[發明專利]一種長螺旋鉆機入巖和制做擴底樁載體樁的方法及設備

在審

• 申請號: 201710426635.1
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN108979522A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張巍;石午江;郝慶林
• 申請（專利權）人: 石興
• 主分類號: E21B3/00
• 分類號: E21B3/00;E21B4/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種能夠鉆進巖石并能夠制做擴底樁或載體樁的制樁方法及設備。特點是所用長螺旋鉆具的鉆頭不僅可以隨鉆桿一起轉動，而且可以在鉆桿上單獨連續錘擊巖石或高頻振動沖擊巖石，由葉片將擊碎的巖石碎塊排出，從而鉆進巖層成孔。制做載體樁時，鉆頭鉆桿正轉，鉆頭和鉆桿上的螺旋葉片將鉆出的土排出孔外鉆進成孔；鉆桿反轉時，鉆外排下的碎石、建筑垃圾、干硬性混凝土進入孔底，在鉆頭的錘擊下擠入孔底土層，形成擴大頭或樁端載體基礎，再灌注高強度混凝土，插入鋼筋籠，制成擴底樁或載體樁。成孔、載體基礎、制樁過程連續進行一次完成，施工速度大大提高，施工成本大幅降低，而且有效地利用建筑垃圾，利于環境保護。

技術領域

本方法屬于制樁方法，設備屬于建筑機械，具體說是一種能夠讓鉆桿上的鉆頭連續錘擊或高頻沖擊巖石從而鉆孔入巖或錘擊孔底填充物和土體，在巖層中制樁或在軟土中制成樁底擴大頭或載體基礎的方法和設備。

背景技術

目前建筑工地廣泛使用的長螺旋鉆機只適合于在土層中鉆孔，遇到巖層鉆進就非常困難。但是很多基礎工程要求基礎樁入巖，即穿透強風化巖層將樁尖扎進中風化甚至微風化巖層中。這對長螺旋鉆機構成難題。為解決這一難題，我們首先分析一下巖石被鉆時的力學性質，眾所周知：巖石既硬又脆，很難用刀具切割但沖擊韌性極低，很容易被錘打擊碎，在巖層中打炮眼的風鎬就是利用這個原理入巖成孔。如果我們將長螺旋鉆具改造成既有葉片能夠在土層中鉆孔，其鉆頭又能在鉆桿上連續錘擊或高頻沖擊巖石成孔，豈不是一舉解決了長螺旋鉆機入巖層的難題。關鍵在于如何讓鉆頭既能接受鉆桿傳來的扭矩在土層中轉動鉆孔，又能作為錘頭在鉆桿上直線往復運動連續錘擊巖石或高頻振動沖擊巖石，從而擊碎巖石入巖成孔。

在軟土地基中做樁時，淺層找不到合適的持力層，側摩阻力又非常小。此時最合理的辦法是人工制造一個樁的端承載體基礎，制成所謂的載體樁。我們可以利用上述長螺旋鉆頭能夠錘擊巖石或高頻沖擊巖石的特點，鉆至預定深度后，在不提鉆的情況下設法向孔底輸進碎石或建筑垃圾，同時錘擊或高頻沖擊制成足夠大的樁端載體基礎，然后直接向鉆孔內灌注高強度混凝土，插進鋼筋籠，制成現場灌注的混凝土載體樁。

發明內容

我們所要解決的技術問題是：如何使長螺旋鉆桿上的鉆頭在保持接受鉆桿傳遞來的扭矩轉動的同時，又具有獨自連續錘擊巖石或高頻振動沖擊巖石的能力，從而擊碎巖石，達到入巖成孔的目的；并且可以利用這個可以錘擊或高頻沖擊的鉆頭，將碎石或建筑垃圾在孔底制造出一個足夠大的載體基礎。

我們解決上述技術問題的方法是：設計制造一種長螺旋鉆機入巖鉆具，由電機、行星減速機、齒輪箱、空心輸出主軸、長螺旋鉆桿和鉆頭構成，其特征在于：鉆頭通過限位橫銷、六方接頭或花鍵與鉆桿相連接，鉆頭的六方接頭或花鍵上方安裝有機械撞擊重錘或高頻振動沖擊錘，鉆頭在鉆桿上與鉆桿同步轉動，同時又在橫銷限定的范圍內自由軸向移動連續錘擊巖石或高頻振動沖擊巖石或孔底填充料，從而擊碎巖石鉆入巖層或將填充料擠入土層制成樁端擴大頭或載體基礎。

附圖說明

圖1安裝有機械撞擊重錘的長螺旋鉆機入巖鉆具。

圖2鉆頭與鉆桿間的六方接頭結構圖。

圖3一種機械撞擊重錘的提升脫鉤機構圖。

圖4制做載體樁時工作示意圖。

圖中：1.齒輪箱，2.行星減速機，3.鉆機立柱，4.立柱導軌，5.動力頭卡瓦，6.水冷電機，7.動力頭掛架，8.循環冷卻水管，9.水冷散熱箱，10.鏈條，11.提升脫鉤機構，12.鏈條上的檔塊，13.循環水泵，14.掛鉤導向裝置，15.提錘掛鉤，16.空心輸出主軸，17.提錘鋼絲繩，18.鉆桿，19.機械撞擊重錘，20.鉆頭上的外六方接頭，21.鉆桿上的內六方接頭，22.限位橫銷，23.鉆頭，24.填充料，25.樁端載體基礎。

具體實施方式