孤石群地质条件下管桩引孔施工方法与流程

1.本发明涉及管桩施工领域，尤其涉及孤石群地质条件下管桩引孔施工方法。


背景技术：

2.目前，管桩引孔施工常用旋挖钻机、冲击锤、反循环钻机、全套管全回转钻机，这些设备在不同的地质条件下所起到的效果也完全不同，而且传统钻孔机械的排土能力完全依赖空压机的气流量，要加强排土能力，就必须配置较大的空压机，导致施工成本增加。
3.目前，对于孤石群地质条件传统施工静压预制管桩无法穿透岩石，无法采用传统的爆破方式，也无法采用人工挖孔方式，而且在挖孔的时候，容易存在潜孔锤卡住的现象，从而影响到施工的正常进行。加大输出功率大力将潜孔锤提起则容易对潜孔锤带来较大的损伤，同时也容易造成孔洞内的塌方，为此，本方案提出了孤石群地质条件下管桩引孔施工方法。


技术实现要素：

4.本发明提出的孤石群地质条件下管桩引孔施工方法，解决了现有技术中的孤石群地质条件下管桩引孔施工方法处理潜孔锤卡住现象的方式容易损伤机械和造成孔洞塌方的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.孤石群地质条件下管桩引孔施工方法，包括以下步骤：
7.步骤一、先对根据预先设计好的施工图在作业地点上进行定位测量，然后在确定好的打桩点做好标记；
8.步骤二、潜孔锤钻机就位，将潜孔锤钻机开到做好标记的施工地点，然后专人进行指挥，之后再对潜孔锤钻机的潜孔锤、钻头灯其他配件一一进行调整定位；
9.步骤三、启动潜孔锤钻机进行钻孔，钻孔的过程中，由空压机提供的高压空气驱动潜孔锤缸体内的活塞做高频往复运动，在凿进的过程中，潜孔锤钻机自带控制垂直度功能，能保证开孔的垂直度，在遇到复杂的土层的时候，为了避免钻头被卡住，可以多次短程的上下提动潜孔锤钻头，并且在提动潜孔锤钻头前先小幅度的摇摆潜孔锤钻头，使其与土层之间的接触变松，避免钻头被卡住，其过程重复3-4次；
10.步骤四、对桩孔进行清理，其清理完成后再对桩孔进行检验，判断其是否合格，之后再将潜孔锤钻机缓慢开至另外一个桩孔标记点。
11.一种孤石群地质条件下管桩引孔施工装置，包括车体、安装在车体上的安装座和潜孔锤钻头，所述安装座的一侧外壁上安装有可上下移动的升降座，所述升降座远离安装座的一侧转动连接有固定筒，所述固定筒的另一端固定有连接座，所述潜孔锤钻头安装在连接座的一侧外壁上，安装座底部安装有底板，底板上安装有驱动机构、以用于驱动升降座上下移动，底板上安装有摆动机构，且摆动机构与驱动机构相配合、以用于驱动固定筒转动，所述连接座内安装有锁定机构、以用于锁定连接座；
12.其中，当固定筒转动时，升降座不移动，升降座上下移动时，固定筒停止转动。
13.优选的，所述安装座的一侧外壁上开设有两个竖直设置的安装槽和两个开设在同一高度处的两个定位孔，两个定位孔位于两个安装槽之间，两个安装槽内均固定有沿其长度设置的套杆，两个套杆的外部均滑动套设有滑套，两个滑套的一端均与升降座的外壁固接。
14.优选的，所述驱动机构包括安装在底板底面的电机、安装在底板顶部的主动齿轮，电机的输出轴的一端延伸至底板上方、并与主动齿轮的圆心固接，驱动装置还包括转动连接在底板顶部转轴、套接在转轴外部的第一从动齿轮和安装在安装座外壁上的传动轴，主动齿轮为不完全齿轮、并与第一从动齿轮相配合，转轴的顶部固定有第一锥齿轮，传动轴的一端固定有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述传动轴的另一端固定有传动齿轮，升降座的侧壁上开设有多个与传动齿轮啮合的齿槽。
