CN116180713B - 一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置及方法 - Google Patents

一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置及方法,所述处理装置包括筒体、输送机构、位置检测机构和锁死机构,所述筒体内部安装有第二隔板,第二隔板上方安装有第一圆杆,所述输送机构设置于第二隔板上方,且位于第一圆杆外部,通过转动第一圆杆完成输送的工作;所述筒体内部安装有第三隔板,第三隔板上方安装有丝杆,所述位置检测机构设置于第三隔板上方,且位于丝杆外部,通过转动丝杆完成位置检测的工作;所述第三隔板下方安装有齿轮,所述锁死机构设置于第三隔板下方,且位于齿轮外部,通过转动齿轮完成锁死的工作。本发明好处在于具备填充工作效率高、能做到定点填充、填充完毕检查相应强度要求、成本低的优点。

Description

一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置及方法
技术领域
本发明涉及土木建筑工程技术领域,具体为一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置及方法。
背景技术
岩溶作用是指地下水或地表水对可溶岩石进行以溶蚀为主,机械侵蚀和重力作用为辅,引起岩石的破坏及物质带出、转移和再沉积的综合地质作用,由岩溶作用形成的地形及堆积物称为岩溶地貌及岩溶堆积物,随着地下工程的发展,在岩溶等复杂地质地区进行基坑施工的情况逐渐增多,经常会在施工地带发现溶洞的存在,溶洞的存在会影响地基稳定性,目前对于溶洞的处理方式大多分为片石回填、素混凝土回填、钢护筒跟进加固,但是粘土和混凝土直接灌溉效率低,并且不能做到定点填充,而且填充过后不能检查是否填充完毕,是否达到相应的强度要求,另外一种钢护筒虽然牢固,但是作业成本高,并且下沉时容易角度偏移造成下降速度慢,延误工期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置及方法,该装置及方法具备填充工作效率高、能做到定点填充、填充完毕检查相应强度要求、成本低的优点。
为实现上述目的,本发明提供了一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,所述处理装置包括与桩基孔相匹配的筒体,所述筒体内部为空腔结构,且上端面设有开口,在筒体内设有输送机构、位置检测机构和锁死机构;所述筒体内从上至下依次设有第一隔板、第二隔板和第三隔板,所述第一隔板和第二隔板将筒体内上部分成输料腔和填料腔,所述输料腔和填料腔通过第一隔板上的出料口连通,在填料腔的腔壁上开设有多个填料通孔,在填料腔内顶面设有第一压力传感器;
所述输送机构包括第一圆杆和搅拌叶片,所述第一圆杆从筒体顶部的开口穿过输料腔和填料腔与第二隔板转动连接,所述搅拌叶片分散设置在第一圆杆位于输料腔和填料腔的区域;
所述位置检测机构置于第二隔板和第三隔板之间,包括固定安装在第二隔板下端面且输出轴朝下的第二伺服电机、连接在第二伺服电机输出端的丝杆、螺纹套设在丝杆上的螺纹套和分散设置在螺纹套圆周面的多个滚轮,所述丝杆底端与第三隔板转动连接,所述滚轮通过支撑架安装在螺纹套的圆周面,在筒体外壁对应每个滚轮的位置开设有第一滑槽,且每个滚轮的圆周面朝向对应的第一滑槽,并伸出第一滑槽与桩基孔接触,所述支撑架通过连杆与螺纹套铰链连接,在支撑架与螺纹套接触面设有第二压力传感器;
所述锁死机构位于第三隔板下方,包括第一伺服电机和齿轮齿条卡紧机构,在第三隔板下方设有锁死机构安装腔,所述第一伺服电机固定在锁死机构安装腔的底部,其输出轴朝上,在其输出轴固定安装有第五圆杆,第五圆杆顶端与第三隔板转动连接;所述齿轮齿条卡紧机构包括固定设置在第五圆杆上的齿轮,在齿轮四周啮合有多根齿条,每根齿条的其中一端设有橡胶板,在筒体对应每根齿条设有橡胶板一端的位置开设有第二滑槽,且第二滑槽与橡胶板相匹配,所述齿条通过筒体上开设的第二滑槽与筒体滑动连接,并在第一伺服电机和齿轮的作用下,每根齿条上的橡胶板沿着对应的第二滑槽滑动伸出筒体或收缩至筒体内。
