CN216714319U - 一种带钻杆的拼接式成孔设备 - Google Patents

Abstract

一种带钻杆的拼接式成孔设备，包括基座平台，基座平台上设有活动式的起吊系统、用于放置备用的钻杆的存储架、竖立有主杆的钻机平台和用于植入桩体的植桩系统；主杆上设有升降式的钻孔组件，钻孔组件包括钻杆、连接于钻杆的钻头和用于驱动钻杆旋转的钻孔主机，钻孔主机和钻杆为可拆卸连接，钻机平台转动连接于基座平台，存储架上设有用于推动备用的钻杆保持竖直的夹持组件。上述方案通过将起吊系统、植桩系统、存储架和设有钻孔组件的钻机平台集成到基座平台上，同时实现了对施工区域的钻孔与植桩，且能够对钻孔组件的钻杆进行灵活拼接，有效提升了施工效率。

Description

一种带钻杆的拼接式成孔设备

技术领域

本实用新型涉及钻孔及植桩设备的技术领域，具体而言，涉及一种带钻杆的拼接式成孔设备。

背景技术

混凝土预制桩的施工主要采用锤击、静压法施工，这类施工方法存在一定的挤土效应，对周边环境影响较大，同时对桩身有一定的损伤。近些年出现了一些非挤土的先钻孔、后植入预制桩的施工方法，这些方法采用钻机先钻孔，当钻孔深度较深时，需要对钻杆进行拼接。

然而，拼接钻杆的效率低，且施工人员需要在高空进行作业，存在一定的安全隐患。此外还有采用双动力钻孔机进行钻孔植桩的工艺，然而这种方式的桩架高度高，也存在安全隐患。

目前市场上流行的2种施工工艺。主要施工流程如下：工艺一：桩架悬挂钻机的主桅杆相对较低，主桅杆悬挂1个钻机设备，采用钻机进行钻孔，当钻孔深度大于钻杆长度时，需要进行拼接和拆卸钻杆。由于主桅杆低，每次钻孔的深度有所限制，当钻孔深度较深时，需要拼接和拆除钻杆次数多，每次拼接和拆除过程繁琐，施工效率低。这种操作方式，钻杆拼接和拆除复杂，设备使用率低，施工效率较低。工艺二：桩架悬挂钻机的主桅杆较高，主桅杆悬挂2个钻机设备，每个钻机设备可以预先安装好钻杆，由于主桅杆较高，预拼接的钻杆较长，2个钻机悬挂的钻杆总长度可以满足钻孔深度的需求。钻孔期间拼接和拆除钻杆的时间大幅度降低。这种方式施工效率高，但是由于设备高度高、重量大，对施工场地高，存在一定的安全隐患。

上面两种工艺方式，都是钻孔设备和植桩设备分离的方式，钻孔机进行钻孔，植桩设备进行植桩，施工设备多，对场地破坏性大。钻孔机成孔完成后，钻孔机移开，植桩机再移机上去进行植桩，在移机过程中需要较长时间，钻孔植桩的连续性较差，施工效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是：解决现有技术中的钻孔设备和植桩设备的施工效率低、连续性差，且对场地破坏性大的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种带钻杆的拼接式成孔设备，包括基座平台，所述基座平台设有供钻杆和/或桩体穿过的作业区，所述基座平台上设有活动式的起吊系统、用于放置备用的钻杆的存储架、竖立有主杆的钻机平台和用于植入桩体的植桩系统；所述主杆上设有升降式的钻孔组件，所述钻孔组件包括钻杆、连接于钻杆的钻头和用于驱动钻杆旋转的钻孔主机，所述钻孔主机和钻杆为可拆卸连接，所述钻机平台转动连接于所述基座平台，且所述作业区和存储架均位于所述钻孔主机的转动范围内，所述存储架上设有用于推动备用的钻杆保持竖直的夹持组件，所述起吊系统用于吊装钻杆和/或桩体，且所述作业区和存储架均位于所述起吊系统的活动范围内。

