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【发明授权】砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩施工装置_中交一公局桥隧工程有限公司;中交一公局集团有限公司_201810193716.6 

申请/专利权人:中交一公局桥隧工程有限公司;中交一公局集团有限公司

申请日:2018-03-09

公开(公告)日:2020-07-10

公开(公告)号:CN108468334B

主分类号:E02D15/08(20060101)

分类号:E02D15/08(20060101);E02D5/36(20060101);E02D17/08(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.07.10#授权;2018.09.25#实质审查的生效;2018.08.31#公开

摘要:本发明公开了砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩施工装置,该装置包括驱动电机、安装底板、竖向导轨、螺杆、滑动板、转动杆a、转动杆b、转动副a、转动副b、平移副、滑槽、钢丝绳和水平板通过钻机施压反转和利用孔内土体孔隙水将粘土与孔壁周围土体结合,形成护壁,以此循环直至设计孔深。挖孔灌注桩粘土护壁方案相比泥浆护壁钻孔灌注桩,主要优势在于用一定含水量的粘土替代了传统泥浆,节省了工艺时间,不仅施工速度明显加快,同时经济效益也十分明显,除施工速度也较快,同时节约大量水资源,桩基工程造价降低,具有广泛的应用前景和经济效益。

主权项:1.砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩钢筋笼吊装调整施工装置,其特征在于:该装置包括驱动电机1、安装底板2、竖向导轨3、螺杆4、滑动板5、转动杆a6、转动杆b7、转动副a8、转动副b9、平移副10、滑槽11、钢丝绳12和水平板13;安装底板2固定在吊车机架上;钢丝绳12一端系在钢筋笼14的周向位置,另一端与钢丝绳箍连接;驱动电机1分布在安装底板2的周向,安装底板2的中间设有竖向导轨3;滑动板5的中间部分与竖向导轨3相配合,滑动板5能够沿竖向导轨3竖直移动;驱动电机1的输出轴与螺杆4连接,螺杆4安装在滑动板5的周向,滑动板5的周向设有螺孔,滑动板5与螺杆4为螺纹配合;水平板13与滑动板5之间通过转动杆a6连接,转动杆a6与滑动板5之间通过转动副a8连接,转动杆a6与水平板13之间通过平移副10连接;水平板13上滑槽11,滑槽11与平移副10相配合;水平板13与钢筋笼14之间通过转动杆b7连接,转动杆b7与水平板13之间通过平移副10连接,转动杆b7与钢筋笼14之间通过转动副b9连接。