15.优选的，所述摆动机构包括转动连接在底板顶部的固定柱、套接在固定柱外部的传动套和铰接在安装座外壁上的连杆，固定柱的外部套接有与主动齿轮相配合的第二从动齿轮，所述传动套为圆柱形结构，且传动套的外壁上开设有轨道槽，连杆的一端转动连接有连接轴，连接轴的一端滑接在轨道槽内，连杆的另一端固定有驱动齿轮，所述套钉机构还包括套接在固定筒外部的固定齿轮和设置在固定齿轮一侧、并与固定齿轮啮合的联动齿条，底板的顶部固定有限位柱，联动齿条的底部开设有收纳孔，限位柱的顶部活动套设在收纳孔内，驱动齿轮与联动齿条啮合。
16.优选的，所述锁定机构包括安装在连接座内壁上的电动伸缩杆、活动设置在连接座内的两个定位柱，两个定位柱的一端固定有安装板，所述升降座靠近固定筒的一侧开设有两个卡孔，两个定位柱的另一端延伸至固定筒内、并分别贯穿两个卡孔卡合进两个定位孔内，两个定位柱外部均套设有固定弹簧，固定弹簧的一端与连接座内壁固接，固定弹簧的另一端与安装板的外壁固接，电动伸缩杆位于安装板远离固定筒的一侧、并用于驱动安装板向靠近固定筒的一侧移动。
17.优选的，所述底板上安装有牵引机构，牵引机构包括安装在连接座侧壁上的第一导向轮、安装在底板顶面的第二导向轮和安装在底板顶部的绳轮，安装板的一侧固定有滑块，连接座安装有第一导向轮的侧壁上开设有滑槽，滑块的一端贯穿滑槽延伸至连接座外部、并固定有连接板，连接板靠近第一导向轮的一端固定有连接绳，连接绳的另一端绕过第一导向轮和第二导向轮、并卷绕在绳轮上，底板上安装有用于驱动绳轮转动的传动组件。
18.优选的，所述传动组件包括抵接柱和套接在电机输出轴外部的驱动轮，驱动轮与输出轴的连接点偏离驱动轮的圆心，所述抵接柱外部活动套设有固定块和复位弹簧，固定块固定在底板底面，抵接柱的一端抵接在驱动轮圆周上，且抵接柱外部套接有弹簧卡块，复位弹簧抵接在弹簧卡块和固定块之间，抵接柱的另一端固定有连接齿条，底板底面转动连接有与连接齿条啮合的连接齿轮，连接齿轮与绳轮传动连接。
19.本发明的有益效果：
20.1、通过摆动机构和驱动机构之间的配合，可以在遇到复杂的土层的时候，为避免潜孔锤钻头卡住，可以先小幅度的摇摆潜孔锤钻头，摇摆过后再向上提起，如此循环几次，从而给可以避免潜孔锤钻头在复杂的土层卡住。
21.2、通过锁定机构和牵引机构之间的配合，可以方便在摇摆机构工作的时候将定位
柱退出到卡孔的外部来，从而使得固定筒可以转动，在升降座上下移动的时候又可以将定位柱卡进卡孔内，从而避免固定筒转动，同时还可以在正常钻孔的时候将定位柱卡进定位孔内，从而避免升降座移动，也可以避免固定筒转动。
22.本发明结构合理，在钻孔遇到复杂地形的时候，可以线小幅度的摇摆潜孔锤钻头，然后再将其提拉起来再放下，如此循环几次，可以有效避免潜孔锤钻头在遇到复杂土层的时候被卡住，进而避免了工期的延误。
附图说明
23.图1为本发明的正视图。
24.图2为本发明的驱动机构与摆动机构正视图。
25.图3为本发明的锁定机构的俯视剖视图。
26.图4为本发明的滑槽的正视图。
27.图5为本发明的摆动机构的结构示意图。
28.图6为本发明的传动套的结构示意图。
