專利名稱：鉆孔、旋擴盤、清孔一體機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鉆孔灌注樁基施工設(shè)備，特別涉及一種鉆孔、旋擴盤、清孔一體機。
背景技術(shù)：
目前，擠擴支盤灌注樁較多的被采用，現(xiàn)已開發(fā)應(yīng)用了多種機械設(shè)備和施工方法， 但是均不同程度上存在著工序復(fù)雜、需要多種機械穿插配合、施工效率低等弊端。例如，專利號為ZL 98102841. 1的中國專利，公開了一種全智能多功能液壓擠擴裝置，它由液壓油缸、擠擴機構(gòu)、活塞等組成，可以在鉆機鉆出的樁孔內(nèi)擠擴成盤型。但該裝置為多次擠擴，成型不完整，因土的回彈，使得成盤直徑需要計算修正，同時，不具備增大初始角的功能，在較硬土層中擠擴困難，在清理樁孔底部渣土?xí)r需配備另一套設(shè)備，擠擴裝置工作效率低。公開號為CN 1948700A的中國專利公開了一種旋挖擠擴鉆機及其工法，該旋挖擠擴鉆機由車身及控制系統(tǒng)、桅桿、卷揚、上下支撐套、擠擴油缸、鉆桿、動力頭、旋擴臂和旋挖斗組成。工作時，動力頭帶動旋挖斗轉(zhuǎn)動，進行豎向鉆孔，當(dāng)鉆入一定深度時，上下旋擴臂逐漸打開，對土體進行擠壓，旋擠出一個擴大型腔。但是，該旋挖擠擴鉆機的工法按現(xiàn)行樁基施工定額標(biāo)準(zhǔn)衡量根本無經(jīng)濟效益可言；該旋挖擠擴鉆機由于動力頭設(shè)在機身上，須經(jīng)鉆桿傳遞旋轉(zhuǎn)扭力，使得機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴，而且由于旋擴部分液壓油管設(shè)置問題未解決和旋擴機構(gòu)無法承受旋挖斗旋挖時所需的旋轉(zhuǎn)扭力，所以該機械很難投入到正常的工程施工中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供了鉆孔旋擴支盤一體機，提供一種集鉆孔、旋擴盤、清孔功能于一身的混凝土灌注樁專用施工機械，簡稱“一體機”，或“鉆孔、旋擴盤、清孔一體機”。利用旋擴體順時針旋轉(zhuǎn)完成鉆孔作業(yè)；利用旋擴體逆時針旋轉(zhuǎn)進行旋擴盤作業(yè)，并隨著鉆孔、 旋擴盤作業(yè)而持續(xù)進行清孔，使用該機作業(yè)可形成盤腔形狀規(guī)整、質(zhì)量可靠的旋擴支盤灌注樁樁孔，由與其配套的灌注架接續(xù)完成灌注成樁工序。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，包括內(nèi)管， 內(nèi)管外周安裝中管，中管外周安裝外管，中管的下端穿出外管外安裝鉆頭，鉆頭通過單向傳動機構(gòu)與中管連接；內(nèi)管的前后側(cè)壁上對應(yīng)開設(shè)一對內(nèi)管固定銷槽孔和一對外管固定銷回旋槽孔，內(nèi)管固定銷槽孔位于外管固定銷回旋槽孔的上方；外管固定銷回旋槽孔的寬度大于內(nèi)管固定銷槽孔的寬度，并且，外管固定銷回旋槽孔的左側(cè)與內(nèi)管固定銷槽孔的左側(cè)上下對齊；或外管固定銷回旋槽孔的右側(cè)與內(nèi)管固定銷槽孔的右側(cè)上下對齊；中管的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)一對條形的旋擴行程槽孔，每根旋擴行程槽孔的上端的右側(cè)或左側(cè)開設(shè)一個鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔；同側(cè)的鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔和外管固定銷回旋槽孔分別位于旋擴行程槽孔的左右兩側(cè)；外管中部的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)一對外管固定銷槽孔，外管固定銷槽孔與外管固定銷回旋槽孔對應(yīng)相通；內(nèi)管和中管之間安裝內(nèi)管固定銷，內(nèi)管固定銷位于內(nèi)管固定銷槽孔內(nèi)，且內(nèi)管固定銷的兩端分別位于旋擴行程槽孔或內(nèi)鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔內(nèi)；內(nèi)管、中管和外管之間安裝外管固定銷，外管固定銷的兩端分別位于外管固定銷回旋槽孔、旋擴行程槽孔和外管固定銷槽孔內(nèi)；外管的外壁上安裝上旋擴臂座，上旋擴臂座上安裝上旋擴臂，上旋擴臂的上端通過上旋擴臂軸與上旋擴臂座鉸接；中管下部位于外管外的外壁上安裝下旋擴臂座，下旋擴臂座上安裝下旋擴臂，下旋擴臂的下端通過下旋擴臂軸與下旋擴臂座鉸接，下旋擴臂的上端通過旋擴臂中間軸與上旋擴臂的下端鉸接；所述鉆頭的鉆頭桿內(nèi)開設(shè)內(nèi)腔，鉆頭桿的內(nèi)腔與內(nèi)管的內(nèi)腔相通。為進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，還可以采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)所述單向傳動機構(gòu)由蓋板、彈簧、卡舌、卡舌座和卡鍵連接構(gòu)成，中管下部位于外管外的側(cè)壁上開設(shè)安裝窗口， 安裝窗口內(nèi)安裝蓋板，蓋板上設(shè)有第一定位塊和一對擋塊，中管上安裝卡舌座，卡舌座和第一定位塊位于擋塊的兩側(cè)，蓋板與中管固定連接；卡舌座上活動安裝卡舌，卡舌上設(shè)有軸和第二定位塊，卡舌座上開設(shè)半圓槽，半圓槽與軸配合；第一定位塊和第二定位塊之間安裝彈簧，彈簧的一端與第一定位塊連接，彈簧的另一端與第二定位塊連接；所述鉆頭與中管連接部分安裝卡鍵，卡鍵的一端與卡舌的一端配合。