引孔設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及土建的【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了引孔設(shè)備，包括機(jī)架、用于擊碎硬巖并引孔的潛孔錘和用于為潛孔錘提供動力的動力結(jié)構(gòu)，所述動力結(jié)構(gòu)包括氣缸和可輸出高壓空氣驅(qū)動所述氣缸的空壓機(jī)，所述氣缸包括缸體和活塞桿，所述活塞桿輸出端連接至所述潛孔錘，所述空壓機(jī)設(shè)有連通至所述氣缸內(nèi)腔的第一輸出端和連通至所述潛孔錘下端面的第二輸出端。本實(shí)用新型中的引孔設(shè)備，其潛孔錘通過活塞動力結(jié)構(gòu)提供下潛力，可以通過活塞的振動擊碎硬巖，下沉引孔。在引孔的同時，空壓機(jī)向孔底輸出高壓空氣，空氣將孔底的鉆屑帶出，清洗了孔和潛孔錘，代替了泥漿。施工過程快，對鉆具損耗小，而且場地較為整潔。
【專利說明】引孔設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土建的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種引孔設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)應(yīng)力混凝土管樁因樁體強(qiáng)度高、施工速度快、現(xiàn)場管理簡單、便于現(xiàn)場文明施工等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于樁基礎(chǔ)工程中。在預(yù)應(yīng)力管樁施工過程中，經(jīng)常會遇到難以硬質(zhì)夾層、孤石等，此時需要進(jìn)行引孔施工。目前，預(yù)應(yīng)力管樁引孔主要通過回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)引孔法、沖孔引孔法等工藝穿過硬層，以達(dá)到順利沉樁的目的。
[0003]其中，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)引孔法采用鉆孔樁機(jī)，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝進(jìn)行打孔，鉆穿硬巖后，回填孔段，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工?；剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)引孔直徑Φ450?600mm;引孔完成后，采用砂回填，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工。
[0004]這種采用鉆孔回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)引孔方式，由于硬巖或硬質(zhì)夾層硬度大，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)困難，其成孔施工速度慢，鉆具磨損嚴(yán)重，耗費(fèi)鉆具、材料多；同時，成孔時孔內(nèi)采用泥漿護(hù)壁，大量泥漿循環(huán)對現(xiàn)場文明施工管理帶來較大困難，且泥漿外運(yùn)費(fèi)用較大。
[0005]沖擊成孔引孔法憑借十字重錘沖擊破碎硬巖，具有良好的破碎效果。沖擊成孔引孔，沖擊破碎硬巖后，回填孔段，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工。
[0006]但是這種成孔法，成孔時還須考慮到硬巖面的傾斜，采用糾偏措施，加之成孔時孔內(nèi)采用泥漿護(hù)壁，大量的泥漿循環(huán)對現(xiàn)場文明施工管理不利，泥漿外運(yùn)費(fèi)用增加。另外，沖擊成孔直徑一般Φ 600、800mm，較預(yù)應(yīng)力管樁直徑偏大，造成回填量加大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的對于硬質(zhì)地層引孔過程中施工速度慢，現(xiàn)場不夠整潔的問題。
