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【发明公布】一种静钻根植桩施工设备及其施工方法_上海工程机械厂有限公司_202210852529.0 

申请/专利权人:上海工程机械厂有限公司

申请日:2022-07-20

公开(公告)日:2022-09-20

公开(公告)号:CN115075246A

主分类号:E02D7/20

分类号:E02D7/20;E02D7/00;E21B3/02;E21B15/00;E21B17/00

优先权:

专利状态码:失效-发明专利申请公布后的视为撤回

法律状态:2023.08.29#发明专利申请公布后的视为撤回;2022.10.11#实质审查的生效;2022.09.20#公开

摘要:一种静钻根植桩施工设备,包括含主机底盘、立柱、顶部滑轮架、工作平台的桩架、含动力头、光钻杆组、搅拌钻杆组、扩底钻头、回转接头组件的钻孔机、钻杆护筒;动力头置于立柱导轨上;动力头的输出套筒的锁杆块与光钻杆组、搅拌钻杆组的锁杆部均互相匹配;操纵调整油缸使顶部滑轮架的移动架移动。利用静钻根植桩施工设备的施工方法,包括桩架与钻孔机组装、控制管路连接,钻孔机向下钻进切削土体,钻孔机提升注浆搅拌和预制桩植入成孔养护成桩等步骤。本发明实现动力头分别与搅拌钻杆组、光钻杆组实现快速连接、锁紧和拆卸,满足静钻根植桩施工对设备的要求,降低设备购置成本,保证施工安全要求,进一步提高静钻根植桩的施工效率。

