CN86103916A - 谨慎的使壳体穿透敏感的表土层或敏感的结构用的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过敏感的表土层或敏感结构打下壳体的方法和装置，打桩装置(1)的压缩空气在其下部导入排气通道(14、142)，其导向方式是使大部分的压缩空气向上流动，使它在壳体(2)和钻杆之间带着钻屑一起排走。并把小部分压缩空气(D)送到钻头。本发明特征是控制在通道(14、142)内的压缩空气气流，该气流的强度与需要穿透的材料强度相适应，送到钻头的小部分压缩空气(D)由大部分压缩空气产生的喷射作用排走。

Description

本发明涉及一种实质上不用移动或破坏敏感的表土层或敏感的结构的情况下把壳体向下打入不受扰动的地面的方法和装置，在壳体内可以把桩或其它类似的构件打下作为基础或在更坚实的地面内作拉桩用。

敏感的表土层，例如是一种早期有人居住的经济文化地区的文化古迹层，这种古迹层可以在地面下发现，有3米深。文化古迹层是一种知识宝藏可以供考古学家了解较早年代的生命和人类的活动，文化古迹层在一些国家受到法律的保护，不允许受到毁坏。

敏感的结构，例如：古老的建筑物的未经砍削成型的石壁，尤其是当工作进行到在敏感结构内和附近加固基础或打护墙板时，这种打桩工作必须非常谨慎小心地进行，否则就要出现永久性的损伤。

本发明的特征可以在附属的权利要求中找到，对其更为详细的说明见下：

本发明的主要特征是一个壳体围着的利用压缩空气操作的钻孔装置，所述的钻孔装置在它们的下端装有可以调节的排气通道，该通道使压缩空气的大部分向上方向流送，使它在钻杆和壳体之间将钻屑物一起带走。基于排气通道是可调的这一事实，使向下朝着钻头方向的定向压缩空气部分的气流强度与需要钻透的材料的性质相适应。利用喷射作用把所述的部分压缩空气沿着钻头侧壁上的凹槽向上导引。本发明还涉及到有一个下部窄通气口和向上连续增加通道面积的凹槽设计。所述的设计不可能使钻屑物向上堆积在它们的通道上。

本发明选用的具体实施例参照附图描述如下：

图1，表示根据本发明所述装置的纵向剖视图。图1A至1E，表示沿着图1的A，B，C，D和E方向的剖视图。

图2，表示一个相应于图1并显示了压缩空气流动方向的视图。

图3示意地表示在敏感区表土层打桩时不同的工作状态。

图4A至4D示意表示在敏感区地基打桩加固建筑物时的不同工作状态。

图1以剖面的方式公开了表土层打桩用的装置，该装置包括一个旋转的钻头1，其外围是壳体2，钻件的下部是钻头，在图中钻头是作为一个分离的部件表示，钻头由一个导向装置11，扩锥12和导向钻13组装成，钻件也包括供操作钻件的压缩空气用的排气通道14，这些部件本身都是已知的。根据本发明，排气通道14装有控制阀141，它响应由导向钻内出来的土壤的反向压力的增加或减小对压缩空气进行开和关。在控制阀141的上面有排气通道142供大部分压缩空气排放用，所述的排气通道142装有阀143，其通气孔的面积与钻孔装置欲穿透的材料相适应。阀143是易拆卸的，如果需要，在开始一个新的钻孔周期前，为了粗调，可进行更换。一小部分压缩空气通过控制阀141后对钻顶周围作小心的冲洗。之后，利用压缩空气经过阀143从排气通道142向上方向冲出的喷射作用使这一小部分压缩空气沿着钻头侧壁上的凹槽144向上抽吸，将凹槽144设计成带有窄的下部进气口并且逐步向上增加进气通口的面积，使钻下的屑料不可能堆积在其向上运动的通道的任何地方而使通道堵塞。

图2以剖面图的方式公开了压缩空气通过钻体的路径。压缩空气以很大的动力急速流过排气通道14（箭头4所示）并且利用控制阀141的限制使压缩空气受到相当大的向后的推力。于是，空气继续通过向上倾斜的带有阀143（箭头B所示）的排气通道142，然后进一步向上与钻件和壳体之间的钻屑料一起向上（箭头C所示）。一小部分压缩空气通过控制阀141（箭头D所示）流动，用来小心地对钻头周围进行冲洗。然后利用压缩空气通过阀143从排气通道142向上方向冲击的喷射作用使这一小部压缩空气沿着钻体（箭头E所示）侧壁上的凹槽144向上抽吸。