本发明较优的技术方案:所述处理装置还包括设置在桩基孔外的控制装置,所述控制装置包括通讯模块、控制器、显示屏和控制按钮,所述第一压力传感器和第二压力传感器均与控制装置通讯连接,并将信号输送至控制器和显示屏,所述控制器与第一伺服电机和第二伺服电机的控制端信号连接,用于远程控制第一伺服电机和第二伺服电机。所述第一压力传感器、第二压力传感、第一伺服电机和第二伺服电机可以通过信号线或者无线通讯模块与外部的控制装置信号连接,通过信号线连接时,其信号线可以从第一圆杆总部延伸至桩基孔外,在第一圆杆的端部安装旋转电机控制第一圆杆的转动。
本发明较优的技术方案:在齿轮四周啮合第一齿条、第二齿条、第三齿条和第四齿条,四根齿条两两一对呈井字型布置在齿轮的圆周,每根齿条的端部竖向设置有橡胶板,橡胶板均平行于第五圆杆,且相对的两根齿条上的橡胶板设置在不同方向。
本发明较优的技术方案:多个滚轮均匀分布在螺纹套的圆周面,在螺纹套安装滚轮的位置对应开设有第三滑槽,所述支撑架通过滑块滑动连接在第三滑槽内,所述第二压力传感器固定安装在第三滑槽内槽面。
本发明较优的技术方案:所述输料腔为上大下小的漏斗形状的腔体,所述第一圆杆位于输料腔的中心位置,输料腔的出料口直径大于搅拌叶片转动轨迹形成的圆形面直径;所述填料通孔均匀分布在填料腔的筒壁上。
本发明较优的技术方案:所述第一齿条与第二齿条位于第三齿条、第四齿条上方。
本发明较优的技术方案:每个滚轮中心固定安装有第二圆杆,第二圆杆两端与支撑架转动连接,支撑架通过筒体外壁开设的第一滑槽与筒体滑动连接,支撑架另一端转动连接有上下对称的第三圆杆,第三圆杆两端固定安装在连杆内壁上,连杆另一端固定安装有第四圆杆,第四圆杆贯穿滑块,且与滑块转动连接。
为了达到上述技术目的,本发明还提供了一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理方法,所述处理方法使用上述岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置进行施工,其具体施工步骤如下:
(1)在桩基孔施工完成后,通过勘测确定该桩基孔施工区域存在溶洞,需要进行充填处理,首先将上述岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置外接电源和控制器,然后通过第一圆杆下放至施工完成的桩基孔底部,其第一圆杆延伸至桩基孔孔口;
(2)控制第二伺服电机顺时针转动,第二伺服电机带动丝杆顺时针转动,致使螺纹套上升,带动连杆上升,连杆推动支撑架使其在筒体上的第一滑槽内向外滑动,支撑架上的滚轮会受到桩基孔孔壁挤压,支撑架会挤压第二压力传感器,然后使用机器通过第一圆杆向上拉动筒体,滚轮和桩基孔孔壁一直接触转动上升;当有溶洞出现时,滚轮不再受到挤压,第二压力传感器会收到反馈信息,便可确定此位置是溶洞底部位置;
(3)控制第一伺服电机带动齿轮转动,由于齿轮控制多个齿条在第二滑槽内滑动,并伸出筒体,此时橡胶板与桩基孔孔壁摩擦,使筒体不进行转动,对筒体进行卡死定位;
(4)在筒体定位好之后,将黏土通过筒体上部的开口加入填料腔内,然后控制第一圆杆转动,带动搅拌叶片转动,加速粘土向下运动进入到第一隔板与第二隔板之间的填料腔,然后通过筒体上的填料通孔进入需要填充的溶洞内;填充完毕后,填料腔内粘土会进行堆积,挤压第一压力传感器,通过第一压力传感器发出停止填充的信号,完成溶洞的填充。
本发明进一步的技术方案:在步骤(4)中溶洞填充完毕后,通过第一圆杆向上拉动筒体,滚轮和填充好的桩基孔孔壁一直接触转动上升,通过观察第二压力传感器,确认溶洞是否填充密实。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
