CN203835262U - 一种桩孔扩底施工装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种桩孔扩底施工装置，包括吊装支架、安装在吊装支架上的扩孔定位机构和位于扩孔定位机构正下方的扩孔钻头；扩孔定位机构包括安装在吊装支架上的上竖向传动杆、多个沿圆周方向布设的上支臂和能在上竖向传动杆上上下移动并带动多个上支臂进行张合的上连接件，上连接件安装在上竖向传动杆上，多个上支臂底端外侧均设置有限位件，多个上支臂与上连接件之间均通过上连接杆连接，多个上支臂上端均以铰接方式安装在吊装支架上，每根上连接杆与上支臂和上连接件之间均以铰接方式连接。本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，在保证桩孔施工质量的前提下，能大幅缩短桩孔施工工期，并能避免人工扩底的安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型属于桩孔扩底施工技术领域，具体涉及一种桩孔扩底施工装置。
背景技术
目前，对混凝土灌注桩的桩孔进行施工时，一般均采用机动洛阳铲成孔人工扩底的方法，上述成孔施工方法存在施工周期较长、施工效率较低、作业面积较大、工程量较大等缺陷和不足，同时采用机动洛阳铲成孔后，再进行人工扩底时存在较大的安全隐患，例如在湿陷性黄土地区进行人工扩底时存在的安全隐患非常大，并且也不能保证桩孔的施工质量。因而，需对现有混凝土灌注桩的桩孔施工方法进行改进，采用机械扩底方法，即采用机动洛阳铲成孔机械扩底方法进行桩孔施工，从而大幅度降低甚至避免人工扩底的安全隐患。相应地，现如今需要一种结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的桩孔扩底施工装置，在保证桩孔施工质量的前提下，能大幅缩短桩孔施工工期，并能避免人工扩底的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种桩孔扩底施工装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，在保证桩孔施工质量的前提下，能大幅缩短桩孔施工工期，并能避免人工扩底的安全隐患。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：包括吊装支架、安装在所述吊装支架上的扩孔定位机构和位于所述扩孔定位机构正下方的扩孔钻头，所述扩孔钻头安装在所述吊装支架上；所述扩孔定位机构包括安装在所述吊装支架上的上竖向传动杆、多个沿圆周方向布设在所述上竖向传动杆外侧的上支臂和能在所述上竖向传动杆上上下移动且移动过程中带动多个所述上支臂进行张合的上连接件，所述上连接件安装在所述上竖向传动杆上，多个所述上支臂的底端外侧均设置有限位件，每个所述上支臂与所述上连接件之间均通过上连接杆进行连接，多个所述上支臂的上端均以铰接方式安装在所述吊装支架上，每根所述上连接杆与上支臂和所述上连接件之间均以铰接方式进行连接。
上述一种桩孔扩底施工装置，其特征是：所述扩孔钻头包括安装在所述吊装支架上的下竖向传动杆、安装在所述吊装支架上的下驱动装置、由所述下驱动装置带动进行水平旋转的旋转架、多个沿圆周方向布设在所述下竖向传动杆外侧的下支臂和能在所述下竖向传动杆上上下移动且移动过程中带动多个所述下支臂进行张合的下连接件，所述下连接件安装在所述下竖向传动杆上，多个所述下支臂的外侧壁上均由上至下设置有多个切削叶片，每个所述下支臂与所述下连接件之间均通过下连接杆进行连接，多个所述下支臂的上端均以铰接方式安装在旋转架上，所述旋转架安装在所述吊装支架上，每根所述下连接杆与下支臂和所述下连接件之间均以铰接方式进行连接。