全文数据:砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩施工装置技术领域[0001]本发明涉及砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩施工装置,属于桥梁施工工艺技术领域。背景技术[0002]近年来,随着我国大量桥梁的建设,桥梁新的施工工艺不断涌现,旋挖转作为粧基施工的一种新兴的施工工艺,虽然在国际上已有几十年的发展历史,但在中国才刚有近十年的历史,成为发展最快的一种新型桩孔施工方法,旋挖钻孔灌注桩技术被誉为“绿色施工工艺”,具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高、成桩质量好及环境污染小特点,能够满足各类大型建筑基础工程施工要求,目前广泛应用市政建设、公路桥梁、工业和民用建筑、地下连续墙、水利、防渗护坡等基础施工。国内的专家认为:旋挖钻机在国内今后几年仍有很大的市场。[0003]目前常用的成孔技术主要有千挖成孔、泥浆护壁成孔等。干挖成孔具有噪音小、低振动、无废气排放、占用场地小、起吊及运输方便、进度快、成孔干净等优点,且需电力较小,比较经济,但干挖成孔作业对地质状况要求较高,否则容易造成塌孔;泥浆护壁成孔技术目前应用最为广泛,但该工艺施工环节较多,施工中易出现质量问题的因素较多,且施工速度较慢,成本也较高;[0004]另外,在粘土护壁成孔技术中,钢筋笼的定位尤为关键。钢筋笼在吊装过程中,保证钢筋笼与钻孔之间的垂直度定位非常重要,钢筋笼与粘土护壁发生碰撞后很容易得到造成施工质量的下降。[0005]粘土护壁成孔技术通过压力和孔内土体孔隙水将粘土与孔壁周围土体相粘结,形成泥皮,确保钻进过程中不出现塌孔现象。[0006]旋挖钻机施工作为一种新兴的施工工艺,虽然应用广泛,但施工中遇到问题也越来越多,钻孔过程中的坍孔、孔深偏斜、扩孔、缩孔、卡钻等问题妨碍了旋挖钻的进一步发展,目前在复杂地层中的旋挖钻孔技术研宄相对薄弱。本发明针对砂砾地层干钻粘土护壁成孔灌注桩进行研究,进一步丰富了旋挖钻的应用范围。发明内容[0007]本发明的目的在于提升砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩的施工质量,首先针对钢筋笼的吊装定位采用刚性连接件,同时在吊装过程中易于出现的定位偏差进行自动调整,保证吊装质量,另外,基于本装置进行的千钻灌注粧粘土护壁方案相比泥浆护壁钻孔灌注桩,用一定含水量的粘土替代了传统泥浆,节省了工艺时间,不仅施工速度明显加快,同时经济效益也十分明显,除施工速度也较快,同时节约大量水资源,粧基工程造价降低,并且具有广泛的应用前景和经济效益。[0008]为实现上述目的,本发明采用的技术方案为砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩钢筋笼吊装调整施工装置,该装置包括驱动电机1、安装底板2、竖向导轨3、螺杆4、滑动板5、转动杆a6、转动杆b7、转动副a8、转动副b9、平移副10、滑槽11、钢丝绳12和水平板13;安装底板2固定在吊车机架上;钢丝绳12—端系在钢筋笼14的周向位置,另一端与钢丝绳箍连接;驱动电机1分布在安装底板2的周向,安装底板2的中间设有竖向导轨3;滑动板5的中间部分与竖向导轨3相配合,滑动板5能够沿竖向导轨3竖直移动;驱动电机1的输出轴与螺杆4连接,螺杆4安装在滑动板5的周向,滑动板5的周向设有螺孔,滑动板5与螺杆4为螺纹配合;[0009]水平板13与滑动板5之间通过转动杆a6连接,转动杆a6与滑动板5之间通过转动副a8连接,转动杆a6与水平板13之间通过平移副10连接;水平板13上滑槽11,滑槽11与平移副10相配合。[0010]水平板13与钢筋笼14之间通过转动杆b7连接,转动杆b7与水平板13之间通过平移副10连接,转动杆b7与钢筋笼14之间通过转动副b9连接。[0011]利用上述装置进的砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩钢筋笼吊装调整施工工艺,旋挖钻钻机沿既定钻孔位置每钻进深度约lm,回填lm粘土,钻机施压反转,通过压力和钻孔内土体孔隙水将粘土与孔壁周围土体结合,密实、形成泥皮,以此循环直至设计孔深,钻至设计高程后再次施压反钻lmin,确保孔底土体密实,形成黏土护壁。[0012]已形成黏土护壁填充部分塌落石块和未护壁粧体16,孔壁部分石块塌落17、回填干黏土18、旋挖钻钻头下放后反转,挤压以形成黏土护壁15,原状土19为多间砂砾。