[發明專利]組合式潛孔錘及其施工方法

有效

• 申請號: 201010298838.5
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN101949261A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 錢奐云;何清華;朱建新;鄧超;張鵬;李海艦
• 申請（專利權）人: 湖南山河智能機械股份有限公司
• 主分類號: E21B4/06
• 分類號: E21B4/06;E21B1/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種潛孔錘，具體說，涉及一種可在硬質地層及巖層打孔、構筑基礎樁的組合式潛孔錘，本發明還涉及該組合式潛孔錘的施工方法。

背景技術

基礎樁施工通常使用鉆機驅動鉆頭在地層鉆孔，然后在孔中放鋼筋籠、灌混凝土，混凝土凝固后成為基礎樁；但遇到硬質地層特別是巖層時，用鉆頭鉆孔很困難，而要使用一種沖擊器(也稱潛孔錘)進行沖擊打孔，由于沖擊器具有在硬質巖層高效率打孔的功能，因而在礦山開采、建筑基礎施工中被廣泛地使用。

這種被公知的(如科學出版社出版的《中國采礦設備手冊-上冊》第1章第66頁～第68頁發表的)沖擊器，也被業內通稱為整體式潛孔錘，由錐螺紋接頭61、含有活塞的沖擊器本體62、帶有硬質合金頭63的沖擊鉆頭64組成，其直徑一般≤φ300mm；如附圖7所示。施工時潛孔錘通過空心鉆桿與鉆機的動力頭連接，動力頭驅動潛孔錘旋轉，由空壓機提供的壓縮空氣通過鉆桿進入沖擊器本體，驅動活塞高頻率往復打擊鉆頭，沖擊能量轉遞給鉆頭硬質合金頭往復沖擊巖石使之破碎，巖石的碎渣隨潛孔錘排出的氣體通過鉆桿與孔壁之間的環狀間隙排出，最終形成樁孔。

其優點是：在硬質地層特別是巖層能高效率打孔，但隨著樁基礎施工行業的發展，對大直徑基礎樁(φ500～φ800mm以及＞φ1000mm)打孔有更多的需求時，這種整體式潛孔錘表現出以下不足：

1、大直徑整體式潛孔錘加工工藝要求高、制造難度大、易出質量問題、制造成本較高；

2、由于體積大又重，維護修理不便，工作中一旦鉆頭上某個合金頭破損，就必須整體拆下返修，即耽誤工期，費用也較高；

3、由于直徑大、質量重，以錐螺紋接頭的方式連接需要整體旋轉，而且需要很大的扭矩才能擰緊使之達到所需密封性，在現場安裝拆卸不便。

為解決大直徑整體式潛孔錘的上述不足，美國專利：US?4429439公告了另一種集束式潛孔錘；如圖14和圖15所示，5個小直徑的沖擊器借助框架集束在一起構成大直徑的潛孔錘，由錐螺紋接頭與鉆桿及進氣路連接，并通過橫向氣路將壓縮空氣分配到各個小沖擊器，驅動其進行沖擊打孔作業。

但這種集束潛孔錘的不足之處是：

1、由于集束潛孔錘直徑大、質量重，同樣以錐螺紋接頭的方式連接需要整體旋轉，而且需要很大的扭矩才能擰緊使之達到所需密封性，在現場安裝拆卸不便；

2、壓縮空氣由橫向氣路進入沖擊器時拐角近乎直角，壓力損失大，效率低；

3、按照小直徑沖擊器的布置，中心的沖擊器比周邊的沖擊器在同樣旋轉條件下，所覆蓋的打孔面積不同，沖擊頻率(做功)應不同，但其氣路中氣壓相同、流量均分，不具有調節功能，不能有效利用能量，效率低。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種有效利用能量、打孔效率高的組合式潛孔錘。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供該組合式潛孔錘的施工效率高的施工方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供的組合式潛孔錘，包括聯結器、支架體和安裝在支架體上的復數小直徑的沖擊器，分氣裝置一端與所述的支架體連接，另一端與所述的聯結器連接，所述的分氣裝置設有集氣室，所述的集氣室設有與所述的沖擊器4連通的分氣路，與周邊設置的所述的沖擊器連接的所述的分氣路為大曲率氣路結構，與中心設置所述的沖擊器連接的所述的分氣路為直通結構。

所述的分氣裝置上設有可調節氣體壓力和氣體流量的調節裝置。

所述的沖擊器4的接頭是帶環槽的圓柱體，數個所述的沖擊器4分別插入所述的支架體的上板和底板的定位孔，借助定位環與支架體連接定位；所述的圓柱體的接頭端部插入所述的分氣裝置的密封環部位，通過螺栓與所述的分氣裝置連接固定。

本發明提供的組合式潛孔錘的施工方法，具有以下步驟：

(1)、帶有動力頭、供氣系統、中空圓柱形鉆桿或中空的螺旋鉆桿的鉆機走行到施工位置，借助2個銷軸及密封墊將組合式潛孔錘與鉆桿插接固定，根據鉆機動力頭輸出轉速及鉆機供氣系統參數，調整組合式潛孔錘的集氣室內的調節裝置至設定值；

(2)、啟動鉆機動力頭，驅動鉆桿、組合式潛孔錘按順時針旋轉，對正孔位后，啟動供氣系統提供壓縮空氣驅動組合式潛孔錘的各個沖擊器動作；動力頭下降，驅動組合式潛孔錘一邊旋轉一邊向地下高頻率沖擊打孔，碎渣隨沖擊器的排氣氣流通過鉆桿與孔壁之間的環狀間隙排出至地面；

(3)、打孔至預定深度后，并充分排渣；

(4)、動力頭向上提升，組合式潛孔錘也隨之提升至地面，

(5)、鉆機向一旁移動，向孔中放入鋼筋籠、灌注混凝土，經一段時間固化后，即成為地下基礎樁。