上述一种桩孔扩底施工装置，其特征是：所述吊装支架包括供所述扩孔定位机构安装的上支架和供所述扩孔钻头安装的下支架，所述下支架位于上支架的正下方且二者紧固连接为一体。
上述一种桩孔扩底施工装置，其特征是：所述吊装支架为由多根连接杆组成的安装框架。
上述一种桩孔扩底施工装置，其特征是：所述吊装支架上设置有带动所述上连接件上下移动的上驱动装置，所述上驱动装置安装在上支架上，所述上竖向传动杆和多个所述上支臂均位于所述上支架下方；所述下驱动装置安装在下支架上，所述上竖向传动杆和多个所述上支臂均位于下驱动装置上方，所述下竖向传动杆和多个所述下支臂均位于下支架下方。
上述一种桩孔扩底施工装置，其特征是：所述吊装支架、所述上竖向传动杆和所述下竖向传动杆均呈同轴布设。
上述一种桩孔扩底施工装置，其特征是：所述扩孔钻头还包括扩孔施工过程中对所切削土体进行收集的土斗，所述土斗位于所述下竖向传动杆的正下方。
上述一种桩孔扩底施工装置，其特征是：多个所述上支臂沿圆周方向进行均匀布设，且多个所述下支臂沿圆周方向进行均匀布设；每根所述下连接杆底部均由左至右安装有多个切削叶片。
上述一种桩孔扩底施工装置，其特征是：所述上竖向传动杆为上螺杆，所述上连接件为套装在上螺杆上的上滑移螺栓；所述上驱动装置为带动上螺杆进行转动的驱动机构，所述上驱动装置为上驱动电机，所述上螺杆位于上驱动装置的正下方且二者之间通过上传动机构进行传动连接。
上述一种桩孔扩底施工装置，其特征是：所述下竖向传动杆为下螺杆，所述下连接件为套装在下螺杆上的下滑移螺栓；所述下螺杆位于所述下驱动装置的正下方且其与下驱动装置之间通过下传动机构进行传动连接，所述下驱动装置为下驱动电机，所述旋转架通过下螺杆安装在所述吊装支架上，所述旋转架固定安装在下螺杆上。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理且安装布设方便，投入成本较低，主要包括吊装在吊装设备上的吊装支架、安装在吊装支架上的扩孔定位机构和位于扩孔定位机构正下方的扩孔钻头，实际使用时，通过扩孔钻头由上至下进行扩孔，且扩孔过程中，通过扩孔定位机构进行定位，实现了机械化扩底。
2、所采用扩孔定位机构结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、投入成本较低，通过在上螺杆上上下移动的上滑移螺栓带动底端装有限位件的上支臂进行张合，实现自动定位的目的，所采用的限位件为支顶在已施工完成直孔段孔壁上的垫片，利用垫片和直孔段孔壁之间的摩擦力抵抗扩底作业期间的水平扭力。
3、所采用的扩孔钻头结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、投入成本较低，通过在下螺杆上上下移动的下滑移螺栓带动侧壁上装有多个切削叶片的下支臂张合，并通过旋转架带动张开后的多个下支臂同步旋转进行削土扩孔，同时下连接杆底部也设置有多个切削叶片，因而扩孔速度快且扩底施工质量好。
4、扩孔钻头底部设置有扩孔过程中对所切削土体进行自动收纳的土斗，扩孔过程中，土斗不随旋转架转动，使用操作简便且使用效果好、省时省力，扩孔结束后，通过吊装设备将扩底施工装置提出所施工桩孔，并对土斗内土体进行清除即可，无需再进行桩孔清理。
5、扩底施工过程简单，先采用机械洛阳铲成孔直立段(即直孔段)，待直孔段施工成型后，再采用本实用新型进行扩孔，从上到下削土修坡成形。实际进行扩孔时，先将扩孔定位机构中的多个上支腿同步向外伸张直至限位件支顶在直孔段的孔壁上，并利用上支腿底端所装限位件和孔壁之间的摩擦力抵抗扩孔钻头扩孔作业期间的水平扭力；下驱动装置的作用是将多个下支臂张开并带动多个下支臂进行旋转扩底，并将扩底土方收拢至底部土斗中。