上述方案通过将起吊系统、植桩系统和设有钻孔组件的钻机平台集成在基座平台上，同时实现了对施工区域的钻孔与植桩；而通过存储架和钻机平台上的主杆的设置，使得在钻孔深度较深时，钻孔主机可以对存储架内的备用的钻杆进行拼接，从而有效提升了施工效率，具备较好的实用性。

作为优选的，所述基座平台的下方设有行走系统，所述行走系统包括沿前后方向设置的第一轨道架和沿左右方向设置的第二轨道架，所述第一轨道架和第二轨道架用于引导所述基座平台沿前后方向或左右方向滑移。采用该结构后，能够使得基座平台更为方便地在施工区域移动，提升效率，且对地面的破坏小。

作为优选的，所述植桩系统包括设置于所述作业区的两侧的植桩架，所述植桩架上设有用于夹持桩体的夹桩油缸和用于推动桩体至桩孔内的植桩油缸。采用该结构后，通过夹桩油缸和植桩油缸的协同运作，即可实现自动植桩。

作为优选的，所述起吊系统包括伸缩式的吊臂，所述吊臂的下端转动连接于所述基座平台，所述吊臂的上端设有吊钩，从而实现对钻杆和/或桩基的有效吊装、转运。

作为优选的，所述主杆的侧面设有沿竖向设置的滑道，所述钻孔主机滑动连接于所述滑道，从而实现钻孔主机相对主杆能够更为稳定地升降。

作为优选的，所述存储架朝向所述作业区的一侧设有沿竖向设置的用于容纳备用的钻杆的凹槽，所述夹持组件为两个且分别位于所述凹槽的左侧和右侧，所述夹持组件包括夹片和用于驱动所述夹片朝所述凹槽中心移动的动力件，从而实现对钻杆的有效夹持固定，保证钻杆能保持在竖直状态。

作为优选的，所述钻杆的中部设有沿轴向设置的穿孔，所述穿孔内设有液压管路和浆液管路，所述钻头设有侧翼和用于驱动侧翼展开或收拢的油缸系统，所述液压管路连通至所述油缸系统；所述钻头的下部设有出口阀体，所述浆液管路连通至所述出口阀体，从而使得钻头在需要时可以通过展开侧翼以进行扩底作业，而出口阀体和浆液管路的设置则方便注入浆液。

作为优选的，所述钻杆的侧面设有搅拌叶片，所述侧翼为两个且对称设置于所述钻头的两侧，从而使得钻孔组件的钻孔作业或扩底作业更为稳定。

本实用新型还提供一种带钻杆的拼接式成孔设备的施工方法，应用于如上所述的带钻杆的拼接式成孔设备，包括如下步骤：

S1.通过起吊系统将备用的钻杆转运至存储架，并通过夹持组件实现对备用的钻杆的固定；

S2.移动基座平台，使得作业区正对待施工区，启动钻孔组件，并操控钻孔组件下降以对施工区进行钻孔作业，且在钻孔作业过程中持续通过钻头向钻孔注入水或浆液；

S3.待钻孔组件的钻杆完全没入施工区的土层前，将钻孔组件中的钻孔主机和原钻杆拆分，同时升高钻孔主机以使得钻孔主机高于存储架的备用的钻杆的顶端；

S4.旋转钻机平台，使得钻孔主机正对存储架的备用的钻杆，随后下降钻孔主机以使得转孔主机与备用的钻杆相拼接，存储架上的备用的钻杆成为钻孔组件的新钻杆，随后解除夹持组件对新钻杆的固定；

