CN105986761A - 一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机及其施工方法 - Google Patents

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钱圣德
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Abstract

一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机，其特征在于，在步履式、或步履-履带式行走装置上，架设底盘，底盘上树立双立柱，双立柱用双斜撑固定，底盘上还设有起落架、控制箱和2-4台卷扬机；双立柱顶上滑轮组挂动力头，动力头由4台75-110千瓦变频电机、变频器、减速机、主动小齿轮、从动大齿轮与六角连接接头组成；动力头装置输出转速为1-60转/分钟，输出扭矩为20-100吨米；动力头下连接长螺旋钻杆，钻杆下连接嵌岩钻头。与现有技术相比，具有明显优越性，能输出大吨位的扭矩，带动螺旋钻杆和硬质合金钻头在60-120MPa硬质岩石或卵砾石层的地层中，较快施工出高承载力工程桩，还降低基础工程造价和施工中无泥浆污染。

Description

一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑机械领域，尤其涉及一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机及其施工方法。
背景技术
众所周知，长螺旋钻机主要应用于我国北方与西部地区，在土力学性质较好的土层中完成钻进-灌注混凝土-后插钢筋笼成桩，具有施工速度快、无泥浆污染和工程造价较低等优点。但是，现行长螺旋钻机都采用单或双电机带动，电机功率45-75kw，扭矩3.5-8吨米。所以，长螺旋钻机只能钻进土层或抗压强度值低于20MPa的软岩。
在我国沿海软土地区的建筑物，当上部土层力学性质较差时，设计人员都会将工程桩桩端嵌入抗压强度值为60-120MPa的硬岩1-3倍桩径，以提高桩的承载力和抗滑移。要嵌入大于60MPa的硬岩，用现有长螺旋钻机无法施工，现行此类桩基只能采用造价高、有泥浆污染的冲击钻机，或施工成本更高、更耗能的潜孔锤钻机施工。
发明内容
本发明提供一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机，其动力头能输出大吨位扭矩，快速、低成本完成桩径0.6-2米，桩长20-100米的钻入块石卵砾石层或硬岩的灌注桩的施工。此处所述硬岩的抗压强度值为60-120MPa，施工中无泥浆污染。我国软土地区桩端持力层埋深以50-80m居多，采用双立柱结构可以在一个立柱的钻杆施工到底后，另一立柱的钻杆接上继续施工，避免单立柱桩机接杆，工人必须上至桩架顶固定接头。
本发明采用的技术方案是：一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机，其特征在于，在步履式、或步履-履带式行走装置上，架设底盘，底盘上树立双立柱，双立柱用双斜撑可调固定，底盘上还设有起落架、控制箱和2-4台卷扬机；双立柱顶上滑轮组挂动力头，动力头由4台75-110千瓦变频电机、变频器、减速机、主动小齿轮、从动大齿轮与六角连接接头组成；动力头装置输出转速为1-60转/分钟，输出扭矩为20-100吨米；动力头下连接长螺旋钻杆，钻杆下连接嵌岩钻头。此处所述步履-履带式行走装置是保留步履式的长步履，将短步履由履带行走装置取代，较纯步履式行动更迅速。较履带式装置，因接地面积大增，桩架施工更安全稳定。
一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机的施工方法，包括以下步骤：
①将本发明钻机各部件运抵施工现场组装；
②由行走装置移动钻机至桩位上；
③启动变频器和2台电机，变频器开至50HZ，电机的转速为960转/分钟，经过减速机，动力头输出小扭矩高转速，带动长螺旋钻杆和钻头，在土层中钻进；
④当钻头要进入卵砾石层时，将变频器从50HZ逐渐调低至40-30HZ，电机的转速也逐渐减小，经过减速机，动力头输出扭矩增大，带动长螺旋钻杆和钻头，向卵砾石层钻进；
⑤当进入60-120MPa的硬岩时，增加启动另2台电机，再调低变频器HZ，使转速降至2-4转/分钟，动力头输出扭矩达60-100吨米，保证钻头钻进硬岩直至设计深度；
⑥泵送高塌落度混凝土，从泵车经输送管，再经钻杆中心空腔，最后，从钻头阀门注入桩孔，随提钻向桩孔内灌注的高塌落度混凝土至地面；
⑦当螺旋钻杆与硬质合金钻头提离桩孔后，桩机移下一桩位周而复始，继续第③至第⑥步骤施工；
⑧吊钢筋笼从混凝土中心用振动锤振动***至设定标高，即完成该工程长螺旋嵌岩灌注桩施工。
一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机与现有技术相比，具有明显优越性，能输出大吨位的扭矩，带动螺旋钻杆和硬质合金钻头在60-120MPa硬质岩石或卵砾石层的地层中，较快施工出高承载力工程桩，还降低基础工程造价和施工中无泥浆污染。
附图说明
图1是本发明实施例剖面示意图，a.侧视剖面示意图，b.正视剖面示意图。
图面说明：1顶部滑轮组，2立柱，3动力头升降钢丝绳，4启落架钢丝绳，5斜撑，6起落架，7卷扬机，8控制柜，9底盘，10长步履油缸，11长步履，12短步履油缸，13短步履，14滑轮组，15嵌岩钻头，16***，17螺旋钻杆，18动力头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机的结构组成和施工步骤对本专业人员来说是非常清楚的，包括以下步骤：
①将本发明钻机各部件运抵施工现场组装，在埸地上，先摆放好两件长步履(11)和两件短步履(13)，其上安装底盘(9)，底盘(9)之上安装双立柱(2)、起落架(6)、斜撑(5)、卷扬机(7)、控制柜(8)，并把立柱(2)竖立起来，通过顶部滑轮组(1)和滑轮组(14)及卷扬机(7)，将动力头(18)、长螺旋钻杆(17)和钻头(15)挂在立柱(2)上；
②由长步履(11)和短步履(13)行走，移动钻机至桩位上；
③启动变频器和2台电机，变频器开至50HZ，电机的转速为960转/分钟，经过减速机，动力头(18)输出小扭矩高转速，带动长螺旋钻杆(17)和钻头(15)，向土层钻进；
④当钻头(15)要进入卵砾石层时，将变频器从50HZ逐渐调低，电机的转速也逐渐减小，经过减速机，动力头输出扭矩增大，带动长螺旋钻杆和钻头，向卵砾石层钻进；
⑤当进入60-120MPa的硬岩时，增加启动另2台电机和调低变频器，使转速降至2-4转/分钟，动力头扭矩输出达60-100吨米，保证钻头钻进硬岩直至设计深度；
⑥泵送高塌落度混凝土从钻杆中心空腔并通过钻头阀门进入桩孔，随提钻向桩孔灌注高塌落度混凝土至地面；
⑦当螺旋钻杆与硬质合金钻头提离桩孔后，桩机移下一桩位周而复始，继续第③至第⑥步骤施工；
⑧吊钢筋笼从混凝土中心用振动锤振动***至设定标高，即完成该工程长螺旋嵌岩灌注桩施工。

