现有的申请号为CN202010636875.6的中国专利文献公开了一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法，其技术方案的要点在于：包括安装柱和用于支护桩孔的护筒，护筒套设于安装柱上，所述护筒开设有灌注孔；所述安装柱上活动设置有喷头，所述安装柱上设置有用于驱动喷头插入或脱离灌注孔的驱动源；还包括混凝土喷涂机，所述混凝土喷涂机包括出料管，出料管的一端与喷头连通。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：在向易坍塌位置灌注混凝土时，上述技术方案仅能够将混凝土灌注在桩孔侧壁的表面，对桩孔结构强度的加强作用不足。
发明内容
为了提高对桩孔结构强度的加强作用，以提高桩孔的施工质量，本申请提供一种防塌陷旋挖桩施工装置。
第一方面，本申请提供一种防塌陷旋挖桩施工装置，采用如下的技术方案：
一种防塌陷旋挖桩施工装置，包括灌注机构和混凝土喷涂机，所述混凝土喷涂机上设置有用于向灌注机构输送混凝土的输送管，所述灌注机构包括安装柱和设置在安装柱外部的多个弧形灌注板，所述安装柱上设置有用于驱动弧形灌注板沿安装柱的径向运动的驱动气缸，所述弧形灌注板中空设置，所述弧形灌注板的外弧形面上分布有多个能够贯入桩孔侧壁的锥形灌注头，所述锥形灌注头远离弧形灌注板一端的端部开设有多个缺口。
通过采用上述技术方案，施工时，将安装柱同轴线固定安装到旋挖机的钻杆上，并通过旋挖机将安装柱移动至指定的易坍塌位置处，然后启动安装柱带动弧形灌注板沿安装柱的径向运动至与桩孔的侧壁相贴合，此时锥形灌注头插入桩孔的侧壁内，启动混凝土喷涂机并使混凝土输送管向弧形灌注板内输送混凝土，混凝土在进入弧形灌注板后从多个锥形灌注头同时喷出，从而向易坍塌位置的内部灌注混凝土，实现加固易塌陷土层的目的，预防桩孔塌陷，提高施工质量。
可选的，所述弧形灌注板的内部设置有多个用于将锥形灌注头封堵的封堵机构，所述封堵机构包括封堵柱和封堵球，所述封堵球固定设置在封堵柱的端部并能够插设至锥形灌注头内，所述封堵柱远离封堵球的一端设置有用于驱动封堵球插入灌注头内的推动组件。
通过采用上述技术方案，在将弧形灌注板向靠近桩孔侧壁的方向移动的过程中，通过推动组件将封堵柱插设至锥形灌注头的内部，并使封堵球将锥形灌注头的开口封堵，即能够在一定程度上避免锥形灌注头插入桩孔侧壁的过程中桩孔内的泥土进入到锥形灌注头内而造成锥形灌注头发生堵塞。
可选的，所述推动组件包括推动架和推动气缸，每根所述封堵柱均固定连接在推动架上，所述推动气缸设置在弧形灌注板远离锥形灌注头的一面，所述推动气缸的活塞杆与推动架固定连接。
通过采用上述技术方案，启动推动气缸，推动气缸的活塞杆带动推动架向靠近锥形灌注头的方向移动，移动过程中推动架即能够带动封堵柱同步发生移动，封堵球在随封堵柱向锥形灌注头内移动至指定位置时，即能够将锥形灌注头封堵。
可选的，所述安装柱包括固定柱和转动套筒，所述转动套筒转动设置在固定柱的外部，所述驱动气缸的缸筒径向固定在转动套筒上，所述固定柱上设置有用于驱动转动套筒转动的转动机构。
通过采用上述技术方案，通过转动机构驱动转动套筒与固定住之间发生相对转动，即能够使驱动气缸带动弧形灌注板同步发生转动，以便于对弧形灌注板的位置进行调节，从而方便对桩孔内不同角度的易坍塌位置进行灌浆加固处理。
可选的，所述转动机构包括转动电机，所述转动电机固定设置在固定柱上，所述转动电机的输出轴上设置有驱动齿轮，所述转动套筒上设置有与驱动齿轮相啮合的从动齿环。
通过采用上述技术方案，启动转动电机，转动电机的输出轴带动驱动齿轮同步发生转动，在驱动齿轮转动的过程中从动齿环同步发生转动，从而带动转动套筒与固定柱之间发生相对转动，以便于对弧形灌注板的位置进行调节。
