CN211623326U - 一种护筒可拼接的钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑基础工程施工设备技术领域，具体涉及一种护筒可拼接的钻孔设备，其包括：筒体，由若干段护筒依次拼接而成，相邻两段护筒相互靠近的端部分别设置有多个第一固定槽和与第一固定槽一一对应的多个第二固定槽，当相邻两段护筒首尾抵接时，所述第一固定槽和第二固定槽连通形成容纳槽；固定组件，用于固定相邻两段护筒，所述固定组件包括固定件、固定盖板和与固定盖板滑动连接的多个固定螺栓，所述固定件与容纳槽卡接配合，所述固定盖板盖设于容纳槽的开口，所述固定螺栓与护筒螺纹连接；钻头，设于筒体底部；液压振动锤，设于筒体上方用于驱动筒体向下运动；旋转组件，环抱筒体侧壁用于驱动筒体旋转，有利于提高施工质量。

Description

一种护筒可拼接的钻孔设备

技术领域

本实用新型涉及建筑基础工程施工设备技术领域，具体涉及一种护筒可拼接的钻孔设备。

背景技术

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。

在钻孔时，常采用钢护筒和搓管机进行配合，由旋挖机先开挖取渣土，然后搓管机带动钢护筒随时跟进，以防止钻孔过程中孔壁或孔口发生塌方。

但是，若桩长过长时(比如超过40米)，所需要钻孔的深度和所需钢护筒的长度均相应地增大，而钢护筒过长时，不仅不方便运输，且钢护筒在钻进的过程中还容易发生倾斜，导致施工质量不符合规定。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种护筒可拼接的钻孔设备，不仅便于运输，且钢护筒在钻进时不容易倾斜，有利于提高施工质量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种护筒可拼接的钻孔设备，其包括：

筒体，由若干段护筒依次拼接而成，相邻两段护筒相互靠近的端部分别设置有多个第一固定槽和与第一固定槽一一对应的多个第二固定槽，当相邻两段护筒首尾抵接时，所述第一固定槽和第二固定槽连通形成容纳槽；

固定组件，用于固定相邻两段护筒，所述固定组件包括固定件、固定盖板和与固定盖板滑动连接的多个固定螺栓，所述固定件与容纳槽卡接配合，所述固定盖板盖设于容纳槽的开口，所述固定螺栓与护筒螺纹连接；

钻头，设于筒体底部；

液压振动锤，设于筒体上方用于驱动筒体向下运动；

旋转组件，环抱筒体侧壁用于驱动筒体旋转。

进一步地，多个所述第一固定槽沿护筒周向等距离间隔设置。

进一步地，所述固定组件还包括开设于其中一段护筒端面的多个凹槽和固定设于相邻护筒靠近凹槽一端的多个榫头，多个所述榫头与多个所述凹槽一一对应，所述榫头与凹槽插接配合。

进一步地，多个所述凹槽沿护筒端部周向等距离设置。

进一步地，所述筒体底部周向设置有多个钻头，多个所述钻头在水平面的平行投影的外切圆的直径大于筒体的外直径。

进一步地，所述旋转组件包括套设于筒体外的外套筒和用于驱动外套筒转动的全回转钻机，所述外套筒内侧壁设有竖直导向滑槽，所述筒体外侧壁设有与竖直导向滑槽滑动配合的导向件。

进一步地，所述筒体的上端通过卡箍转动连接连接筒，所述液压振动锤设于连接筒的上端。

进一步地，所述卡箍包括竖直连接板以及分别与竖直连接板上下端固定连接的上箍板和下箍板，所述竖直连接板、上箍板和下箍板呈C型连接，所述筒体侧壁周向设置第一防脱板，所述连接筒侧壁周向设置第二防脱板，所述第一防脱板和第二防脱板设于上箍板和下箍板之间。