6、造价低，采用机动洛阳铲成孔后再进行机械扩底的方式进行桩孔施工时，较旋挖钻机成孔节约了施工成本，且不受地形条件限制，方便施工，且能降低工程成本，经济效益显著。
7、工作性能可靠、安全性能高且所施工成型桩孔的质量高，通过本实用新型进行扩孔，取代了工人进入孔底进行扩底的施工方式，避免了安全隐患，同时能有效保证扩底设计尺寸要求，并能有效提高钢筋混凝土灌注桩的承载力，使建筑基础地基处理设计优化。
8、绿色、环保，本实用新型具有占地面积较小、燃油消耗低、施工简单等优点。
9、使用效果好且实用价值高，本实用新型在传统机动洛阳铲施工桩孔的基础上，对其中的扩底工艺进行了机械化施工调整，其主要特点是结合了机动洛阳铲的灵活性，利用机械扩孔替代了传统的人工扩底工艺，从而避免了人工扩底的安全隐患。实际施工时，具有施工工期短、扩孔效率高、采用机械洛阳铲成孔后进行机械花扩底、作业面积小、工程量少等优点，取代了原旋挖钻机、洛阳铲成孔人工扩底等常用扩底施工工艺，在保证工程质量和人身安全的前提下，大大缩短了施工工期。
10、经济效益及社会效益显著，采用本实用新型进行桩孔扩底施工时，具有能大量节约人力物力、工期缩短、占地面积小、对周边环境的影响小等优点，使得施工人员数量大大减少，很容易形成流畅的流水化作业环境；此外，施工工艺简单，有利于进行安全和质量控制。由于本实用新型避免了人工扩底的安全隐患，而且所采用的机械化扩底施工装置能有效保证扩底尺寸，因而适宜大范围推广应用，经济效益和社会效益显著。
综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，在保证桩孔施工质量的前提下，能大幅缩短桩孔施工工期，并能避免人工扩底的安全隐患。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的使用状态参考图。
图3为本实用新型扩孔定位机构的结构示意图。
图4为本实用新型扩孔钻头的下放状态示意图。
图5为本实用新型扩孔钻头的使用状态参考图。
图6为采用本实用新型进行扩底之前采用机动洛阳铲对直孔段进行成孔施工的施工状态示意图。
附图标记说明:
1—桩孔； 2—固定支撑架； 3—机动洛阳铲；
4-1—上支臂； 4-2—上连接杆； 4-3—垫片；
4-4—上螺杆； 4-5—上滑移螺栓； 4-6—上驱动装置；
5-1—下支臂； 5-2—下连接杆； 5-3—旋转架；
5-4—下驱动装置； 5-5—土斗； 5-6—下螺杆；
5-7—下滑移螺栓； 5-8—切削叶片； 6-1—上支架；
6-2—下支架； 7-1—卷扬机； 7-2—定滑轮；
7-3—吊绳； 8—操作平台； 9—吊环。
具体实施方式
如图1、图2及图3所示，本实用新型包括吊装支架、安装在所述吊装支架上的扩孔定位机构和位于所述扩孔定位机构正下方的扩孔钻头，所述扩孔钻头安装在所述吊装支架上。所述扩孔定位机构包括安装在所述吊装支架上的上竖向传动杆、多个沿圆周方向布设在所述上竖向传动杆外侧的上支臂4-1和能在所述上竖向传动杆上上下移动且移动过程中带动多个所述上支臂4-1进行张合的上连接件，所述上连接件安装在所述上竖向传动杆上，多个所述上支臂4-1的底端外侧均设置有限位件，每个所述上支臂4-1与所述上连接件之间均通过上连接杆4-2进行连接，多个所述上支臂4-1的上端均以铰接方式安装在所述吊装支架上，每根所述上连接杆4-2与上支臂4-1和所述上连接件之间均以铰接方式进行连接。
