帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)，它包括底盤（1）、主桅桿（2）和動力頭（4），動力頭（4）與主桅桿（2）滑配合，底盤（1）上固定有一個加壓卷揚(yáng)機(jī)（8），底盤（1）和動力頭（4）之間設(shè)有一個滑輪組，滑輪組包括一組固定在動力頭（4）上的上滑輪、一組固定在底盤（1）上的下滑輪和連接兩組滑輪的鋼絲繩（9）；該樁機(jī)還包括蓄水箱、高壓泵、膠皮水管、輸水鋼管和兩個噴嘴，上述部件依次連通，輸水鋼管焊接在長螺旋鉆桿（3）的芯管（25）內(nèi)，輸水鋼管下端分叉為兩根分別與兩個噴嘴連通的分管，每個噴嘴焊接在長螺旋鉆桿（3）的一個鉆頭耙上。該樁機(jī)及利用該樁機(jī)鉆孔的方法能大幅度提高鉆進(jìn)能力。
【專利說明】帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔粧機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土木工程領(lǐng)域中的樁基施工技術(shù)，具體講是一種帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的長螺旋鉆孔樁機(jī)包括底盤、主桅桿、連接有長螺旋鉆桿的動力頭、卷揚(yáng)機(jī)、牽引繩和泵送砼附屬設(shè)備等。主桅桿固定在底盤上，動力頭與主桅桿滑配合，桅桿頂部設(shè)有桅頂定滑輪，卷揚(yáng)機(jī)與牽引繩一端固定，牽引繩繞過桅頂定滑輪且牽引繩的另一端與動力頭固定。卷揚(yáng)機(jī)纏繞或放松牽引繩，使得動力頭沿著桅桿上升或下降。所述的長螺旋是行業(yè)內(nèi)通用的叫法，即長螺旋鉆桿，實(shí)質(zhì)上是指鉆桿的芯管的外圓周面上從上到下全部設(shè)有螺旋葉片。鉆桿的芯管的底端為帶活門的鉆頭尖，而且為了增大鉆桿的鉆進(jìn)能力，在螺旋葉片的底端也焊接了兩個鉆頭耙，兩鉆頭耙分居鉆頭尖兩側(cè)與鉆頭尖一起鉆進(jìn)形成鍋底形的粧端孔。
[0003]利用傳統(tǒng)的樁機(jī)鉆孔成樁的過程為:動力頭驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)向下鉆孔，孔內(nèi)土體被螺旋葉片向上推移至地面，鉆孔達(dá)設(shè)計標(biāo)高后，通過泵送砼附屬設(shè)備將砼料輸送入鉆桿芯管內(nèi)，芯管底端活門在砼料自重下開啟實(shí)現(xiàn)對孔內(nèi)灌注，一邊泵送砼一邊提拔鉆桿，直至鉆頭尖到達(dá)地表，最后插入鋼筋籠成樁。
[0004]傳統(tǒng)的樁機(jī)及利用傳統(tǒng)樁機(jī)鉆孔成樁的方法存在一個巨大的局限，即由于動力頭設(shè)備的能力有限，導(dǎo)致該樁機(jī)鉆進(jìn)能力有限，在大粒徑卵石層和強(qiáng)風(fēng)化基巖中鉆孔難度很大，每小時鉆進(jìn)不超過10cm，而硬度更大的中風(fēng)化基巖中幾乎無法鉆進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的一個技術(shù)問題是，提供一種能大幅度提高鉆進(jìn)能力的帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)。
[0006]本實(shí)用新型的一個技術(shù)解決方案是，提供一種帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)，它包括底盤、主桅桿、連接有長螺旋鉆桿的動力頭、主卷揚(yáng)機(jī)和牽引繩，主桅桿固定在底盤上，動力頭與主桅桿滑配合，主桅桿上設(shè)有桅頂定滑輪，主卷揚(yáng)機(jī)與牽引繩一端固定，牽引繩繞過桅頂定滑輪且牽引繩的另一端與動力頭固定，底盤上固定有一個加壓卷揚(yáng)機(jī)，底盤和動力頭之間設(shè)有一個滑輪組，滑輪組包括一組固定在動力頭上的上滑輪、一組固定在底盤上的下滑輪和連接兩組滑輪的鋼絲繩，鋼絲繩一端與加壓卷揚(yáng)機(jī)連接，另一端與底盤固定；該樁機(jī)還包括蓄水箱、高壓泵、膠皮水管、輸水鋼管和兩個噴嘴，上述部件依次連通，輸水鋼管焊接在長螺旋鉆桿的芯管內(nèi)，輸水鋼管下端分叉為兩根分別與兩個噴嘴連通的分管，每個噴嘴焊接在長螺旋鉆桿的一個鉆頭耙上。