所述的鉆頭由鉆頭桿、板狀鉆尖、導(dǎo)向腰帶和連接翼板連接構(gòu)成，鉆頭桿的下端安裝片狀的板狀鉆尖，鉆頭桿的外周安裝導(dǎo)向腰帶，導(dǎo)向腰帶通過三根連接翼板與鉆頭桿連接；鉆頭桿的內(nèi)腔與內(nèi)管的內(nèi)腔相通。中管內(nèi)安裝鉆頭桿擋環(huán)，鉆頭桿擋環(huán)與鉆頭桿的上端配合。鉆頭桿的頂部外周設(shè)有鉆頭桿內(nèi)外套，鉆頭桿內(nèi)外套位于鉆頭桿與中管之間。所述內(nèi)管上部位于外管的外周設(shè)置有旋轉(zhuǎn)密封罩，旋轉(zhuǎn)密封罩的外周安裝下密封件；內(nèi)管的外周開設(shè)側(cè)孔，側(cè)孔位于旋轉(zhuǎn)密封罩內(nèi)且與內(nèi)管的內(nèi)腔相通；所述內(nèi)管的上端安裝動力機構(gòu)，動力機構(gòu)的外周安裝固定密封罩，固定密封罩的外周安裝上密封件，上密封件與下密封件端面接觸密封；固定密封罩的側(cè)壁上安裝泥漿進口管。 外管的側(cè)壁上豎向前后對應(yīng)設(shè)置兩排或兩排以上的旋擴盤泥漿循環(huán)出口，每排由至少兩個旋擴盤泥漿循環(huán)出口組成；同排旋擴盤泥漿循環(huán)出口的任兩個相鄰的旋擴盤泥漿循環(huán)出口之間的間距等于旋擴盤泥漿循環(huán)出口的直徑，異排旋擴盤泥漿循環(huán)出口之間均錯開一個旋擴盤泥漿循環(huán)出口直徑的距離；中管的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)兩個排泥漿口 ；內(nèi)管的側(cè)壁上豎向前后對應(yīng)開設(shè)兩排或兩排以上內(nèi)管排泥漿口，每排由至少兩個內(nèi)管排泥漿口組成；同排內(nèi)管排泥漿口中的任兩相鄰的內(nèi)管排泥漿口之間的間距等于內(nèi)管排泥漿口的直徑，異排的內(nèi)管排泥漿口之間均錯開一個內(nèi)管排泥漿口直徑的距離；中管排泥口與旋擴盤泥漿循環(huán)出口的直徑相等。內(nèi)管固定銷和外管固定銷的橫斷面是矩形。外管固定銷的底部豎直安裝連接桿，連接桿與鉆頭桿上端的鉆桿泥漿循環(huán)出口上下對應(yīng)，連接桿的下部設(shè)有限位塊，連接桿的外周活動安裝錐形重塊，錐形重塊的下端直徑小于其上端直徑。本發(fā)明的積極效果在于以下方面
1、利用潛水鉆動力頭輸出的順時針轉(zhuǎn)動與逆時針轉(zhuǎn)動，完成鉆孔、旋擴盤和清孔的全部工序，一機多用，可大幅提高工作效率；
2、整機結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活，造價低廉，經(jīng)濟實用，方便與其它施工機械的協(xié)調(diào)配合，適合應(yīng)用于除巖石以外的所有地層，推廣和應(yīng)用前景廣闊；
3、鉆頭桿部位設(shè)置的鉆孔、旋擴盤轉(zhuǎn)換機構(gòu)，即單向傳動機構(gòu)，可實現(xiàn)鉆孔和旋盤兩個工序的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)一機多用，具有結(jié)構(gòu)緊湊，牢固耐用，可保證鉆孔和旋擴盤腔的穩(wěn)定性和可靠性的優(yōu)點；
4、在上旋擴臂、下旋擴臂一側(cè)均可設(shè)置硬質(zhì)合金和旋擴進尺限位塊，為快速、高效、平穩(wěn)地旋擴盤腔創(chuàng)造了條件；
5、所述一體機的作業(yè)效率高，成孔、成盤質(zhì)量可靠，用混凝土灌注成型的旋擴灌注樁， 具有承載力高、適應(yīng)性廣泛的顯著優(yōu)勢；
6、伴隨著鉆孔和旋擴盤作業(yè)的轉(zhuǎn)換，泥漿循環(huán)通道出口也作出相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，這成為一體機的獨有技術(shù)。另外，鉆孔作業(yè)時的泥漿循環(huán)出口設(shè)置在鉆尖處，使噴出的泥漿強勁地沖刷孔底中心，這對于保持鉆成孔的垂直的度，提高作業(yè)效率和成孔、成樁質(zhì)量至關(guān)重要；旋盤作業(yè)時，泥漿改由旋擴盤泥漿循環(huán)出口噴出，軟化鉆孔側(cè)壁與旋擴臂接觸的土層，提高旋擴效率；
7、泥漿管旋轉(zhuǎn)密封采用了旋轉(zhuǎn)管橫斷面作為密封平面，鋼制密封件，以上密封件的自身重量作為密封壓力比使用彈簧受力更為均衡，密封效果穩(wěn)定、可靠，使用壽命長，成為該機的創(chuàng)新點之一。8、旋擴盤作業(yè)過程中嵌入孔底地層靜止不動的鉆頭，成為旋擴臂轉(zhuǎn)動施行旋擴盤作業(yè)快速、平穩(wěn)進行所必不可少的、和十分可靠的旋轉(zhuǎn)中心支撐點。9、使用鉆孔、旋擴盤、清孔一體機施工，可能節(jié)省大量施工機械和施工人員，從而大大降低施工成本，并有利于改善施工環(huán)境。