可选的，所述转动套筒上还设置有多个抹平组件，每个所述抹平组件均设置在相邻两个弧形灌注板之间。
通过采用上述技术方案，通过在转动套筒上设置抹平组件，在对易塌陷土层进行灌注加固后，通过转动电机对转动套筒进行驱动，在转动套筒发生转动的过程中抹平组件即能够对灌注的位置进行抹平处理，从而使桩孔内的灌注位置较为平整。
可选的，所述抹平组件包括支撑座，所述支撑座通过两根连接杆固定设置在转动套筒上，所述支撑座远离连接杆的一侧设置有抹平辊筒。
通过采用上述技术方案，抹平辊筒在随转动套筒发生转动的过程中能够发生自转，从而能够降低抹平过程中受到的摩擦力，以便于使抹平过程更为顺畅。
可选的，所述连接杆包括第一支杆、第二支杆和连接弹簧，所述第一支杆固定设置在转动套筒上，所述第一支杆远离转动套筒的一端开设有通槽，所述第二支杆滑动设置在通槽内，所述第二支杆位于通槽外的一端固定连接在支撑座上。
通过采用上述技术方案，在连接弹簧的弹力作用下第二支杆向第一支杆外移动并带动抹平辊筒抵紧在桩孔的侧壁上，从而提高抹平效果。
可选的，所述输送管包括输送主管和多根输送支管，所述输送主管连通设置在混凝土喷涂机的输出端，多根所述输送支管均连通设置在输送主管远离混凝土喷涂机的一端，所述输送支管远离输送主管的一端一一对应与弧形灌注板相连通。
通过采用上述技术方案，混凝土喷涂机在将混凝土从输出端输出后，混凝土进入到输送主管内，并经多根输送支管同时进入到多个弧形灌注板的内部，实现对弧形灌注板内混凝土的供给。
第二方面，本申请提供一种防塌陷旋挖桩施工装置的施工方法，包括以下步骤：
S1、测量放线，定位好桩孔位；对作业场地进行平整，将旋挖钻机和混凝土喷涂机移动就位，通过全站仪、水准仪等仪器定位好桩孔位；
S2、检测桩孔土层类型，确定易塌陷土层的深度位置，并记录深度位置；
S3、采用旋挖钻机进行钻孔施工，待施工至易塌陷土层处时，停止钻孔；
S4、将安装柱固定安装在旋挖钻机的钻杆上，通过旋挖钻机将安装柱伸入到易塌陷土层处，通过驱动气缸带动弧形灌注板抵紧在桩孔的侧壁上，然后通过混凝土喷涂机向弧形灌注板输送混凝土。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过在弧形灌注板的外弧形面上分布多个锥形灌注头，在驱动弧形灌注板向靠近桩孔侧壁的方向移动的过程中，锥形灌注头能够能够插入桩孔的侧壁，混凝土在进入弧形灌注板后从多个锥形灌注头同时喷出，从而向易坍塌位置的内部灌注混凝土，实现加固易塌陷土层的目的；
2.本申请通过在弧形灌注板内设置封堵机构，并通过推动组件对封堵机构进行推动，以便于将将锥形灌注头封堵，在一定程度上避免锥形灌注头插入桩孔侧壁的过程中桩孔内的泥土进入到锥形灌注头内而造成锥形灌注头发生堵塞；
3.本申请通过转动机构驱动转动套筒与固定住之间发生相对转动，即能够使驱动气缸带动弧形灌注板同步发生转动，以便于对弧形灌注板的位置进行调节，从而方便对桩孔内不同角度的易坍塌位置进行灌浆加固处理。
附图说明
图1是本申请的整体结构示意图。
图2是本申请灌注机构的结构示意图。
图3是本申请封堵机构和推动组件的结构示意图。
图4是本申请封堵机构和锥形灌注头的结构示意图。
图5是本申请安装柱的结构示意图。
图6是本申请抹平组件的结构示意图。