(1)本发明通过设置输送机构,当需要进行溶洞填充时,直接把粘土从筒体上部的倒锥型孔倒入,然后转动第一圆杆,第一圆杆带动搅拌叶片转动,加速粘土向下运动进入到第一隔板和第二隔板中间填充腔,然后通过填充腔筒体上的填料通孔进入需要填充的溶洞内,加速了溶洞的填充时间,节省了时间成本。
(2)本发明通过设置第一压力传感器,随着溶洞填充完毕,第一隔板和第二隔板中间的粘土会进行堆积,挤压第一压力传感器,届时能够根据现场要求进行及时停止输送黏土,停止溶洞的填充工作或者转移至另一个溶洞区继续填充工作,该方式避免了因无法确定溶洞填充完毕的时间,导致继续输送黏土导致黏土的浪费,或是因黏土堆积太多导致装置的堵塞损坏。
(3)本发明通过设置位置检测机构,把筒体通过第一圆杆放入钻孔底部,然后控制第二伺服电机顺时针转动,第二伺服电机带动丝杆顺时针转动,因为丝杆和螺纹套的相互配合,丝杆使螺纹套上升,螺纹套会向上抬动滑块,滑块带动连杆上升,连杆推动支撑架使其在筒体上的第一滑槽内向外滑动,支撑架上的滚轮会受到钻孔孔壁挤压,然后支撑架会挤压第二压力传感器,然后通过第一圆杆向上拉动筒体,滚轮和孔壁一直接触转动上升,当有溶洞出现时,滚轮不再受到挤压,第二压力传感器会收到反馈,从而确定溶洞底部位置;本发明能够对溶洞的位置准确定位,保证溶洞的填充效果,且在填充完成后,还可以通过上述结构对溶洞填充的密实度进行检测。
(4)本发明通过设置锁死机构,当检测到溶洞位置后,第一伺服电机转动,第一伺服电机通过第五圆杆带动齿轮转动,由于齿轮和第一齿条、第二齿条、第三齿条、第四齿条相互啮合,届时第一齿条、第二齿条、第三齿条、第四齿条带动橡胶板在筒体上开设的第二滑槽内滑动,橡胶板和钻孔孔壁摩擦,可以使筒体不转动,避免了在填充过程中装置出现移动,影响整个填充过程。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图;
图2为图1的剖视图;
图3为图1去掉筒体的结构示意图;
图4为本发明位置检测机构的结构示意图;
图5为图4的另外一个视角图;
图6为锁死机构的结构示意图;
图7为图6的另外一个视角图;
图中:1、第一圆杆;2、筒体;200、输料腔;201、填料腔;3、填料通孔;4、第一滑槽;5、第二滑槽;6、搅拌叶片;7、第一隔板;8、第二隔板、9、丝杆;10、第三隔板;11、第一伺服电机;12、第一压力传感器;13、第二伺服电机;14、滚轮;15、支撑架;16、连杆;17、螺纹套;18、滑块;19、第二压力传感器;20、第二圆杆;21、第三圆杆;22、第四圆杆;23、第三滑槽;24、第一齿条;25、橡胶板;26、第五圆杆;27、齿轮;28、第二齿条;29、第三齿条;30、第四齿条。
实施方式
下面将结合本发明的实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,“设置”、“连接”等术语应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一提供的一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,如图1至图7所示,所述处理装置包括与桩基孔相匹配的筒体2,所述筒体2内部为空腔结构,且上端面设有开口,在筒体2内设有输送机构、位置检测机构和锁死机构;所述筒体2内从上至下依次设有第一隔板7、第二隔板8和第三隔板10,所述第一隔板7和第二隔板8将筒体内上部分成输料腔200和填料腔201,所述输料腔200为上大下小的漏斗形状的腔体,所述输料腔200和填料腔201通过第一隔板7上的出料口连通,在填料腔201的腔壁上均匀开设有多个填料通孔3,在填料腔201内顶面设有第一压力传感器12,随着溶洞填充完毕,第一隔板7和第二隔板8中间的粘土会进行堆积,挤压第一压力传感器12,届时能够根据现场要求进行及时停止或者继续填充工作。