进一步地，所述下箍板和第一防脱板之间设置有多个滚珠。

进一步地，所述上箍板和第二防脱板之间设置有多个滚珠。

进一步地，所述护筒外侧设有若干根用于向孔底输送泥浆的输浆管。

本实用新型的有益效果是：

1、采用本实用新型的设备，当所要钻的孔深度较大时，要拼接组合两段护筒以增加筒体的整体长度，使筒体的长度适应工程需要，可以将相邻两段护筒的两个端部相互抵接，并转动其中一段护筒，使两段护筒的第一固定槽和第二固定槽对准，进而使第一固定槽和第二固定槽连通，接着将固定件卡入容纳槽内，然后将固定盖板通过固定螺栓固定于两段护筒上，即实现护筒的拼接组合，使护筒长度较短，便于运输，具体施工时，当钻进一节护筒后，可以将最上端的护筒拆下，然后再在原护筒的上端拼接新的护筒，增加筒体的整体长度，安装方便，且由于单节护筒的长度较短，容易控制护筒钻进时的垂直度，每次拼接新的护筒时，还可以对护筒的垂直度进行检验和较正，使施工质量符合规定标准。

2、本实用新型通过设置液压振动锤和旋转组件，使筒体在钻进时受到两者的作用同时产生振动捶打和旋转力，使筒体和钻头在双重力的作用下快速向下钻进，当遇到砂卵石层时通过液压振动锤的振动作用使筒体压实砂土，进而可以实现快速钻进的目的，另外当遇到小的卵石时钻头和筒体的振动和旋转作用可把它挤走，而大一点的可以直接被振碎。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的固定件安装至容纳槽内的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的固定盖板固定至相邻两段护筒上的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的筒体和外套筒连接时的俯视图。

附图标记说明：10、筒体；11、护筒；12、导向件；13、加强板；14、第一防脱板；20、连接筒；21、第二防脱板；30、液压振动锤；40、全回转钻机；50、钻头；64、凹槽；65、榫头；70、卡箍；71、竖直连接板；72、上箍板；73、下箍板；74、滚珠；80、外套筒；81、竖直导向滑槽；90、输浆管；101、固定件；102、固定盖板；103、固定螺栓；104、第一固定槽；105、第二固定槽；106、容纳槽。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

一种护筒可拼接的钻孔设备，如图1-3所示，其包括由若干段护筒11依次拼接而成的筒体10、用于固定相邻两段护筒11的固定组件、设于筒体10底部的钻头50、设于筒体10上方用于驱动筒体10向下运动的液压振动锤30和环抱筒体10侧壁用于驱动筒体10旋转的旋转组件。

其中，相邻两段护筒11相互靠近的端部分别设置有多个第一固定槽104和与第一固定槽104一一对应的多个第二固定槽105，当相邻两段护筒11首尾抵接时，所述第一固定槽104和第二固定槽105连通形成容纳槽106。所述固定组件包括固定件101、固定盖板102和与固定盖板102滑动连接的多个固定螺栓103，所述固定件101与容纳槽106卡接配合，所述固定盖板102盖设于容纳槽106的开口，所述固定螺栓103与护筒11螺纹连接。

当所要钻的孔深度较大时，要拼接组合两段护筒11以增加筒体10的整体长度，使筒体10的长度适应工程需要，可以将相邻两段护筒11的两个端部相互抵接，并转动其中一段护筒11，使两段护筒11的第一固定槽104和第二固定槽105对准，进而使第一固定槽104和第二固定槽105连通，接着将固定件101卡入容纳槽106内，固定件101焊在固定盖板102的背面，二者的纵、横向中心线重合，然后将固定盖板102通过固定螺栓103固定于两段护筒11上，即实现护筒11的拼接组合，使护筒11长度较短，便于运输，具体施工时，当钻进一节护筒11后，可以将最上端的护筒11拆下，然后再在原护筒11的上端拼接新的护筒11，增加筒体10的整体长度，安装方便，且由于单节护筒11的长度较短，容易控制护筒11钻进时的垂直度，每次拼接新的护筒11时，还可以对护筒11的垂直度进行检验和较正，使施工质量符合规定标准。