29.图中标号：1、车体；2、安装座；3、潜孔锤钻头；4、连接座；5、升降座；6、底板；7、电机；8、固定柱；9、传动套；10、主动齿轮；11、第一从动齿轮；12、第二从动齿轮；13、转轴；14、传动齿轮；15、连杆；16、驱动齿轮；17、联动齿条；18、限位柱；19、连接板；20、第一导向轮；21、第二导向轮；22、绳轮；23、连接齿轮；24、连接齿条；25、固定块；26、抵接柱；27、驱动轮；28、电动伸缩杆；29、定位孔；30、滑套；31、卡孔；32、固定齿轮；33、安装板；34、定位柱；35、套杆；36、安装槽；37、收纳孔；38、轨道槽；39、固定筒；40、传动轴。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.参照图1-6，孤石群地质条件下管桩引孔施工方法，包括以下步骤：
32.步骤一、先对根据预先设计好的施工图在作业地点上进行定位测量，然后在确定好的打桩点做好标记；
33.步骤二、潜孔锤钻机就位，将潜孔锤钻机开到做好标记的施工地点，然后专人进行指挥，之后再对潜孔锤钻机的潜孔锤、钻头灯其他配件一一进行调整定位；
34.步骤三、启动潜孔锤钻机进行钻孔，钻孔的过程中，由空压机提供的高压空气驱动潜孔锤缸体内的活塞做高频往复运动，在凿进的过程中，潜孔锤钻机自带控制垂直度功能，能保证开孔的垂直度，在遇到复杂的土层的时候，为了避免钻头被卡住，可以多次短程的上下提动潜孔锤钻头，并且在提动潜孔锤钻头前先小幅度的摇摆潜孔锤钻头，使其与土层之间的接触变松，避免钻头被卡住，其过程重复3-4次；
35.步骤四、对桩孔进行清理，其清理完成后再对桩孔进行检验，判断其是否合格，之后再将潜孔锤钻机缓慢开至另外一个桩孔标记点。
36.一种孤石群地质条件下管桩引孔施工装置，包括车体1、安装在车体1上的安装座2和潜孔锤钻头3，安装座2的一侧外壁上安装有可上下移动的升降座5，安装座2的一侧外壁上开设有两个竖直设置的安装槽36和两个开设在同一高度处的两个定位孔29，两个定位孔
29位于两个安装槽36之间，两个安装槽36内均固定有沿其长度设置的套杆35，两个套杆35的外部均滑动套设有滑套30，两个滑套30的一端均与升降座5的外壁固接，升降座5远离安装座2的一侧转动连接有固定筒39，固定筒39的另一端固定有连接座4，潜孔锤钻头3安装在连接座4的一侧外壁上，安装座2底部安装有底板6，底板6上安装有驱动机构、以用于驱动升降座5上下移动，驱动机构包括安装在底板6底面的电机7、安装在底板6顶部的主动齿轮10，电机7的输出轴的一端延伸至底板6上方、并与主动齿轮10的圆心固接，驱动装置还包括转动连接在底板6顶部转轴13、套接在转轴13外部的第一从动齿轮11和安装在安装座2外壁上的传动轴40，主动齿轮10为不完全齿轮、并与第一从动齿轮11相配合，转轴13的顶部固定有第一锥齿轮，传动轴40的一端固定有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，传动轴40的另一端固定有传动齿轮14，升降座5的侧壁上开设有多个与传动齿轮14啮合的齿槽，电机7位刹车电机，当电机7转动后会带动主动齿轮10转动，主动齿轮10与第一从动齿轮11啮合后会带动转轴13转动，转轴13进而通过第一锥齿轮带动传动轴40转动，传动轴40转动后使得传动齿轮14转动，从而使得升降座5上升；