所述输送机构包括第一圆杆1和搅拌叶片6,所述第一圆杆1从筒体2顶部的开口穿过输料腔200和填料腔201与第二隔板8转动连接,所述搅拌叶片6分散设置在第一圆杆1位于输料腔200和填料腔201的区域;所述第一圆杆1位于输料腔200的中心位置,输料腔200的出料口直径大于搅拌叶片6转动轨迹形成的圆形面直径;所述填料通孔3均匀分布在填料腔201的筒壁上,需要进行溶洞填充时,直接把粘土倒入钻孔,然后第一圆杆1逆时针转动,第一圆杆1带动搅拌叶片6转动,加速粘土向下运动进入到第一隔板7和第二隔板8中间,然后通过筒体2上的填料通孔3进入需要填充溶洞内,加速填充,效率比较高。
实施例一提供的 一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,如图2至图5所示,所述位置检测机构置于第二隔板8和第三隔板10之间,包括固定安装在第二隔板8下端面且输出轴朝下的第二伺服电机13、连接在第二伺服电机13输出端的丝杆9、螺纹套设在丝杆9上的螺纹套17和分散设置在螺纹套17圆周面的多个滚轮14,所述丝杆9底端与第三隔板10转动连接,所述滚轮14通过支撑架15安装在螺纹套17的圆周面,在筒体2外壁对应每个滚轮14的位置开设有第一滑槽4,且每个滚轮14的圆周面朝向对应的第一滑槽4,并伸出第一滑槽4与桩基孔接触,所述支撑架15通过连杆16与螺纹套17铰链连接,在支撑架15与螺纹套17接触面设有第二压力传感器19;多个滚轮14均匀分布在螺纹套17的圆周面,在螺纹套17安装滚轮14的位置对应开设有第三滑槽23,所述支撑架15通过滑块18滑动连接在第三滑槽23内,所述第二压力传感器19固定安装在第三滑槽23内槽面。每个滚轮14中心固定安装有第二圆杆20,第二圆杆20两端与支撑架15转动连接,支撑架15通过筒体2外壁开设的第一滑槽4与筒体2滑动连接,支撑架15另一端转动连接有上下对称的第三圆杆21,第三圆杆21两端固定安装在连杆16内壁上,连杆16另一端固定安装有第四圆杆22,第四圆杆22贯穿滑块18,且与滑块18转动连接。
实施例一提供的一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,如图2、图3、图6和图7所示,所述锁死机构位于第三隔板10下方,包括第一伺服电机11和齿轮齿条卡紧机构,在第三隔板10下方设有锁死机构安装腔,所述第一伺服电机11固定在锁死机构安装腔的底部,其输出轴朝上,在其输出轴固定安装有第五圆杆26,第五圆杆26顶端与第三隔板10转动连接;所述齿轮齿条卡紧机构包括固定设置在第五圆杆26上的齿轮27,在齿轮27四周啮合有多根齿条,每根齿条的其中一端设有橡胶板25,在筒体2对应每根齿条设有橡胶板25一端的位置开设有第二滑槽5,且第二滑槽5与橡胶板25相匹配,所述齿条通过筒体2上开设的第二滑槽5与筒体2滑动连接,并在第一伺服电机11和齿轮27的作用下,每根齿条上的橡胶板25沿着对应的第二滑槽5滑动伸出筒体2或收缩至筒体2内。在齿轮27四周啮合第一齿条24、第二齿条28、第三齿条29和第四齿条30,四根齿条两两一对呈井字型布置在齿轮27的圆周,每根齿条的端部竖向设置有橡胶板25,橡胶板25均平行于第五圆杆26,且相对的两根齿条上的橡胶板25设置在不同方向。所述第一齿条24与第二齿条28位于第三齿条29、第四齿条30上方。
实施例一提供的 一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,所述处理装置还包括设置在桩基孔外的控制装置,所述控制装置包括通讯模块、控制器、显示屏和控制按钮,所述第一压力传感器12和第二压力传感器19均与控制装置通讯连接,并将信号输送至控制器和显示屏,所述控制器与第一伺服电机11和第二伺服电机13的控制端信号连接,用于远程控制第一伺服电机11和第二伺服电机13。所述第一压力传感器12、第二压力传感19、第一伺服电机11和第二伺服电机13可以通过信号线或者无线通讯模块与外部的控制装置信号连接,通过信号线连接时,其信号线可以从第一圆杆1总部延伸至桩基孔外,在第一圆杆1的端部安装旋转电机控制第一圆杆的转动。