本实用新型通过设置液压振动锤30和旋转组件，使筒体10在钻进时受到两者的作用同时产生振动捶打和旋转力，使筒体10和钻头50在双重力的作用下快速向下钻进，当遇到砂卵石层时通过液压振动锤30的振动作用使筒体10压实砂土，进而可以实现快速钻进的目的，另外当遇到小的卵石时钻头50和筒体10的振动和旋转作用可把它挤走，而大一点的可以直接被振碎。

进一步地，为了使相邻护筒11连接后连接部位各部分受力均匀，多个所述第一固定槽104沿护筒11周向等距离间隔设置，使相邻护筒11在连接时，相邻容纳槽106之间的距离相等，进而使护筒11相等距离之间均卡设有固定件101和固定盖板102，使相邻的护筒11之间受力均匀，整体强度更高。

进一步地，所述固定组件还包括开设于其中一段护筒11端面的多个凹槽64和固定设于相邻护筒11靠近凹槽64一端的多个榫头65，多个所述榫头65与多个所述凹槽64一一对应，所述榫头65与凹槽64插接配合。榫头65和凹槽64的设置有利于相邻护筒11之间传递扭矩，保证上下护筒11可以同步旋转，提高筒体10的整体强度和钻进效率。

进一步地，为了使相邻护筒11连接部位各处受力较均衡，多个所述凹槽64沿护筒11端部周向等距离设置。

具体的，为了便于工作人员将榫头65插入凹槽64内，所述榫头65设于护筒11的下端部，所述凹槽64设于护筒11的上端部，使拼接护筒11时，工作人员可以直观地看到凹槽64的位置，有利于提高相邻护筒11的安装效率。

进一步地，所述旋转组件包括套设于筒体10外的外套筒80和用于驱动外套筒80转动的全回转钻机40，所述外套筒80内侧壁设有竖直导向滑槽81，所述筒体10外侧壁设有与竖直导向滑槽81滑动配合的导向件12。

导向件12和竖直导向滑槽81的设置，便于外套筒80向筒体10传递扭矩，使外套筒80转动时可以带动筒体10同步转动，另一方面，外套筒80内侧壁设置竖直导向滑槽81，导向件12沿竖直滑槽滑动，进而使筒体10可以实现同时转动和竖直向下运动的目的，可以减小液压振动锤30振动时对全回转钻机40的影响，有利于延长全回转钻机40的使用寿命。

进一步地，所述筒体10的上端通过卡箍70转动连接连接筒20，所述液压振动锤30设于连接筒20的上端。具体的，所述卡箍70环抱筒体10和连接筒20的侧壁使连接筒20不转动而下节筒体10可以旋转，连接筒20和筒体10紧密连接在一起可以传递竖向力。卡箍70的设置使筒体10和连接筒20转动连接，进而使全回转钻机40和外套筒80带动筒体10转动时，连接筒20和液压振动锤30不会跟随转动，有利于液压振动锤30的稳定工作，延长液压振动锤30的使用寿命，而液压振动锤30产生的振动力可以通过连接筒20传递至筒体10，有利于提高筒体10的钻进效率。

进一步地，为了防止筒体10在向上拔出时，连接筒20和护筒11发生脱离，所述卡箍70包括竖直连接板71以及分别与竖直连接板71上下端固定连接的上箍板72和下箍板73，所述竖直连接板71、上箍板72和下箍板73呈C型连接，所述筒体10侧壁周向设置第一防脱板14，所述连接筒20侧壁周向设置第二防脱板21，所述第一防脱板14和第二防脱板21设于上箍板72和下箍板73之间，可以保证在向上拔出筒体10时，连接筒20和护筒11稳固连接不发生脱离，有利于提高筒体10的拔出速度。