[0007]本實(shí)用新型帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0008]由于該樁機(jī)及鉆孔方法利用了滑輪組原理，將加壓卷揚(yáng)機(jī)的牽引力放大作用給動力頭，克服了現(xiàn)有技術(shù)中動力頭能力有限的局限，大幅度提高了鉆進(jìn)能力，效果顯著，具體的說，在大粒徑卵石層和強(qiáng)風(fēng)化基巖中鉆進(jìn)速度明顯提升，每小時能鉆進(jìn)3.6m?4.Sm,而硬度更大的中風(fēng)化基巖中，每小時也能鉆進(jìn)1.2m?1.6m;況且，啟動加壓卷揚(yáng)機(jī)的同時啟動高壓泵，將冷卻水經(jīng)膠皮水管和輸水鋼管傳送至噴嘴噴出，以冷卻鉆頭耙和鉆頭尖，這樣，能避免在鉆進(jìn)巖石的過程中，產(chǎn)生的高溫?zé)龎你@頭尖和鉆頭耙。
[0009]作為改進(jìn)，上滑輪組包括四個上滑輪，下滑輪組包括三個下滑輪，鋼絲繩從加壓卷揚(yáng)機(jī)引出再依次繞過第一下滑輪、第一上滑輪、第二下滑輪、第二上滑輪、第三上滑輪、第三下滑輪和第四上滑輪后與底盤固定，以上結(jié)構(gòu)的滑輪組，本質(zhì)上說就是各個下滑輪為定滑輪而各個上滑輪為動滑輪的滑輪組，有一段鋼絲繩與加壓卷揚(yáng)機(jī)連接而六段鋼絲繩與動力頭連接，這樣，加壓卷揚(yáng)機(jī)的牽引力正好放大6倍，上述滑輪組的設(shè)計，是經(jīng)過反復(fù)精密計算和長期實(shí)踐篩選出的最佳方案，因?yàn)殂@進(jìn)壓力放大倍數(shù)超過6倍，鉆頭尖和鉆頭耙鉆孔的壓力可能超過承受范圍造成破壞，各段鉆桿之間的連接法蘭盤也可能因無法承受如此巨大的扭矩而破壞，如果放大倍數(shù)小于6倍，則對鉆進(jìn)能力的提升不明顯。
[0010]作為再改進(jìn)，第二下滑輪、第三下滑輪與四個上滑輪位于同一個豎直面，第一下滑輪與該豎直面垂直，同一個滑輪組的全部滑輪理論上位于同一個平面受力效果最好，但將第一下滑輪扭轉(zhuǎn)90度使其與其它滑輪垂直，這樣不會對受力效果造成不利影響，而且關(guān)鍵是將鋼絲繩扭轉(zhuǎn)了 90度，進(jìn)而也將鋼絲繩末端的加壓卷揚(yáng)機(jī)的位置改變了 90度，使得加壓卷揚(yáng)機(jī)固定在底盤上成為可能。
[0011]作為又改進(jìn)，底盤上設(shè)有一根帶水平軸的輪座，水平軸上間隙套合有一個導(dǎo)向滑輪，水平軸與第一下滑輪的輪軸平行，加壓卷揚(yáng)機(jī)與第一下滑輪之間的鋼絲繩繞過導(dǎo)向滑輪，這樣，導(dǎo)向滑輪抬升了加壓卷揚(yáng)機(jī)與第一下滑輪之間的鋼絲繩，避免該鋼絲繩過于貼近底盤而與底盤上其他部件發(fā)生干涉，而且，該導(dǎo)向滑輪可以沿著水平軸滑移，防止鋼絲繩纏繞打絞。
[0012]作為進(jìn)一步改進(jìn)，第二上滑輪和第三上滑輪的位置高于第一上滑輪和第四上滑輪，這樣，位于中間的兩個上滑輪的位置被抬升了，這樣，避免與動力頭上同樣位置的用于與主桅桿配合的抱箍發(fā)生觸碰干涉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)的水冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)的鉆桿底部的正視放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是本實(shí)用新型帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)的動力頭與主桅桿連接結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中所示1、底盤，2、主桅桿，3、鉆桿，4、動力頭，5、主卷揚(yáng)機(jī)，6、牽引繩，7、桅頂定滑輪，8、加壓卷揚(yáng)機(jī)，9、鋼絲繩，10、第一下滑輪，11、第一上滑輪，12、第二下滑輪，13、第二上滑輪，14、第三上滑輪，15、第三下滑輪，16、第四上滑輪，17、水平軸，18、輪座，19、導(dǎo)向滑輪，20、蓄水箱，21、高壓泵，22、膠皮水管，23、輸水鋼管，24、噴嘴，25、芯管，26、鉆頭耙，27、 