一种具有测距功能的长螺旋钻孔压灌桩装置的制作方法

1.本实用新型涉及桩基施工技术领域，尤其涉及一种具有测距功能的长螺旋钻孔压灌桩装置。


背景技术：

2.长螺旋钻孔压灌桩是在近几年发展起来的一种新的成桩工艺，因其具有施工噪音小、无泥浆污染、成桩速度快、不易塌孔等特点，近年来已逐渐得到广泛应用。该工艺是利用长螺旋钻机先完成钻孔，之后在钻杆提升的同时，利用混凝土输送泵，以一定的压力将混凝土通过钻杆中心的通道泵送至孔内，钻杆完全提出时，孔内也已灌满混凝土。此时将整体制作好的钢筋笼转运至施工场地，将振动杆穿入钢筋笼，再将钢筋笼、振动杆同时起吊，先利用其自身重力放入混凝土中，在重力作用下无法继续放入后再开启振动杆，将钢筋笼振动压至设计标高，以此完成压灌桩的施工。
3.传统的长螺旋钻孔压灌桩施工方法存在以下缺陷：钻头钻孔时，钻出孔内大部分土体，但仍然有少量残土碎渣留存在孔底，使得桩基承载力不足，甚至会出现断桩，究其原因，主要是由于混凝土输送与钻杆提升速度不匹配，导致叶片上大量的土体进入其混凝土时。由于长时间堵管，致使孔内混凝土凝固或后续浇筑混凝土的连接不好，从而产生其断层。同时与临近桩容易出现串孔现象，并造成土体进入其混凝土致使其断桩。
4.现有解决措施为采取调节混凝土泵的输送量和钻杆提升的速度来相匹配，确保相应的钻杆埋入其混凝土中，有时还可停止提升钻杆，在混凝土面达到一定的位置后，再提升钻杆。现有技术通过前台的指挥人员在钻杆的附近，通过旁听混凝土在钻杆中，下落时所发出声音来判断混凝土面，所在位置，进行提升钻杆的指挥，依靠经验存在偏差，无法做到实时量化处理。
5.鉴于此，有必要提出一种具有测距功能的长螺旋钻孔压灌桩装置以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的主要目的在于提供一种具有测距功能的长螺旋钻孔压灌桩装置，以解决现有长螺旋钻孔压灌桩施工过程中通过指挥人员依靠声音判断判断混凝土面，从而存在偏差、无法做到实时量化处理的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了一种具有测距功能的长螺旋钻孔压灌桩装置，包括长螺旋钻杆和设置于所述长螺旋钻杆底部的钻头，其中，所述长螺旋钻杆包括内部中空的芯管和固定于所述芯管外表面的螺旋叶片，所述芯管的顶部与混凝土泵管路连通；还包括与所述芯管平行间隔设置的导通杆；其中，
8.所述螺旋叶片上自上而下开设有多个沿所述芯管的轴线方向排布的通孔，所述导通杆自上而下依次穿过所述通孔且与所述通孔的内壁可滑动地设置，所述通孔的轴线与所述芯管的轴线之间具有预设间隔距离；
9.所述钻头的侧壁的远离所述导通杆的一侧设置有喷浆嘴，所述喷浆嘴与所述芯管的内部连通；
10.所述灌桩装置还包括与所述通孔对应设置的测距装置；
11.其中，在所述导通杆被抽出所述通孔后，所述测距装置通过多个所述通孔测量所述测距装置与所述灌桩装置所灌注的混凝土柱之间的距离。
12.优选地，所述测距装置固定于最上方的所述螺旋叶片的底面上。
13.优选地，所述钻头的最大外径小于所述预设间隔距离。
14.优选地，所述预设间隔距离设置在200～240mm之间。
15.优选地，所述通孔的形状为圆形，所述导通杆呈圆柱状，所述通孔的直径设置在10～20mm之间。
16.优选地，所述测距装置包括控制装置以及与所述控制装置通信连接的测距传感器，所述测距传感器包括激光测距传感器、红外线测距传感器的一种或多种。
17.优选地，所述芯管的顶部形成有与混凝土传动机构连接的法兰盘，所述法兰盘的外径小于所述预设间隔距离。
18.优选地，所述通孔距离所述螺旋叶片的边缘的距离设置在10～25mm之间。
19.优选地，所述螺旋叶片通过焊接与所述芯管的外壁固定连接。
20.与现有技术相比，本实用新型所提供的具有测距功能的长螺旋钻孔压灌桩装置具有如下的有益效果：
