CN210509062U - 一种全套管随管钻土灌注桩施工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全套管随管钻土灌注桩施工设备，包括套管、长螺旋钻杆、桩架、全套管钻机和扭矩分配器，套管通过全套管钻机滑动设置在桩架的立柱上，且套管与桩架的立柱平行，在外力(桩架加压油缸)作用下，套管能随全套管钻机在竖直方向移动，长螺旋钻杆通过扭矩分配器设置在套管内，扭矩分配器设置在套管的上端，并与套管的上端可拆卸连接，同时与长螺旋钻杆与所述扭矩分配器连接，且在扭矩分配器的齿轮组的作用下，长螺旋钻杆能发生与套管相反方向的旋转，以及解释了上述设备的施工方法，具有了双动力头钻孔灌注桩的高效率和全回转套管钻孔灌注桩的大扭矩，并且整体机械的重心低，移动安全可靠，同时整体机械的利用率高。

Description

一种全套管随管钻土灌注桩施工设备

技术领域

本实用新型涉及建筑施工设备技术领域，尤其涉及一种复合型的全套管随管钻土灌注桩施工设备。

背景技术

目前有三种全套管灌注桩施工法，第一种是全回转全套管钻孔灌注桩；第二种是双动力头全套管长螺旋钻孔灌注桩；第三种是贝诺特钻孔灌注桩。这三种工法，均是利用套管支撑孔壁，把钢管内的土钻取(抓斗抓取或旋挖钻机取土)成孔，再下钢筋笼、灌注砼(混凝土)后，拔出钢管成桩。

但是，上述三种方法均有优劣，其中贝诺特钻孔灌注桩与全回转全套管钻孔灌注桩(即第三种和第一种)的基本工艺流程相同，但是第一种的成孔效率和垂直度控制均能优于第三种，所以基本上第一种逐渐在取代第三种方法，但是这两种工法的共同缺点是施工效率过低。相比之下，双动力头全套管长螺旋钻孔灌注桩效率就比较高了，但是其缺点是，第一，对施工场地的地耐力要求较高，因为其双动力头在立柱上端时整个机械的重心较高，如果场地地面的承载力较差或高低平整度较差时，很容易发生机械倾覆事故；第二，其在短桩施工时效率很高，但是施工长桩时受到立柱高度的限制，其在完成第一根桩后，必须利用工艺孔来完成下一根桩的钻具(套管和长螺旋钻杆)组成，其辅助时间过长，从而大大减小了整个工程的施工效率。

因此本实用新型发明人，针对上述方法施工效率低的问题，旨在发明一种全套管随管钻土灌注桩施工设备。

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种全套管随管钻土灌注桩施工设备。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种全套管随管钻土灌注桩施工设备，包括套管、长螺旋钻杆、桩架、全套管钻机和扭矩分配器，所述套管通过全套管钻机滑动设置在桩架上，且所述套管与桩架的立柱平行，在外力(桩架加压油缸)作用下，所述套管能随所述全套管钻机在竖直方向移动，所述长螺旋钻杆通过扭矩分配器设置在套管内，所述扭矩分配器设置在套管的上端，并与所述套管的上端可拆卸连接，同时与所述长螺旋钻杆与所述扭矩分配器连接，且在所述扭矩分配器的齿轮组的作用下，所述长螺旋钻杆能发生与所述套管相反方向的旋转。

优选地，所述扭矩分配器包括依次从上至下固定连接的顶盖、内齿圈和底盖，所述内齿圈为圆环，所述圆环的内环内设置有内齿，同时所述圆环的内环内设置有基座盘，所述基座盘上设置有齿轮组，所述齿轮组包括变速齿轮和中轴齿轮，所述中轴齿轮设置在基座盘的中心，所述变速齿轮设置在基座盘上，且所述变速齿轮同时与所述内齿圈的内齿、中轴齿轮分别啮合，所述中轴齿轮的中心固定轴穿过所述基座盘和底盖与所述长螺旋钻杆连接。通过内齿圈、变速齿轮和中轴齿轮相配合实现长螺旋钻杆的反向旋转，进而实现钻土和取土的同步进行。