S5.旋转钻机平台，使得钻孔主机正对施工区，随后将与钻孔主机相连的新钻杆与留在施工区的原钻杆进行拼接；

S6.继续进行钻孔，待钻孔组件的钻头到达预定深度后，钻孔作业完成，钻孔主机驱动钻头进行扩底以形成扩底部位；

S7.向扩底部位注入扩底水泥浆，待扩底部位的扩底水泥浆注入完成后，改为注入桩周水泥浆，并在注入桩周水泥浆的同时向上提升钻孔组件，直至原钻杆显露于施工区时停止；

S8.拆分新钻杆与原钻杆，随后提升钻孔主机使得新钻杆与原钻杆脱离，随后旋转钻机平台，使得新钻杆被转运至存储架，随后拆分新钻杆与钻孔主机，并控制夹持组件对新钻杆进行固定；

S9.旋转钻机平台使得钻孔主机正对施工区，随后下降钻孔主机并将钻孔主机与原钻杆相拼接，继续注入桩周水泥浆并向上提升钻孔组件，直至钻头拔出施工区的土层；

S10.旋转钻机平台使得钻孔组件避开作业区，控制起吊系统将预制桩转运至作业区，并由植桩系统将预制桩植入施工区的钻孔内。

与现有技术相比，上述方案的有益效果为：

1.本实用新型通过对存储架的设计，实现了对备用的钻杆的方便存储，从而在后续的钻孔作业中，钻机系统可以直接通过将存储架内的备用的钻杆拼接到钻孔主机和原钻杆之间，提高了接钻速度，降低了劳动强度，操作方便灵活，施工效率高；

2.当拼接一次钻杆仍旧不能满足钻孔深度的要求时，可以布置多个存储架，或者在存储架内放置多个备用的钻杆以方便拼接、接钻，即存储架的设置方式可以根据施工情况进行灵活组合；

3.按照实际需要，钻孔组件可以经过多次对备用的钻杆的拼接，且每次钻孔深度都不需要太深，从而使得主杆或配套的桩机的高度大幅度降低，减少了设备的重量，使得施工更安全；

4.钻孔组件和植桩系统集成在基座平台上，减少了多台设备行走对场地的破坏，施工效率高，且钻孔、植桩可以连续完成，施工品质高。

附图说明

图1为一种带钻杆的拼接式成孔设备的轴测示意图；

图2为一种带钻杆的拼接式成孔设备的存储架的示意图；

图3为一种带钻杆的拼接式成孔设备的夹持组件的示意图；

图4为一种带钻杆的拼接式成孔设备的状态1的示意图；

图5为一种带钻杆的拼接式成孔设备的状态2的示意图；

图6为一种带钻杆的拼接式成孔设备的状态3的示意图；

图7为一种带钻杆的拼接式成孔设备的状态4的示意图；

图8为一种带钻杆的拼接式成孔设备的状态5的示意图。

附图标记说明：

1-基座平台；1.1-作业区；2-钻机平台；2.1-主杆；2.1a-滑道；2.2-钻孔主机；2.3-钻杆；2.3a-搅拌叶片；2.4-钻头；2.4a-侧翼；3-存储架；3a-凹槽；3.1-动力件；3.2-夹片；4-起吊系统；4.1-吊臂；4.2-吊钩；5-植桩系统；5.1-植桩架；6-行走系统；6.1-第一轨道架；6.2-第二轨道架；6.3-承接架。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。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。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。另外需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

请参阅图1-4，本实用新型的实施例提供的一种带钻杆的拼接式成孔设备，包括基座平台1，基座平台1设有供钻杆2.3和/或桩体穿过的作业区1.1，基座平台1上设有活动式的起吊系统4、用于放置备用的钻杆2.3的存储架3、竖立有主杆2.1的钻机平台2和用于植入桩体的植桩系统5；主杆2.1上设有升降式的钻孔组件，钻孔组件包括钻杆2.3、连接于钻杆2.3的钻头2.4和用于驱动钻杆2.3旋转的钻孔主机2.2，钻孔主机2.2和钻杆2.3为可拆卸连接，钻机平台2转动连接于基座平台1，且作业区1.1和存储架3均位于钻孔主机2.2的转动范围内，存储架3上设有用于推动备用的钻杆2.3保持竖直的夹持组件，起吊系统4用于吊装钻杆2.3和/或桩体，且作业区1.1和存储架3均位于起吊系统4的活动范围内。