附图标记说明：1、灌注机构；11、安装柱；111、固定柱；112、转动套筒；113、转动机构；1131、转动电机；1132、驱动齿轮；1133、从动齿环；12、弧形灌注板；13、驱动气缸；14、锥形灌注头；15、封堵机构；151、封堵柱；152、封堵球；16、推动组件；161、推动架；162、推动气缸；17、抹平组件；171、支撑座；172、连接杆；1721、第一支杆；1722、第二支杆；1723、连接弹簧；173、抹平辊筒；2、混凝土喷涂机；21、输送管；211、输送主管；212、输送支管。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种防塌陷旋挖桩施工装置，参照图1、图2，包括灌注机构1和混凝土喷涂机2，混凝土喷涂机2上连接有用于向灌注机构1输送混凝土的输送管21，使用时，将灌注机构1固定安装在旋挖钻机的钻杆的底端，通过旋挖钻机将灌注机构1送入桩孔内。灌注机构1包括安装柱11和安装在安装柱11外部的多个弧形灌注板12，本实施例中弧形灌注板12为两个，两个弧形灌注板12的圆心角均大于90°。安装柱11上固定安装有两个驱动气缸13，两个驱动气缸13的活塞杆一一对应与弧形灌注板12固定连接，通过驱动气缸13驱动弧形灌注板12沿安装柱11的径向运动，以使弧形灌注板12与桩孔的内壁相贴合。弧形灌注板12中空设置，弧形灌注板12的外弧形面上分布有多个能够贯入桩孔侧壁的锥形灌注头14，锥形灌注头14远离弧形灌注板12一端的端部开设有多个缺口，以使混凝土能够从锥形灌注头14的端部以及多个缺口位置处同时喷出。
参照图1、图2，输送管21包括输送主管211和两根输送支管212，输送主管211连通设置在混凝土喷涂机2的输出端，多根输送支管212均连通设置在输送主管211远离混凝土喷涂机2的一端，输送支管212远离输送主管211的一端一一对应与弧形灌注板12相连通。混凝土喷涂机2在将混凝土从输出端输出后，混凝土进入到输送主管211内，并经两根输送支管212同时进入到两个弧形灌注板12的内部，实现对弧形灌注板12内混凝土的供给。
参照图2、图3，弧形灌注板12的内部安装有多个用于将锥形灌注头14封堵的封堵机构15，弧形灌注板12的内弧形面上安装有用于驱使封堵机构15向锥形灌注头14内移动的推动组件16。通过推动组件16推动多个封堵机构15同时向锥形灌注头14内移动，以便于将将锥形灌注头14的开口封堵，一方面能够避免锥形灌注头14插入桩孔侧壁的过程中桩孔内的泥土进入到锥形灌注头14内而造成锥形灌注头14发生堵塞，另一方面避免在将弧形灌注板12在到达易塌陷土层的位置前混凝土从锥形灌注头14发生渗漏。
参照图3、图4，推动组件16包括推动架161和推动气缸162，推动架161安装在弧形灌注板12的内部，推动气缸162固定安装在弧形灌注板12的内弧形面上，推动气缸162的活塞杆与推动架161固定连接。封堵机构15包括封堵柱151和封堵球152，封堵柱151焊接在推动架161上，封堵球152焊接在封堵柱151的端部并能够插设至锥形灌注头14内。启动推动气缸162，推动气缸162的活塞杆带动推动架161向靠近锥形灌注头14的方向移动，移动过程中推动架161即能够带动封堵柱151同步发生移动，封堵球152在随封堵柱151向锥形灌注头14内移动至指定位置时，即能够将锥形灌注头14封堵。
参照图2、图5，安装柱11包括固定柱111和转动套筒112，转动套筒112转动套设在固定柱111的外部，驱动气缸13的缸筒径向固定在转动套筒112上，驱动气缸13的活塞杆一一对应与弧形灌注板12固定连接。固定柱111上安装有用于驱动转动套筒112转动的转动机构113，转动机构113包括转动电机1131，转动电机1131固定设置在固定柱111上，转动电机1131的输出轴上设置有驱动齿轮1132，转动套筒112上同轴线焊接有与驱动齿轮1132相啮合的从动齿环1133。启动转动电机1131，转动电机1131的输出轴带动驱动齿轮1132同步发生转动，在驱动齿轮1132转动的过程中从动齿环1133同步发生转动，从而带动转动套筒112与固定柱111之间发生相对转动，以便于对弧形灌注板12的位置进行调节，从而方便对桩孔内不同角度的易坍塌位置进行灌浆加固处理。
