CN106014262B - 一种钻孔桩非圆形冲击扩孔装置的扩孔方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻孔桩非圆形冲击扩孔装置，包括控制主轴，所述控制主轴为管状结构，所述控制主轴由上至下依次套设有驱动装置、冲击能传递装置、扩孔器和出渣斗，所述驱动装置与控制主轴固定连接，所述冲击能传递装置与驱动装置固定连接，所述冲击能传递装置下还设有用于固定扩孔器的限位装置，所述扩孔器中间设有圆孔，所述圆孔的直径大于出渣斗的直径，所述扩孔器底部设置有岩、土切削器，所述出渣斗与控制主轴通过连接套筒可拆卸连接，所述控制主轴内设有液压出入管，所述液压出入管与驱动装置连接。本发明因为设有驱动装置，可以通过冲击能传递装置为扩孔器提供破岩、土冲击力，达到扩孔目的；设有圆形出渣斗，可为扩孔导向并收集扩孔土、石方；出渣斗可拆卸，可以随时更换不同型号出渣斗，提高扩孔效率；因为岩、土切削器设有可内收的刀头，为放置护壁筒提供了空间，在取出扩孔装置时更方便。

Description

一种钻孔桩非圆形冲击扩孔装置的扩孔方法
技术领域
本发明涉及土木工程中非圆形桩成孔技术领域，具体为一种钻孔桩非圆形冲击扩孔装置及其扩孔方法。
背景技术
在岩、土地层中成孔，在孔中以浇筑钢筋混凝土等方法使其形成一种受力结构，作为结构体系中的一个重要部分，这种方法已有很长历史。例如边坡工程中的抗滑桩、建筑中的桩基础、桥梁工程中的桥墩、大型设备的基础等等，都采用此种结构形式。就成孔方法而言，主要有两大类：机械成孔与人工挖掘成孔。其中，机械成孔主要靠转动提供破岩(土)动力或变化凿岩点位置，因此，只能形成圆形孔，做成圆形桩。但在很多情况下，结构需要有足够的受弯能力。例如边坡工程中的抗滑桩就是以受弯为主，对于有指定方向上有水平荷载的建筑，基础桩也需要有抗弯能力，此外还有很多需要受弯的情况，这需要非圆形桩才能达到更好的效果。现今，这些非圆形截面桩还是人工成孔，面临很多问题：人力成本大幅度上升，提高了工程造价；成孔过程人在孔中，安全得不到保障，在复杂岩土体中更是如此；成孔时间长，工期得不到保证。
发明内容
本发明提供一种用于解决机械钻孔桩非圆形冲击扩孔装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为:
一种钻孔桩非圆形冲击扩孔装置，包括控制主轴，所述控制主轴为管状结构，所述控制主轴由上至下依次套设有驱动装置、冲击能传递装置、扩孔器和出渣斗，所述驱动装置与控制主轴固定连接，所述冲击能传递装置与驱动装置固定连接，所述冲击能传递装置下还设有用于固定扩孔器的限位装置，所述扩孔器中间设有圆孔，所述圆孔的直径大于出渣斗的直径，所述扩孔器底部设置有岩、土切削器，所述出渣斗与控制主轴通过连接套筒可拆卸连接，所述控制主轴内设有液压出入管，所述液压出入管与驱动装置连接。
进一步的，所述驱动装置为液压冲击器，所述液压冲击器上设有固定装置，所述固定装置套设在控制主轴上且与液压冲击器固定连接，所述液压冲击器包括活塞缸和活塞。
进一步的，所述岩、土切削器包括刀臂和刀头，所述刀臂和刀头铰接连接，所述刀臂靠近刀头处设有限位挡板。
进一步的，所述出渣斗为圆柱形结构。
进一步的，所述钢护壁为钢材料结构制成。
更进一步的，应用钻孔桩非圆形冲击扩孔装置的扩孔方法：
(1)打圆孔：用传统的机械圆形孔成孔方法，在需要成孔的位置打一个设计要求深度的圆形孔；
(2)扩孔：启动驱动装置，扩孔器上的岩、土切削器开始切削岩土体，碎块直接落入出渣斗，整个扩孔装置随着扩孔逐渐下沉；
(3)卸渣：出渣斗盛满后，通过控制主轴，液压冲击器、冲击能传递装置、出渣斗提升至孔外，卸出出渣斗内的碎渣。
采用上述技术方案，本发明因为设有驱动装置，可以通过冲击能传递装置为扩孔器提供破岩、土冲击力，达到扩孔目的；设有圆形出渣斗，可为扩孔导向并收集扩孔土、石方；出渣斗可拆卸，可以随时更换不同型号出渣斗，提高扩孔效率；因为岩、土切削器设有可内收的刀头，为放置护壁筒提供了空间，在取出扩孔装置时更方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明刀臂和刀头的结构示意图。
图中：1、控制主轴；2、液压出入管、3、钢护壁；4、液压冲击器；5、冲击能传递结构；6、扩孔器；7、岩、土切削器；8、出渣斗；9、连接套筒；10、固定装置；11、限位装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示的一种钻孔桩非圆形冲击扩孔装置，包括控制主轴1，所述控制主轴1为管状结构，所述控制主轴1由上至下依次套设有驱动装置、冲击能传递装置、扩孔器6和出渣斗8，所述驱动装置与控制主轴1固定连接，所述冲击能传递装置与驱动装置固定连接，所述冲击能传递装置下还设有用于固定扩孔器6的限位装置11，所述扩孔器6中间设有圆孔，所述圆孔的直径大于出渣斗8的直径，所述扩孔器6底部设置有岩、土切削器，所述出渣斗8与控制主轴1通过连接套筒9可拆卸连接，所述控制主轴1内设有液压出入管，所述液压出入管与驱动装置连接。
