CN220667439U - 一种基于桩架的潜孔锤引孔系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，包括桩架，桩架顶端设有定滑轮，桩架上设有卷扬机，卷扬机侧面设有控制柜，卷扬机的牵引钢丝绳绕过桩架顶部的定滑轮后连接有潜孔锤组件，潜孔锤组件包括固定筒、呈环形间隔分布在固定筒内的第二潜孔锤和位于固定筒中心的第一潜孔锤，第一潜孔锤、第二潜孔锤具有冲击头，冲击头一侧位于固定筒外侧，第一潜孔锤、第二潜孔锤通过固定架安装在固定筒内。本实用新型用以采用多个潜孔锤通过固定筒组合的方式，用以弥补单根潜孔锤入岩效率低、成孔尺寸不足的问题。

Description

一种基于桩架的潜孔锤引孔系统

技术领域

本实用新型涉及土木工程桩基成孔技术领域，具体涉及一种基于桩架的潜孔锤引孔系统。

背景技术

目前，为加强桩基承载力，大型工程项目中的桥梁、公路、铁路、高楼等要求桩基底部持力层深入到风化基岩或新鲜岩面以下时，常会采用潜孔锤钻具来入岩钻进。

现有技术的潜孔锤钻具包括支架和潜孔锤，支架顶部设有定滑轮，支架底部设有卷扬机，卷扬机的牵引钢丝绳绕过支架顶部的定滑轮后与潜孔锤悬吊固定，潜孔锤一般为单根。而潜孔锤是非常成熟的现有技术，它利用空压机，经输气管将压缩空气输送给潜孔锤组件，使其不断将冲击能量和冲击频率传递给冲击头，间歇冲击岩体，脉冲破岩；同时，利用冲击头的自重下沉。

而现有技术中的单根潜孔锤钻头的外径一般为300-400mm，某些架某些加大尺寸的潜孔锤单根外径甚至可以加大到2000mm，但某些超大型工程建筑如大型桥梁或百米以上的超高层建筑物的桩基孔径往往达到2000～5000mm，现有技术的单根潜孔锤钻头无法满足该类的孔径，需要多次成孔才能达到设计要求的孔径，使得单根潜孔锤的入岩效率不足，显然难以满足上述超大型工程的桩基施工需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，用以采用多个潜孔锤通过固定筒组合的方式，用以弥补单根潜孔锤入岩效率低、成孔尺寸不足的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：

一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，包括桩架，桩架顶端设有定滑轮，桩架上设有卷扬机，卷扬机侧面设有控制柜，卷扬机的牵引钢丝绳绕过桩架顶部的定滑轮后连接有潜孔锤组件，潜孔锤组件包括固定筒、呈环形间隔分布在固定筒内的第二潜孔锤和位于固定筒中心的第一潜孔锤，第一潜孔锤、第二潜孔锤具有冲击头，冲击头一侧位于固定筒外侧，第一潜孔锤、第二潜孔锤通过固定架安装在固定筒内。

可选的，所述固定架包括多根连接杆、用于固定第一潜孔锤的第一固定环以及用于固定第二潜孔锤的第二固定环，多根连接杆的一端环形分布在第一固定环周向，另一端固定在固定筒内侧壁，第二固定环位于连接杆中部位置，连接杆由两段构成。

可选的，还包括高压注浆泵、潜孔空压机，固定筒内部设有与潜孔空压机连通的供气管、与高压注浆泵连通的喷浆管以及与喷浆管连通的喷浆头，喷浆头上设有朝固定筒外侧周向喷浆的喷浆嘴，供气管喷射高压气体驱动第一潜孔锤、第二潜孔锤的冲击头朝下冲击。

可选的，所述喷浆头为与固定筒内腔适配的中空环形体，第一潜孔锤、第二潜孔锤从喷浆头中部穿过，喷浆头位于固定架与冲击头之间。

可选的，所述喷浆嘴呈环形均匀间隔分布在喷浆头周向，喷浆嘴的出口位于固定筒外侧。

可选的，所述喷浆头与固定筒内壁焊接固定。

可选的，所述固定筒侧壁上设有允许喷浆嘴通过的安装孔，喷浆嘴与固定筒侧壁连接。

与现有单根的潜孔锤相比，本实用新型具有的有益效果：

1、本实用新型中，通过在固定筒内固定多个环形间隔分布的第一潜孔锤和位于固定筒中心的第二潜孔锤，多个潜孔锤通过固定套筒整合成一个整体同时动作，其成孔入岩的效率、施工速度显著提高，其成孔的孔径也显著增大，能满足超大型桩基成孔的尺寸要求。