[0008]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，引孔設(shè)備，包括機(jī)架、用于擊碎硬巖并引孔的潛孔錘和用于為潛孔錘提供動力的動力結(jié)構(gòu)，所述動力結(jié)構(gòu)包括氣缸和可輸出高壓空氣驅(qū)動所述氣缸的空壓機(jī)，所述氣缸包括缸體和活塞桿，所述活塞桿輸出端連接至所述潛孔錘，所述空壓機(jī)設(shè)有連通至所述氣缸內(nèi)腔的第一輸出端和連通至所述潛孔錘下端面的第二輸出端。
[0009]進(jìn)一步地,所述動力結(jié)構(gòu)還包括能使所述潛孔錘旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，所述機(jī)架上設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述氣缸沿所述機(jī)架位置的升降結(jié)構(gòu)，所述升降結(jié)構(gòu)包括收卷電機(jī)和鋼絲繩，所述鋼絲繩一端固定在所述收卷電機(jī)的輸出端上，另一端繞過所述機(jī)架上端，連接至所述氣缸上端。
[0011]進(jìn)一步地，所述潛孔錘內(nèi)部設(shè)有連通至其下端面的通道，所述第二輸出端連通至所述通道。
[0012]進(jìn)一步地，于所述潛孔錘下端面開設(shè)有多個用于導(dǎo)風(fēng)的水平凹槽，所述水平凹槽一端與所述通道開口處連通，另一端延伸至所述潛孔錘外側(cè)面。
[0013]進(jìn)一步地，于所述潛孔錘外側(cè)面且于所述水平凹槽開口處，分別對應(yīng)設(shè)有多個用于導(dǎo)風(fēng)的豎直凹槽。
[0014]進(jìn)一步地，所述通道開口處位于所述潛孔錘下端面中心，所述水平凹槽數(shù)量為四個，在所述潛孔錘下端面以所述通道開口處為中心，呈放射形均勻排布，所述豎直凹槽對應(yīng)設(shè)置為四個。
[0015]進(jìn)一步地，所述機(jī)架設(shè)有下端設(shè)有可使所述機(jī)架行走、轉(zhuǎn)運(yùn)、支撐的液壓底盤。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例中的引孔設(shè)備，其引孔依靠氣缸帶潛孔錘進(jìn)行碎巖沉孔。在施工中，不停震動的潛孔錘將硬質(zhì)地層擊碎，并且下沉實(shí)現(xiàn)引孔。在引孔的過程中，空壓機(jī)源源不斷的向孔底輸入高壓空氣，高壓空氣將孔底的碎屑帶出，代替了現(xiàn)有技術(shù)中的泥漿護(hù)壁。整個施工過程中引孔速度快，場地整潔，對鉆具的消耗小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的引孔設(shè)備的結(jié)果示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的引孔設(shè)備中潛孔錘的軸測示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0020]以下結(jié)合具體附圖對本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0021]如圖1所示，引孔設(shè)備1，包括機(jī)架11、用于擊碎硬巖并引孔的潛孔錘13和用于為潛孔錘13提供動力的動力結(jié)構(gòu)，動力結(jié)構(gòu)包括氣缸12和可輸出高壓空氣的空壓機(jī)14，氣缸12包括缸體和活塞桿，活塞桿連接至潛孔錘14，空壓機(jī)14設(shè)有連通至氣缸12的第一輸出端和連通至潛孔錘13下端面的第二輸出端。
[0022]空壓機(jī)14是一種可以輸出聞壓空氣的設(shè)備,在本實(shí)施例中，空壓機(jī)14輸出的聞壓空氣有兩個流向，第一是輸送至氣缸12內(nèi)，為氣缸12提供動力，從而帶動潛孔錘13震動，從而實(shí)現(xiàn)擊碎硬質(zhì)地層并引孔的作用；第二是輸送至潛孔錘13的下端面，即孔底，高壓空氣輸入后，會攜帶孔底的鉆屑雜質(zhì)沖出孔壁，達(dá)到清洗孔底的效果，代替了現(xiàn)有技術(shù)中的泥漿護(hù)壁。
[0023]在潛孔錘13鉆進(jìn)過程中，高壓空氣驅(qū)動氣缸12內(nèi)的活塞桿作高頻往復(fù)運(yùn)動，并將該運(yùn)動所產(chǎn)生的動能源源不斷的傳遞到潛孔錘13下端，使其獲得一定的沖擊功，在該沖擊功的作用下，連續(xù)的、高頻率對孔底硬巖施行沖擊。硬巖在該沖擊功的作用下，被擊碎，形成破裂的鉆屑。
