CN211228470U - 一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置，包括移动钻机本体，所述移动钻机本体上固定有承载盒，所述承载盒内设有升降机构，所述升降机构上安装有移动板，所述移动板的上端安装有转动机构，所述转动机构上安装有转杆。本实用新型的钻孔不需要泥浆，不需要设置泥浆制备循环系统，不存在孔内泥浆外渗污染水资源保护区河道的问题，满足当地环保要求，同时也降低了成本，提高了现场文明施工水平，同时，在复理石地质条件下，岩层破碎、频繁互层，有效防止塌孔的同时，经常遇到岩层面与钻孔方向夹角大等情况，使用全护筒可以防止岩层面软硬夹角施工工况下孔位垂直度偏转、倾斜，也可以防止有效降低扩孔率和缩孔率。

Description

一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置

技术领域

本实用新型涉及灌注桩技术领域，尤其涉及一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置。

背景技术

目前在钻孔灌注桩施工过程中通常采用泥浆护壁钻孔灌注桩方式进行施工，其使用膨润土配置浆液，然后注浆至钻孔桩内，在孔壁上形成一层泥皮，隔断孔内和地层的内外渗流，达到防止塌孔的钻孔灌注施工方法。

在泥浆检测时，其规范要求泥浆的比重控制在1.15-1.20g/cm3之间（用比重计测，清孔后在距孔底50cm处取样），泥浆的粘度18-22Pa·s，泥浆的含砂率应不大于4% 。

但是按通常的泥浆护壁施工法，采用膨润土造浆，存在水资源保护区的使用局限性，目前社会高速发展，人类认识的提高，环境保护要求日趋严格，膨润土的使用受到了严格控制，另外，在特殊地质环境条件下，如地势陡峭，岩层裂隙破碎的地带，复理石地层时，泥浆护壁法施工均有局限性，地层的特殊性导致泥浆指标变化快，泥浆比重超标，或者地下裂隙涌水，稀释导致泥浆指标不达标，造成地层土石遇水侵泡泥化而塌孔的情况，为此，我们提出了一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置，包括移动钻机本体，所述移动钻机本体上固定有承载盒，所述承载盒内设有升降机构，所述升降机构上安装有移动板，所述移动板的上端安装有转动机构，所述转动机构上安装有转杆，所述转杆的下端贯穿移动板的侧壁并延伸至移动板的下端，所述转杆的下端固定有转动块，所述转动块的下端螺纹套接有第一护筒，所述第一护筒的下端螺纹套接有第二护筒，所述转动块、第一护筒、第二护筒的连接处均可拆卸连接有锁紧装置，所述第二护筒的下端呈锥形设置，且第二护筒的下端一周侧壁等间距设有两个以上的锥形刺，所述第二护筒的下端设有圆形开口。

优选地，所述升降机构包括设置在承载盒内的移动块，所述承载盒的上端固定有第二电机安装支座，所述第二电机安装支座上安装有第二电机，所述第二电机的输出轴末端固定有螺杆，所述螺杆的一端贯穿承载盒的侧壁并转动连接在承载盒内的底部，所述承载盒的一侧设有开口，所述螺杆上螺纹套接有移动块，所述移动板的一端贯穿开口并固定在移动块的一端，所述移动块的两端均固定有滑块，所述承载盒内的相对侧壁上均设有和滑块对应的滑槽，且滑块位于滑槽内。

优选地，所述转动机构包括固定在移动板上端的变速箱，所述变速箱内设有变速机构，所述变速箱的上端固定有第一电机安装支座，所述第一电机安装支座上安装有第一电机，所述第一电机的输出轴贯穿变速箱并连接在变速机构上，所述转杆的上端贯穿移动板和变速箱的侧壁并连接在变速机构上。

优选地，所述第一护筒的下端固定有连接头，所述连接头和转动块的一周侧壁上均设有外螺纹，所述第一护筒和第二护筒内的一周侧壁上等间距有多个内螺纹，所述转动块的下端延伸至第一护筒内，所述连接头的下端延伸至第二护筒内，所述内螺纹和外螺纹相互螺合，所述转动块和第一护筒的一端均设有限位板，且两个限位板分别固定在转动块和第一护筒的一周侧壁上，且位于转动块上的限位板的一端和第一护筒的一侧抵触，且位于第一护筒上的限位板的一端和第二护筒的一侧抵触。

优选地，所述第一护筒和第二护筒上端的一周侧壁上均设有四个通孔，所述连接头和转动块的一周侧壁上均设有和四个通孔对应的四个螺纹盲孔，所述通孔内贯穿设有锁紧螺丝，所述锁紧螺丝的一端延伸至螺纹盲孔内。