2、潜孔空压机产生的高压空气驱动第一潜孔锤、第二潜孔锤破石成孔至桩底设计标高，同时喷浆嘴喷射出带有压力的浆液，预先对填石层进行引孔喷浆，使得填石层空隙得到填充，确保了后续桩体质量。另外，通过喷射的浆液可以捕获潜孔锤沿桩孔向上喷出的粉尘，将粉尘阻隔在桩孔中，起到降尘的作用，防止粉尘污染，有利于改善作业环境。

附图说明

图1为本实用新型作业时的结构示意图；

图2为潜孔组件内部结构示意图；

图3为第一潜孔锤、第二潜孔锤在固定筒内俯视时的分布示意图；

图4为第一潜孔锤、第二潜孔锤在固定筒内仰视时的分布示意图；

图5为固定架的结构示意图；

图6为喷浆头的结构示意图；

图7为喷浆嘴的结构图。

附图标记：1-桩架，2-控制柜，3-卷扬机，4-定滑轮，5-牵引钢丝绳，6-潜孔锤组件，7-冲击头，8-高压注浆泵，9-潜孔空压机，10-喷浆管，11-供气管，12-填石层，13-固定筒，14-第二潜孔锤，15-第一潜孔锤，16-喷浆头，17-第二固定环，18-第一固定环，19-连接杆，20-喷浆嘴。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，包括桩架1，桩架1顶端设有定滑轮4，桩架1上设有卷扬机3，卷扬机3侧面设有控制柜2，卷扬机3的牵引钢丝绳5绕过桩架1顶部的定滑轮4后连接有潜孔锤组件6，潜孔锤组件6包括固定筒13、呈环形间隔分布在固定筒13内的第二潜孔锤14和位于固定筒13中心的第一潜孔锤15，第一潜孔锤15、第二潜孔锤14具有冲击头7，冲击头7一侧位于固定筒13外侧，第一潜孔锤15、第二潜孔锤14通过固定架安装在固定筒13内。

本实施例中，如图1和2所示，桩架1是现有履带式桩机中现有的，一般桩架1的高度在30米左右，桩架1的顶部设有定滑轮4，桩架1上设有卷扬机3，卷扬机3的牵引钢丝绳5绕过定滑轮4后与潜孔组件悬吊固定，都属于现有技术，在安装筒的上端设有多个吊耳，牵引钢丝绳5的末端分为多股且每股均设有一个吊钩，吊钩与固定筒13上的吊耳钩挂连接在一起，通过控制柜2控制卷扬机3的旋转，进而实现潜孔组件的上升或者下降，在固定筒13内部环形分布有五个第二潜孔锤14，在五个第二潜孔锤14中间还设有一个第一潜孔锤15，各潜孔锤通过固定架实现固定，各潜孔锤之间具有一定的间隙，避免工作时相互之间造成干涉影响，如图4所示，第二潜孔锤14上的冲击头7有一半或者三分一是位于固定筒13外部的，这样将六个潜孔锤整合在同一个固定筒13内，形成的工作面尺寸显著大于单个潜孔锤的工作面尺寸，在工作时，六个潜孔锤同时工作，同时环形分布的第二潜孔锤14显著增大了成孔的孔径，第一潜孔锤15对成孔时中间的部分岩体进行破碎，这样多个潜孔锤同时作业，其成孔入岩的效率、施工速度显著提高，其成孔的孔径也显著增大，能满足超大型桩基成孔的尺寸要求。

进一步的，所述固定架包括多根连接杆19、用于固定第一潜孔锤15的第一固定环18以及用于固定第二潜孔锤14的第二固定环17，多根连接杆19的一端环形分布在第一固定环18周向，另一端固定在固定筒13内侧壁，第二固定环17位于连接杆19中部位置，连接杆19由两段构成。