上述方案通过将起吊系统4、植桩系统5和设有钻孔组件的钻机平台2集成在基座平台1上，同时实现了对施工区域的钻孔与植桩；而通过存储架3和钻机平台2上的主杆2.1的设置，使得在钻孔深度较深时，钻孔主机2.2可以对存储架3内的备用的钻杆2.3进行拼接，从而有效提升了施工效率，具备较好的实用性。

作为对上述实施例的拓展，基座平台1的下方设有行走系统6。行走系统6包括沿前后方向设置的第一轨道架6.1和沿左右方向设置的第二轨道架6.2。第一轨道架6.1为两个且分别位于基座平台1的左侧和右侧，第二轨道架6.2为两个且分别位于基座平台1的前侧和后侧。基座平台1的下部连接有四个承接架6.3，其中两个承接架6.3用于分别滑动连接至第一轨道架6.1，另外两个承接架6.3用于分别滑动连接至第二轨道架6.2。采用该结构后，能够使得基座平台1更为方便地在施工区域移动，提升效率，且对地面的破坏小。当然，第一轨道架6.1、第二轨道架6.2以及相应的承接架6.3的个数也可以更具需要进行增加，本设计对此不做限定。

在本实施例中，作业区1.1为沿竖向设置的方形的通槽，植桩系统5包括设置于作业区1.1的两侧的植桩架5.1，植桩架5.1上设有用于夹持桩体的夹桩油缸(图中未示出)和用于推动桩体至桩孔内的植桩油缸(图中未示出)。夹桩油缸和植桩油缸的具体设置方式不做限定，举例来说，夹桩油缸优选为两个且分别设置于作业区1.1的左侧和右侧以实现对桩体的夹持，而植桩油缸沿竖向设置且正对作业区1.1。采用该结构后，通过夹桩油缸实现了对预制桩的桩体的夹持，随后由植桩油缸将桩体至桩孔内，即可实现自动植桩。

在本实施例中，起吊系统4包括伸缩式的吊臂4.1，吊臂4.1的下端转动连接于基座平台1，以使得吊臂4.1能够在水平方向自由旋转。吊臂4.1的上端设有吊钩4.2，从而实现对钻杆2.3和/或桩基的有效吊装、转运。

在本实施例中，主杆2.1的侧面设有沿竖向设置的滑道2.1a，钻孔主机2.2滑动连接于滑道2.1a，从而实现钻孔主机2.2相对主杆2.1能够更为稳定地升降。

在本实施例中，存储架3朝向作业区1.1的一侧设有沿竖向设置的用于容纳备用的钻杆2.3的凹槽3a，夹持组件为两个且分别位于凹槽3a的左侧和右侧，夹持组件包括夹片3.2和用于驱动夹片3.2朝凹槽3a中心移动的动力件3.1，从而实现对钻杆2.3的有效夹持固定，保证钻杆2.3能保持在竖直状态。

在本实施例中，钻杆2.3的中部设有沿轴向设置的穿孔，穿孔内设有液压管路和浆液管路，钻头2.4设有侧翼2.4a和用于驱动侧翼2.4a展开或收拢的油缸系统，液压管路连通至油缸系统；钻头2.4的下部设有出口阀体，浆液管路连通至出口阀体，从而使得钻头2.4在需要时可以通过展开侧翼2.4a以进行扩底作业，而出口阀体和浆液管路的设置则方便注入浆液。

作为对上述实施例的进一步优化，钻杆2.3的侧面设有搅拌叶片2.3a，侧翼2.4a为两个且对称设置于钻头2.4的两侧，从而使得钻孔组件的钻孔作业或扩底作业更为稳定。