参照图2、图6，转动套筒112上还安装有两个抹平组件17，每个抹平组件17均位于相邻两个弧形灌注板12之间的间隙位置处。抹平组件17包括支撑座171，支撑座171通过两根连接杆172固定设置在转动套筒112上，支撑座171远离连接杆172的一侧设置有抹平辊筒173。在对易塌陷土层进行灌注加固后，通过转动电机1131对转动套筒112进行驱动，在转动套筒112发生转动的过程中抹平组件17即能够对灌注的位置进行抹平处理，从而使桩孔内的灌注位置较为平整。由于抹平辊筒173在随转动套筒112发生转动的过程中能够发生自转，因而能够降低抹平过程中受到的摩擦力，以便于使抹平过程更为顺畅。
参照图6，连接杆172包括第一支杆1721、第二支杆1722和连接弹簧1723，第一支杆1721焊接在转动套筒112上，第一支杆1721远离转动套筒112的一端开设有通槽，第二支杆1722滑动穿设在通槽内，第二支杆1722位于通槽外的一端焊接在支撑座171上。在连接弹簧1723的弹力作用下第二支杆1722向第一支杆1721外移动并带动抹平辊筒173抵紧在桩孔的侧壁上，从而提高抹平效果。
本申请实施例一种防塌陷旋挖桩施工装置的实施原理为：施工时，将安装柱11同轴线固定安装到旋挖机的钻杆上，并通过旋挖机将安装柱11移动至指定的易坍塌位置处，然后启动安装柱11带动弧形灌注板12沿安装柱11的径向运动至与桩孔的侧壁相贴合，此时锥形灌注头14插入桩孔的侧壁内，启动混凝土喷涂机2并使混凝土输送管21向弧形灌注板12内输送混凝土，混凝土在进入弧形灌注板12后从多个锥形灌注头14同时喷出，从而向易坍塌位置的内部灌注混凝土，实现加固易塌陷土层的目的，预防桩孔塌陷，提高施工质量。
本申请实施例还公开一种防塌陷旋挖桩施工装置的施工方法，包括以下步骤：
S1、测量放线，定位好桩孔位；对作业场地进行平整，将旋挖钻机和混凝土喷涂机2移动就位，通过全站仪、水准仪等仪器定位好桩孔位；
S2、检测桩孔土层类型，确定易塌陷土层的深度位置，并记录深度位置；
S3、采用旋挖钻机进行钻孔施工，待施工至易塌陷土层处时，停止钻孔；
S4、将安装柱11固定安装在旋挖钻机的钻杆上，通过旋挖钻机将安装柱11伸入到易塌陷土层处，通过驱动气缸13带动弧形灌注板12抵紧在桩孔的侧壁上，然后通过混凝土喷涂机2向弧形灌注板12输送混凝土。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防塌陷旋挖桩施工装置，包括灌注机构(1)和混凝土喷涂机(2)，所述混凝土喷涂机(2)上设置有用于向灌注机构(1)输送混凝土的输送管(21)，所述灌注机构(1)包括安装柱(11)和设置在安装柱(11)外部的多个弧形灌注板(12)，所述安装柱(11)上设置有用于驱动弧形灌注板(12)沿安装柱(11)的径向运动的驱动气缸(13)，其特征在于：所述弧形灌注板(12)中空设置，所述弧形灌注板(12)的外弧形面上分布有多个能够贯入桩孔侧壁的锥形灌注头(14)，所述锥形灌注头(14)远离弧形灌注板(12)一端的端部开设有多个缺口。
2.根据权利要求1所述的一种防塌陷旋挖桩施工装置，其特征在于：所述弧形灌注板(12)的内部设置有用于多个将锥形灌注头(14)封堵的封堵机构(15)，所述封堵机构(15)包括封堵柱(151)和封堵球(152)，所述封堵球(152)固定设置在封堵柱(151)的端部并能够插设至锥形灌注头(14)内，所述封堵柱(151)远离封堵球(152)的一端设置有用于驱动封堵球(152)插入灌注头内的推动组件(16)。