进一步地，为保证护筒11可以灵活转动，所述下箍板73和第一防脱板14之间、上箍板72和第二防脱板21之间分别设置有多个滚珠74，滚珠74有利于减小下箍板73和第一防脱板14之间、上箍板72和第二防脱板21之间的摩擦力，不仅使护筒11可以灵活转动而且使上部连接筒20不会转动以保证液压振动锤30工作的稳定性，还能减少上述两个部位的磨损。

进一步地，为了提高钻进效率，所述筒体10底部周向设置有多个钻头50，多个所述钻头50在水平面的平行投影的外切圆的直径大于筒体10的外直径，使钻头50钻出的孔直径大于筒体10的直径，减小了筒体10和孔侧壁之间的摩擦力，便于筒体10快速向下钻进，提高钻孔速率。

进一步地，多个所述钻头50在水平面的平行投影的外切圆的直径比筒体10的外直径大20-50mm，使钻头50钻出的孔直径符合施工要求，可以减小孔壁和筒体10之间的摩擦力，延长筒体10的使用寿命，提高钻孔速率。具体的，多个所述钻头50钻出的环形槽的宽度为80-120mm。

具体的，所述钻头50为高强合金一字钻头50，多个所述钻头50沿筒体10下端口周向绕设两圈，多个所述钻头50排列设置使底部形成锯齿状，相邻两个钻头50之间紧密贴合，使钻头50在钻孔时，石子不会卡入相邻钻头50之间的缝隙中，有利于保护钻头50，延长钻头50的使用寿命。

具体的，在本实施例中，所述连接筒20和护筒11均为壁厚为20mm、长度为3m的钢筒，有利于提高连接筒20和护筒11的强度和耐摩擦性能，使连接筒20和护筒11在钻孔过程中不易发生形变，提高施工效率和施工质量。

为了提高筒体10下端的强度，避免筒体10在向下钻进时下端部发生形变，所述筒体10下端的内壁和外壁分别焊接有加强板13，所述加强板13沿筒体10内外壁周向设置。具体的，所述加强板13的厚度大于或等于20mm。

进一步地，如图4所示，所述护筒11外侧设有两根用于向孔底输送泥浆的输浆管90，让孔底钻头50凿岩所产生的碎渣通过输浆管90输进的高压泥浆把它们带上来并排至泥浆池进行沉淀。具体的，两根所述输浆管90对称设于护筒11外侧，所述输浆管90为钢管，所述输浆管90的内径为25-40mm。

工作原理：

具体工作时，启动液压振动锤30，通过液压振动锤30驱动连接筒20振动，并通过连接筒20将振动力从筒体10传递至钻头50，通过钻头50的振动破除岩土，与此同时，启动全回转钻机40，通过全回转钻机40驱动外套筒80转动，由于外套筒80的内壁设置有与筒体10外壁的导向件12滑动配合的竖直导向滑槽81，进而使外套筒80转动时，外套筒80可以向筒体10传递扭矩，带动外套筒80转动，进而带动钻头50转动，且筒体10转动时由于筒体10受到液压振动锤30的振动捶打作用，使筒体10的导向件12会沿着竖直导向滑槽81向孔底方向运动，而筒体10和钻头50转动时可进一步对岩石进行磨削，使筒体10和钻头50在双重力的作用下快速向下钻进，当遇到砂卵石层时通过液压振动锤30的振动作用使筒体10和钻头50压实砂土，进而可以实现快速钻进的目的，另外当遇到小的卵石时钻头50和筒体10的振动和旋转作用可把它挤走，而大一点的可以直接被振碎。全回转钻机40的设置可以准确定位和调整垂直度。液压振动锤30与全回转钻机40型号参数的选择应根据地质条件和钻孔直径、深度等来确定。每钻进一节护筒11后在地面上拆开锁紧螺栓63并取出固定件101，然后加装一节护筒11，再继续钻进，直至设计桩长。为减小侧壁摩擦力，预备泥浆通过根输浆管90注入护筒11周围让泥浆起到润滑作用。筒体10到达孔底后，取下液压振动锤30，拆下连接筒20和筒体10顶部的一节护筒11，然后用冲抓钻将护筒11内渣土抓取出来，当遇到比较完整的较大的岩芯用抓斗抓不出来时，则利用冲击锤反复冲击把它破碎后再抓取之，待挖完渣土后下钢筋笼及浇灌混凝土，边浇灌边由专用拔管机拔出护筒11至全部拔出为止，至此整条桩基完成，在钢护筒11钻进到设计深度后，用另一套钢护筒11、全回转钻机40和液压振动锤30一起转入下一根桩的施工实行交叉施工作业有利于提高工效。