Claims (2)

1.一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机，其特征在于，在步履式、或步履-履带式行走装置上，架设底盘，底盘上树立双立柱，双立柱用双斜撑可调固定，底盘上还设有起落架、控制箱和2-4台卷扬机；双立柱顶上滑轮组挂动力头，动力头由4台75-110千瓦变频电机、变频器、减速机、主动小齿轮、从动大齿轮与六角连接接头组成；动力头装置输出转速为1-60转/分钟，输出扭矩为20-100吨米；动力头下连接长螺旋钻杆，钻杆下连接嵌岩钻头。
2.一种双立柱大扭矩长螺旋嵌岩钻机的施工方法，包括以下步骤：
①将本发明钻机各部件运抵施工现场组装；
②由行走装置移动钻机至桩位上；
③启动变频器和2台电机，变频器开至50HZ，电机的转速为960转/分钟，经过减速机，动力头输出小扭矩高转速，带动长螺旋钻杆和钻头，在土层中钻进；
④当钻头要进入卵砾石层时，将变频器从50HZ逐渐调低至40-30HZ，电机的转速也逐渐减小，经过减速机，动力头输出扭矩增大，带动长螺旋钻杆和钻头，向卵砾石层钻进；
⑤当进入60-120MPa的硬岩时，增加启动另2台电机，再调低变频器HZ，使转速降至2-4转/分钟，动力头输出扭矩达60-100吨米，保证钻头钻进硬岩直至设计深度；
⑥泵送高塌落度混凝土，从泵车经输送管，再经钻杆中心空腔，最后，从钻头阀门注入桩孔，随提钻向桩孔内灌注的高塌落度混凝土至地面；
⑦当螺旋钻杆与硬质合金钻头提离桩孔后，桩机移下一桩位周而复始，继续第③至第⑥步骤施工；
⑧吊钢筋笼从混凝土中心用振动锤振动***至设定标高，即完成该工程长螺旋嵌岩灌注桩施工。
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