37.底板6上安装有摆动机构，且摆动机构与驱动机构相配合、以用于驱动固定筒39转动，摆动机构包括转动连接在底板6顶部的固定柱8、套接在固定柱8外部的传动套9和铰接在安装座2外壁上的连杆15，固定柱8的外部套接有与主动齿轮10相配合的第二从动齿轮12，传动套9为圆柱形结构，且传动套9的外壁上开设有轨道槽38，连杆15的一端转动连接有连接轴，连接轴的一端滑接在轨道槽38内，连杆15的另一端固定有驱动齿轮16，套钉机构还包括套接在固定筒39外部的固定齿轮32和设置在固定齿轮32一侧、并与固定齿轮32啮合的联动齿条17，底板6的顶部固定有限位柱18，联动齿条17的底部开设有收纳孔37，限位柱18的顶部活动套设在收纳孔17内，驱动齿轮16与联动齿条37啮合，主动齿轮10的弧长刚好与第二从动齿轮12周长相等，主动齿轮10与第一从动齿轮11啮合的过程中刚好带动第一从动齿轮11转动一圈，而固定柱8转动使得传动套9转动，传动套9转动后使得连接轴在轨道槽38内滑动，由于轨道槽38是封闭式，二二轨道槽38呈倾斜状开设在传动套9外壁上，也就使得连接轴在轨道槽38内部滑动的时候转动一圈可以回到原点，而且在连接轴顺着轨道槽38滑动的时候也会顺着传动套9表面移动，也就驱使连杆15向下摆动，最终带动联动齿条17上下移动，联动齿条17上下移动带动固定筒39转动，从而使得连接座4摆动，即使得潜孔锤钻头3摆动；
38.连接座4内安装有锁定机构、以用于锁定连接座4，连接座4为中空结构，锁定机构包括安装在连接座4内壁上的电动伸缩杆28、活动设置在连接座4内的两个定位柱34，两个定位柱34的一端固定有安装板33，升降座5靠近固定筒39的一侧开设有两个卡孔31，两个定位柱34的另一端延伸至固定筒39内、并分别贯穿两个卡孔31卡合进两个定位孔29内，两个定位柱34外部均套设有固定弹簧，固定弹簧的一端与连接座4内壁固接，固定弹簧的另一端与安装板33的外壁固接，电动伸缩杆28位于安装板33远离固定筒39的一侧、并用于驱动安装板33向靠近固定筒39的一侧移动，正常打孔的情况下，电动伸缩杆28处于伸长的状态，此时电动伸缩杆28的伸长端抵接在安装板33上，固定弹簧处于压缩的状态，而两个定位柱34的一端也均卡合在两个定位孔29内，当电动伸缩杆28收缩后，固定弹簧恢复形变，从而带动定位柱34退出到定位孔29外部，这时，升降座5就可以上下移动；
39.底板6上安装有牵引机构，牵引机构包括安装在连接座4侧壁上的第一导向轮20、
安装在底板6顶面的第二导向轮21和安装在底板6顶部的绳轮22，安装板33的一侧固定有滑块，连接座4安装有第一导向轮20的侧壁上开设有滑槽，滑块的一端贯穿滑槽延伸至连接座4外部、并固定有连接板19，连接板19靠近第一导向轮20的一端固定有连接绳，连接绳的另一端绕过第一导向轮20和第二导向轮21、并卷绕在绳轮22上，底板6上安装有用于驱动绳轮22转动的传动组件，传动组件包括抵接柱26和套接在电机7输出轴外部的驱动轮27，驱动轮27与输出轴的连接点偏离驱动轮27的圆心，抵接柱26外部活动套设有固定块25和复位弹簧，固定块25固定在底板6底面，抵接柱26的一端抵接在驱动轮27圆周上，且抵接柱26外部套接有弹簧卡块，复位弹簧抵接在弹簧卡块和固定块25之间，抵接柱26的另一端固定有连接齿条24，底