圖1是本發(fā)明所述的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的I局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的A向放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1的F-F剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖，圖中卡舌22與卡鍵21配合，中管4可帶動鉆頭桿23順時針轉(zhuǎn)動；圖5是圖1的F-F 剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖，圖中中管4逆時針轉(zhuǎn)動，卡舌22無法通過卡鍵21帶動鉆頭桿23轉(zhuǎn)動；圖6是外管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6的B向結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖6的C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖6的D-D剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖6的E-E剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是圖6的左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是中管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是中管的半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖14 是圖13的G-G剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是圖13的H-H剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖16是圖13的I-I 剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖17是圖13的J-J剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖18是內(nèi)管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19 是內(nèi)管半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖20是圖19的K-K剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖21是圖19的L-L剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖22是圖19的M-M剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖23是圖19的N-N剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖 M是鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖25是M的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖沈是所述鉆孔旋擴支盤一體機的使用狀態(tài)圖；圖27是圖1的II局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1內(nèi)管2內(nèi)管固定銷3外管固定銷回旋槽孔4中管5鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔6旋擴行程槽孔7外管8外管固定銷9旋擴盤泥漿循環(huán)出口 10上旋擴臂座U下旋擴臂座12上旋擴臂13下旋擴臂14上旋擴臂軸15下旋擴臂軸16旋擴臂中間軸17外管固定銷槽孔18內(nèi)管固定銷槽孔19鉆頭桿托環(huán)20鉆頭21卡鍵
22卡舌23鉆頭桿M卡舌座25彈簧沈蓋板27鉆頭桿擋環(huán)觀外管導(dǎo)向蓋板四鉆孔泥漿循環(huán)出口 30卡鍵固定槽孔31旋轉(zhuǎn)密封罩32下密封件33硬質(zhì)合金 34旋擴進尺限位板35固定密封罩36上密封件37旋轉(zhuǎn)體上端法蘭38動力頭輸出端旋轉(zhuǎn)法蘭39泥漿進口管40擋塊41安裝窗口 42第一定位塊43第二定位塊44 半圓槽45軸46定位塊47板狀鉆尖48導(dǎo)向腰帶49連接翼板50鉆頭桿內(nèi)外套51側(cè)孔52內(nèi)管排泥漿口 53中管排泥漿口 M螺栓55連接桿56限位塊57錐形重塊58鉆桿泥漿循環(huán)出口。
具體實施例方式本發(fā)明所述的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，包括內(nèi)管1，內(nèi)管1外周安裝中管4，中管 4外周安裝外管7，中管4的下端穿出外管7外安裝鉆頭，鉆頭通過單向傳動機構(gòu)與中管4 連接，單向傳動機構(gòu)可使鉆頭只能隨中管4向一個方向轉(zhuǎn)動。內(nèi)管1、中管4和外管7連接構(gòu)成旋轉(zhuǎn)體。如圖18至圖21所示，內(nèi)管1的前后側(cè)壁上對應(yīng)開設(shè)一對內(nèi)管固定銷槽孔18 和一對外管固定銷回旋槽孔3，內(nèi)管固定銷槽孔18位于外管固定銷回旋槽孔3的上方；外管固定銷回旋槽孔3的寬度大于內(nèi)管固定銷槽孔18的寬度。