CN221002660U - 一种喷射灌浆钻具及桩机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑地基基础设备的技术领域，具体涉及一种喷射灌浆钻具及桩机，桩机包括喷射灌浆钻具、动力泵、机架，喷射灌浆钻具包括依次连接的动力头、钻杆、冲击器和钻头，钻杆内设置有第一气管、第二气管、浆管、第一气管与冲击器连接，第二气管与浆管靠近于钻头的一端的接口连接设置有混合腔，混合腔一侧面与钻杆外侧壁贴合，钻杆的底端与混合腔侧壁贴合的一侧设置有高压浆喷嘴，浆管的管径为32～40mm，高压浆喷嘴的口径为4～5mm，本申请具有使混凝土有效扩张至所钻孔洞的周向岩石层中，提高成桩稳定强度的效果。

Description

一种喷射灌浆钻具及桩机

技术领域

本申请涉及建筑地基基础设施的领域，尤其是涉及一种喷射灌浆钻具。

背景技术

喷射灌浆桩机采用的喷桩工艺是以高压的喷嘴将混凝土浆喷入土层并与土体混合，形成连续搭接的混凝土加固体。这种工艺具有施工占地少、振动小、噪音较低等优点；目前，喷射灌浆桩机打桩的过程中通常会先于施工地面上钻孔，然后再将高压旋喷头伸入桩孔中从下向上螺旋喷射混凝土浆，这往往会导致施工效率低，施工周期长进而变相的增加了施工成本。

为解决该问题，相关技术中，公开了一种组合式潜孔锤钻具及其成桩工法，包括开口式潜孔锤、钻杆，开口式潜孔锤与钻杆固定；开口式潜孔锤的冲击器设计为中空式冲击器，在开口式潜孔锤的底端设置有可以闭合的活动底门，侧面设置扩孔块，在内部设置压力送风孔、高压排气排渣槽；钻杆由钻杆外管和钻杆内管构成，钻杆外管设置有送气管；成桩时，组合式潜孔锤钻具的桩机正向旋转进入桩底设计标高后，潜孔锤底端活动底门打开，通过钻杆内管、中空式冲击器通道高压泵送混凝土成桩。

针对上述中的相关技术，在进行灌浆工艺时，对于岩石层地质，无法使混凝土浆有效扩张至所钻孔洞的周向岩石层中，存在成桩不稳固的缺陷。

实用新型内容

为了使混凝土有效扩张至所钻孔洞的周向岩石层中，提高成桩稳定强度，本申请的目的是提供一种喷射灌浆钻具及桩机。

第一方面，本申请提供的喷射灌浆钻具采用如下的技术方案：

一种喷射灌浆钻具，包括依次连接的动力头、钻杆、冲击器和钻头，还包括第一气管、第二气管、浆管；第一气管贯穿钻杆，且靠近冲击器的穿出端与冲击器连接；钻杆靠近冲击器的一端设有喷嘴，第二气管和浆管均沿钻杆远离冲击器的一端穿进，穿近端均与喷嘴连通，其中，浆管的管径32～40mm，喷嘴的口径为4～5mm。

通过采用上述技术方案，通过对第一气管的设置，为冲击器提供钻孔所需动力，第二气管和浆管的设置用以提供气浆混合的条件形成气包浆，限定浆管的管径为32～40mm，同步控制喷嘴口径为4～5mm，满足通过浆管提供大流量浆液的同时，使浆液通过喷嘴以超高压的形式喷射出，即使浆液在喷射过程中具备更大的动能，促使混凝土有效扩张至所钻孔洞的周向岩石层中，提高成桩稳定强度。

可选的，动力头下方设置有旋转气包，钻杆设置在旋转气包下方，旋转气包上设置有通气通道，位于钻杆外的第一气管与通气通道一端连通，位于钻杆内的第一气管与通气通道的另一端连通。

通过采用上述技术方案，通过旋转气包的设置，为所输入第一气管的气体增加压力与动能，使其能够为冲击器提供更大的动能。

可选的，钻杆上设置有叶片，叶片呈螺旋状设置在钻杆外侧壁上。

通过采用上述技术方案，在钻杆外侧壁上螺旋设置叶片，螺旋状叶片可用于钻孔工作时辅助钻孔。

可选的，贯穿钻杆侧壁形成喷嘴。

通过采用上述技术方案，采用直接贯穿侧壁的方式形成喷嘴，操作简便的同事，使处于钻杆内部的气体和浆体可以从钻杆内喷射出来。

可选的，钻杆靠近冲击器的一端且位于叶片钻孔的遮蔽范围内设有安装孔；

喷嘴可拆卸安装于安装孔，且喷嘴距离钻杆中心轴的距离不大于位于其正上方叶片外周距离可拆卸钻杆中心轴的距离。

通过采用上述技术方案，将安装孔设置在叶片的钻孔遮蔽范围内，配合将喷嘴可拆卸安装与安装孔内，进一步限定喷嘴距离钻杆中心轴的距离不大于位于其正上方叶片外周距离可拆卸钻杆中心轴的距离，可在钻具进行钻孔工作时有效的保护喷嘴，以此减少喷嘴在工作时的损伤，同时可拆卸的连接方式可使喷嘴在损坏时及时更换，以免影响工作进程。