优选地，所述基座盘上设置有扭力柱，所述扭力柱设置有两个，且关于所述中轴齿轮对称设置，同时所述扭力柱露出所述顶盖，在两个所述扭力柱之间设置反向扭力梁，所述反向扭力梁的一端卡设在两个扭力柱之间，且所述反向扭力梁的另一端滑动套设在桩架的立柱侧面。保证长螺旋钻杆发生反向旋转时，保持与套管的旋转速度差，实现高速的施工。

优选地，所述反向扭力梁为T字形，且所述T字形的竖直边的两侧分别设置半圆形的缺口，且两个缺口之间的距离为两个扭力柱之间的距离，同时所述T字形的横边处设置有滑槽，并在所述桩架的立柱侧面设置与所述滑槽相匹配的导轨，同时所述滑槽套设在导轨上。保证扭力柱作用的准确性，真正意义上的解决反向扭力的作用，实现高速的钻土。

优选地，所述底盖插入设置在套管的上端，且二者的侧面设置有匹配的螺栓孔，所述螺栓孔供螺栓插入。实现可拆卸的连接，保证后续拆卸的及时有效，方便长螺旋钻杆的多次快速的使用，降低施工的成本。

优选地，所述套管和长螺旋钻杆的底端均设置有钻齿，同时所述套管连接驱动源。钻齿的材质为硬质合金，钻齿的设置，保证了钻土时能打碎石子或其他坚硬的东西，将驱动源(全套管钻机)与外侧的套管连接，能保证操作时功率的最大化。

优选地，一种全套管随管钻土灌注桩施工设备的施工方法：第一，调整好桩架立柱的垂直度，保证桩架的稳定性，此时反向扭力梁通过滑槽已经滑动设置在导轨上了；第二，将长螺旋钻杆通过扭矩分配器设置在套管内，此时扭矩分配器与套管通过螺栓可拆卸连接，且反向扭力梁并未安装；第三，将第二步的组合件通过全套管钻机与桩架连接，将反向扭力梁卡设在两个扭力柱之间；第四，启动驱动源(全套管钻机和桩架)，并将第二步的组合件整体向下移动，套管的下端的钻齿和长螺旋钻杆的钻齿开始工作，直至将整个套管钻入；第五，去掉螺栓，将扭矩分配器连同长螺旋钻杆取出，并一同移动桩架至下一工位，配合另一个套管工作(用吊车将另一套钻具组合吊入全套管钻机，开始第二根桩的施工)；第六，将已经成孔的套管内，下钢筋笼，灌注混凝土之后将套管拔出成桩。注意拔出套管的时间，应在灌注混凝土之后及时的将套管拔出，否则待混凝土凝固后，套管无法拔出。

本实用新型一种全套管随管钻土灌注桩施工设备的有益效果是，与传统的三种方法相比，本工法的最大的特点是效率大大的提高，因为本工法不但有双动力头钻孔灌桩一样的钻进速度，而且避免了双动力头钻孔灌注桩移位准备下一根桩的辅助工作时间太长，这一个致命缺点，因为本工法采用两套以上钻具交替施工，效率成倍的增加，而且成本降低，安全性提高。

附图说明

图1为全套管随管钻土灌注桩施工设备的结构示意图。

图2为扭矩分配器的连接结构示意图。

图3为扭矩分配器的正视图。

图4为扭矩分配器的俯视视角的结构示意图。

图5为底盖的结构示意图。

图6为基座盘和扭力柱的连接示意图。

图7为基座盘的结构示意图。

图8为齿轮组的结构示意图。

图9为内齿圈的结构示意图。

图中：

1-套管；2-长螺旋钻杆；3-桩架；4-全套管钻机；5-扭矩分配器；6-钻齿；

31-导轨；

51-齿轮组；52-顶盖；53-内齿圈；54-底盖；55-基座盘；56-扭力柱；57-反向扭力梁；

511-变速齿轮；512-中轴齿轮；541-螺栓孔；571-缺口；572-滑槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