根據(jù)設(shè)定鉆頭旋轉(zhuǎn)方向的不同，在內(nèi)管1和中管4上開設(shè)內(nèi)管固定銷槽孔18和鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5的位置也不同，具體設(shè)計方案如下若需中管4如圖4所示順時針旋轉(zhuǎn)能夠帶動鉆頭轉(zhuǎn)動，則如圖18所示，外管固定銷回旋槽孔3的左側(cè)與內(nèi)管固定銷槽孔18的左側(cè)上下對齊，外管固定銷回旋槽孔3的右側(cè)相對內(nèi)管固定銷槽孔18向右偏移，如圖12和圖13所示，中管4的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)一對條形的旋擴行程槽孔6，每根旋擴行程槽孔6 的上端的右側(cè)開設(shè)一個鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5。若需中管4逆時針旋轉(zhuǎn)能夠帶動鉆頭轉(zhuǎn)動，外管固定銷回旋槽孔3的右側(cè)與內(nèi)管固定銷槽孔18的右側(cè)上下對齊，外管固定銷回旋槽孔3 的左側(cè)相對內(nèi)管固定銷槽孔18向左偏移，中管4的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)一對條形的旋擴行程槽孔6，每根旋擴行程槽孔6的上端的左側(cè)開設(shè)一個鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5?？傊瑹o論要求中管4在順時針或逆時針情況下帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，同側(cè)的鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5和外管固定銷回旋槽孔3分別位于旋擴行程槽孔6的左右兩側(cè)。如圖6和圖8所示，外管7的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)一對外管固定銷槽孔17，外管固定銷槽孔17與外管固定銷回旋槽孔3和旋擴行程槽孔6對應(yīng)相通；內(nèi)管1和中管4之間安裝內(nèi)管固定銷2，內(nèi)管固定銷2位于內(nèi)管固定銷槽孔18內(nèi)，且內(nèi)管固定銷2的兩端分別位于旋擴行程槽孔6或內(nèi)鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5內(nèi)；內(nèi)管固定銷2的長度應(yīng)小于或等于中管4的外徑而大于中管4的內(nèi)徑，以確保內(nèi)管固定銷2可限定內(nèi)管1和中管4位置關(guān)系，即，可當(dāng)內(nèi)管固定銷2移至鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5處時，內(nèi)管1可相對中管4轉(zhuǎn)動，使內(nèi)管固定銷2可由旋擴行程槽孔6移至鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5內(nèi)；當(dāng)內(nèi)管固定銷2移出鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5 后，內(nèi)管1與中管4之間只可豎向相對移動。如圖1和圖3所示，內(nèi)管1、中管4和外管7之間安裝外管固定銷8，外管固定銷8 的兩端分別位于外管固定銷回旋槽孔3、旋擴行程槽孔6和外管固定銷槽孔17內(nèi)。外管固定銷8的長度應(yīng)小于等于外管7的外徑大于外管7的內(nèi)徑，以確保外管固定銷8可同時限定內(nèi)管1、中管4和外管7的位置關(guān)系。內(nèi)管1和外管7在外管固定銷8的限定下無法相對軸向移動，只可在外管固定銷回旋槽孔3的范圍內(nèi)相對轉(zhuǎn)動。如圖1所示，外管7的外壁上安裝上旋擴臂座10，上旋擴臂座10上安裝上旋擴臂 12，上旋擴臂12的上端通過上旋擴臂軸14與上旋擴臂座10鉸接；中管4下部位于外管7 外的外壁上安裝下旋擴臂座11，下旋擴臂座11上安裝下旋擴臂13，下旋擴臂13的下端通過下旋擴臂軸15與下旋擴臂座11鉸接，下旋擴臂13的上端通過旋擴臂中間軸16與上旋擴臂12的下端鉸接。上旋擴臂座10、上旋擴臂12、下旋擴臂13和下旋擴臂座11連接構(gòu)成一根旋擴臂，通常一臺所述鉆孔、旋擴盤、清孔一體機上安裝三根旋擴臂，三根旋擴臂均勻分布于所述旋轉(zhuǎn)體的外周，任兩根之間間隔120度。為施工需要，所述鉆孔、旋擴盤、清孔一體機上可安裝二根、四根、五根或六根旋擴臂，但經(jīng)大量實驗后發(fā)現(xiàn)，三根旋擴臂時施工效果最好，且所述鉆孔、旋擴盤、清孔一體機的制造成本較低。結(jié)合附圖具體闡述工作原理。如附圖中所示外管固定銷回旋槽孔3和鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5開設(shè)方案，當(dāng)中管4順時針轉(zhuǎn)動時可帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆孔，當(dāng)中管4逆時針轉(zhuǎn)動時， 鉆頭不轉(zhuǎn)，并作為旋盤的支點，旋擴臂逐漸張開進行旋盤。安裝時，將內(nèi)管1的上端與動力機構(gòu)連接，動力機構(gòu)通常是潛水鉆機動力頭。