21.本实用新型提供一种具有测距功能的长螺旋钻孔压灌桩装置，通过设置与芯管平行间隔的导通杆以及在螺旋叶片上自上而下开设有多个沿芯管的轴线方向排布的通孔，导通杆自上而下依次穿过通孔且与通孔的内壁可滑动地设置，通孔的轴线与芯管的轴线之间具有预设间隔距离，同时在螺旋叶片上设置有与通孔对应的测距装置，保证通孔处没有障碍物，便于测距装置通过通孔测量混凝土面。同时，将喷浆嘴设置在远离所述导通杆的一侧，能够最大程度降低灌注混凝土时的混凝土喷射流对测距装置的影响，从而提高量化监测的可靠度。此外，将测距装置固定于最上方的螺旋叶片的底面上能够最大程度上避免土体或者岩土等障碍物的影响，进而而实现量化、智能化测量测距装置与混凝土面之间的距离，保证长螺旋钻孔压灌桩的质量。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的系统获得其他的附图。
23.图1为本实用新型一个实施例中的整体示意图；
24.图2为本实用新型一个实施例中的a处放大示意图；
25.图3为本实用新型一个实施例中的另一视角下的整体示意图。
26.本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
27.附图标号说明：
28.长螺旋钻杆100；钻头110；芯管120；螺旋叶片130；通孔131；导通杆140；喷浆嘴
150；法兰盘160。
具体实施方式
29.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
32.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
33.请参阅附图1-3，本实用新型提供的一实施例中的具有测距功能的长螺旋钻孔压灌桩装置包括长螺旋钻杆100和设置于所述长螺旋钻杆100底部的钻头110，其中，所述长螺旋钻杆100包括内部中空的芯管120和固定于所述芯管120外表面的螺旋叶片130，所述芯管120的顶部与混凝土泵管路(图未示出)连通，还包括与所述芯管120平行间隔设置的导通杆140，其中，芯管120用于灌注混凝土，从而实现钻孔与灌注混凝土为一体。
34.所述螺旋叶片130上自上而下开设有多个沿所述芯管120的轴线方向排布的通孔131，所述导通杆140自上而下依次穿过所述通孔131且与所述通孔131的内壁可滑动地设置，所述通孔131的轴线与所述芯管120的轴线之间具有预设间隔距离。
35.值得注意的是，在螺旋叶片130上开设多个自上而下的通孔131，从而在螺旋叶片130的空间上形成在同一竖直方向上的通孔131列，以便于测距装置进行智能化、自动化的距离测量和检测。导通杆140用于导通螺旋叶片130位于通孔131处的泥巴、岩土等障碍物，通过将导通杆140与所述通孔131的内壁可滑动的设置，能够有效的清除通孔131处的障碍物。此外，将所述通孔131的轴线与所述芯管120的轴线之间具有预设间隔距离，保证测距装置能够最大程度上监测到孔内的混凝土面。
36.所述钻头110的侧壁的远离所述导通杆140的一侧设置有喷浆嘴150，所述喷浆嘴150与所述芯管120的内部连通所述灌桩装置还包括与所述通孔131对应设置的测距装置(图未示出)；其中，在所述导通杆140被抽出所述通孔131后，所述测距装置通过多个所述通孔131测量所述测距装置与所述灌桩装置所灌注的混凝土柱之间的距离。将喷浆嘴150设置在远离所述导通杆140的一侧，能够最大程度降低灌注混凝土时的混凝土喷射流对测距装置的影响，从而提高量化监测的可靠度。另外，测距装置与所述通孔131对应设置，例如，测距装置包括激光传感器，所述激光传感器靠近于所述通孔131设置，保证激光传感器正常工
作时，激光束能够正常通过多个通孔131完成与混凝土面之间的距离测量。
37.本领域技术人员应当理解的是，为使得调节混凝土泵的输送量与钻杆提升的速度相匹配，实现量化监测控制的目的，本技术通过采用测距装置，实时或者按照预设频率监测孔底内的混凝土柱与测距装置之间的距离，即测距装置通过所述通孔131可以实时或者按照预设频率测量测距装置和孔内混凝土柱之间的距离，并通过引入控制系统(图未示出)，通过控制系统将混凝土柱与测距装置的间隔控制在预设范围内，保证混凝土泵的输送量与钻杆提升的速度相匹配，从而实现量化监测管理，克服了传统通过依靠旁听的方式，大大提高了长螺旋钻孔压灌桩的可靠性。