3.根据权利要求2所述的一种防塌陷旋挖桩施工装置，其特征在于：所述推动组件(16)包括推动架(161)和推动气缸(162)，每根所述封堵柱(151)均固定连接在推动架(161)上，所述推动气缸(162)设置在弧形灌注板(12)远离锥形灌注头(14)的一面，所述推动气缸(162)的活塞杆与推动架(161)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种防塌陷旋挖桩施工装置，其特征在于：所述安装柱(11)包括固定柱(111)和转动套筒(112)，所述转动套筒(112)转动设置在固定柱(111)的外部，所述驱动气缸(13)的缸筒径向固定在转动套筒(112)上，所述固定柱(111)上设置有用于驱动转动套筒(112)转动的转动机构(113)。
5.根据权利要求4所述的一种防塌陷旋挖桩施工装置，其特征在于：所述转动机构(113)包括转动电机(1131)，所述转动电机(1131)固定设置在固定柱(111)上，所述转动电机(1131)的输出轴上设置有驱动齿轮(1132)，所述转动套筒(112)上设置有与驱动齿轮(1132)相啮合的从动齿环(1133)。
6.根据权利要求4所述的一种防塌陷旋挖桩施工装置，其特征在于：所述转动套筒(112)上还设置有多个抹平组件(17)，每个所述抹平组件(17)均设置在相邻两个弧形灌注板(12)之间。
7.根据权利要求6所述的一种防塌陷旋挖桩施工装置，其特征在于：所述抹平组件(17)包括支撑座(171)，所述支撑座(171)通过两根连接杆(172)固定设置在转动套筒(112)上，所述支撑座(171)远离连接杆(172)的一侧设置有抹平辊筒(173)。
8.根据权利要求7所述的一种防塌陷旋挖桩施工装置，其特征在于：所述连接杆(172)包括第一支杆(1721)、第二支杆(1722)和连接弹簧(1723)，所述第一支杆(1721)固定设置在转动套筒(112)上，所述第一支杆(1721)远离转动套筒(112)的一端开设有通槽，所述第二支杆(1722)滑动设置在通槽内，所述第二支杆(1722)位于通槽外的一端固定连接在支撑座(171)上。
9.根据权利要求1所述的一种防塌陷旋挖桩施工装置，其特征在于：所述输送管(21)包括输送主管(211)和多根输送支管(212)，所述输送主管(211)连通设置在混凝土喷涂机(2)的输出端，多根所述输送支管(212)均连通设置在输送主管(211)远离混凝土喷涂机(2)的一端，所述输送支管(212)远离输送主管(211)的一端一一对应与弧形灌注板(12)相连通。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种防塌陷旋挖桩施工装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、测量放线，定位好桩孔位；对作业场地进行平整，将旋挖钻机和混凝土喷涂机(2)移动就位，通过全站仪、水准仪等仪器定位好桩孔位；
S2、检测桩孔土层类型，确定易塌陷土层的深度位置，并记录深度位置；
S3、采用旋挖钻机进行钻孔施工，待施工至易塌陷土层处时，停止钻孔；
S4、将安装柱(11)固定安装在旋挖钻机的钻杆上，通过旋挖钻机将安装柱(11)伸入到易塌陷土层处，通过驱动气缸(13)带动弧形灌注板(12)抵紧在桩孔的侧壁上，然后通过混凝土喷涂机(2)向弧形灌注板(12)输送混凝土。
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