鉆孔時，所述鉆孔、旋擴盤、清孔一體機通過動力機構(gòu)和鉆進旋擴控制繩懸掛于機架上，內(nèi)管1與動力機構(gòu)直接連接，內(nèi)管1通過內(nèi)管固定銷2對中管4提供向上的拉力，此時，內(nèi)管固定銷2位于旋擴行程槽孔6的最上端，具備轉(zhuǎn)動移入鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5內(nèi)的條件。動力機構(gòu)帶動內(nèi)管1順時針旋轉(zhuǎn)。在內(nèi)管1轉(zhuǎn)動之初，中管4和外管7固定不動，內(nèi)管固定銷2向左橫移至鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5內(nèi)，外管固定銷8向右橫移至外管固定銷回旋槽孔3的右端，之后，內(nèi)管1才帶動中管4和外管7同步轉(zhuǎn)動，中管4帶動鉆頭進行鉆孔作業(yè)。 內(nèi)管固定銷2移至鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5內(nèi)后，內(nèi)管固定銷2和鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5將內(nèi)管 1、中管4和外管7的豎直方向的位置鎖定，內(nèi)管1、中管4和外管7相互間無法沿豎直方向移動，此時，可適當(dāng)放松鉆進旋擴控制繩，使動力機構(gòu)和所述鉆孔、旋擴盤、清孔一體機的重量部分由鉆頭負(fù)荷，從而對鉆頭施壓，實現(xiàn)正常鉆進和提高鉆孔效率的目的。當(dāng)鉆頭鉆至需旋盤的位置時，無須將所述鉆孔、旋擴盤、清孔一體機提出鉆孔，而只需直接讓鉆頭停轉(zhuǎn)，再啟動動力機構(gòu)帶動內(nèi)管1逆時針轉(zhuǎn)動即可。在逆時針轉(zhuǎn)動之初，中管4和外管7固定不動，內(nèi)管固定銷2由鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5內(nèi)向右橫移至旋擴行程槽孔6 內(nèi)，外管固定銷8向左橫移至外管固定銷回旋槽孔3的左端，此時，內(nèi)管1和外管7可沿旋擴行程槽孔6豎向向下移動，之后內(nèi)管1可帶動中管4和外管7逆時針轉(zhuǎn)動從而帶動旋擴臂旋擴盤腔。在旋盤過程中適當(dāng)松開鉆進旋擴控制繩懸，使內(nèi)管1、外管7和動力機構(gòu)的重量部分施加于上旋擴臂12上，即內(nèi)管1、外管7和動力機構(gòu)為旋擴臂施加向外擴張的動力， 使旋擴臂逐漸張開而旋擴盤腔。當(dāng)外管固定銷8移至旋擴行程槽孔6最下端時，旋擴臂的張開幅度最大。內(nèi)管1帶動中管4和外管7逆時針轉(zhuǎn)動，此時鉆頭不轉(zhuǎn)作為旋擴的支點，可以最大限度地避免鉆孔、旋擴盤、清孔一體機在旋擴過程的晃動，既可減少能耗，又可提高成盤的質(zhì)量。旋擴盤結(jié)束后，控制動力機構(gòu)停轉(zhuǎn)，并拉動鉆進旋擴控制繩懸，使旋擴臂收起。在無須將鉆孔、旋擴盤、清孔一體機由鉆孔內(nèi)提出的情況下，使動力機構(gòu)重新順時針旋轉(zhuǎn)，重復(fù)上述的鉆孔過程。按上述操作過程，循環(huán)交替進行鉆孔和旋擴盤及清孔工作，直至完成一個鉆孔灌注樁的鉆成孔后，才將鉆孔、旋擴盤、清孔一體機由鉆孔內(nèi)提出，從而大幅提高工作效率，縮短工作時間。如圖5和圖6所示，所述單向傳動機構(gòu)可由蓋板沈、彈簧25、卡舌22、卡舌座M和卡鍵21連接構(gòu)成，中管4下部位于外管7外的側(cè)壁上開設(shè)安裝窗口 41，安裝窗口 41內(nèi)安裝蓋板26，蓋板沈上設(shè)有第一定位塊42和一對擋塊40，中管4上安裝卡舌座M，卡舌座M 和第一定位塊42位于擋塊40的兩側(cè)，蓋板沈與中管4固定連接；卡舌座M上活動安裝卡舌22，卡舌22上設(shè)有軸45和第二定位塊43，卡舌座M上開設(shè)半圓槽44，半圓槽44與軸
845配合，卡舌22可繞軸45擺動；第一定位塊42和第二定位塊43之間安裝彈簧25，彈簧25 的一端與第一定位塊42連接，彈簧25的另一端第二定位塊43連接；如圖5所示，所述鉆頭與中管4連接部分安裝卡鍵21，卡鍵21的一端與卡舌22的一端配合。彈簧25為卡舌22 提供指向鉆頭的預(yù)緊力，使卡舌22始終有與卡鍵21配合接觸的趨勢。所述單向傳動機構(gòu)還可以是現(xiàn)有的將中管4與鉆頭連接，并使中管4只能單方向帶動鉆頭轉(zhuǎn)動的機構(gòu)。例如，棘輪機構(gòu)。所述的鉆頭由鉆頭桿23、板狀鉆尖47、導(dǎo)向腰帶48和連接翼板49連接構(gòu)成，鉆頭桿23的下端安裝片狀的板狀鉆尖47，鉆頭桿23的外周安裝導(dǎo)向腰帶48，導(dǎo)向腰帶48通過三根連接翼板49與鉆頭桿23連接；鉆頭桿23的內(nèi)腔與內(nèi)管1的內(nèi)腔相通。鉆頭桿23的下端設(shè)有鉆孔泥漿循環(huán)出口四。由內(nèi)管1、中管4、鉆頭桿23和鉆孔泥漿循環(huán)出口四組成的一體機鉆孔工序時的泥漿循環(huán)轉(zhuǎn)換機構(gòu)。如圖4、圖5和圖M所示，鉆頭桿23上部開設(shè)卡鍵固定槽孔30，卡鍵21上設(shè)有定位塊46，定位塊46與卡鍵固定槽孔30配合將卡鍵21固定于鉆頭桿23上。為進一步使卡鍵21與鉆頭桿23連接固定，卡鍵21與鉆頭桿23之間安裝螺栓M。為限定鉆頭的安裝位置，中管4內(nèi)安裝鉆頭桿擋環(huán)27，鉆頭桿擋環(huán)27與鉆頭桿23 的上端配合。