本实施例一中,通过转动丝杆9完成位置检测的工作,控制第二伺服电机13顺时针转动,第二伺服电机13带动丝杆9顺时针转动,因为丝杆9和螺纹套17的相互配合,丝杆9使螺纹套17上升,螺纹套17会向上抬动滑块18,滑块18带动连杆16上升,连杆16推动支撑架15使其在筒体2上的第一滑槽4内向外滑动,支撑架15上的滚轮14会受到钻孔孔壁挤压,然后支撑架15会挤压第二压力传感器19,然后通过第一圆杆1向上拉动筒体2,滚轮14和孔壁一直接触转动上升,当有溶洞出现时,滚轮14不再受到挤压,第二压力传感器19会收到反馈,从而确定溶洞底部位置。
本实施例一中,通过转动齿轮27完成锁死的工作;当检测到溶洞位置后,第一伺服电机11逆时针转动,第一伺服电机11通过第五圆杆26带动齿轮27转动,由于齿轮27和第一齿条24、第二齿条28、第三齿条29、第四齿条30相互啮合,届时第一齿条24、第二齿条28、第三齿条29、第四齿条30带动橡胶板25在筒体2上的第二滑槽5内滑动,橡胶板25和钻孔孔壁摩擦,可以使筒体2不转动。本实施例中,所述第一齿条24与第二齿条28位于第三齿条29、第四齿条30上方,第一齿条24和第二齿条28运动方向相反,第三齿条29和第四齿条30运动方向相反。
实施例二提供的一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理方法,具体使用实施例一中的处理装置进行处理,其具体步骤如下:
(1)在桩基孔施工完成后,通过勘测确定该桩基孔施工区域存在溶洞,需要进行充填处理,首先将上述岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置外接电源和控制器,然后使用机器把筒体2通过第一圆杆1放入钻孔底部;
(2)然后控制第二伺服电机13顺时针转动,第二伺服电机13带动丝杆9顺时针转动,因为丝杆9和螺纹套17的相互配合,丝杆9使螺纹套17上升,螺纹套17会向上抬动滑块18,滑块18带动连杆16上升,连杆16推动支撑架15使其在筒体2上的第一滑槽4内向外滑动,支撑架15上的滚轮14会受到钻孔孔壁挤压,然后支撑架15会挤压第二压力传感器19,然后使用机器通过第一圆杆1向上拉动筒体2,滚轮14和桩基孔的孔壁一直接触转动上升;当有溶洞出现时,滚轮14不再受到挤压,第二压力传感器19会收到反馈,从而确定溶洞底部位置,第二步使用机器通过第一圆杆1向下挪动筒体2使第二压力传感器19大致相同,第二压力传感器19将信号输送到控制器,通过显示屏对第二压力传感器19传输的数据进行显示和监控;
(3)通过第二压力传感器19的监控数据确定溶洞底部位置时,便控制第一伺服电机11逆时针转动,第一伺服电机11通过第五圆杆26带动齿轮27转动,由于齿轮27和第一齿条24、第二齿条28、第三齿条29、第四齿条30相互啮合,届时第一齿条24、第二齿条28、第三齿条29、第四齿条30带动橡胶板25在筒体2上的第二滑槽5内滑动,橡胶板25和钻孔孔壁摩擦,可以使筒体2不进行转动,使装置固定在待填充溶洞的位置;
(4)直接把粘土倒入钻孔,然后控制第一圆杆1逆时针转动,第一圆杆1带动搅拌叶片6转动,加速粘土向下运动进入到第一隔板7和第二隔板8中间,然后通过筒体2上的填料通孔3进入需要填充溶洞内,加速了填充速度,节省了时间成本,随着溶洞填充完毕,第一隔板7和第二隔板8中间的粘土会进行堆积,挤压第一压力传感器12,第一压力传感器12将信号传输至孔外控制器,通过显示屏显示并监控,当到达现场要求时停止填充工作;