优选地，所述移动钻机本体上设有支撑臂，所述支撑臂的一端固定在承载盒的一侧。

与现有技术相比本实用新型具有以下好处：

1、护筒安装直接采用护筒旋转钻进而非振动钻进，其稳定性更好，成型更快；

2、护筒厚度以及长度的选择既满足旋转钻进刚度要求又确保顺利拔出而不变形，同时可根据需要进行护筒的安装拆卸；

3、通过正反旋转提供扭矩实现灌注混凝土过程中拔出护筒，保持护筒埋入混凝土中8-10m，可以有效提高施工质量和效率；

综上所述，本实用新型的钻孔不需要泥浆，不需要设置泥浆制备循环系统，不存在孔内泥浆外渗污染水资源保护区河道的问题，满足当地环保要求，同时也降低了成本，提高了现场文明施工水平，同时，在复理石地质条件下，岩层破碎、频繁互层，有效防止塌孔的同时，经常遇到岩层面与钻孔方向夹角大等情况，使用全护筒可以防止岩层面软硬夹角施工工况下孔位垂直度偏转、倾斜，也可以防止有效降低扩孔率和缩孔率。

附图说明

图1为本实用新型的施工状态图；

图2为本实用新型提出的第一护筒的结构示意图；

图3为本实用新型提出的变速机构的结构示意图；

图4为本实用新型提出的升降机构的结构示意图；

图5为本实用新型提出的第二护筒的外部结构示意图；

图6为本实用新型提出的A处结构放大图。

图中：1支撑臂、2移动钻机本体、3第二电机、4承载盒、5第一电机、6变速箱、7移动板、8转动块、9第一护筒、10第二护筒、11锁紧螺丝、12锥形刺、13限位板、14内螺纹、15外螺纹、16螺纹盲孔、17变速机构、18第一电机安装支座、19第二电机安装支座、20转杆、21开口、22移动块、23滑块、24螺杆、25连接头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-6，一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置，包括移动钻机本体2，移动钻机本体2上固定有承载盒4，承载盒4内设有升降机构，升降机构上安装有移动板7，移动板7的上端安装有转动机构，随着升降机构的升降可以带动移动板7进行上下运动，继而实现整个护筒的上下升降，转动机构上安装有转杆20，转杆20的下端贯穿移动板7的侧壁并延伸至移动板7的下端，转杆20的下端固定有转动块8，转动块8的下端螺纹套接有第一护筒9，第一护筒9的下端螺纹套接有第二护筒10，转动块8、第一护筒9、第二护筒10的连接处均可拆卸连接有锁紧装置，第二护筒10的下端呈锥形设置，且第二护筒10的下端一周侧壁等间距设有两个以上的锥形刺12，第二护筒10的下端设有圆形开口，第一护筒9安装就位后，边钻进护筒，边挖钻护筒内的岩土，岩土通过圆形开口进入护筒内，带有锥形刺12的护筒可以根据实际情况进行更换。

在本实用新型中，全护筒钻孔灌注桩施工技术是利用钻机钻进护筒代替了以往的全护筒使用蹿管机震动导致土层液化的方法，在护筒截面端头安装钻头，一边钻进安装护筒，一边钻进挖取护筒内的核心土。护筒采用标准节定制全护筒，可以多次循环倒运，吊装方便，使用灵活，有效提高施工效率，全护筒为定制高强钢护筒，最小厚度3cm（根据孔径不同厚度不同，1.5m直径时为4.5cm），长度有4m、2m、1m、0.5m，可以根据孔深配置需求长度使用，护筒每节衔接严密防水性好。

在本实用新型中，升降机构包括设置在承载盒4内的移动块22，承载盒4的上端固定有第二电机安装支座19，第二电机安装支座19上安装有第二电机3，第二电机3的输出轴末端固定有螺杆24，螺杆24的一端贯穿承载盒4的侧壁并转动连接在承载盒4内的底部，承载盒4的一侧设有开口21，螺杆24上螺纹套接有移动块22，移动板7的一端贯穿开口21并固定在移动块22的一端，移动块22的两端均固定有滑块23，承载盒4内的相对侧壁上均设有和滑块23对应的滑槽，且滑块23位于滑槽内，第二电机3通过输出轴的转动带动螺杆24转动，继而带动移动块22升降，从而带动护筒进行升降。