可选的，钻杆内与喷嘴连通设有混合罩，第二气管和浆管的穿近端均与混合罩罩设的空间连通。

通过采用上述技术方案，设置混合罩为气体和浆体提供混合空间，便于形成气包浆，利于喷浆工作的进行。

可选的，钻头为潜孔锤头。

通过采用上述技术方案，钻头设置为潜孔锤头可使钻具有效的碎裂岩石，提高钻孔效果。

第二方面，本申请提供的桩机采用如下的技术方案：

一种桩机，包括喷射灌浆钻具、与喷射灌浆钻具的浆管连接的动力泵、用于装载固定喷射灌浆钻具的机架。

通过采用上述技术方案，使用该喷射灌浆钻具可有效的使桩机在钻孔工作完成后使混凝土有效扩张至所钻孔洞的周向岩石层中，提高成桩的稳定性。

可选的，动力泵的扬程为200～300m，柱塞为90柱塞～110柱塞。

通过采用上述技术方案，使用此规格的动力泵可与喷射灌浆钻具所设置的喷嘴和浆管相结合，提供具有符合喷射灌浆效果要求的工作环境。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.使混凝土有效扩张至所钻孔洞的周向岩石层中，提高成桩稳定性；

2.将喷嘴设置在钻孔时叶片的遮蔽范围内可降低喷嘴的损耗，满足可拆卸安装喷嘴的同时减少喷嘴的更换，有利于提高工作效率。

附图说明

图1是本申请实施例1的整体结构示意图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是钻杆的局部剖视图；

图4是本申请实施例2的整体结构示意图。

附图标记说明：1、动力头；2、钻杆；3、冲击器；4、钻头；5、第一气管；6、第二气管；7、浆管；8、喷嘴；9、旋转气包；10、通气通道；11、叶片；12、混合罩；13、动力泵；14、机架。

具体实施方式

以下结合附图1-附图4，对本申请作进一步详细说明。

实施例1

本申请公开一种喷射灌浆钻具，参照图1和图2，喷射灌浆钻具包括依次连接的动力头1、钻杆2、冲击器3和钻头4。

动力头1通过桩机的升降***吊装，动力头1与钻杆2连接，以配合装机的升降***驱动控制钻杆2的上升或下降，继而带动冲击器3和钻头4上升或下降；同时动力头1控制钻杆2的旋转，示例性的，动力头1可通过电机带动钻杆2的旋转工作。

参照图1和图3，钻杆2连接于动力头1上且为管状结构，具有外径和内径，内部为空腔以形成放置空间用于放置第一气管5、第二气管6和浆管7，浆管7的管径设定为32～40mm，示例性的，浆管7的管径可以为32mm，也可以为40mm，也可以为36mm，但凡所设置的管径能达到满足至少通过浆管7的流量为200mg/Nm即可，在钻杆2的外侧壁上设置叶片11。

第一气管5贯穿设置于钻杆2内，且靠近冲击器3的穿出端与冲击器3连接；

钻杆2内部远离动力头1的一端设有混合罩12，第二气管6和浆管7一端从钻杆2靠近动力头1一端穿入，另一端和混合罩12罩设的空间连通，在钻杆2外侧壁上贯穿设置有喷嘴8，喷嘴8的口径为4～5mm，喷嘴8一端与钻杆2内部所设置的混合罩12连通，在一种可能的实施方式中，在钻杆2设置混合罩12位置且位于钻杆2靠近冲击器3一端设置安装孔，安装孔位于叶片11钻孔的遮蔽范围内，叶片11钻孔的遮蔽范围为钻杆2旋转带动叶片11旋转钻孔过程中，叶片11的背侧（与迎面侧相对的一侧）遮蔽的范围，该范围受周向钻孔物料影响较小，喷嘴8可拆卸安装在安装孔上与混合罩12连通；为了提高钻杆2的钻孔性能，可选择性的，在钻杆2外侧壁设置的叶片11呈螺旋状，用以在钻孔工作时辅助钻孔且喷嘴8安装在螺旋状叶片11钻孔的遮蔽范围内起到了更好的保护喷嘴8的作用；在一种可能的实施方式中，使用三通管连接第二气管6和浆管7远离动力头1的一端，喷嘴8连接在三通管未使用的通口处。

为了提高通过第一气管5提供给冲击器3的动能，在另一实施例中，还包括旋转气包，旋转气包9设置在动力头1的下方，且与钻杆2可拆卸式连接，旋转气包9上设置有通气通道10，位于钻杆2外的第一气管5与通气通道10一端连通，位于钻杆2内的第一气管5与通气通道10的另一端连通。