(5)然后使用机器通过第一圆杆1向上拉动筒体2,滚轮14和孔壁一直接触转动上升,然后观察第二压力传感器19,确认刚才填充溶洞是否符合现场要求,依此类推直到全部填充完毕即可。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,其特征在于:所述处理装置包括与桩基孔相匹配的筒体(2),所述筒体(2)内部为空腔结构,且上端面设有开口,在筒体(2)内设有输送机构、位置检测机构和锁死机构;所述筒体(2)内从上至下依次设有第一隔板(7)、第二隔板(8)和第三隔板(10),所述第一隔板(7)和第二隔板(8)将筒体内上部分成输料腔(200)和填料腔(201),所述输料腔(200)和填料腔(201)通过第一隔板(7)上的出料口连通,在填料腔(201)的腔壁上开设有多个填料通孔(3),在填料腔(201)内顶面设有第一压力传感器(12);
所述输送机构包括第一圆杆(1)和搅拌叶片(6),所述第一圆杆(1)从筒体(2)顶部的开口穿过输料腔(200)和填料腔(201)与第二隔板(8)转动连接,所述搅拌叶片(6)分散设置在第一圆杆(1)位于输料腔(200)和填料腔(201)的区域;
所述位置检测机构置于第二隔板(8)和第三隔板(10)之间,包括固定安装在第二隔板(8)下端面且输出轴朝下的第二伺服电机(13)、连接在第二伺服电机(13)输出端的丝杆(9)、螺纹套设在丝杆(9)上的螺纹套(17)和分散设置在螺纹套(17)圆周面的多个滚轮(14),所述丝杆(9)底端与第三隔板(10)转动连接,所述滚轮(14)通过支撑架(15)安装在螺纹套(17)的圆周面,在筒体(2)外壁对应每个滚轮(14)的位置开设有第一滑槽(4),且每个滚轮(14)的圆周面朝向对应的第一滑槽(4),并伸出第一滑槽(4)与桩基孔接触,所述支撑架(15)通过连杆(16)与螺纹套(17)铰链连接,在支撑架(15)与螺纹套(17)接触面设有第二压力传感器(19);
所述锁死机构位于第三隔板(10)下方,包括第一伺服电机(11)和齿轮齿条卡紧机构,在第三隔板(10)下方设有锁死机构安装腔,所述第一伺服电机(11)固定在锁死机构安装腔的底部,其输出轴朝上,在其输出轴固定安装有第五圆杆(26),第五圆杆(26)顶端与第三隔板(10)转动连接;所述齿轮齿条卡紧机构包括固定设置在第五圆杆(26)上的齿轮(27),在齿轮(27)四周啮合有多根齿条,每根齿条的其中一端设有橡胶板(25),在筒体(2)对应每根齿条设有橡胶板(25)一端的位置开设有第二滑槽(5),且第二滑槽(5)与橡胶板(25)相匹配,所述齿条通过筒体(2)上开设的第二滑槽(5)与筒体(2)滑动连接,并在第一伺服电机(11)和齿轮(27)的作用下,每根齿条上的橡胶板(25)沿着对应的第二滑槽(5)滑动伸出筒体(2)或收缩至筒体(2)内。
2.根据权利要求1所述的一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,其特征在于:所述处理装置还包括设置在桩基孔外的控制装置,所述控制装置包括通讯模块、控制器、显示屏和控制按钮,所述第一压力传感器(12)和第二压力传感器(19)均与控制装置通讯连接,并将信号输送至控制器和显示屏,所述控制器与第一伺服电机(11)和第二伺服电机(13)的控制端信号连接,用于远程控制第一伺服电机(11)和第二伺服电机(13)。
3.根据权利要求1或2所述的一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,其特征在于:在齿轮(27)四周啮合第一齿条(24)、第二齿条(28)、第三齿条(29)和第四齿条(30),四根齿条两两一对呈井字型布置在齿轮(27)的圆周,每根齿条的端部竖向设置有橡胶板(25),橡胶板(25)均平行于第五圆杆(26),且相对的两根齿条上的橡胶板(25)设置在不同方向。