在本实用新型中，转动机构包括固定在移动板7上端的变速箱6，变速箱6内设有变速机构17，变速箱6的上端固定有第一电机安装支座18，第一电机安装支座18上安装有第一电机5，第一电机5的输出轴贯穿变速箱6并连接在变速机构17上，转杆20的上端贯穿移动板7和变速箱6的侧壁并连接在变速机构17上，第一电机5通过输出轴的转动带动变速机构17转动，从而带动转杆20转动，继而带动整个护筒以及掘进头进行转动。

在本实用新型中，第一护筒9的下端固定有连接头25，连接头25和转动块8的一周侧壁上均设有外螺纹15，第一护筒9和第二护筒10内的一周侧壁上等间距有多个内螺纹14，转动块8的下端延伸至第一护筒9内，连接头25的下端延伸至第二护筒10内，内螺纹14和外螺纹15相互螺合，转动块8和第一护筒9的一端均设有限位板13，且两个限位板13分别固定在转动块8和第一护筒9的一周侧壁上，且位于转动块8上的限位板13的一端和第一护筒9的一侧抵触，且位于第一护筒9上的限位板13的一端和第二护筒10的一侧抵触，护筒和护筒之间均是利用螺纹套接，可以进行增加和缩短，方便使用，限位板13保证螺纹套接后的准确性。

在本实用新型中，第一护筒9和第二护筒10上端的一周侧壁上均设有四个通孔，连接头25和转动块8的一周侧壁上均设有和四个通孔对应的四个螺纹盲孔16，通孔内贯穿设有锁紧螺丝11，锁紧螺丝11的一端延伸至螺纹盲孔16内，当护筒和护筒之间螺纹套接后，通过限位板13可以将通孔和螺纹盲孔16进行精确定位，然后利用锁紧螺丝11再次进行辅助固定，保证钻孔时的牢固性和强度。

在本实用新型中，护筒厚度的选择既满足旋转钻进刚度要求又确保顺利拔出而不变形，与孔径存在对应关系，φ1.2m-3cm、φ1.5m-4.5cm、φ1.8m-5cm，通过正反旋转提供扭矩实现灌注混凝土过程中拔出护筒，保持护筒埋入混凝土中8-10m，护筒拔出时间最晚不超过护筒所在位置混凝土的初凝时间，在钻进过程中如遇特殊情况无法继续时，则护筒留置在孔内的时间不超过2天，否则因土压力加大将影响后续工作且护筒无法钻进和拔出，护筒拔出旋转速度控制在1米/秒，移动钻机本体2上设有支撑臂1，支撑臂1的一端固定在承载盒4的一侧。

在本实用新型中，其施工步骤如下：

1、施工放样

使用全站仪，利用测量控制网放样定位桩位，使用木桩粗略定位孔的中线位置，然后再使用铁钉标记桩位，然后使用十字线法，引出4个护桩。

2、移动钻机就位

钻机就位后，装有刃角钻头的全护筒节段对准桩位中心，通过尺量4个护桩到护筒钻头的距离，调整至护筒居中。

3、安装护筒

护筒，即带有刃角钻头的护筒定位准确后，开始护筒钻进。

护筒安装至关重要，需要注意以下几个方面：

a、护筒安装需要及时校正护筒平面位置，防止偏桩；

b、护筒钻进大于50cm后，及时检查调整护筒垂直度。

4、钻进

护筒安装就位后，边钻进护筒，边挖钻护筒内的岩土。

护筒钻孔进入较稳定岩层后，深度及时跟进钻孔深度即可。

5、钢护筒的特殊要求

a、护筒与护筒之间采用刚强度的螺栓螺母进行连接、更换快速高效。

b、护筒采用高强钢特制，最小厚度3cm（随着孔径变大，厚度也增大），不易变形。标准节长度为4m、2m、1m、0.5m，可配置满足各种深度要求，吊装方便，使用灵活。

c、护筒刃角钻头需要及时更换，特别在钻硬度大的岩层时，以提高钻孔效率。

d、钻孔深度到位后，外露护筒应大于平台100cm左右，确保混凝土浇筑时，护筒拔出后，混凝土面下沉后仍然大于设计标高。

e、根据需要选用适应的钻头，以提高捞钻渣效率。

6、成孔检查

根据钻机仪器显示，钻孔至设计位置后，更换钻头采用平底钻头，钻平孔底。

使用测绳测量孔深。

使用测绳测量计算孔的倾斜度。

7、下放钢筋笼、灌注混凝土

组织施工作业人员下放钢筋笼，通知混凝土开始供应。

混凝土供应要连续，确保灌桩连续性。

混凝土灌注之后开始护筒拔除：拔护筒分节拔出，缓慢正反螺旋进行拔除。

8、混凝土灌注满足要求后，拔护筒控制要点

a、护筒拔出时，计算护筒内的混凝土施工数量满足，因为护筒厚度3cm，拔出后，孔内混凝土面高程下降，计算时按拔出护筒后，混凝土面高于设计桩顶标高0.8m进行配置混凝土数量。