如图4、图5所示，本实施例中，所述扩孔钻头包括安装在所述吊装支架上的下竖向传动杆、安装在所述吊装支架上的下驱动装置5-4、由所述下驱动装置5-4带动进行水平旋转的旋转架5-3、多个沿圆周方向布设在所述下竖向传动杆外侧的下支臂5-1和能在所述下竖向传动杆上上下移动且移动过程中带动多个所述下支臂5-1进行张合的下连接件，所述下连接件安装在所述下竖向传动杆上，多个所述下支臂5-1的外侧壁上均由上至下设置有多个切削叶片5-2，多个所述下支臂5-1与所述下连接件之间均通过下连接杆5-2进行连接，每个所述下支臂5-1的上端均以铰接方式安装在旋转架5-3上，所述旋转架5-3安装在所述吊装支架上，每根所述下连接杆5-2与下支臂5-1和所述下连接件之间均以铰接方式进行连接。
本实施例中，所述吊装支架、所述上竖向传动杆和所述下竖向传动杆均呈同轴布设。
本实施例中，所述吊装支架包括供所述扩孔定位机构安装的上支架6-1和供所述扩孔钻头安装的下支架6-2，所述下支架6-2位于上支架6-1的正下方且二者紧固连接为一体。
实际加工时，所述吊装支架为由多根连接杆组成的安装框架。所述吊装支架为多棱柱形或圆柱形。本实施例中，所述吊装支架为三棱柱形。
本实施例中，所述吊装支架上设置有带动所述上连接件上下移动的上驱动装置4-6，所述上驱动装置4-6安装在上支架6-1上，所述上竖向传动杆和多个所述上支臂4-1均位于所述上支架6-1下方；所述下驱动装置5-4安装在下支架6-2上，所述上竖向传动杆和多个所述上支臂4-1均位于下驱动装置5-4上方，所述下竖向传动杆和多个所述下支臂5-1均位于下支架6-2下方。
本实施例中，所述上支架6-1上安装有吊环9。
如图3所示，多个所述上支臂4-1沿圆周方向进行均匀布设。本实施例中，所述上支臂4-1的数量为三个。实际使用时，可以根据具体需要，对所述上支臂4-1的数量进行相应调整。
本实施例中，所述上竖向传动杆为上螺杆4-4，所述上连接件为套装在上螺杆4-4上的上滑移螺栓4-5。所述上驱动装置4-6为带动上螺杆4-4进行转动的驱动机构，所述上驱动装置4-6为上驱动电机，所述上螺杆4-4位于上驱动装置4-6的正下方且二者之间通过上传动机构进行传动连接。
本实施例中，所述上连接杆4-2的一端以铰接方式安装在所述上连接件上，且其另一端以铰接方式安装在上支臂4-1中部的内侧壁上。
实际使用时，当上滑移螺栓4-5向下移动时，多个所述上支臂4-1同步向外张开；反之，当上滑移螺栓4-5向上移动时，多个所述上支臂4-1同步向内合上。
本实施例中，所述限位件与上支臂4-1之间以铰接方式进行连接。并且，所述限位件为支顶在所述直孔段孔壁上的垫片4-3。
本实施例中，所述垫片4-3为圆弧状。
结合图3，所述扩孔定位机构4的工作原理是：所述上驱动装置4-6带动上螺杆4-4转动，并相应带动装在上螺杆4-4上的上滑移螺栓4-5向上移动时，多个所述上支臂4-1同步向外张开，并将垫片4-3挤压在所述直孔段的孔壁上，并通过垫片4-3与所述直孔段孔壁之间的摩擦力抵抗所述扩底钻头在扩底施工过程中的水平扭力。所述上驱动装置4-6的作用主要在于保证垫片4-3与所述直孔段孔壁之间充足的摩擦力，必须足以抵抗所述扩底钻头在扩底施工过程中产生的水平扭力，防止所述扩底钻头无法正常扩底。
如图4、图5所示，所述扩孔钻头5还包括扩底施工过程中对所切削土体进行收集的土斗5-5，所述土斗5-5位于所述下竖向传动杆的正下方。本实施例中，所述土斗5-5与所述下竖向传动杆之间通过轴承进行连接。实际进行扩底施工过程中，所述土斗5-5不随所述下竖向传动杆进行转动。
本实施例中，多个所述下支臂5-1沿圆周方向进行均匀布设。
本实施例中，所述下支臂5-1的数量为三个。
实际使用时，可以根据具体需要，对所述下支臂5-1的数量进行相应调整。
本实施例中，每根所述下连接杆5-2底部均由左至右安装有多个切削叶片5-8。