综上，采用本发明的设备可以钻进非常复杂的地层，而且钻井速度可以提高2倍以上。比如用全回转钻机40打孤石每小时能进尺0.3-0.4米，用此组合设备工法则可以进尺1.5米/小时以上，掘进速度大约为旋挖机的4—5倍。另一方面，本发明的设备在钻孔时因为有筒体10的超前支护，不会出现孔壁或孔口塌方的情况，使混凝土的浇灌量可以降到最低，即充盈系数最小，节约了材料成本。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种护筒可拼接的钻孔设备，其特征在于：包括：

筒体，由若干段护筒依次拼接而成，相邻两段护筒相互靠近的端部分别设置有多个第一固定槽和与第一固定槽一一对应的多个第二固定槽，当相邻两段护筒首尾抵接时，所述第一固定槽和第二固定槽连通形成容纳槽；

固定组件，用于固定相邻两段护筒，所述固定组件包括固定件、固定盖板和与固定盖板滑动连接的多个固定螺栓，所述固定件与容纳槽卡接配合，所述固定盖板盖设于容纳槽的开口，所述固定螺栓与护筒螺纹连接；

钻头，设于筒体底部；

液压振动锤，设于筒体上方用于驱动筒体向下运动；

旋转组件，环抱筒体侧壁用于驱动筒体旋转。

2.根据权利要求1所述的一种护筒可拼接的钻孔设备，其特征在于：多个所述第一固定槽沿护筒周向等距离间隔设置。

3.根据权利要求1所述的一种护筒可拼接的钻孔设备，其特征在于：所述固定组件还包括开设于其中一段护筒端面的多个凹槽和固定设于相邻护筒靠近凹槽一端的多个榫头，多个所述榫头与多个所述凹槽一一对应，所述榫头与凹槽插接配合。

4.根据权利要求3所述的一种护筒可拼接的钻孔设备，其特征在于：多个所述凹槽沿护筒端部周向等距离设置。

5.根据权利要求1所述的一种护筒可拼接的钻孔设备，其特征在于：所述筒体底部周向设置有多个钻头，多个所述钻头在水平面的平行投影的外切圆的直径大于筒体的外直径。

6.根据权利要求1所述的一种护筒可拼接的钻孔设备，其特征在于：所述旋转组件包括套设于筒体外的外套筒和用于驱动外套筒转动的全回转钻机，所述外套筒内侧壁设有竖直导向滑槽，所述筒体外侧壁设有与竖直导向滑槽滑动配合的导向件。

7.根据权利要求1所述的一种护筒可拼接的钻孔设备，其特征在于：所述筒体的上端通过卡箍转动连接连接筒，所述液压振动锤设于连接筒的上端。

8.根据权利要求7所述的一种护筒可拼接的钻孔设备，其特征在于：所述卡箍包括竖直连接板以及分别与竖直连接板上下端固定连接的上箍板和下箍板，所述竖直连接板、上箍板和下箍板呈C型连接，所述筒体侧壁周向设置第一防脱板，所述连接筒侧壁周向设置第二防脱板，所述第一防脱板和第二防脱板设于上箍板和下箍板之间。

9.根据权利要求8所述的一种护筒可拼接的钻孔设备，其特征在于：所述下箍板和第一防脱板之间设置有多个滚珠。

10.根据权利要求1所述的一种护筒可拼接的钻孔设备，其特征在于：所述护筒外侧设有若干根用于向孔底输送泥浆的输浆管。

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