[0024]同回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)相比，該工藝是以鉆頭沖擊破碎巖石取代了切削巖石；以動載沖擊代替了靜載研磨，以硬巖的體積破碎代替了研磨剪切破碎。在潛孔錘13鉆進(jìn)的同時，空壓機(jī)14產(chǎn)生的壓縮空氣也兼作洗井介質(zhì)，一部分破碎下來的鉆屑被具有一定壓力及速度的高壓空氣吹離孔底，并排出孔口，減少了硬巖重復(fù)破碎的機(jī)會，獲取極高鉆進(jìn)效率。
[0025]前述的動力結(jié)構(gòu)還包括能使?jié)摽族N13旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動結(jié)構(gòu),設(shè)置轉(zhuǎn)動驅(qū)動結(jié)構(gòu)后，潛孔錘13可以軸向轉(zhuǎn)動，滿足特殊地質(zhì)的擊碎要求，同時還可以更換普通的鉆頭來適應(yīng)非硬質(zhì)地層的引孔需要。轉(zhuǎn)動驅(qū)動結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)中常見結(jié)構(gòu)，可以直接采用電機(jī)或者采用電機(jī)帶動傳動結(jié)構(gòu)提供扭力，本實(shí)施例中與氣缸12集成在一起，未單獨(dú)標(biāo)出。
[0026]如圖1所示，機(jī)架11上設(shè)有用于調(diào)節(jié)氣缸12沿機(jī)架11位置的升降結(jié)構(gòu)，升降結(jié)構(gòu)包括收卷電機(jī)15和鋼絲繩151，鋼絲繩151 —端固定在收卷電機(jī)15的輸出端上，另一端繞過機(jī)架11上端，連接至氣缸12上端。通過收卷電機(jī)15的做功，可以調(diào)節(jié)氣缸12的高度，來適應(yīng)不同孔深的施工作業(yè)需要。
[0027]如圖1和圖2所示，潛孔錘13內(nèi)部設(shè)有連通至其下端面的通道131，前述的空壓機(jī)14的第二輸出端連通至通道131。本實(shí)施例中的潛孔錘13與氣缸12集成程度較高，空壓機(jī)14通過第一輸出管141連通至氣缸內(nèi)部，通過第二輸出管142連通至所述潛孔錘13內(nèi)部的通道131，輸送至潛孔錘13下端面。
[0028]于潛孔錘13下端面開設(shè)有多個用于導(dǎo)風(fēng)的水平凹槽132，水平凹槽132 —端與通道131開口處連通，另一端延伸至潛孔錘13的外側(cè)面。高壓空氣從通道131輸出后，可以保證風(fēng)力集中，形成固定的風(fēng)道，便于高壓空氣攜渣帶出孔底。
[0029]為了配合水平凹槽132，于潛孔錘13外側(cè)面且于水平凹槽132開口處,還分別對應(yīng)設(shè)有多個用于導(dǎo)風(fēng)的豎直凹槽1321。高壓空氣沖刷孔底后，沿水平凹槽132流至潛孔錘13的外側(cè)面，然后沿著豎直凹槽1321流出孔底。水平凹槽132和豎直凹槽1321配合形成一個空間垂直的風(fēng)道，風(fēng)力集中，沖刷效果好。
[0030]水平凹槽132的設(shè)置方式可以有多種，本實(shí)施例中的設(shè)置方式如圖2所示，通道131開口處位于潛孔錘13下端面中心，水平凹槽132數(shù)量為四個，在潛孔錘13下端面以通道131開口處為中心，呈放射形均勻排布，豎直凹槽1321對應(yīng)設(shè)置為四個。實(shí)際應(yīng)用中也可以根據(jù)實(shí)際設(shè)置為其他數(shù)量或者分布方式。
[0031]如圖1所示，機(jī)架11設(shè)有下端設(shè)有可使機(jī)架11行走、轉(zhuǎn)運(yùn)、支撐的液壓底盤111。地盤111可以設(shè)置履帶、車輪等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自行走；與機(jī)架之間設(shè)置轉(zhuǎn)動軸，實(shí)現(xiàn)機(jī)架11的轉(zhuǎn)運(yùn)；延伸支撐臂使機(jī)架支撐更加穩(wěn)固，這些結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有技術(shù)中常見的結(jié)構(gòu)，具體實(shí)現(xiàn)方式不在贅述，本實(shí)施例中的液壓底盤111選擇全液壓行走、齒輪轉(zhuǎn)運(yùn)；樁機(jī)移動時，前后四個支撐支架頂起，以方便底座調(diào)整方向。