本实施例中，所述下竖向传动杆为下螺杆5-6，所述下连接件为套装在下螺杆5-6上的下滑移螺栓5-7。所述下螺杆5-6位于所述下驱动装置5-4的正下方且其与下驱动装置5-4之间通过下传动机构进行传动连接，所述下驱动装置5-4为下驱动电机，所述旋转架5-3通过下螺杆5-6安装在所述吊装支架上，所述旋转架5-3固定安装在下螺杆5-6上。
实际布设安装时，所述旋转架5-3与下螺杆5-6呈同轴布设。本实施例中，所述下连接杆5-2的一端以铰接方式安装在所述下连接件上，且其另一端以铰接方式安装在下支臂5-1底端的内侧壁上。
本实施例中，所述上驱动电机和所述下驱动电机均为伺服电机，并且所述上驱动电机与上减速机进行传动连接，所述上减速机通过所述上传动机构与上螺杆4-4进行传动连接；所述下驱动电机与下减速机进行传动连接，所述下减速机通过所述下传动机构与下支臂5-1进行传动连接。
结合图4、图5，所述扩孔钻头5的工作原理是，所述下驱动装置5-4带动下螺杆5-6转动，并相应带动装在下螺杆5-6上的下滑移螺栓5-7向下移动时，多个所述下支臂5-1同步向外张开；之后，所述旋转架5-3带动多个所述下支臂5-1旋转进行扩底，同时将扩底产生的土方汇拢至底部土斗5-5中。所述下驱动装置5-4的主要作用在于控制切削叶片5-8的加压力度(具体是通过下滑移螺栓5-7的向下移动位置，即下支臂5-1的张开角度进行控制)以及多个所述下支臂5-1的旋转速度和旋转圈数，其中切削叶片5-8加压力度控制的目的在于防止上部用于固定所述扩孔钻头5的支点(即所述扩孔定位机构4)不能承受扩底施工产生的水平扭力，旋转速度控制的目的在于防止旋转速度过快造成所述扩孔钻头5变形，旋转圈数控制的目的在于防止因旋转圈数过多或过少造成每次开挖的土方量不能将土斗5-5装满或土量太多而溢出的情形。
实际对所施工桩孔1进行成孔施工时，先在桩孔1上方地面上支立固定支撑架2，并在固定支撑架2上安装对机动洛阳铲3与所述扩底施工装置进行吊装的吊装设备；随后，将机动洛阳铲3吊装在固定支撑架2上，并通过机动洛阳铲3对桩孔1的直孔段进行成孔施工，详见图6；待所述直孔段施工完成后，再将本实用新型吊装在固定支撑架2上，并通过本实用新型所述直孔段进行扩底施工。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：包括吊装支架、安装在所述吊装支架上的扩孔定位机构和位于所述扩孔定位机构正下方的扩孔钻头，所述扩孔钻头安装在所述吊装支架上；所述扩孔定位机构包括安装在所述吊装支架上的上竖向传动杆、多个沿圆周方向布设在所述上竖向传动杆外侧的上支臂(4-1)和能在所述上竖向传动杆上上下移动且移动过程中带动多个所述上支臂(4-1)进行张合的上连接件，所述上连接件安装在所述上竖向传动杆上，多个所述上支臂(4-1)的底端外侧均设置有限位件，每个所述上支臂(4-1)与所述上连接件之间均通过上连接杆(4-2)进行连接，多个所述上支臂(4-1)的上端均以铰接方式安装在所述吊装支架上，每根所述上连接杆(4-2)与上支臂(4-1)和所述上连接件之间均以铰接方式进行连接。
2.按照权利要求1所述的一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：所述扩孔钻头包括安装在所述吊装支架上的下竖向传动杆、安装在所述吊装支架上的下驱动装置(5-4)、由下驱动装置(5-4)带动进行水平旋转的旋转架(5-3)、多个沿圆周方向布设在所述下竖向传动杆外侧的下支臂(5-1)和能在所述下竖向传动杆上上下移动且移动过程中带动多个所述下支臂(5-1)进行张合的下连接件，所述下连接件安装在所述下竖向传动杆上，多个所述下支臂(5-1)的外侧壁上均由上至下设置有多个切削叶片(5-2)，每个所述下支臂(5-1)与所述下连接件之间均通过下连接杆(5-2)进行连接，多个所述下支臂(5-1)的上端均以铰接方式安装在旋转架(5-3)上，所述旋转架(5-3)安装在所述吊装支架上，每根所述下连接杆(5-2)与下支臂(5-1)和所述下连接件之间均以铰接方式进行连接。