具体的，如图3和5所示，固定架与固定筒13内腔尺寸是适配的，固定架有多根连接杆19、第一固定环18、第二固定环17构成，为与潜孔锤数量适配，本方案中的支撑杆和第二固定环17都是五个，连接杆19的一端呈环形焊接在第一固定环18周向，第一固定环18套在第一潜孔锤15的上端，可以采用焊接或者螺纹的方式固定连接，连接杆19的另一端焊接在固定筒13内壁上，第二固定环17固定在两段连接杆19之间，也是采用焊接的方式，两端连接杆19的长度可以相同也可以不相同，根据实际潜孔锤型号而定，第二固定环17与第二潜孔锤14上端套接，也可以采用焊接或者螺纹连接的方式固定，通过固定架将所有的潜孔锤固定成一个整体，这样使得潜孔锤入岩的效率更高。

实施例2

进一步的，还包括高压注浆泵8、潜孔空压机9，固定筒13内部设有与潜孔空压机9连通的供气管11、与高压注浆泵8连通的喷浆管10以及与喷浆管10连通的喷浆头16，喷浆头16上设有朝固定筒13外侧周向喷浆的喷浆嘴20，供气管11喷射高压气体驱动第一潜孔锤15、第二潜孔锤14的冲击头7朝下冲击。

本实施例中，在桩架1的附近还放置有高压注浆泵8和潜孔空压机9，两者都属于现有技术产品，可直接购买，潜孔空压机9通过多根软质的供气管11分别连通到第一潜孔锤15、第二潜孔锤14，这样潜孔空压机9产生的高压气体通过供气管11分别进入到各个潜孔锤内，使其不断将冲击能量和冲击频率传递给冲击头7，间歇冲击岩体，脉冲破岩，采用软质的供气管11便于其收放，而单个潜孔锤内部结构及具体的运行原理属于现有技术，故不再展开描述；在不断成孔的过程中，高压注浆泵8产生的浆液经过软质的喷浆管10进入到喷浆头16，软质的喷浆管10便于其收放，喷浆管10位于第二潜孔锤14外侧，带有压力的浆液再经过喷浆嘴20喷射到固定筒13的外部，在第一潜孔锤15、第二潜孔锤14破石成孔至桩底设计标高的过程中，喷浆嘴20喷射出带有压力的浆液，预先对填石层12进行引孔喷浆，使得填石层12空隙得到填充，确保了后续成孔后桩体的质量。另外，通过喷射的浆液可以捕获潜孔锤沿桩孔向上喷出的粉尘，将粉尘阻隔在桩孔中，起到降尘的作用，防止粉尘污染，有利于改善作业环境。

进一步的，所述喷浆头16为与固定筒13内腔适配的中空环形体，第一潜孔锤15、第二潜孔锤14从喷浆头16中部穿过，喷浆头16位于固定架与冲击头7之间。具体的，如图6和7所示，喷浆头16是中空环形体，是由一节管道弯曲焊接有形成的，中部有允许第一潜孔锤15、第二潜孔锤14通过的通道，相当于喷浆头16套在第二潜孔锤14的外部，喷浆管10的浆液进入到喷浆头16内，再由喷浆嘴20喷射到周围的填石层12的缝隙内，用于增强孔成型后桩体的稳定性。

进一步的，所述喷浆嘴20呈环形均匀间隔分布在喷浆头16周向，喷浆嘴20的出口位于固定筒13外侧。具体的，喷浆嘴20设有多个，且呈环形分布在喷浆头16周向，为了浆液能喷射到周围的填石层12缝隙内，喷浆嘴20的出口需要位于固定筒13外部，且不与成孔内壁接触。

进一步的，所述喷浆头16与固定筒13内壁焊接固定。具体的，喷浆头16安装时其尺寸与固定筒13的内径相适配，尽可能确保喷浆头16是水平安装的，安装完成后，通过焊接的方式将喷浆头16与固定筒13侧壁连接固定，由于浆液是具有压力的，为了提高喷浆头16的连接牢固性，在喷浆头16下端可以设置支撑板，支撑板焊接在固定筒13内壁上，这样可以将提高喷浆头16竖向的抗冲击力，能抵抗较大压力作用下的浆液冲击。

进一步的，所述固定筒13侧壁上设有允许喷浆嘴20通过的安装孔，喷浆嘴20与固定筒13侧壁连接。具体的，喷浆头16安装完成后，在固定筒13外壁的周向间隔进行标记，然后通过电钻在标记处钻设通孔，该通孔直接贯穿喷浆头16侧壁、固定筒13侧壁，在后再通孔内开设内螺纹，喷浆嘴20一端的外壁上开设有与该内螺纹适配的外螺纹，连接时，在喷浆嘴20上套设密封圈，然后螺纹连接在固定筒13上，并拧紧喷浆嘴20将密封圈压紧，密封圈使得在连接处不会出现漏浆，这样确保内部浆液的压力值，喷浆嘴20不宜过长，不能超出冲击头7之外，这样可以让喷浆嘴20与形成的孔壁之间具有一定喷浆间隙，同时喷浆嘴20也不会与孔壁发生碰撞。