板6底面转动连接有与连接齿条24啮合的连接齿轮23，连接齿轮23与绳轮22传动连接，电机7转动后会带动驱动轮27转动，驱动轮27转动后会对抵接柱26缠上挤压，当抵接柱26向远离电机7的一侧移动时，则是会带动绳轮22正转，从而将连接绳收卷在绳轮22上，也会使得连接板19向远离固定筒39的一侧移动，从而使得定位柱34进一步退出到卡孔31外部，这时固定弹簧被拉伸，然后固定筒39才能够转动，当抵接柱26开始在复位弹簧的作用下向靠近电机7的一侧移动的时候，固定筒39逐渐开始恢复原来的角度，直到抵接柱26恢复原位，然后定位柱34在固定弹簧的作用下再卡进卡孔31内，这时固定筒39不再转动，开始到升降座5上下移动。
40.工作原理：在预先确定好的打孔点做好标记，然后再将潜孔锤钻机开到做好标记的施工地点，之后再对潜孔锤钻机的潜孔锤、钻头灯其他配件一一进行调整定位，钻孔的过程中，由空压机提供的高压空气驱动潜孔锤缸体内的活塞做高频往复运动，在凿进的过程中，潜孔锤钻机自带控制垂直度功能，能保证开孔的垂直度，在遇到复杂的土层的时候，为了避免钻头被卡住，可以先将安装座2的位置固定柱，然后再多次短程的上下提动潜孔锤钻头3，这时，先启动启动电动伸缩杆28收缩，从而给使得压迫的固定弹簧得到释放，进而使得定位柱34退出到定位孔29外部，之后再启动电机7转动，电机7转动后带动驱动轮27和主动齿轮10顺时针转动，驱动轮27转动后偏离输出轴较远的圆周逐渐与抵接柱26接触，从而给带动抵接柱26向远离驱动轮27的一侧移动，进而使得复位弹簧被压缩，而连接齿轮24也带动连接齿轮23转动，进而使得绳轮22转动将连接绳收卷在绳轮22上，最后带动连接板19向远离固定筒39的一侧移动，从而使得安装板33同时移动，最终使得定位柱34退出到卡孔31外部，当定位柱34退出到卡孔31外部后，主动齿轮10开始与第二从动齿轮12啮合并带动第二从动齿轮12转动，从而给使得固定柱8转动，固定柱8转动使得传动套9转动，传动套9转动后使得连接轴在轨道槽内滑动，也就驱使连杆15向下摆动，最终带动联动齿条17上下移动，联动齿条17上下移动带动固定筒39转动，从而使得连接座4摆动，即使得潜孔锤钻头3摆动，当主动齿轮10与第二从动齿轮12脱离接触后，第二从动齿轮12刚好转动一圈，随后抵接柱26也在转动的过程中逐渐的开始与驱动轮27靠近输出轴的圆周抵接，从而带动绳轮22向与刚开始相反的方向转动，而失去连接绳的拉力后，固定弹簧恢复形变，当主动齿轮10与第二从动齿轮12脱离接触后，定位柱34重新卡进卡孔31内，随后，主动齿轮10再与第一从动齿轮11啮合，进而驱动传动轴40转动，从而使得传动齿轮14带动升降座5上移，当主动齿轮10与第一从动齿轮11脱离接触后，在重力作用下，升降座5再落下，如此形成一个对潜孔锤钻头3的小幅度提拉过程，同样循环几次之后，就可以有效避免潜孔锤钻头3被卡住，结束之后，再启动电动伸缩杆28伸长，从而将安装板33向靠近固定筒39的一侧挤压，迫使定位柱34卡进
定位孔29内，进而避免在正常钻孔的时候升降座5移动，也避免固定筒39转动。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
43.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。