微成孔灌注桩钻孔设备及快速钻孔施工方法技术

本申请提供了一种微成孔灌注桩钻孔设备及快速钻孔施工方法，涉及灌注桩施工领域

【技术实现步骤摘要】
微成孔灌注桩钻孔设备及快速钻孔施工方法


[0001]本申请涉及灌注桩施工领域，尤其是涉及微成孔灌注桩钻孔设备，此外还涉及微成孔灌注桩快速钻孔施工方法
。

技术介绍

[0002]混凝土灌注桩是工民建设和基础建设中经常使用的一种提高基础承载能力的结构，在高层建筑
、
桥梁和一些地耐性较差的地区被广泛应用
。
微成孔灌注桩是一种直径较小的钻孔灌注桩，其直径一般为
10
～
40cm
，长细比一般大于
30
，桩体由压力灌注的水泥砂浆或者由小石子混凝土与加劲材料组成
。
[0003]目前，灌注桩的施工过程主要包括钻孔
、
安置钢筋笼和浇注混凝土，其中钻孔是关键环节，现有的施工过程中一般采用转盘式钻机对钻头进行驱动，钻头在穿过不同的地层后成孔，在公开号为
CN214576767U
的中国专利文件中，公开了钻孔灌注桩桩机钻头及钻孔灌注桩，并具体公开了钻孔组件包括钻杆
、
固定套设在的钻杆近端腰带以及固定连接于钻杆的钻尖头，解决了施工过程无法很好地保证钻孔孔径，从而导致不良质地情况下缩颈的技术问题
。
[0004]但是在对卵砾石地层进行钻进的过程中，钻头难以破碎卵砾石，导致进尺较慢，成孔效率低无法满足施工生产需求，若临时租用更先进的机械设备会增大施工成本
。