[0032]本實(shí)施例中的引孔設(shè)備1，其機(jī)架11上設(shè)置有氣缸12，可以通過收卷電機(jī)15實(shí)現(xiàn)升降調(diào)節(jié)，氣缸12下端設(shè)有潛孔錘13，利用空壓機(jī)14提供的高壓空氣作動力，潛孔錘13震動下潛，鉆巖破石效果好，速度快，對鉆具磨損小，同時高壓空氣通入潛孔錘13的通道131內(nèi)，從潛孔錘13的下端輸入孔底，沖刷帶走鉆屑，然后沿著水平凹槽132和豎直凹槽1321形成的四個風(fēng)道將鉆屑帶出孔底，鉆孔效率高，施工場地整潔。機(jī)架11本身設(shè)有液壓底盤111，可以實(shí)現(xiàn)自行走、轉(zhuǎn)運(yùn)、支撐等作用，可以適應(yīng)不同的施工環(huán)境。
[0033]引孔設(shè)備I在實(shí)際施工中包括以下工藝特點(diǎn):
[0034](I)施工速度快
[0035]風(fēng)動潛孔錘13破巖效率高,引孔速度快，一根15?20m的樁,一般成樁時間40?60分鐘，一天可完成12?15根左右。
[0036](2)引孔工藝簡單
[0037]潛孔錘13鉆具在空壓機(jī)14和氣缸12帶動下，在鉆具旋轉(zhuǎn)過程中，同時潛孔錘13鉆頭振動下沉破巖，鉆進(jìn)時對樁周地層產(chǎn)生一定的擠密效應(yīng)，同時巖渣被高風(fēng)壓攜至孔口，工藝簡單，鉆進(jìn)操作方便。[0038](3)引孔效果好
[0039]采用風(fēng)動潛孔錘13鉆進(jìn)，可控制鉆入速度，擠密作用使得引孔孔型較規(guī)整；同時，根據(jù)預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計樁么，選擇相應(yīng)的潛孔錘13鉆具，引孔直徑滿足管樁施工，為預(yù)應(yīng)力管樁施工創(chuàng)造條件。
[0040](4)引孔設(shè)備簡單
[0041]引孔機(jī)械設(shè)備主要為引孔機(jī)、空壓機(jī)14和大直徑潛孔錘13，引孔機(jī)采用液壓自行系統(tǒng)，不需要另配吊車移位。
[0042](5)造價低
[0043]潛孔錘13引孔工藝簡單、引孔速度快，其造價較低，是鉆孔或沖擊樁機(jī)引孔的40%左右。
[0044]引孔設(shè)備I的操作要點(diǎn)如下
[0045]1、場地平整
[0046](I)施工前，對施工場地進(jìn)行平整，以方便引孔設(shè)備I順利行走；
[0047](2)對局部軟弱部位換填，保證場地密實(shí)、穩(wěn)固，確保引孔設(shè)備I施工時不發(fā)生偏斜。
[0048]2、引孔設(shè)備I測量定位
[0049](I)接收測量控制點(diǎn)、基準(zhǔn)線和水準(zhǔn)點(diǎn)及其書面資料，并與監(jiān)理工程師共同校測其測量精度。
[0050](2)測點(diǎn)放樣前，認(rèn)真作好內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備工作，校正儀器設(shè)備，擬定施測方案。
[0051](3)樁位測量完成后，提交監(jiān)理工程師復(fù)核，無誤后交現(xiàn)場使用。樁位測量誤差嚴(yán)格控制在規(guī)范要求和設(shè)計要求范圍內(nèi)。
[0052]3、樁機(jī)安裝、就位、調(diào)試
[0053]( I)設(shè)備吊裝由專人指揮，做到平穩(wěn)，輕起輕落，非作業(yè)人員撤離作業(yè)范圍。
[0054](2)引孔設(shè)備I就位后，采用液壓系統(tǒng)調(diào)平，用水平尺校正水平度，確保始終保持引孔設(shè)備I水平。
[0055](3引孔設(shè)備I安裝就位后，將潛孔錘13鉆頭對準(zhǔn)樁位，保持樁尖與樁位中心重合，再將引孔設(shè)備I調(diào)平，確保施工中不發(fā)生偏斜和移位。
[0056](4)引孔設(shè)備I安裝完成后，進(jìn)行現(xiàn)場驗收。
[0057](5)引孔設(shè)備I使用前進(jìn)行檢修，并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0058]4、引孔
[0059](I)引孔設(shè)備I就位后，首先將潛孔錘13鉆頭對準(zhǔn)樁位并調(diào)好垂直度。
[0060](2)下放潛孔錘13，啟動空壓機(jī)14，進(jìn)行潛孔錘13跟管鉆進(jìn)。在上部填土或粘性土層時，地下水混夾粘土被擠密或排出；當(dāng)引孔至硬巖層面時，潛孔錘13發(fā)出錘擊的脆響，并排出巖渣。當(dāng)硬巖層埋深較淺且硬巖強(qiáng)度大時，孔口則冒出巖屑粉塵。