参阅图4-8，本实用新型还提供一种带钻杆2.3的拼接式成孔设备的施工方法，应用于如上的带钻杆2.3的拼接式成孔设备，包括如下步骤：

S1.通过起吊系统4将备用的钻杆2.3转运至存储架3，并通过夹持组件实现对备用的钻杆2.3的固定；

S2.移动基座平台1，使得作业区1.1正对待施工区，启动钻孔组件，并操控钻孔组件下降以对施工区进行钻孔作业，且在钻孔作业过程中持续通过钻头2.4向钻孔注入水或浆液；

S3.待钻孔组件的钻杆2.3完全没入施工区的土层前，将钻孔组件中的钻孔主机2.2和原钻杆2.3拆分，同时升高钻孔主机2.2以使得钻孔主机2.2高于存储架3的备用的钻杆2.3的顶端；

S4.旋转钻机平台2，使得钻孔主机2.2正对存储架3的备用的钻杆2.3，随后下降钻孔主机2.2以使得转孔主机与备用的钻杆2.3相拼接，存储架3上的备用的钻杆2.3成为钻孔组件的新钻杆2.3，随后解除夹持组件对新钻杆2.3的固定；

S5.旋转钻机平台2，使得钻孔主机2.2正对施工区，随后将与钻孔主机2.2相连的新钻杆2.3与留在施工区的原钻杆2.3进行拼接；

S6.继续进行钻孔，待钻孔组件的钻头2.4到达预定深度后，钻孔作业完成，钻孔主机2.2驱动钻头2.4进行扩底以形成扩底部位；

S7.向扩底部位注入扩底水泥浆，待扩底部位的扩底水泥浆注入完成后，改为注入桩周水泥浆，并在注入桩周水泥浆的同时向上提升钻孔组件，直至原钻杆2.3显露于施工区时停止；

S8.拆分新钻杆2.3与原钻杆2.3，随后提升钻孔主机2.2使得新钻杆2.3与原钻杆2.3脱离，随后旋转钻机平台2，使得新钻杆2.3被转运至存储架3，随后拆分新钻杆2.3与钻孔主机2.2，并控制夹持组件对新钻杆2.3进行固定；

S9.旋转钻机平台2使得钻孔主机2.2正对施工区，随后下降钻孔主机2.2并将钻孔主机2.2与原钻杆2.3相拼接，继续注入桩周水泥浆并向上提升钻孔组件，直至钻头2.4拔出施工区的土层；

S10.旋转钻机平台2使得钻孔组件避开作业区1.1，控制起吊系统4将预制桩转运至作业区1.1，并由植桩系统5将预制桩植入施工区的钻孔内。

应当说明，在步骤S2中，浆液是指现有技术中用于钻孔的常用浆液；在步骤S7中，扩底水泥浆和桩周水泥浆均指代现有技术中常用的水泥浆液，在步骤S8中，新钻杆2.3与原钻杆2.3拆分后，原钻杆2.3既可以靠外界进行抓取实现暂时固定，也可以靠与钻孔之间的摩擦力实现暂时固定，本设计对此不做限定。

与现有技术相比，上述方案的有益效果为：

1.本实用新型通过对存储架3的设计，实现了对备用的钻杆2.3的方便存储，从而在后续的钻孔作业中，钻机系统可以直接通过将存储架3内的备用的钻杆2.3拼接到钻孔主机2.2和原钻杆2.3之间，提高了接钻速度，降低了劳动强度，操作方便灵活，施工效率高；

2.当拼接一次钻杆2.3仍旧不能满足钻孔深度的要求时，可以布置多个存储架3，或者在存储架3内放置多个备用的钻杆2.3以方便拼接、接钻，即存储架3的设置方式可以根据施工情况进行灵活组合；

3.按照实际需要，钻孔组件可以经过多次对备用的钻杆2.3的拼接，且每次钻孔深度都不需要太深，从而使得主杆2.1或配套的桩机的高度大幅度降低，减少了设备的重量，使得施工更安全；