b、护筒置于已经完成混凝土灌注的长度内时间不宜超过2小时，防止下部混凝土以开始初凝，拔出护筒会对初凝混凝土的整体性造成破坏。

c、混凝土供应必须连续，护筒长时间至于孔内，导致摩檫力逐渐增加，如果孔深较大，对钻机拔出护筒要求较高。

d、护筒拔出时，护筒应匀速正反旋转上拔，防止护筒扭转破坏钢筋笼。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置，包括移动钻机本体（2），其特征在于：所述移动钻机本体（2）上固定有承载盒（4），所述承载盒（4）内设有升降机构，所述升降机构上安装有移动板（7），所述移动板（7）的上端安装有转动机构，所述转动机构上安装有转杆（20），所述转杆（20）的下端贯穿移动板（7）的侧壁并延伸至移动板（7）的下端，所述转杆（20）的下端固定有转动块（8），所述转动块（8）的下端螺纹套接有第一护筒（9），所述第一护筒（9）的下端螺纹套接有第二护筒（10），所述转动块（8）、第一护筒（9）、第二护筒（10）的连接处均可拆卸连接有锁紧装置，所述第二护筒（10）的下端呈锥形设置，且第二护筒（10）的下端一周侧壁等间距设有两个以上的锥形刺（12），所述第二护筒（10）的下端设有圆形开口。

2.根据权利要求1所述的一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置，其特征在于：所述升降机构包括设置在承载盒（4）内的移动块（22），所述承载盒（4）的上端固定有第二电机安装支座（19），所述第二电机安装支座（19）上安装有第二电机（3），所述第二电机（3）的输出轴末端固定有螺杆（24），所述螺杆（24）的一端贯穿承载盒（4）的侧壁并转动连接在承载盒（4）内的底部，所述承载盒（4）的一侧设有开口（21），所述螺杆（24）上螺纹套接有移动块（22），所述移动板（7）的一端贯穿开口（21）并固定在移动块（22）的一端，所述移动块（22）的两端均固定有滑块（23），所述承载盒（4）内的相对侧壁上均设有和滑块（23）对应的滑槽，且滑块（23）位于滑槽内。

3.根据权利要求1所述的一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置，其特征在于：所述转动机构包括固定在移动板（7）上端的变速箱（6），所述变速箱（6）内设有变速机构（17），所述变速箱（6）的上端固定有第一电机安装支座（18），所述第一电机安装支座（18）上安装有第一电机（5），所述第一电机（5）的输出轴贯穿变速箱（6）并连接在变速机构（17）上，所述转杆（20）的上端贯穿移动板（7）和变速箱（6）的侧壁并连接在变速机构（17）上。

4.根据权利要求1所述的一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置，其特征在于：所述第一护筒（9）的下端固定有连接头（25），所述连接头（25）和转动块（8）的一周侧壁上均设有外螺纹（15），所述第一护筒（9）和第二护筒（10）内的一周侧壁上等间距有多个内螺纹（14），所述转动块（8）的下端延伸至第一护筒（9）内，所述连接头（25）的下端延伸至第二护筒（10）内，所述内螺纹（14）和外螺纹（15）相互螺合，所述转动块（8）和第一护筒（9）的一端均设有限位板（13），且两个限位板（13）分别固定在转动块（8）和第一护筒（9）的一周侧壁上，且位于转动块（8）上的限位板（13）的一端和第一护筒（9）的一侧抵触，且位于第一护筒（9）上的限位板（13）的一端和第二护筒（10）的一侧抵触。

5.根据权利要求4所述的一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置，其特征在于：所述第一护筒（9）和第二护筒（10）上端的一周侧壁上均设有四个通孔，所述连接头（25）和转动块（8）的一周侧壁上均设有和四个通孔对应的四个螺纹盲孔（16），所述通孔内贯穿设有锁紧螺丝（11），所述锁紧螺丝（11）的一端延伸至螺纹盲孔（16）内。

6.根据权利要求1所述的一种无泥浆钻孔灌注桩施工装置，其特征在于：所述移动钻机本体（2）上设有支撑臂（1），所述支撑臂（1）的一端固定在承载盒（4）的一侧。

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