冲击器3设置于钻杆2远离动力头1的一端，与钻杆2固定连接，在冲击器3远离动力头1的一端可拆卸安装有钻头4，示例性的，钻头4可以为潜孔钻头4，在进行钻孔工作时，潜孔钻头4可以针对岩石层地质更好的进行钻孔。

本申请实施例1喷射灌浆钻具的实施原理为：在开始进行钻孔工作时，同步启动升降***及电机，动力头1开始工作，驱动钻杆下降，同时驱使钻杆2进行转动，钻杆2起到起下钻头4，施加钻压和传递动力的作用，同时气体输入第一气管5，经过旋转气包9的增压作用后将气压力传递到冲击器3并带动潜孔钻头4转动，钻杆2上螺旋状的叶片11也起到了辅助钻孔的作用；钻孔工作结束后，动力头1驱动钻杆2上升，在上升的过程中，灌浆工作开始进行，位于钻杆2内的第二气管6和浆管7在泵机的作用下向管内输送气体或混凝土浆，气体和混凝土浆进入混合罩12内形成气包浆，使混凝土扩张至所钻孔洞的周向岩石层与所钻孔洞中。

实施例2

本申请实施例2公开一种桩机，参考图4，桩机包括机架14，与喷射灌浆钻具的浆管7连接的动力泵13及装配在机架14上的喷射灌浆钻具。

动力泵13的扬程为200～300m,柱塞为90柱塞～110柱塞。

机架14上设有升降***，升降***配合机架吊装喷射灌浆钻具，机架14下方还设有保持机架14桩机稳定性的同时还能伸缩改变长度的支撑底座。

本申请实施例2的实施原理为：喷射灌浆钻具通过机架14上的升降***吊装于机架14上，进行钻孔工作时，桩机依靠喷射灌浆钻具进行钻孔工作，钻孔工作完成后，开始进行灌浆工作，扬程为200～300m，柱塞为90柱塞～110柱塞的动力泵13为32～40mm的浆管7通入气体和混凝土浆，第二气管同步通气，在气体和混凝土浆进入混合罩12内混合形成气包浆后，通过口径为4～5mm的喷嘴8将在混合罩12内混合形成的气包浆喷有效扩张至所钻孔洞的周向岩石层中，并同步填充钻孔，提高成桩稳定强度的效果。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种喷射灌浆钻具，包括依次连接的动力头(1)、钻杆(2)、冲击器(3)和钻头(4)，其特征在于，还包括第一气管(5)、第二气管(6)、浆管(7)；

所述第一气管(5)贯穿所述钻杆(2)，且靠近所述冲击器(3)的穿出端与所述冲击器(3)连接；

所述钻杆(2)靠近冲击器(3)的一端设有喷嘴(8)，所述第二气管(6)和所述浆管(7)均沿所述钻杆(2)远离冲击器(3)的一端穿进，穿近端均与所述喷嘴(8)连通，其中，所述浆管(7)的管径为32～40mm，所述喷嘴(8)的口径为4～5mm。

2.根据权利要求1所述的喷射灌浆钻具，其特征在于，所述动力头(1)下方设置有旋转气包(9)，所述钻杆(2)设置在所述旋转气包(9)下方；

所述旋转气包(9)上设置有通气通道(10)，位于钻杆(2)外的第一气管(5)与所述通气通道(10)一端连通，位于钻杆(2)内的第一气管(5)与所述通气通道(10)的另一端连通。

3.根据权利要求1所述的喷射灌浆钻具，其特征在于，所述钻杆(2)上设置有叶片(11)，所述叶片(11)呈螺旋状设置在所述钻杆(2)外侧壁上。

4.根据权利要求1所述的喷射灌浆钻具，其特征在于，贯穿所述钻杆(2)侧壁形成所述喷嘴(8)。

5.根据权利要求3所述的喷射灌浆钻具，其特征在于，所述钻杆(2)靠近冲击器(3)的一端且位于所述叶片(11)钻孔的遮蔽范围内设有安装孔；

所述喷嘴(8)可拆卸安装于所述安装孔，且所述喷嘴(8)距离所述钻杆(2)中心轴的距离不大于位于其正上方叶片(11)外周距离可拆卸所述钻杆(2)中心轴的距离。

6.根据权利要求5所述的喷射灌浆钻具，其特征在于，所述钻杆(2)内与所述喷嘴(8)连通设有混合罩(12)，所述第二气管(6)和所述浆管(7)的穿近端均与所述混合罩(12)罩设的空间连通。

7.根据权利要求1所述的喷射灌浆钻具，其特征在于，所述钻头(4)为潜孔锤头。

8.一种桩机，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的喷射灌浆钻具、与所述喷射灌浆钻具的浆管(7)连接的动力泵(13)、用于装载固定所述喷射灌浆钻具的机架(14)。

9.根据权利要求8所述的桩机，其特征在于，所述动力泵(13)的扬程为200～300m，柱塞为90柱塞～110柱塞。