螺旋葉片，28、鉆頭尖，29、抱箍，30、導(dǎo)軌，31、錨環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實(shí)用新型帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)，它包括底盤1、主桅桿2、連接有長螺旋鉆桿3的動力頭4、主卷揚(yáng)機(jī)5、牽引繩6和泵送砼附屬設(shè)備。主桅桿2固定在底盤I上，動力頭4與主桅桿2滑配合，主桅桿2上設(shè)有桅頂定滑輪
7,主卷揚(yáng)機(jī)5與牽引繩6 —端固定，牽引繩6繞過桅頂定滑輪7且牽引繩6的另一端與動力頭4固定。鉆桿3的芯管25的外圓周面上從上到下全部設(shè)有螺旋葉片27。鉆桿3的芯管25的底端為帶活門的鉆頭尖28，而且為了增大鉆桿3的鉆進(jìn)能力，在螺旋葉片27的底端也焊接了兩個鉆頭耙26，兩鉆頭耙26分居鉆頭尖28兩側(cè)與鉆頭尖28 —起鉆進(jìn)形成鍋底形的樁端孔。泵送砼附屬設(shè)備與鉆桿3的芯管25連通。底盤I上設(shè)有配重塊。
[0020]底盤I上固定有一個加壓卷揚(yáng)機(jī)8。底盤I和動力頭4之間設(shè)有一個滑輪組，滑輪組包括一組固定在動力頭4上的上滑輪、一組固定在底盤I上的下滑輪和連接兩組滑輪的鋼絲繩9，鋼絲繩9 一端與加壓卷揚(yáng)機(jī)8連接，另一端與底盤I固定。具體的說，上滑輪組包括四個上滑輪，下滑輪組包括三個下滑輪，鋼絲繩9從加壓卷揚(yáng)機(jī)8弓I出再依次繞過第一下滑輪10、第一上滑輪11、第二下滑輪12、第二上滑輪13、第三上滑輪14、第三下滑輪15和第四上滑輪16后與底盤I固定。鋼絲繩9與底盤I固定是指，底盤I上設(shè)有錨環(huán)31，鋼絲繩9綁扎在錨環(huán)31上。第二下滑輪12、第三下滑輪15與四個上滑輪位于同一個豎直面，第一下滑輪10與該豎直面垂直。底盤I上設(shè)有一根帶水平軸17的輪座18，輪座18包括兩根立柱和一根水平軸17，水平軸17兩端分別與立柱頂端固定。水平軸17上間隙套合有一個導(dǎo)向滑輪19，水平軸17與第一下滑輪10的輪軸平行，鋼絲繩9位于加壓卷揚(yáng)機(jī)8與第一下滑輪10之間的繩段繞過導(dǎo)向滑輪19。第二上滑輪13和第三上滑輪14的位置高于第一上滑輪11和第四上滑輪16，這是為了躲避動力頭4上位于同樣位置的用于與主桅桿2配合的抱箍29。更具體的說,主桅桿2上固定有兩根豎直的導(dǎo)軌30,而抱箍29套合在導(dǎo)軌30上。
[0021]該樁機(jī)還包括蓄水箱20、高壓泵21、膠皮水管22、輸水鋼管23和兩個噴嘴24，蓄水箱20、高壓泵21、膠皮水管22、輸水鋼管23和兩個噴嘴24依次連通，輸水鋼管23焊接在長螺旋鉆桿3的芯管25內(nèi)，輸水鋼管23下端分叉為兩根分別與兩個噴嘴24連通的分管，每個噴嘴24焊接在長螺旋鉆桿3的一個鉆頭耙26上。
[0022]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，利用本實(shí)用新型帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)鉆孔的方法，其步驟如下。
[0023]a、在普通長螺旋鉆孔樁機(jī)的底盤I上安裝一組下滑輪和加壓卷揚(yáng)機(jī)8，在動力頭4上安裝一組上滑輪，用與加壓卷揚(yáng)機(jī)8連接的鋼絲繩9繞過各個滑輪以形成滑輪組并將該鋼絲繩9末端與底盤I的錨環(huán)31固定；并將輸水鋼管23與鉆桿3的芯管25焊接，將與輸水鋼管23連通的兩個噴嘴24分別與鉆桿3的兩個鉆頭耙26焊接，并將輸水鋼管23經(jīng)膠皮水管22與高壓泵21及蓄水箱20連通。