38.工作流程：初始状态下导通杆140被混凝土提升机构(图未示出)或者采用人工的方式提升至位于最上方的螺旋叶片130位置，当完成钻孔工序后，以及在准备灌注混凝土之前，通过混凝土提升机构将所述导通杆140沿着同一竖直方向上的所述通孔131来回提升一到两次，保证通孔131处没有障碍物，然后将导通杆140提升至预设位置处，例如该位置可以是在测距装置的上方的螺旋叶片130上，测距装置的在竖直方向上的具体位置可以根据实际需要设定。此时，再启动测距装置并开设灌注混凝土，混凝土经芯管120以及喷浆嘴150至孔底，通过测距装置可以实时或者按照预设监测频率获得测距装置与混凝土面之间的距离，从而达到量化处理的目的。
39.作为本实用新型一优选的实施方式，所述测距装置固定于最上方的所述螺旋叶片130的底面上。为尽可能降低泥巴、岩土等障碍物对测距装置的影响，本实施中的测距装置固定于最上方的螺旋叶片130的底面上，正常情况下，螺旋叶片130上的障碍物被旋升至长螺旋钻杆100的中上方后基本已全部或者大部分掉落在地上，因此将测距装置固定于最上方的螺旋叶片130的底面上能够最大程度上避免土体或者岩土等障碍物的影响。
40.作为本实用新型一较佳的实施方式，所述钻头110的最大外径小于所述预设间隔距离。值得注意的是，将钻头110的最大外径设置成小于预设间隔距离，能够保证通孔131与钻头110之间具有足够的间距，使得测距装置能够直接测出测距装置与混凝土柱之间的间隔，从而通过控制系统调节混凝土泵的输送量和钻杆提升的速度来进行匹配。避免因钻头110在钻孔时，钻出孔内大部分土体，但仍然有少量残土碎渣留存在孔底，使得桩基承载力不足，甚至会出现断桩的问题。
41.进一步地，所述预设间隔距离设置在200～240mm之间。预设间隔距离的具体值可以根据实际需要设定。
42.进一步地，所述通孔131的形状为圆形，所述导通杆140呈圆柱状，所述通孔131的直径设置在10～20mm之间。需要注意的是，所述圆孔与所述导通杆140的形状相匹配，可以理解的是，在其他实施例中，所述通孔131与所述导通杆140的形状，以及直径的尺寸均可以根据实际需要设定。
43.进一步地，所述测距装置包括控制装置以及与所述控制装置通信连接的测距传感器，所述测距传感器包括激光测距传感器、红外线测距传感器的一种或多种。例如，采用激光测距传感器，适应环境能力要强而且检测精度更高，通过将激光传感器与控制系统通信连接，控制装置能够处理以及发送激光传感器采集的距离数据，并通过控制装置实现对混凝土泵送量以及长螺旋钻杆100的提升速度进行控制，能够实现智能化、自动化控制。
44.作为本实用新型一优选的实施方式，所述芯管120的顶部形成有与混凝土传动机
构连接的法兰盘160，所述法兰盘160的外径小于所述预设间隔距离。通过设置法兰盘160，能够实现芯管120与外部的混凝土传动机构的可拆卸连接。
45.进一步地，所述通孔131距离所述螺旋叶片130的边缘的距离设置在10～25mm之间。需要注意的是，所述通孔131距离所述螺旋叶片130的边缘的具体值可以根据需要灵活设定，但是需要保证螺旋叶片130的工作强度，不能将距离设置太小或者太大。
46.进一步地，所述螺旋叶片130通过焊接与所述芯管120的外壁固定连接。可以理解的是，在其他实施例中，所述螺旋叶片130与所述芯管120的外壁之间的固定连接还可以是其他方式，例如可以将螺旋叶片130与芯管120设置为一体成型。
47.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效系统或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。