主权项:1.一种静钻根植桩施工设备,包括含主机底盘(11)、具有导轨的立柱(12)、顶部滑轮架(13)、工作平台(14)的桩架(1)、含动力头(21)、光钻杆组(23)、搅拌钻杆组(24)、扩底钻头(25)、具有液压回转接头、注浆回转接头、转动芯轴的回转接头组件的钻孔机(2)、钻杆护筒(7),其中:顶部滑轮架(13)包括顶架体(130)、含调整油缸(1311)、前端滑轮(1312)的移动架(131)、二个第一滑轮组(132);动力头(21)包括机架(210)、位于机架上端的二个提升滑轮架(211)、具有内套圈(2123)、多个锁杆块(2122)的输出套筒(2121)、齿轮箱(212)、顶驱部(213)、位于机架背部的导向板;光钻杆组(23)包括含锁杆部(234)、上端外接头、下端内接头的上部光钻杆(231’)、多节含上端外接头、下端内接头的光钻杆(231);搅拌钻杆组(24)包括含锁杆部(234)、上端外接头、下端内接头的上部搅拌钻杆(241’)、多节含上端外接头、下端内接头的搅拌钻杆(241);扩底钻头(25)包括上端外接头、内置扩展油缸(251)、扩展臂(252)、喷浆口(255);回转接头组件的液压回转接头包括上壳体、位于上壳体外壁的进油孔、出油孔、含进油道、出油道的上转轴;注浆回转接头包括下壳体、含注浆口的下内套;转动芯轴包括含进油管、出油管的芯轴、芯轴支架、下端内接头;其特征在于:所述桩架(1)的立柱(12)竖直安装于主机底盘(11)的前端;所述顶部滑轮架(13)安装于立柱(12)的顶部;所述钻孔机(2)的动力头(21)通过设置于机架(210)背部的导向板置于立柱(12)的导轨上;所述机架(210)固装于齿轮箱(212)的上端部;所述动力头(21)的二个提升滑轮架(211)对称设置于机架(210)上端的左右二侧;所述桩架(1)的主机底盘(11)上设置的二个吊机卷扬机上引出的钢丝绳分别穿过顶部滑轮架(13)的二个第一滑轮组(132)、动力头(21)的提升滑轮架(211),以使动力头(21)沿立柱(12)的导轨下行或上提;所述动力头(21)的顶驱部(213)位于齿轮箱(212)的左右二侧;所述输出套筒(2121)以垂直穿过齿轮箱(212)的方式设置于其中心部位;所述内套圈(2123)设置于输出套筒(2121)的通孔内;所述锁杆块(2122)以径向对称方式设置在内套圈(2123)的内壁中部;所述光钻杆组(23)由上部光钻杆(231’)和多节光钻杆(231)对接而成,所述上部光钻杆(231’)的锁杆部(234)设置于上部光钻杆(231’)的上端外接头的下方;所述搅拌钻杆组(24)由上部搅拌钻杆(241’)、多节搅拌钻杆(241)对接而成,所述上部搅拌钻杆(241’)的锁杆部(234)设置于上部搅拌钻杆(241’)的上端外接头的下方;所述上部光钻杆(231’)、上部搅拌钻杆(241’)的锁杆部(234)均设有含横向槽和直通槽的T型锁定槽,其分别在上部光钻杆(231’)、上部搅拌钻杆(241’)的外壁以径向对称方式设置;所述输出套筒(2121)的锁杆块(2122)均与上部光钻杆(231’)、上部搅拌钻杆(241’)的锁杆部(234)的T型锁定槽的直通槽和横向槽相匹配,以保证锁杆块(2122)顺利插入T型锁定槽的直通槽、且在顺时针旋转一个角度后在横向槽上锁定;当所述输出套筒(2121)在锁杆部(234)处下行或下行、且作顺时针旋转,锁杆块(2122)经锁杆部(234)的直槽转入突出缺口,实现输出套筒(2121)与搅拌钻杆组(24)、光钻杆组(23)的连接锁紧;当所述输出套筒(2121)在锁杆部(234)逆时针旋转、且作下行或下行,锁杆块(2122)从锁杆部(234)的直槽的突出缺口转出进入直槽,实现输出套筒(2121)与搅拌钻杆组(24)、光钻杆组(23)的锁紧解除;所述扩底钻头(25)通过上端外接头固装于搅拌钻杆组(24)的最下部一节光钻杆(231)的下端内接头处;所述动力头(21)的齿轮箱(212)在顶驱部(213)的驱动下将扭矩传递至输出套筒(2121),在所述输出套筒(2121)顺时针旋转时带动光钻杆组(23)、搅拌钻杆组(24)和扩底钻头(25),或者带动搅拌钻杆组(24)、扩底钻头(25)一起旋转,从而实现钻孔机(2)的下钻切削或上提搅拌作业;所述光钻杆组(23)的上部光钻杆(231’)和多节光钻杆(231)、搅拌钻杆组(24)的上部搅拌钻杆(241’)和多节搅拌钻杆(241)均设有注浆通道、进油管、出油管,当所述光钻杆组(23)、搅拌钻杆组(24)对接后组成注浆通道、进油管、出油管;所述扩底钻头(25)设有进油管、出油管、注浆通道,当扩底钻头(25)的上端外接头与上方的搅拌钻杆组(24)的搅拌钻杆(241)的下端内接头完成对接后形成钻机的注浆通道、进油管、出油管;所述注浆通道包括位于内置扩展油缸(251)的上端面与扩底钻头(25)内腔、进油管、出油管形成的上部环形空间(2561)、以及穿过内置扩展油缸(251)、且与喷浆口(255)连通的喷浆管(2562);所述内置扩展油缸(251)的有杆腔、无杆腔分别与接通;所述扩展臂(252)枢轴连接于扩底钻头(25)的外壁,该扩展臂的短臂安装于内置扩展油缸(251)外壁的卡槽(2512)内、长臂安装切削刀头,通过液压系统控制内置扩展油缸(251)的伸缩实现扩展臂(251)在成孔内扩展或收缩,从而满足在成孔内璧或底部扩孔需要;所述回转接头组件的液压回转接头固装于注浆回转接头的上方;所述转动芯轴穿过注浆回转接头的下内套后与液压回转接头的上转轴连接、且其芯轴的进油管、出油管与上转轴的进油道、出油道接通;所述转动芯轴通过芯轴支架支承于注浆回转接头的下内套的孔内,该芯轴支架若干使浆液通过的通孔,从而在下内套的孔内形成完整的注浆通道;所述注浆回转接头的下内套置于下壳体内,该下壳体通过其底部法兰固装于齿轮箱(212)的上端部;所述转动芯轴的下端内接头位于转动芯轴的伸出端、且具有与钻孔机(2)的搅拌钻杆组(24)、光钻杆组(23)的外接头相匹配的内插口,以使回转接头组件与搅拌钻杆组(24)、或光钻杆组(23)对接时达到快速、准确地连接锁定;当所述光钻杆组(23)、或搅拌钻杆组(24)与动力头(21)的输出套筒(2121)完成连接锁紧后,将所述回转接头组件固装于齿轮箱(212)的输出套筒(2121)处,该回转接头组件的外壳体固装于齿轮箱(212)的上端面、其转动轴与上部光钻杆(231’)的外接头、或与上部搅拌钻杆(241’)的外接头对接;所述回转接头组件的外壳体的浆液接头连通后台注浆系统、且经过设置于外壳体的内部浆液通路与转动轴的浆液通道接通,外壳体的进出油接头连通液压系统管路、且经过设置于外壳体的二个内部油液通路与转动轴的进出油通道;所述回转接头组件的转动轴的浆液通道与注浆管接通后输送水泥浆液后向孔内注浆,所述回转接头组件的转动轴进出油通道与进出油管接通后向扩底钻头(25)的内置扩展油缸输入液压油控制扩展臂(252)的扩孔作业;所述桩架(1)的主机底盘(11)上设置的吊杆卷扬机上引出的钢丝绳穿过顶部滑轮架(13)的移动架(131)的前端滑轮(1312)后吊起光钻杆组(23);所述顶部滑轮架(13)的架体(130)上端面设有滑槽,所述移动架(131)置于该滑槽内;所述调节油缸(1311)分别与顶架体(130)、移动架(131)连接,通过操纵调整油缸(1311)的活塞杆伸缩使移动架(131)在架体(130)的滑槽内移动,从而调节位于移动架(131)端部的前端滑轮(1312)的位置;操纵移动架(131)携带光钻杆组(23)向桩架(1)的立柱(12)移动,当光钻杆组(23)穿过齿轮箱(212)的输出套筒(2121)与下方的搅拌钻杆组(24)对齐时,将光钻杆组(23)的最下部的一节光钻杆(231)的内接头插入下方的搅拌钻杆组(24)的上部搅拌钻杆(241’)的外接头后锁定,完成光钻杆组(23)与搅拌钻杆组(24)的对接;所述工作平台(14)为L型结构件,其铰接安装于桩架(1)的主机底盘(11)的前端部,其自由端可旋转至桩架(1)的正前方;所述钻杆护筒(7)固装于立柱(12)的导轨底部,所述钻孔机(2)的光钻杆组(23)、搅拌钻杆组(24)和扩底钻头(25)穿越该钻杆护筒(7)的通孔下钻切削地层、上提搅拌土体。

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