4.根据权利要求1或2所述的一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,其特征在于:多个滚轮(14)均匀分布在螺纹套(17)的圆周面,在螺纹套(17)安装滚轮(14)的位置对应开设有第三滑槽(23),所述支撑架(15)通过滑块(18)滑动连接在第三滑槽(23)内,所述第二压力传感器(19)固定安装在第三滑槽(23)内槽面。
5.根据权利要求1或2所述的一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,其特征在于:所述输料腔(200)为上大下小的漏斗形状的腔体,所述第一圆杆(1)位于输料腔(200)的中心位置,输料腔(200)的出料口直径大于搅拌叶片(6)转动轨迹形成的圆形面直径;所述填料通孔(3)均匀分布在填料腔(201)的腔壁上。
6.根据权利要求3所述的一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,其特征在于:所述第一齿条(24)与第二齿条(28)位于第三齿条(29)与第四齿条(30)上方。
7.根据权利要求4所述的一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置,其特征在于:每个滚轮(14)中心固定安装有第二圆杆(20),第二圆杆(20)两端与支撑架(15)转动连接,支撑架(15)通过筒体(2)外壁开设的第一滑槽(4)与筒体(2)滑动连接,支撑架(15)另一端转动连接有上下对称的第三圆杆(21),第三圆杆(21)两端固定安装在连杆(16)内壁上,连杆(16)另一端固定安装有第四圆杆(22),第四圆杆(22)贯穿滑块(18),且与滑块(18)转动连接。
8.一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理方法,其特征在于:所述处理方法使用权利要求1至7中任意一项所述的岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置进行施工,其具体施工步骤如下:
(1)在桩基孔施工完成后,通过勘测确定该桩基孔施工区域存在溶洞,需要进行充填处理,首先将上述岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理装置外接电源和控制器,然后通过第一圆杆下放至施工完成的桩基孔底部,第一圆杆延伸至桩基孔孔口;
(2)控制第二伺服电机顺时针转动,第二伺服电机带动丝杆顺时针转动,致使螺纹套上升,带动连杆上升,连杆推动支撑架使其在筒体上的第一滑槽内向外滑动,支撑架上的滚轮会受到桩基孔孔壁挤压,支撑架会挤压第二压力传感器,然后使用机器通过第一圆杆向上拉动筒体,滚轮和桩基孔孔壁一直接触转动上升;当有溶洞出现时,滚轮不再受到挤压,第二压力传感器会收到反馈信息,便可确定此位置是溶洞底部位置;
(3)控制第一伺服电机带动齿轮转动,由于齿轮控制多个齿条在第二滑槽内滑动,并伸出筒体,此时橡胶板与桩基孔孔壁摩擦,使筒体不进行转动,对筒体进行卡死定位;
(4)在筒体定位好之后,将粘土通过筒体上部的开口加入输料腔内,然后控制第一圆杆转动,带动搅拌叶片转动,加速粘土向下运动进入到第一隔板与第二隔板之间的填料腔,然后通过筒体上的填料通孔进入需要填充的溶洞内;填充完毕后,填料腔内粘土会进行堆积,挤压第一压力传感器,通过第一压力传感器发出停止填充的信号,完成溶洞的填充。
9.根据权利要求8所述的一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处理方法,其特征在于:在步骤(4)中溶洞填充完毕后,通过第一圆杆向上拉动筒体,滚轮和填充好的桩基孔孔壁一直接触转动上升,通过观察第二压力传感器,确认溶洞是否填充密实。
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