附图1中并未画出完整的桩架3，仅表示本工法与桩架3的立柱的关系，并未将整个桩架3画出，而且桩架3可以是步履桩架，也可以是履带式桩架。

参见附图1-9所示，本实施例中的一种全套管随管钻土灌注桩施工设备，包括套管1、长螺旋钻杆2、桩架3、全套管钻机4和扭矩分配器5，套管1通过全套管钻机4滑动设置在桩架3的立柱上，且套管1与桩架3的立柱平行，在外力(桩架加压油缸)作用下，套管1能随全套管钻机4在竖直方向移动，长螺旋钻杆2通过扭矩分配器5设置在套管1内，扭矩分配器5设置在套管1的上端，并与套管1的上端可拆卸连接，同时与长螺旋钻杆2与扭矩分配器5连接，且在扭矩分配器5的齿轮组51的作用下，长螺旋钻杆2能发生与套管1相反方向的旋转。

扭矩分配器5包括依次从上至下固定连接的顶盖52、内齿圈53和底盖54，内齿圈53为圆环，圆环的内环内设置有内齿，同时圆环的内环内设置有基座盘55，基座盘55上设置有齿轮组51，齿轮组51包括变速齿轮511和中轴齿轮512，中轴齿轮512设置在基座盘55的中心，变速齿轮511设置在基座盘55上，且变速齿轮511同时与内齿圈53的内齿、中轴齿轮512分别啮合，中轴齿轮512的中心固定轴穿过基座盘55和底盖54与长螺旋钻杆2连接。通过内齿圈53、变速齿轮511和中轴齿轮512相配合实现长螺旋钻杆2的反向旋转，进而实现钻土和取土的同步进行。

基座盘55上设置有扭力柱56，扭力柱56设置有两个，且关于中轴齿轮512对称设置，同时扭力柱56露出顶盖52，在两个扭力柱56之间设置反向扭力梁57，反向扭力梁57的一端卡设在两个扭力柱56之间，且反向扭力梁57的另一端滑动套设在桩架3的立柱侧面的导轨31上。保证长螺旋钻杆2发生反向旋转时，保持与套管1的旋转速度差，实现高速的施工。

反向扭力梁57为T字形，且T字形的竖直边的两侧分别设置半圆形的缺口571，且两个缺口571之间的距离为两个扭力柱56之间的距离，同时T字形的横边处设置有滑槽572，并在桩架3的侧面设置与滑槽572相匹配的导轨31，同时滑槽572套设在导轨31上。保证扭力柱56作用的准确性，真正意义上的解决反向扭力的作用，实现高速的钻土。

底盖54插入设置在套管1的上端，且二者的侧面设置有匹配的螺栓孔541，螺栓孔541供螺栓插入。实现可拆卸的连接，保证后续拆卸的及时有效，方便长螺旋钻杆2的多次快速的使用，降低施工的成本。

套管1和长螺旋钻杆2的底端均设置有钻齿6，同时套管1由全套管钻机4加持并驱动。钻齿6的设置，保证了钻土时能打碎石子或其他坚硬的东西，将驱动源与外侧的套管1连接，能保证操作时功率的最大化。

一种全套管随管钻土灌注桩施工设备的施工方法：

第一，将桩架3的立柱调整好垂直度，保证桩架3的稳定性，此时反向扭力梁57通过滑槽572已经滑动设置在导轨31上了；

第二，将长螺旋钻杆2通过扭矩分配器5设置在套管1内，此时扭矩分配器5与套管1通过螺栓连接固定，且反向扭力梁57并未安装；

第三，将第二步的组合件吊入全套管钻机4，将反向扭力梁57卡设在两个扭力柱56之间；

第四，启动桩架3和全套管钻机4，并将第二步的组合件通过加压油缸整体向下移动，套管1的下端的钻齿6和长螺旋钻杆2的钻齿6开始工作，直至将整个套管1钻入；

第五，拆卸去掉螺栓，将扭矩分配器5连同长螺旋钻杆2取出，之后一同移动桩架3至下一工位，将另一套钻具组合吊入全套管钻机4，开始第二根桩的施工；

第六，将已经成孔的套管1内，下钢筋笼，灌注混凝土之后将套管1拔出成桩。注意拔出套管1的时间，应在灌注混凝土之后及时的将套管1拔出，否则待混凝土凝固后，套管1无法拔出。