4.钻孔组件和植桩系统5集成在基座平台1上，减少了多台设备行走对场地的破坏，施工效率高，且钻孔、植桩可以连续完成，施工品质高。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。对本领域技术人员来说，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种带钻杆的拼接式成孔设备，包括基座平台(1)，所述基座平台(1)设有供钻杆(2.3)和/或桩体穿过的作业区(1.1)，其特征在于，所述基座平台(1)上设有活动式的起吊系统(4)、用于放置备用的钻杆(2.3)的存储架(3)、竖立有主杆(2.1)的钻机平台(2)和用于植入桩体的植桩系统(5)；所述主杆(2.1)上设有升降式的钻孔组件，所述钻孔组件包括钻杆(2.3)、连接于钻杆(2.3)的钻头(2.4)和用于驱动钻杆(2.3)旋转的钻孔主机(2.2)，所述钻孔主机(2.2)和钻杆(2.3)为可拆卸连接，所述钻机平台(2)转动连接于所述基座平台(1)，且所述作业区(1.1)和存储架(3)均位于所述钻孔主机(2.2)的转动范围内，所述存储架(3)上设有用于推动备用的钻杆(2.3)保持竖直的夹持组件，所述起吊系统(4)用于吊装钻杆(2.3)和/或桩体，且所述作业区(1.1)和存储架(3)均位于所述起吊系统(4)的活动范围内。

2.根据权利要求1所述的一种带钻杆的拼接式成孔设备，其特征在于，所述基座平台(1)的下方设有行走系统(6)，所述行走系统(6)包括沿前后方向设置的第一轨道架(6.1)和沿左右方向设置的第二轨道架(6.2)，所述第一轨道架(6.1)和第二轨道架(6.2)用于引导所述基座平台(1)沿前后方向或左右方向滑移。

3.根据权利要求1或2所述的一种带钻杆的拼接式成孔设备，其特征在于，所述植桩系统(5)包括设置于所述作业区(1.1)的两侧的植桩架(5.1)，所述植桩架(5.1)上设有用于夹持桩体的夹桩油缸和用于推动桩体至桩孔内的植桩油缸。

4.根据权利要求1或2所述的一种带钻杆的拼接式成孔设备，其特征在于，所述起吊系统(4)包括伸缩式的吊臂(4.1)，所述吊臂(4.1)的下端转动连接于所述基座平台(1)，所述吊臂(4.1)的上端设有吊钩(4.2)。

5.根据权利要求1或2所述的一种带钻杆的拼接式成孔设备，其特征在于，所述主杆(2.1)的侧面设有沿竖向设置的滑道(2.1a)，所述钻孔主机(2.2)滑动连接于所述滑道(2.1a)。

6.根据权利要求1或2所述的一种带钻杆的拼接式成孔设备，其特征在于，所述存储架(3)朝向所述作业区(1.1)的一侧设有沿竖向设置的用于容纳备用的钻杆(2.3)的凹槽(3a)，所述夹持组件为两个且分别位于所述凹槽(3a)的左侧和右侧，所述夹持组件包括夹片(3.2)和用于驱动所述夹片(3.2)朝所述凹槽(3a)的中心移动的动力件(3.1)。

7.根据权利要求1或2所述的一种带钻杆的拼接式成孔设备，其特征在于，所述钻杆(2.3)的中部设有沿轴向设置的穿孔，所述穿孔内设有液压管路和浆液管路，所述钻头(2.4)设有侧翼(2.4a)和用于驱动侧翼(2.4a)展开或收拢的油缸系统，所述液压管路连通至所述油缸系统；所述钻头(2.4)的下部设有出口阀体，所述浆液管路连通至所述出口阀体。

8.根据权利要求7所述的一种带钻杆的拼接式成孔设备，其特征在于，所述钻杆(2.3)的侧面设有搅拌叶片(2.3a)，所述侧翼(2.4a)为两个且对称设置于所述钻头(2.4)的两侧。

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