本方案的工作原理：桩机移动至需要成孔的位置，控制器控制卷扬机3下放牵引钢丝绳5，用以将潜孔组件与需要成孔的位置对齐，开启潜孔空压机9，潜孔空压机9产生的高压气体通过供气管11分别进入到各个潜孔锤内，使其不断将冲击能量和冲击频率传递给冲击头7，间歇冲击岩体，脉冲破岩，在不断成孔的过程中，高压注浆泵8产生的浆液经过喷浆管10进入到喷浆头16，带有压力的浆液再经过喷浆嘴20喷射到固定筒13的外部，预先对填石层12进行引孔喷浆，使得填石层12空隙得到填充，确保了后续成孔后桩体的质量，另外，通过喷射的浆液可以捕获潜孔锤沿桩孔向上喷出的粉尘，将粉尘阻隔在桩孔中，起到降尘的作用，防止粉尘污染，有利于改善作业环境。在成孔的过程中，六个潜孔锤同时工作，同时环形分布的第二潜孔锤14显著增大了成孔的孔径，第一潜孔锤15对成孔时中间的部分岩体进行破碎，这样多个潜孔锤同时作业，其成孔入岩的效率、施工速度显著提高，其成孔的孔径也显著增大，能满足超大型桩基成孔的尺寸要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，其特征在于，包括桩架(1)，桩架(1)顶端设有定滑轮(4)，桩架(1)上设有卷扬机(3)，卷扬机(3)侧面设有控制柜(2)，卷扬机(3)的牵引钢丝绳(5)绕过桩架(1)顶部的定滑轮(4)后连接有潜孔锤组件(6)，潜孔锤组件(6)包括固定筒(13)、呈环形间隔分布在固定筒(13)内的第二潜孔锤(14)和位于固定筒(13)中心的第一潜孔锤(15)，第一潜孔锤(15)、第二潜孔锤(14)具有冲击头(7)，冲击头(7)一侧位于固定筒(13)外侧，第一潜孔锤(15)、第二潜孔锤(14)通过固定架安装在固定筒(13)内。

2.根据权利要求1所述的一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，其特征在于，所述固定架包括多根连接杆(19)、用于固定第一潜孔锤(15)的第一固定环(18)以及用于固定第二潜孔锤(14)的第二固定环(17)，多根连接杆(19)的一端环形分布在第一固定环(18)周向，另一端固定在固定筒(13)内侧壁，第二固定环(17)位于连接杆(19)中部位置，连接杆(19)由两段构成。

3.根据权利要求1所述的一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，其特征在于，还包括高压注浆泵(8)、潜孔空压机(9)，固定筒(13)内部设有与潜孔空压机(9)连通的供气管(11)、与高压注浆泵(8)连通的喷浆管(10)以及与喷浆管(10)连通的喷浆头(16)，喷浆头(16)上设有朝固定筒(13)外侧周向喷浆的喷浆嘴(20)，供气管(11)喷射高压气体驱动第一潜孔锤(15)、第二潜孔锤(14)的冲击头(7)朝下冲击。

4.根据权利要求3所述的一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，其特征在于，所述喷浆头(16)为与固定筒(13)内腔适配的中空环形体，第一潜孔锤(15)、第二潜孔锤(14)从喷浆头(16)中部穿过，喷浆头(16)位于固定架与冲击头(7)之间。

5.根据权利要求3所述的一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，其特征在于，所述喷浆嘴(20)呈环形均匀间隔分布在喷浆头(16)周向，喷浆嘴(20)的出口位于固定筒(13)外侧。

6.根据权利要求3所述的一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，其特征在于，所述喷浆头(16)与固定筒(13)内壁焊接固定。

7.根据权利要求6所述的一种基于桩架的潜孔锤引孔系统，其特征在于，所述固定筒(13)侧壁上设有允许喷浆嘴(20)通过的安装孔，喷浆嘴(20)与固定筒(13)侧壁连接。