本实用新型一种全套管随管钻土灌注桩施工设备及其施工方法的有益效果是，与传统的三种方法相比，本工法的最大的特点是效率大大的提高，因为本工法不但有双动力头钻孔灌桩一样的钻进速度，而且避免了双动力头钻孔灌注桩移位准备下一根桩的辅助工作时间太长，这一个致命缺点，因为本工法采用两套以上钻具交替施工，效率成倍的增加，而且成本降低，安全性提高。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种全套管随管钻土灌注桩施工设备，包括套管(1)、长螺旋钻杆(2)、桩架(3)、全套管钻机(4)和扭矩分配器(5)，所述套管(1)通过全套管钻机(4)滑动设置在桩架(3)的立柱上，且所述套管(1)与桩架(3)的立柱平行，在外力作用下，所述套管(1)能随所述全套管钻机(4)在竖直方向移动，所述长螺旋钻杆(2)通过扭矩分配器(5)设置在套管(1)内，其特征在于：所述扭矩分配器(5)设置在套管(1)的上端，并与所述套管(1)的上端可拆卸连接，同时与所述长螺旋钻杆(2)与所述扭矩分配器(5)连接，且在所述扭矩分配器(5)的齿轮组(51)的作用下，所述长螺旋钻杆(2)能发生与所述套管(1)相反方向的旋转。

2.根据权利要求1所述的一种全套管随管钻土灌注桩施工设备，其特征在于：所述扭矩分配器(5)包括依次从上至下固定连接的顶盖(52)、内齿圈(53)和底盖(54)，所述内齿圈(53)为圆环，所述圆环的内环内设置有内齿，同时所述圆环的内环内设置有基座盘(55)，所述基座盘(55)上设置有齿轮组(51)，所述齿轮组(51)包括变速齿轮(511)和中轴齿轮(512)，所述中轴齿轮(512)设置在基座盘(55)的中心，所述变速齿轮(511)设置在基座盘(55)上，且所述变速齿轮(511)同时与所述内齿圈(53)的内齿、中轴齿轮(512)分别啮合，所述中轴齿轮(512)的中心固定轴穿过所述基座盘(55)和底盖(54)与所述长螺旋钻杆(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种全套管随管钻土灌注桩施工设备，其特征在于：所述基座盘(55)上设置有扭力柱(56)，所述扭力柱(56)设置有两个，且关于所述中轴齿轮(512)对称设置，同时所述扭力柱(56)露出所述顶盖(52)，在两个所述扭力柱(56)之间设置反向扭力梁(57)，所述反向扭力梁(57)的一端卡设在两个扭力柱(56)之间，且所述反向扭力梁(57)的另一端滑动套设在桩架(3)的立柱侧面。

4.根据权利要求3所述的一种全套管随管钻土灌注桩施工设备，其特征在于：所述反向扭力梁(57)为T字形，且所述T字形的竖直边的两侧分别设置半圆形的缺口(571)，且两个缺口(571)之间的距离为两个扭力柱(56)之间的距离，同时所述T字形的横边处设置有滑槽(572)，并在所述桩架(3)的立柱侧面设置与所述滑槽(572)相匹配的导轨(31)，同时所述滑槽(572)套设在导轨(31)上。

5.根据权利要求2所述的一种全套管随管钻土灌注桩施工设备，其特征在于：所述底盖(54)插入设置在套管(1)的上端，且二者的侧面设置有匹配的螺栓孔(541)，所述螺栓孔(541)供螺栓插入。

6.根据权利要求1所述的一种全套管随管钻土灌注桩施工设备，其特征在于：所述套管(1)和长螺旋钻杆(2)的底端均设置有钻齿(6)，同时所述套管(1)由全套管钻机(4)夹持并驱动。

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