图3表示在把壳体和钻体向下打进表土层，正好打到低于文化古迹层的底部边缘位置时的不同工作状态，在钻体向上提出之后才能通过壳体进行打桩，这样不至于破坏文化古迹层。工作状态1表示可移动的带壳体和安装钻1的钻塔，把钻塔移动到需要进行钻孔的地方。

工作状态2表示壳体2向下打入表土层，并且通过文化古迹层。

工作状态3表示把壳体向下打进表土层，使它刚好打到低于文化古迹层的底部边缘的位置。

工作状态4表示桩16降下进入壳体。

工作状态5表示桩16向下打进表土层预定的深度。

工作状态6表示桩16打到予定的深度后做出反应（打桩打到摩擦材料时停止）然后在壳体中入混凝土18。

图4A-4D公开在壳体和钻体向下打通未经砍削成形石头的底基时的不同工作状态。

工作状态1（图4A）表示基础19在某区域20内已经受到加固时，打桩装置能进入底基上部的地面上的情况;

工作状态2（图4B）表示把壳体2通过基础19向下打到刚好低于基础19的下部边缘的位置。

工作状态3（图4C）表示把钢桩21向下通过壳体2打入，一直打到桩21的端部22接触到岩石时为止。

工作状态4（图4D）表示在把钢桩向下打到某一停止位置之后，撤走打桩装置，由于打桩引起的基础损坏用混凝土23充填。

当然，本发明不局限于上述描述的具体实施例，而且在所附的权利要求的范围内还可能有许多变更的方案。

Claims (11)

1、把一个壳体(2)穿透敏感的表土层或敏感结构的方法，所述的方法是利用一个由压缩空气操作的打桩装置(1)使压缩空气在所述的装置(1)的下部导入排气通道(14，142)，致使压缩空气的主部分(B)向上方流动以便使它在壳体(2)和钻杆之间带着钻屑物一起排走。一小部分压缩空气(D)向下流向钻头(13)，然后利用由大部分压缩空气流产生的喷射作用使上述的一小部分压缩空气沿着钻体的侧壁向上抽吸，其特征是：控制在所述的排气通道内的压缩空气流以便使向下流向钻头的压缩空气气流(D)的强度与需要穿透的材料的性质相适应。

2、按权利要求1所述的方法，其特征是：主要部分压缩空气流（B）通过排气通道（142）定向流动，排气通道（142）装有带可调通气孔面积的阀（143）。

3、按权利要求2所述的方法，其特征是：排气通道（142）的阀（143）是可以替换的。

4、按权利要求1或2或3所述的方法，其特征是：一小部分压缩空气（D）通过一带有控制阀（141）的物体，控制阀（141）有一个通气口，该通气口的面积可以根据来自邻近钻头土壤的反向压力的增加和减少来增大和减小。

5、按权利要求1，2，3或4所述的方法，其特征是：一小部分压缩空气（D）在对钻头周围进行小心的冲洗之后，在带有一个下部窄进气通口和向上连续增大的横截面积的垂直排气凹槽（144）内受到向上方的抽吸。

6、按权利要求1至5中的任何一项所述的方法，其特征是：打入表土层的壳体（2）被用作对新建筑物的基础或现有建筑物地基加固用的穿透桩（16）等一类穿透件的保护外壳。

7、把壳体（2）穿透敏感表土层或敏感结构的装置，包括在壳体内旋转的，并用压缩空气操作的打桩装置，所述的打桩装置包括有排气通道（14，142）的钻头（11，12，13），排气通道（14，142）导引压缩空气的大部分（B）向上方流动以便使它在壳体（2）和钻杆之间带着钻屑物一起排走，一小部分压缩空气（D）向下流动对钻头周围进行冲洗，然后利用由大部分压缩空气产生的喷射作用使上述的一小部分压缩空气沿着钻体的侧壁向上抽吸，其特征是：排气通道包括装置（141和/或143），用来控制压缩空气气流的大小以便使流向钻头的压缩空气气流的强度与需要穿透的材料的性质相适应。

8、按照权利要求7所述的装置，其特征是：供大部分压力介质流动的一个排气通道/或多个排气通道有带可调节流通面积的阀（143）。

9、按权利要求8所述的装置，其特征是：控制阀（143）是可以替换的。

10、按权利要求7，8或9所述的装置，其特征是：接受大部分压缩空气气流通过的排气通道有控制阀（141），控制阀（141）设计成使它的通流口面积可以根据来自邻近钻头的土壤的反向压力的增加和减小而增大和减小。

11、按权利要求8至10的任何一项所述的装置，其特征是：在垂直排气凹槽（144）内接受一小部分冲洗钻头后的压缩空气向上流动，所述的凹槽有一个下部窄的进气通口和向上连续增大的通气面积。

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