為防止鉆頭桿23和中管4過快磨損，如圖M所示，鉆頭桿23的頂部外周設(shè)有鉆頭桿內(nèi)外套50，鉆頭桿內(nèi)外套50位于鉆頭桿23與中管4之間。為了便于在鉆孔工序的同時對孔內(nèi)進行清孔處理，即將產(chǎn)生的碎土屑清除出鉆孔外，如圖1所示，所述內(nèi)管1上部位于外管7的外周固定安裝旋轉(zhuǎn)密封罩31，旋轉(zhuǎn)密封罩31 的外周安裝下密封件32 ；內(nèi)管1的外周開設(shè)側(cè)孔51，側(cè)孔51位于旋轉(zhuǎn)密封罩31內(nèi)且與內(nèi)管1的內(nèi)腔相通；所述內(nèi)管1的上端安裝動力機構(gòu)，動力機構(gòu)的外周安裝固定密封罩35，固定密封罩35的外周安裝上密封件36，上密封件36與下密封件32端面接觸密封；固定密封罩35的側(cè)壁上安裝泥漿進口管39。鉆孔工序中的清孔過程將泥漿或水由泥漿進口管39 處注入孔底或盤腔，泥漿或水依次流經(jīng)固定密封罩35、旋轉(zhuǎn)密封罩31、側(cè)孔51、內(nèi)管1、中管 4和鉆頭桿23，最終由鉆孔泥漿循環(huán)出口四排出。泥漿或水源源不斷的注入鉆孔內(nèi)，注滿后，攜帶沉渣的泥漿由鉆孔口處溢出，從而達(dá)到將沉渣排出鉆孔的目的，既可滿足正常鉆進的需要，又可滿足成孔質(zhì)量的需要。由于鉆孔泥漿循環(huán)出口四位于板狀鉆尖47處，因此， 泥漿或水由鉆孔泥漿循環(huán)出口四注入鉆孔內(nèi)，可軟化鉆尖47處的土層，提高鉆孔的效率， 同時也有利于保證鉆成孔的垂直度。為既能將旋擴盤工序所產(chǎn)生的土屑排出鉆孔外，又不會沖擊鉆尖47周圍的土層， 確保鉆頭在旋盤過程中對一體機給予穩(wěn)固的支撐，如圖1、圖6、圖11、圖13和圖19所示， 外管7的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)兩排或兩排以上旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9，每排由至少兩個旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9組成；同排旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9的任兩個相鄰的旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9之間的間距等于旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9的直徑，異排旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9之間均錯開一個旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9直徑的距離；中管4的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)兩個中管排泥口 53 ；內(nèi)管1的側(cè)壁上豎向前后對應(yīng)開設(shè)兩排或兩排以上內(nèi)管排泥漿口 52，每排由至少兩個內(nèi)管排泥漿口 52組成；同排內(nèi)管排泥漿口 52中的任兩相鄰的內(nèi)管排泥漿口 52之間的間距等于內(nèi)管排泥漿口 52的直徑，異排的內(nèi)管排泥漿口 52之間均錯開一個內(nèi)管排泥漿口 52直徑的距離；中管排泥口 53與旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9的直徑相等。當(dāng)在鉆孔工序中，由于內(nèi)管1相對中管4和外管7旋轉(zhuǎn)一定角度，因此，中管排泥漿口 53、內(nèi)管排泥漿口 52和旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9始終互不相通，使得進入密封罩的泥漿或水只得由鉆孔泥漿循環(huán)出口四排出。當(dāng)在旋擴盤工序中，隨著內(nèi)管1相對中管4旋轉(zhuǎn)復(fù)位，且內(nèi)管1和外管7相對中管4下移，中管排泥漿口 53和旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9與內(nèi)管排泥漿口 52互通成為排泥漿或水的排泥漿口，使大部分泥漿或水由該排泥漿口排出，大幅減少鉆孔泥漿循環(huán)出口四排泥漿或水的量和沖擊力，以至于該泥漿循環(huán)出口四被沉渣堵死， 從而，確保板狀鉆尖47處的土層不受沖擊，鉆頭不再下沉。另外，由于異組的內(nèi)管排泥漿口 52和旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9均是交叉排列，而中管排泥漿口 53是對稱設(shè)置，因此，在內(nèi)管1 和外管7相對中管4下移過程中，一側(cè)的中管排泥漿口 53在逐步關(guān)閉的同時，另一側(cè)的中管排泥漿口 53在逐步開啟，并且，關(guān)閉和開啟的面積始終相等，當(dāng)一側(cè)的中管排泥漿口 53 完全開啟時，另一側(cè)的中管排泥漿口 53完全關(guān)閉，從而確保旋轉(zhuǎn)體側(cè)壁上的排泥漿口總面積始終不變，即保持泥漿或水由中管排泥漿口 53排出的總流量不變，能更加有效地減少泥漿或水對板狀鉆尖47處土層的沖擊。如圖1所示，中管排泥漿口 53的高度可設(shè)置于上下旋擴臂連接部附近，以便由中管排泥漿口 53排出的泥漿或水能更好地沖擊旋擴臂處的土層， 提高旋擴盤的效率。