[0024]b、正常啟動動力頭4,使得長螺旋鉆桿3鉆入土層,土體隨著長螺旋鉆桿3的螺旋葉片27被推送至地面。
[0025]C、一旦長螺旋鉆桿3的鉆頭尖28觸至巖石，啟動加壓卷揚(yáng)機(jī)8，拉緊鋼絲繩9，并經(jīng)過滑輪組的作用將加壓卷揚(yáng)機(jī)8的牽引力加大數(shù)倍施加給動力頭4，使得動力頭4經(jīng)鉆桿3加壓到鉆頭尖28和鉆頭耙26以鉆碎巖石，碎巖石隨著螺旋葉片27被推送至地面。在啟動加壓卷揚(yáng)機(jī)8的同時啟動高壓泵21，將冷卻水經(jīng)膠皮水管22和輸水鋼管23傳送至噴嘴24噴出，以冷卻鉆頭耙26和鉆頭尖28。
[0026]d、鉆孔達(dá)設(shè)計標(biāo)高后，通過泵送砼附屬設(shè)備將砼料輸送入鉆桿3芯管25內(nèi)，芯管25底端活門在砼料自重下開啟實(shí)現(xiàn)對孔內(nèi)灌注，一邊泵送砼一邊提拔鉆桿3，直至鉆頭尖28到達(dá)地表，最后插入鋼筋籠成樁。
【權(quán)利要求】
1.一種帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)，它包括底盤(I)、主桅桿(2)、連接有長螺旋鉆桿(3 )的動力頭(4)、主卷揚(yáng)機(jī)(5 )和牽引繩(6 )，主桅桿(2 )固定在底盤(I)上，動力頭(4)與主桅桿(2)滑配合，主桅桿(2)上設(shè)有桅頂定滑輪(J)，主卷揚(yáng)機(jī)(5)與牽引繩(6)一端固定，牽引繩(6)繞過桅頂定滑輪(7)且牽引繩(6)的另一端與動力頭(4)固定，其特征在于:底盤(I)上固定有一個加壓卷揚(yáng)機(jī)(8)，底盤(I)和動力頭(4)之間設(shè)有一個滑輪組，滑輪組包括一組固定在動力頭(4)上的上滑輪、一組固定在底盤(I)上的下滑輪和連接兩組滑輪的鋼絲繩(9)，鋼絲繩(9) 一端與加壓卷揚(yáng)機(jī)(8)連接，另一端與底盤(I)固定；該樁機(jī)還包括蓄水箱(20)、高壓泵(21)、膠皮水管(22)、輸水鋼管(23)和兩個噴嘴(24)，上述部件依次連通，輸水鋼管(23)焊接在長螺旋鉆桿(3)的芯管(25)內(nèi)，輸水鋼管(23)下端分叉為兩根分別與兩個噴嘴(24)連通的分管，每個噴嘴(24)焊接在長螺旋鉆桿(3)的一個鉆頭耙(26)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)，其特征在于:上滑輪組包括四個上滑輪，下滑輪組包括三個下滑輪，鋼絲繩(9)從加壓卷揚(yáng)機(jī)(8)引出再依次繞過第一下滑輪(10)、第一上滑輪(11)、第二下滑輪(12)、第二上滑輪(13)、第三上滑輪(14)、第三下滑輪(15)和第四上滑輪(16)后與底盤(I)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)，其特征在于:第二下滑輪(12)、第三下滑輪(15)與四個上滑輪位于同一個豎直面，第一下滑輪(10)與該豎直面垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)，其特征在于:底盤(I)上設(shè)有一根帶水平軸(17 )的輪座(18 )，水平軸(17 )上間隙套合有一個導(dǎo)向滑輪(19 )，水平軸(17)與第一下滑輪(10)的輪軸平行，加壓卷揚(yáng)機(jī)(8)與第一下滑輪(10)之間的鋼絲繩(9)繞過導(dǎo)向滑輪(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶水冷裝置的加壓式長螺旋鉆孔樁機(jī)，其特征在于:第二上滑輪(13)和第三上滑輪(14)的位置高于第一上滑輪(11)和第四上滑輪(16)。
【文檔編號】E21B3/02GK203755306SQ201420159694
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】李福連, 陶靈聰, 陳勇, 李 杰 申請人:寧波鴻晨建設(shè)有限公司, 華豐建設(shè)股份有限公司