技术实现思路

[0005]为了改善地层中含有的坚硬物导致进尺缓慢
、
>成孔效率低的问题，本申请提供微成孔灌注桩钻孔设备及快速钻孔施工方法
。
[0006]第一方面，本申请提供一种微成孔灌注桩钻孔设备，采用如下的技术方案：微成孔灌注桩钻孔设备，包括钻杆
、
护套和钻头，所述护套套设在钻杆的外侧并通过连接杆与钻杆连接，所述钻头设于所述钻杆的底部；所述钻杆为管状结构，所述钻杆内套设有破碎杆，所述破碎杆的吊装端驱动破碎杆在所述钻杆内上下滑动，所述破碎杆的碎石端靠近钻头且呈尖锥状，所述破碎杆的碎石端设有容置槽，所述破碎杆的碎石端通过容置槽穿过钻头后击碎阻碍物
。
[0007]通过采用上述技术方案，钻机带动钻杆及钻头转动，进而在标定位置形成井孔，护套的外壁与井孔的内壁贴合，能够在钻头进尺的过程中形成对井孔的护壁作用，防止井孔坍塌；进一步的，在钻孔遭遇卵砾石等阻碍物时，钻头停止转动，将破碎杆吊放至钻杆的内侧，然后释放破碎杆，在重力作用下，破碎杆会加速下落并撞击阻碍物，使得阻碍物破碎，进而提高钻孔的进尺速度，也就能够促进成孔效率的提升；钻杆成空心的管状，钻头设置在钻杆的底部且与钻杆的轴线之间产生干涉，这样，在破碎杆下落的过程中，破碎杆的碎石端的容置槽会套入到钻头内，使得破碎杆的碎石端的端面能够凸出至钻头的底部端面的下方，进而使得破碎杆的碎石端能够形成对阻碍物的冲击
、
破碎作用
。
[0008]可选的，所述钻头适配且活动地穿设在所述容置槽内，所述钻头的高度小于所述
容置槽的深度
。
[0009]通过采用上述技术方案，破碎杆在向下坠落
、
接近阻碍物时，钻头能够进入到容置槽内，而破碎杆的碎石端的端面能够继续下移至钻头的端面下方，进而实现对阻碍物的冲击及破碎作用，也就是说，通过容置槽的设置，可以确保破碎杆在下落后与钻头产生干涉时，破碎杆的碎石端的端面已经位于钻头的端面下方，也就能够形成对阻碍物的破碎作用
。
[0010]可选的，所述破碎杆的长度大于所述钻杆的长度
。
[0011]通过采用上述技术方案，能够尽可能地提高破碎杆的下落的初始高度，进而提高破碎杆对阻碍物的冲击力
。
[0012]可选的，所述钻杆的外壁上设有至少两个定位组，所述定位组包括若干定位杆，所述定位杆通过定位孔穿设在所述钻杆上，若干所述定位杆沿所述钻杆的外圆周间隔排列，若干所述定位杆位于钻杆内的一端夹持所述破碎杆的外壁
。
[0013]通过采用上述技术方案，破碎杆被至少一个定位组夹持，而一个定位组包括多个定位杆，在钻杆的外壁上设有与多个定位杆一一对应的定位孔，定位杆的一端位于钻杆的外侧，定位杆的另一端延伸至钻杆的内侧，多个定位杆的另一端伸入钻杆内后形成对破碎杆的夹持作用，这样，在破碎杆下落的过程中，始终会被多个定位组的多个定位杆夹持，也就确保破碎杆能够在保持与钻杆同轴的状态下掉落，进而确保钻头能够与容置槽对准并进入到容置槽内，最终实现破碎杆的碎石端与阻碍物接触并击碎阻碍物
。
[0014]可选的，同一定位组内的多个定位孔处于同一水平面内
。
[0015]通过采用上述技术方案，处于同一平面内的多个定位杆能够对破碎杆形成更加可靠地夹持
、
定位与限位作用，确保破碎杆能够沿钻杆的轴线方向竖直下落
。
[0016]可选的，所述定位杆与所述定位孔之间为间隙配合，所述定位杆位于钻杆内的一端呈球面状，所述定位杆的另一端设有弧形压板，所述钻杆的外壁上还设有若干气垫，所述气垫设于弧形压板与所述钻杆之间，气源控制所述气垫的膨胀与收缩并驱动所述定位杆伸入或拔出钻杆
。
[0017]通过采用上述技术方案，定位杆位于钻杆内的一端呈球面状，能够降低与破碎杆的接触面积，确保破碎杆能够更加顺畅地由一个定位组的若干定位杆之间穿入到下一个定位组的若干定位杆之间
。
[0018]进一步的，在钻头进尺距离达到
40
‑
60cm
后，钻头以最低的转速转动，然后气源通过气管向位于井孔内的气垫供气，使得这些气垫处于膨胀状态，进而使得弧形压板与井孔的内壁贴合，这样，当弧形压板对井孔的墙壁形成顶撑作用后，弧形压板还会随钻杆同步转动，从而提高泥浆在井孔的内壁上的粘附效果，也就提高了泥浆护壁的效果
。
[0019]当钻头遇到阻碍物无法进尺后，钻头停止转动，气源将位于井孔内的
、
膨胀的气垫内的气体抽出，在这些气垫体积缩小的过程中会带动弧形压板朝向钻杆的方向移动，也就会使得定位杆伸入到钻杆内，当同一定位组内的多个定位杆位移到位后，多个定位杆之间的形成的通道可以用于破碎杆穿过，且在破碎杆穿入通道后，多个定位杆能够可靠地对破碎杆进行支撑与定位，确保破碎杆能够沿钻杆的轴线方向快速下落
、
形成对阻碍物的冲击及破碎
。
[0020]可选的，相邻两个弧形压板之间设有一个气垫，同一弧形压板的两侧均抵压有一个气垫；
所述气垫的内壁与所述钻杆的外壁固定连接，所述气垫的外壁两侧设有滑块，所述弧形压板朝向所述气垫的一侧设有卡槽，所述滑块适配地在所述卡槽内滑动
。
[0021]通过采用上述技术方案，一个弧形压板在两个气垫的驱动下，能够沿定位孔的轴线方向往复移动，当弧形压板与井孔的内壁贴合时，会达到护壁效果，当弧形压板靠近钻杆时，会达到支撑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
微成孔灌注桩钻孔设备，其特征在于，包括钻杆
(1)、
护套
(2)
和钻头
(3)
，所述护套
(2)
套设在钻杆
(1)
的外侧并通过连接杆
(20)
与钻杆
(1)
连接，所述钻头
(3)
设于所述钻杆
(1)
的底部；所述钻杆
(1)
为管状结构，所述钻杆
(1)
内套设有破碎杆
(4)
，所述破碎杆
(4)
的吊装端与吊机连接，所述破碎杆
(4)
的碎石端靠近钻头
(3)
且呈尖锥状，所述破碎杆
(4)
的碎石端设有容置槽
(40)
，所述破碎杆
(4)
的碎石端通过容置槽
(40)
穿过钻头
(3)
后击碎阻碍物
。2.
根据权利要求1所述的微成孔灌注桩钻孔设备，其特征在于，所述钻头
(3)
适配且活动地穿设在所述容置槽
(40)
内，所述钻头
(3)
的高度小于所述容置槽
(40)
的深度
。3.
根据权利要求1所述的微成孔灌注桩钻孔设备，其特征在于，所述破碎杆
(4)
的长度大于所述钻杆
(1)
的长度
。4.
根据权利要求3所述的微成孔灌注桩钻孔设备，其特征在于，所述钻杆
(1)
的外壁上设有至少两个定位组，所述定位组包括若干定位杆
(5)
，所述定位杆
(5)
通过定位孔
(10)
穿设在所述钻杆
(1)
上，若干所述定位杆
(5)
沿所述钻杆
(1)
的外圆周间隔排列，若干所述定位杆
(5)
位于钻杆
(1)
内的一端夹持所述破碎杆
(4)
的外壁
。5.
根据权利要求4所述的微成孔灌注桩钻孔设备，其特征在于，同一定位组内的多个定位孔
(10)
处于同一水平面内
。6.
根据权利要求4所述的微成孔灌注桩钻孔设备，其特征在于，所述定位杆
(5)
与所述定位孔
(10)
之间为间隙配合，所述定位杆
(5)
位于钻杆
(1)
内的一端呈球面状，所述定位杆
(5)
的另一端设有弧形压板
(6)
，所述钻杆
(1)
的外壁上还设有若干气垫
(7)
，所述气垫
(7)
设于弧形压板
(6)
与所述钻杆
(1)
之间，气源控制所述气垫
(7)
的膨胀与收缩并驱动所述定位杆
(5)
伸入或拔出钻杆
(1)。7.
根据权利要求6所述的微成孔灌注桩钻孔设备，其特征在于，相邻两个弧形压板
(6)
之间设有一个气垫
(7)
，同一弧形压板

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，吕平，贺庆新，赵强，
申请(专利权)人：宏源达宁夏电力工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：