3.按照权利要求1或2所述的一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：所述吊装支架包括供所述扩孔定位机构安装的上支架(6-1)和供所述扩孔钻头安装的下支架(6-2)，所述下支架(6-2)位于上支架(6-1)的正下方且二者紧固连接为一体。
4.按照权利要求1或2所述的一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：所述吊装支架为由多根连接杆组成的安装框架。
5.按照权利要求3所述的一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：所述吊装支架上设置有带动所述上连接件上下移动的上驱动装置(4-6)，所述上驱动装置(4-6)安装在上支架(6-1)上，所述上竖向传动杆和多个所述上支臂(4-1)均位于所述上支架(6-1)下方；下驱动装置(5-4)安装在下支架(6-2)上，所述上竖向传动杆和多个所述上支臂(4-1)均位于下驱动装置(5-4)上方，所述下竖向传动杆和多个所述下支臂(5-1)均位于下支架(6-2)下方。
6.按照权利要求2所述的一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：所述吊装支架、所述上竖向传动杆和所述下竖向传动杆均呈同轴布设。
7.按照权利要求2所述的一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：所述扩孔钻头还包括扩孔施工过程中对所切削土体进行收集的土斗(5-5)，所述土斗(5-5)位于所述下竖向传动杆的正下方。
8.按照权利要求2所述的一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：多个所述上支臂(4-1)沿圆周方向进行均匀布设，且多个所述下支臂(5-1)沿圆周方向进行均匀布设；每根所述下连接杆(5-2)底部均由左至右安装有多个切削叶片(5-2)。
9.按照权利要求5所述的一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：所述上竖向传动杆为上螺杆(4-4)，所述上连接件为套装在上螺杆(4-4)上的上滑移螺栓(4-5)；所述上驱动装置(4-6)为带动上螺杆(4-4)进行转动的驱动机构，所述上驱动装置(4-6)为上驱动电机，所述上螺杆(4-4)位于上驱动装置(4-6)的正下方且二者之间通过上传动机构进行传动连接。
10.按照权利要求2所述的一种桩孔扩底施工装置，其特征在于：所述下竖向传动杆为下螺杆(5-6)，所述下连接件为套装在下螺杆(5-6)上的下滑移螺栓(4-7)；所述下螺杆(5-6)位于下驱动装置(5-4)的正下方且其与下驱动装置(5-4)之间通过下传动机构进行传动连接，下驱动装置(5-4)为下驱动电机，所述旋转架(5-3)通过下螺杆(5-6)安装在所述吊装支架上，所述旋转架(5-3)固定安装在下螺杆(5-6)上。
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2014
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