[0061](3)引孔過程中，控制潛13孔錘下沉速度；派專人觀察鉆具的下沉速度是否異常，鉆具是否有擠偏的現(xiàn)象；若出現(xiàn)異常情況應(yīng)分析原因，及時采取糾偏措施。
[0062](4)引孔過程中，派專人從相交垂直方向同時吊二根垂線，校核鉆具垂直度。
[0063](5)沉管過程中，派專人做好現(xiàn)場施工記錄，包括:引孔樁號、樁徑、樁長、孔底地層情況、施工時間等。[0064]5、孔口清理巖屑
[0065](I)引孔過程中，空壓機(jī)14產(chǎn)生的壓縮空氣兼作洗井介質(zhì)，將潛孔錘13破碎的巖屑攜出孔內(nèi)并堆積在孔口。
[0066](2)現(xiàn)場派專人不間斷進(jìn)行孔口巖渣清理，清理出的巖屑呈顆粒狀，按平面布置集中堆放或外運(yùn)。
[0067]6、引孔穿透硬巖層
[0068](I)引孔過程中，注意觀察鉆進(jìn)速度和孔口巖屑排出情況，按設(shè)計要求的引孔深度控制引孔標(biāo)高位置。
[0069](2)引孔滿足預(yù)應(yīng)力管樁沉樁要求后，即停止引孔，拔出鉆具。
[0070](3)拔出鉆具時，空壓機(jī)14正常工作，邊錘擊、邊旋轉(zhuǎn)、邊上拔，使孔內(nèi)巖屑順利排出，同時防止鉆具上拔時卡鉆。
[0071]7、預(yù)應(yīng)力管樁機(jī)就位與施工
[0072]引孔分片進(jìn)行，當(dāng)完成預(yù)定片區(qū)引孔施工后，即回填可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工。
[0073]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.引孔設(shè)備，其特征在于，包括機(jī)架、用于擊碎硬巖并引孔的潛孔錘和用于為潛孔錘提供動力的動力結(jié)構(gòu)，所述動力結(jié)構(gòu)包括氣缸和可輸出高壓空氣驅(qū)動所述氣缸的空壓機(jī)，所述氣缸包括缸體和活塞桿，所述活塞桿輸出端連接至所述潛孔錘，所述空壓機(jī)設(shè)有連通至所述氣缸內(nèi)腔的第一輸出端和連通至所述潛孔錘下端面的第二輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的引孔設(shè)備，其特征在于，所述動力結(jié)構(gòu)還包括能使所述潛孔錘旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的引孔設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)架上設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述氣缸沿所述機(jī)架位置的升降結(jié)構(gòu)，所述升降結(jié)構(gòu)包括收卷電機(jī)和鋼絲繩，所述鋼絲繩一端固定在所述收卷電機(jī)的輸出端上，另一端繞過所述機(jī)架上端，連接至所述氣缸上端。
4.如權(quán)利要求3所述的引孔設(shè)備，其特征在于，所述潛孔錘內(nèi)部設(shè)有連通至其下端面的通道，所述第二輸出端連通至所述通道。
5.如權(quán)利要求4所述的引孔設(shè)備，其特征在于，于所述潛孔錘下端面開設(shè)有多個用于導(dǎo)風(fēng)的水平凹槽，所述水平凹槽一端與所述通道開口處連通，另一端延伸至所述潛孔錘外側(cè)面。
6.如權(quán)利要求5所述的引孔設(shè)備，其特征在于，于所述潛孔錘外側(cè)面且于所述水平凹槽開口處，分別對應(yīng)設(shè)有多個用于導(dǎo)風(fēng)的豎直凹槽。
7.如權(quán)利要求6所述的引孔設(shè)備，其特征在于，所述通道開口處位于所述潛孔錘下端面中心，所述水平凹槽數(shù)量為四個，在所述潛孔錘下端面以所述通道開口處為中心，呈放射形均勻排布，所述豎直凹槽對應(yīng)設(shè)置為四個。
8.如權(quán)利要求1至7任一項所述的引孔設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)架設(shè)有下端設(shè)有可使所述機(jī)架行走、轉(zhuǎn)運(yùn)、支撐的液壓底盤。
【文檔編號】E21B7/02GK203584301SQ201320622206
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】尚增弟, 雷斌, 楊靜, 李紅波, 丁旭柳 申請人:深圳市晟輝機(jī)械有限公司, 深圳市工勘巖土工程有限公司