如圖1、圖3和圖27所示，外管固定銷8的底部豎直安裝連接桿55，連接桿55與鉆頭桿23上端的鉆桿泥漿循環(huán)出口 58上下對應(yīng)，連接桿55的下部設(shè)有限位塊56，連接桿 55的外周活動安裝錐形重塊57，錐形重塊57的下端直徑小于其上端直徑。在鉆孔過程中， 由于外管固定銷8位于旋擴行程槽孔6的最上端，使得限位塊56限定錐形重塊57與鉆桿泥漿循環(huán)出口 58分離，此時，泥漿可由鉆桿泥漿循環(huán)出口 58進入由泥漿循環(huán)出口四排出； 在旋盤過程中，由于外管固定銷8沿旋擴行程槽孔6下移，使得連接桿55可經(jīng)鉆桿泥漿循環(huán)出口 58插入鉆頭桿23內(nèi)，并使錐形重塊57插入鉆桿泥漿循環(huán)出口 58內(nèi)將鉆桿泥漿循環(huán)出口 58密封，泥漿全部由旋擴盤泥漿循環(huán)出口 9排向正在旋擴的盤腔內(nèi)，著重清理盤腔內(nèi)的沉渣，防止旋盤時，泥漿經(jīng)泥漿循環(huán)出口四排出沖擊板狀鉆尖47處的孔底，避免鉆頭下沉。當(dāng)錐形重塊57與鉆桿泥漿循環(huán)出口 58接觸后，連接桿55繼續(xù)下移時，錐形重塊57 可相對連接桿陽滑動。為增大內(nèi)管固定銷2和外管固定銷8與鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔5和外管固定銷回旋槽孔3的接觸面積，延長內(nèi)管固定銷2、外管固定銷8、內(nèi)管1和中管4的使用壽命，如圖1和圖3所示，內(nèi)管固定銷2和外管固定銷8的橫斷面是矩形。本發(fā)明未詳盡描述的技術(shù)內(nèi)容均為公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，其特征在于包括內(nèi)管(1)，內(nèi)管(1)外周安裝中管(4)， 中管(4)外周安裝外管(7)，中管(4)的下端穿出外管(7)外安裝鉆頭，鉆頭通過單向傳動機構(gòu)與中管(4)連接；內(nèi)管(1)的前后側(cè)壁上對應(yīng)開設(shè)一對內(nèi)管固定銷槽孔(18)和一對外管固定銷回旋槽孔(3)，內(nèi)管固定銷槽孔(18)位于外管固定銷回旋槽孔(3)的上方；外管固定銷回旋槽孔(3)的寬度大于內(nèi)管固定銷槽孔(18)的寬度，并且，外管固定銷回旋槽孔(3)的左側(cè)與內(nèi)管固定銷槽孔(18)的左側(cè)上下對齊；或外管固定銷回旋槽孔(3)的右側(cè)與內(nèi)管固定銷槽孔(18)的右側(cè)上下對齊；中管(4)的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)一對條形的旋擴行程槽孔 (6)，每根旋擴行程槽孔(6)的上端的右側(cè)或左側(cè)開設(shè)一個鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔(5);同側(cè)的鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔(5)和外管固定銷回旋槽孔(3)分別位于旋擴行程槽孔(6)的左右兩側(cè)；外管(7)中部的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)一對外管固定銷槽孔(17)，外管固定銷槽孔(17)與外管固定銷回旋槽孔(3)對應(yīng)相通；內(nèi)管(1)和中管(4)之間安裝內(nèi)管固定銷(2)，內(nèi)管固定銷 (2)位于內(nèi)管固定銷槽孔(18)內(nèi)，且內(nèi)管固定銷(2)的兩端分別位于旋擴行程槽孔(6)或內(nèi)鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔(5)內(nèi)；內(nèi)管(1)、中管(4)和外管(7)之間安裝外管固定銷(8)，外管固定銷(8)的兩端分別位于外管固定銷回旋槽孔(3)、旋擴行程槽孔(6)和外管固定銷槽孔 (17)內(nèi)；外管(7)的外壁上安裝上旋擴臂座(10)，上旋擴臂座(10)上安裝上旋擴臂(12)， 上旋擴臂(12)的上端通過上旋擴臂軸(14)與上旋擴臂座(10)鉸接；中管(4)下部位于外管(7)外的外壁上安裝下旋擴臂座(11)，下旋擴臂座(11)上安裝下旋擴臂(13)，下旋擴臂 (13)的下端通過下旋擴臂軸(15)與下旋擴臂座(11)鉸接，下旋擴臂(13)的上端通過旋擴臂中間軸(16)與上旋擴臂(12)的下端鉸接；所述鉆頭的鉆頭桿(23)內(nèi)開設(shè)內(nèi)腔，鉆頭桿 (23)的內(nèi)腔與內(nèi)管(1)的內(nèi)腔相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，其特征在于所述單向傳動機構(gòu)由蓋板(26)、彈簧(25)、卡舌(22)、卡舌座(24)和卡鍵(21)連接構(gòu)成，中管(4)下部位于外管(7)外的側(cè)壁上開設(shè)安裝窗口(41)，安裝窗口(41)內(nèi)安裝蓋板(26)，蓋板(26)上設(shè)有第一定位塊(42)和一對擋塊(40)，中管(4)上安裝卡舌座(24)，卡舌座(24)和第一定位塊 (42)位于擋塊(40)的兩側(cè)，蓋板(26)與中管(4)固定連接；卡舌座(24)上活動安裝卡舌 (22)，卡舌(22)上設(shè)有軸(45)和第二定位塊(43)，卡舌座(24)上開設(shè)半圓槽(44)，半圓槽 (44)與軸(45)配合；第一定位塊(42)和第二定位塊(43)之間安裝彈簧(25)，彈簧(25)的一端與第一定位塊(42)連接，彈簧(25)的另一端與第二定位塊(43)連接；所述鉆頭與中管 (4)連接部分安裝卡鍵(21)，卡鍵(21)的一端與卡舌(22)的一端配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，其特征在于所述的鉆頭由鉆頭桿(23)、板狀鉆尖(47)、導(dǎo)向腰帶(48)和連接翼板(49)連接構(gòu)成，鉆頭桿(23)的下端安裝片狀的板狀鉆尖(47)，鉆頭桿(23)的外周安裝導(dǎo)向腰帶(48)，導(dǎo)向腰帶(48)通過三根連接翼板(49)與鉆頭桿(23)連接；鉆頭桿(23)的內(nèi)腔與內(nèi)管(1)的內(nèi)腔相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，其特征在于中管(4)內(nèi)安裝鉆頭桿擋環(huán)(27)，鉆頭桿擋環(huán)(27)與鉆頭桿(23)的上端配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，其特征在于鉆頭桿(23)的頂部外周設(shè)有鉆頭桿內(nèi)外套(50)，鉆頭桿內(nèi)外套(50)位于鉆頭桿(23)與中管(4)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，其特征在于所述內(nèi)管(1)上部位于外管(7)的外周設(shè)置有旋轉(zhuǎn)密封罩(31)，旋轉(zhuǎn)密封罩(31)的外周安裝下密封件(32)；內(nèi)管(1)的外周開設(shè)側(cè)孔(51)，側(cè)孔(51)位于旋轉(zhuǎn)密封罩(31)內(nèi)且與內(nèi)管(1)的內(nèi)腔相通；所述內(nèi)管(1)的上端安裝動力機構(gòu)，動力機構(gòu)的外周安裝固定密封罩(35)，固定密封罩 (35)的外周安裝上密封件(36)，上密封件(36)與下密封件(32)端面接觸密封；固定密封罩 (35)的側(cè)壁上安裝泥漿進口管(39)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，其特征在于外管(7)的側(cè)壁上豎向前后對應(yīng)設(shè)置兩排或兩排以上的旋擴盤泥漿循環(huán)出口(9)，每排由至少兩個旋擴盤泥漿循環(huán)出口(9)組成；同排旋擴盤泥漿循環(huán)出口(9)的任兩個相鄰的旋擴盤泥漿循環(huán)出口 (9)之間的間距等于旋擴盤泥漿循環(huán)出口(9)的直徑，異排旋擴盤泥漿循環(huán)出口(9)之間均錯開一個旋擴盤泥漿循環(huán)出口(9)直徑的距離；中管(4)的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)兩個排泥漿口(53);內(nèi)管(1)的側(cè)壁上豎向前后對應(yīng)開設(shè)兩排或兩排以上內(nèi)管排泥漿口(52)，每排由至少兩個內(nèi)管排泥漿口(52)組成；同排內(nèi)管排泥漿口(52)中的任兩相鄰的內(nèi)管排泥漿口(52)之間的間距等于內(nèi)管排泥漿口(52)的直徑，異排的內(nèi)管排泥漿口(52)之間均錯開一個內(nèi)管排泥漿口(52)直徑的距離；中管排泥口(53)與旋擴盤泥漿循環(huán)出口(9)的直徑相寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，其特征在于內(nèi)管固定銷(2)和外管固定銷(8)的橫斷面是矩形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，其特征在于外管固定銷(8)的底部豎直安裝連接桿(55)，連接桿(55)與鉆頭桿(23)上端的鉆桿泥漿循環(huán)出口(58)上下對應(yīng)，連接桿(55)的下部設(shè)有限位塊(56)，連接桿(55)的外周活動安裝錐形重塊(57)，錐形重塊(57)的下端直徑小于其上端直徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉆孔、旋擴盤、清孔一體機，包括內(nèi)管、中管和外管，中管的下端安裝鉆頭；內(nèi)管的前后側(cè)壁上對應(yīng)開設(shè)一對內(nèi)管固定銷槽孔和一對外管固定銷回旋槽孔；中管的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)一對條形的旋擴行程槽孔，每根旋擴行程槽孔的上端的右側(cè)或左側(cè)開設(shè)一個鉆擴功能轉(zhuǎn)換槽孔；外管中部的側(cè)壁上前后對應(yīng)開設(shè)一對外管固定銷槽孔；內(nèi)管和中管之間安裝內(nèi)管固定銷；內(nèi)管、中管和外管之間安裝外管固定銷；外管的外壁上安裝上旋擴臂座，上旋擴臂座上安裝上旋擴臂；中管下部位于外管外的外壁上安裝下旋擴臂座，下旋擴臂座上安裝下旋擴臂，下旋擴臂與上旋擴臂鉸接；所述鉆頭的鉆頭桿內(nèi)開設(shè)內(nèi)腔，鉆頭桿的內(nèi)腔與內(nèi)管的內(nèi)腔相通。
文檔編號E02D5/34GK102182177SQ20111008378
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者侯書利, 張寶成, 張曉玲, 汪明棟, 王冬梅, 韓晶, 韓順和, 齊迎春 申請人:張寶成, 張曉玲, 韓順和, 齊迎春