所述驱动装置为液压冲击器4，所述液压冲击器4上设有固定装置10，所述固定装置10套设在控制主轴1上且与液压冲击器4固定连接，：所述液压冲击器4包括活塞缸和活塞。当然，驱动装置是提供冲击能的设备，不依赖于冲击器的具体结构形式，也不限制于动力源。可以采用液压源，也可采用气压源。
如图2所示，所述岩、土切削器包括刀臂和刀头，所述刀臂和刀头铰接连接，所述刀臂靠近刀头处设有限位挡板。
所述出渣斗8为圆柱形结构。
所述钢护壁为钢材料结构制成。扩孔进行时，为了防止孔壁坍塌，设置钢护壁筒体。岩、土切削器切削孔尺寸大于扩孔器6，提供钢护壁下沉空间，钢护壁随切削器一起下沉。钢护壁按一定高度分段，在出渣斗8抽出卸渣时逐段连接进入孔内。成孔以后，随着混凝土浇筑，由控制主轴1逐渐将钢护壁从孔中抽出。
其中，钻孔桩非圆形冲击扩孔装置是在已有圆形孔的基础上，采用需要形状的扩孔器6，通过冲击破岩、土的方法，将圆形孔扩大为所需要形状的孔。扩孔产生的岩、土体碎屑，通过设置在下部圆孔中的出渣斗8收集，并从孔中取出；扩孔器6的形状就是需要成孔的形状，没有固定的形状限制。可以是矩形，也可以是多边形等扩孔器6；出渣斗8设置在扩孔器6下方的圆形孔中，用于收集已破碎的岩、土体，并移除孔外，不受结构形式，容量大小的限制；出渣斗8移出孔外以后，采用快捷的方法卸出斗内岩、土体，其卸出方法不受限制。
应用钻孔桩非圆形冲击扩孔装置的扩孔方法：
(1)打圆孔：用传统的机械圆形孔成孔方法，在需要成孔的位置打一个设计要求深度的圆形孔；
(2)扩孔：启动驱动装置，扩孔器6上的岩、土切削器开始切削岩土体，碎块直接落入出渣斗8，整个扩孔装置随着扩孔逐渐下沉；
(3)卸渣：出渣斗8盛满后，通过控制主轴1，卸出出渣斗8内的碎渣。
工作时，已经形成的圆形孔提供了地表以下空间的临空面，采用需要截面形状的扩孔器6，用液压冲击器4带动岩、土切削器，将圆形孔以外的岩、土沿临空面破坏、切削，切削后的岩、土碎屑落入下部的出渣斗8，由于出渣斗8为圆柱形，也不会有渣落入别的区域。出渣斗8还有扩孔导向作用，防止扩孔偏移。出渣斗8装满后，由控制主轴1提出外空卸渣，此时扩孔器6留滞在孔内，卸渣后，再将控制主轴1放入孔中，限位装置11可以保证扩孔器6不会偏移，反复多次，期间可更换不同规格出渣斗8来适应未扩的圆孔，当接近孔底时，没有可以放置出渣斗8的空间，将出渣斗8通过出渣口连接套筒9撤除，直接使用扩孔器6切削，岩、土碎屑堆置在孔中，采用传统圆形钻孔取渣装置清除。此时，非圆形孔与圆形孔之间少量孔底岩、土碎屑残留可通过超挖孔深的方法，将这一部分岩、土碎屑残留用混凝土浇筑成一个整体。因为岩、土碎屑残留量小，孔周有钢护壁存在，也可采用人工方法清除，安全度较大，扩孔完成后，取出扩孔器6。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种钻孔桩非圆形冲击扩孔装置的扩孔方法，其特征在于：
(1)打圆孔：用传统的机械圆形孔成孔方法，在需要成孔的位置打一个设计要求深度的圆形孔；
(2)扩孔：启动驱动装置，扩孔器(6)上的岩、土切削器开始切削岩土体，碎块直接落入出渣斗(8)，整个扩孔装置随着扩孔逐渐下沉；
(3)卸渣：出渣斗(8)盛满后，通过控制主轴(1)，液压冲击器(4)、冲击能传递装置、出渣斗(8)提升至孔外，卸出出渣斗(8)内的碎渣，
上述方法使用的钻孔桩非圆形冲击扩孔装置，包括控制主轴(1)，所述控制主轴(1)为管状结构，所述控制主轴(1)由上至下依次套设有驱动装置、冲击能传递装置、扩孔器(6)和出渣斗(8)，所述驱动装置与控制主轴(1)固定连接，所述驱动装置为液压冲击器(4)，所述液压冲击器(4)包括活塞缸和活塞，所述液压冲击器(4)上设有固定装置(10)，所述固定装置(10)套设在控制主轴(1)上且与液压冲击器(4)固定连接，所述冲击能传递装置与驱动装置固定连接，所述冲击能传递装置下还设有用于固定扩孔器(6)的限位装置(11)，所述扩孔器(6)中间设有圆孔，所述圆孔的直径大于出渣斗(8)的直径，所述扩孔器(6)底部设置有岩、土切削器，所述岩、土切削器包括刀臂和刀头，所述刀臂和刀头铰接连接，所述刀臂靠近刀头处设有限位挡板，所述出渣斗(8)与控制主轴(1)通过连接套筒(9)可拆卸连接，所述控制主轴(1)内设有液压出入管，所述液压出入管与驱动装置连接。
2.一种钻孔桩非圆形冲击扩孔装置的扩孔方法，其特征在于：所述出渣斗(8)为圆柱形结构。
3.一种钻孔桩非圆形冲击扩孔装置的扩孔方法，其特征在于：所述钢护壁为钢材料结构制成。
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