[0013]将钢丝绳12系在钢筋笼14的周向,转动副b9连接在钢筋笼14的中间位置;保持钢筋笼14水平;利用吊机吊起钢筋笼14,钢筋笼14正对旋挖钻孔的中间位置;松开钢丝绳12,钢筋笼14在自身重力下进入旋挖钻孔内;黏土护壁15与钢筋笼14之间保持一定的间隙;当钢筋笼14的竖直位置需要进行向下调整时候,启动驱动电机1,驱动电机1带动螺杆4旋转,螺杆4带动滑动板5沿竖向导轨3竖直向上移动,转动杆a6与转动杆b7之间的夹角变大,钢筋笼14被下放,进行调整。[0014]当钢筋笼14的竖直位置需要进行向上调整时候,驱动电机1反转,驱动电机1带动螺杆4反向旋转,螺杆4带动滑动板5沿竖向导轨3竖直向下移动,转动杆a6与转动杆b7之间的夹角变小,钢筋笼14被上升,进行调整。[0015]与现有技术相比较,本发明具有如下有益效果。[0016]1、驱动电机在安装底板的周向分布,驱动电机的输出轴与竖向导轨的连接,转动杆a、转动杆b之间以及与钢筋笼之间形成刚性连接,保证钢筋笼在下降过程的平稳稳定,防止出现晃动。[0017]2、驱动电机带动螺杆旋转调整钢筋笼的位置,整个调整过程稳定性好,钢筋笼的竖直位置调整更加的便利化。[0018]3、该施工工艺综合了干挖成孔和泥浆护壁成孔两者的优点,既提高了成孔速度又降低了施工成本,可以预见,该技术将会得到广泛的应用。附图说明[0019]图1为砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩钢筋笼吊装调整施工装置结构图。[0020]图2为滑槽的位置布设图。[0021]图3为施工工艺成形示意图。[0022]图中,1、驱动电机,2、安装底板,3、竖向导轨,4、螺杆,5、滑动板,6、转动杆a,7、转动杆b,8、转动副a,9、转动副b,10、平移副,11、滑槽,12、钢丝绳,13、水平板,14、钢筋笼,15、黏土护壁,16、未护壁桩体,17、干黏土,18、旋挖钻钻头,19、原状土。具体实施方式[0023]如图1-3所示,砂砾地层千挖粘土护壁成孔灌注桩钢筋笼吊装调整施工装置,该装置包括驱动电机1、安装底板2、竖向导轨3、螺杆4、滑动板5、转动杆a6、转动杆b7、转动副a8、转动副b9、平移副1〇、滑槽11、钢丝绳12和水平板13;安装底板2固定在吊车机架上;钢丝绳12—端系在钢筋笼14的周向位置,另一端与钢丝绳箍连接;驱动电机1分布在安装底板2的周向,安装底板2的中间设有竖向导轨3;滑动板5的中间部分与竖向导轨3相配合,滑动板5能够沿竖向导轨3竖直移动;驱动电机1的输出轴与螺杆4连接,螺杆4安装在滑动板5的周向,滑动板5的周向设有螺孔,滑动板5与螺杆4为螺纹配合;[0024]水平板13与滑动板5之间通过转动杆a6连接,转动杆a6与滑动板5之间通过转动副a8连接,转动杆a6与水平板13之间通过平移副10连接;水平板I3上滑槽11,滑槽11与平移副10相配合。[0025]水平板13与钢筋笼14之间通过转动杆b7连接,转动杆b7与水平板I3之间通过平移副10连接,转动杆b7与钢筋笼14之间通过转动副b9连接。[0026]利用上述装置进的砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注粧钢筋笼吊装调整施工工艺,旋挖钻钻机沿既定钻孔位置每钻进深度约lm,回填lm粘土,钻机施压反转,通过压力和钻孔内土体孔隙水将粘土与孔壁周围土体结合,密实、形成泥皮,以此循环直至设计孔深,钻至设计高程后再次施压反钻lmin,确保孔底土体密实,形成黏土护壁。[0027]已形成黏土护壁填充部分塌落石块和未护壁桩体16,孔壁部分石块塌落17、回填干黏土18、旋挖钻钻头下放后反转,挤压以形成黏土护壁15,原状土19为多间砂砾。[0028]将钢丝绳12系在钢筋笼14的周向,转动副b9连接在钢筋笼14的中间位置;保持钢筋笼14水平;利用吊机吊起钢筋笼14,钢筋笼14正对旋挖钻孔的中间位置;松开钢丝绳12,钢筋笼14在自身重力下进入旋挖钻孔内;黏土护壁15与钢筋笼14之间保持一定的间隙;当钢筋笼14的竖直位置需要进行向下调整时候,启动驱动电机1,驱动电机1带动螺杆4旋转,螺杆4带动滑动板5沿竖向导轨3竖直向上移动,转动杆a6与转动杆b7之间的夹角变大,钢筋笼14被下放,进行调整。[0029]当钢筋笼14的竖直位置需要进行向上调整时候,驱动电机1反转,驱动电机1带动螺杆4反向旋转,螺杆4带动滑动板5沿竖向导轨3竖直向下移动,转动杆a6与转动杆b7之间的夹角变小,钢筋笼14被上升,进行调整。[0030]黏土护壁,3-5cm厚,并填充部分塌落石块I6、未护壁部分粧体,孔壁部分石块塌落17、回填干黏土18、旋挖钻钻头下放后反转,挤压以形成黏土护壁I5,原状土19多间砂砾。

权利要求:1.砂砾地层千挖粘土护壁成孔灌注桩钢筋笼吊装调整施工装置,其特征在于:该装置包括驱动电机(1、安装底板¾、竖向导轨3、螺杆4、滑动板5、转动杆a6、转动杆b⑺、转动副a⑻、转动副b⑼、平移副(1〇、滑槽11、钢丝绳(12和水平板13;安装底板2固定在吊车机架上;钢丝绳12—端系在钢筋笼(14的周向位置,另一端与钢丝绳箍连接;驱动电机(1分布在安装底板2的周向,安装底板⑵的中间设有竖向导轨3;滑动板5的中间部分与竖向导轨3相配合,滑动板5能够沿竖向导轨⑶竖直移动;驱动电机I的输出轴与螺杆⑷连接,螺杆⑷安装在滑动板⑸的周向,滑动板⑸的周向设有螺孔,滑动板与螺杆⑷为螺纹配合;水平板(1¾与滑动板5之间通过转动杆a⑹连接,转动杆a6与滑动板⑸之间通过转动副a8连接,转动杆a6与水平板(13之间通过平移副(1〇连接;水平板(13上滑槽II,滑槽(11与平移副(10相配合;水平板(1¾与钢筋笼(14之间通过转动杆bC7连接,转动杆b7与水平板(13之间通过平移副(10连接,转动杆b7与钢筋笼14之间通过转动副b⑼连接。2.根据权利要求1所述的砂砾地层千挖粘土护壁成孔灌注桩钢筋笼吊装调整施工装置,其特征在于:利用上述装置进的砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩钢筋笼吊装调整施工工艺,旋挖钻钻机沿既定钻孔位置每钻进深度约lm,回填lm粘土,钻机施压反转,通过压力和钻孔内土体孔隙水将粘土与孔壁周围土体结合,密实、形成泥皮,以此循环直至设计孔深,钻至设计高程后再次施压反钻lmin,确保孔底土体密实,形成黏土护壁。3.根据权利要求1所述的砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩钢筋笼吊装调整施工装置,其特征在于:己形成黏土护壁填充部分塌落石块和未护壁桩体(16,孔壁部分石块塌落17、回填干黏土(18、旋挖钻钻头下放后反转,挤压以形成黏土护壁(15,原状土(19为多间砂砾。4.根据权利要求1所述的砂砾地层干挖粘土护壁成孔灌注桩钢筋笼吊装调整施工装置,其特征在于:将钢丝绳(12系在钢筋笼(14的周向,转动副b9连接在钢筋笼(14的中间位置;保持钢筋笼(14水平;利用吊机吊起钢筋笼(14,钢筋笼(14正对旋挖钻孔的中间位置;松开钢丝绳(12,钢筋笼(14在自身重力下进入旋挖钻孔内;黏土护壁15与钢筋笼14之间保持一定的间隙;当钢筋笼(14的竖直位置需要进行向下调整时候,启动驱动电机(1,驱动电机⑴带动螺杆⑷旋转,螺杆⑷带动滑动板⑸沿竖向导轨⑶竖直向上移动,转动杆a6与转动杆b7之间的夹角变大,钢筋笼14被下放,进行调整。5.根据权利要求1所述的砂砾地层千挖粘土护壁成孔灌注粧钢筋笼吊装调整施x装置,其特征在于:当钢筋笼(14的竖直位置需要进行向上调整时候,驱动电机⑴反转,驱动电机⑴带动螺杆⑷反向旋转,螺杆⑷带动滑动板⑸沿竖向导轨⑶竖直向下移动,转动杆a⑹与转动杆b⑺之间的夹角变小,钢筋笼14被上升,进行调整。

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