一种公路桥梁钻孔灌注桩施工装置及护壁方法与流程

1.本发明涉及钻孔灌注桩设备技术领域，具体为一种公路桥梁钻孔灌注桩施工装置及护壁方法。


背景技术：

2.公知的，钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类，冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法，钻孔灌注桩施工法的过程是：平整场地、泥浆制备、埋设护筒、铺设工作平台、安装钻机并定位、钻进成孔、清孔并检查成孔质量、下放钢筋笼、灌注水下混凝土、拔出护筒、检查质量，在对钢筋笼吊装时，将一个钢筋笼吊装至钻孔中，然后固定，在吊装另一个钢筋笼至钻孔上方，并与位于前序吊装的钢筋笼进行对接，然后拆除固定措施，下方至钻孔中再进行一次，如此往复直至全部钢筋笼完成连接实现吊装在钻孔内部。
3.如申请公布号为cn112281854a，申请公布日为2021年01月29日，名称为《一种钻孔灌注桩施工装置》的发明专利，包括用于钢筋笼定位的第一定位组件，所述第一定位组件包括底座和用于与钢筋笼外侧相抵接的第一抵板，所述底座上贯穿设置有用于与桩孔相对齐的开孔，所述第一抵板于开孔内与底座转动连接有若干，所述第一抵板与所述底座的转动连接处设置有用于第一抵板下端朝向开孔轴线偏离的第一扭簧，所述底座沿垂直开孔的轴线方向上开设有若干用于与开孔相连通的第一滑槽，所述第一滑槽于底座内沿第一滑槽的长度方向活动穿设有第二抵板，所述第一滑槽于底座内沿第一滑槽长度方向设置有用于第二抵板穿入开孔的第一弹簧，所述底座于第一滑槽下端沿第一滑槽的长度方向设置有第二滑槽，所述第一滑槽内设置有用于与第二抵板相抵接的第一挡板，所述底座内设置有用于第一滑槽和第二滑槽相连通的通道，所述通道供第一挡板由第一滑槽穿入第二滑槽内，所述第二滑槽于底座内活动穿设有用于与第一挡板下端相抵接的第二挡板，所述第二挡板通过连接件穿过第二滑槽与第一抵板上端相连，所述连接件用于第一抵板上端朝向开孔轴线转动时拉动第二挡板朝向开孔运动。
4.现有技术的不足之处在于，如图1所示，目前钻孔灌注桩施工时，在对多个钢筋笼依次吊装连接安装在钻孔时，直接通过在固定护筒两侧横向贯穿横担，通过横担贯穿在钢筋笼实现对钢筋笼进行担起，但是无法在担起钢筋笼时对钢筋笼进行调整，使得钢筋笼位于灌注桩孔中精准居中，而当钢筋笼担起时，由于钢筋笼重量大，若出现偏心，无法依靠人力进行调整，必须在两个钢筋笼对接结束后依靠吊机进行悬吊调整，影响对接操作，且通过吊机悬吊对于小间距偏心调整无法实现精准调整，调整效果差，操作不便，影响施工效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种公路桥梁钻孔灌注桩施工装置及护壁方法，以解决现有
技术中的上述不足之处。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种公路桥梁钻孔灌注桩施工装置，包括嵌设在灌注桩孔中的固定护筒，所述固定护筒的顶部设置有对接辅助平台，且对接辅助平台上设置有用于对第一钢筋笼固定承载用的承载定位件；
7.所述承载定位件包括固定在对接辅助平台上的伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构上设置有承载托架以及调整固定件，所述伸缩驱动机构具有两个驱动行程：第一行程，伸缩驱动机构驱动承载托架对第一钢筋笼进行承载，第二行程，伸缩驱动机构驱动调整固定件对第一钢筋笼进行位置调整。
8.作为上述技术方案的进一步描述：所述固定护筒嵌设在灌注桩孔的顶部，且固定护筒延伸至灌注桩孔外侧，所述固定护筒外侧设置有护筒承载平台，所述对接辅助平台水平固定在护筒承载平台上。
9.作为上述技术方案的进一步描述：所述伸缩驱动机构包括主体座，所述承载托架活动嵌设在主体座中。
10.作为上述技术方案的进一步描述：所述调整固定件包括转动座，所述转动座转动设置在承载托架的底部，且转动座两侧通过导向连接架连接有定位抓钩，所述转动座上还固定有调节齿盘。
11.作为上述技术方案的进一步描述：所述主体座中转动设置有驱动滚轴，所述驱动滚轴上开设有第一驱动槽，所述承载托架上设置有凸部，且凸部滑动嵌设在第一驱动槽中。
12.作为上述技术方案的进一步描述：所述第一驱动槽包括开设在驱动滚轴周面的倾斜调节槽以及环形槽，所述环形槽与倾斜调节槽连通。
13.作为上述技术方案的进一步描述：所述驱动滚轴上还开设第二驱动槽，所述主体座中还活动嵌设有驱动齿条，所述驱动齿条与调节齿盘相啮合，所述驱动齿条的尾端固定有凸部，且凸部互动嵌设在第二驱动槽中。
14.作为上述技术方案的进一步描述：所述第二驱动槽包括开设在驱动滚轴周面的第一倾斜驱动槽以及第二倾斜驱动槽，所述第一倾斜驱动槽的首尾端线性长度与倾斜调节槽首尾端线性长度相等，所述第二倾斜驱动槽首尾段角度与环形槽角度相等。
15.作为上述技术方案的进一步描述：所述对接辅助平台的表面还转动设置有限位侧架，且限位侧架通过调节侧架与所述承载托架活动连接，所述限位侧架的顶端设置有对位导向机构。
16.一种公路桥梁钻孔灌注桩施工护壁方法，其基于上述所述的公路桥梁钻孔灌注桩施工装置，所述护壁方法包括以下步骤：
17.通过吊装设备将第一钢筋笼吊装至灌注桩孔中；
18.通过伸缩驱动机构驱动承载架嵌入第一钢筋笼上位于箍筋的底部以实现对第一钢筋笼进行承载；
19.通过伸缩驱动机构驱动调整固定件对第一钢筋笼进行居中调整，使得第一钢筋笼位于灌注桩孔中心处，以防止后续吊装调整时钢筋笼与灌注桩孔内壁接触，对灌注桩孔进行护壁保护。
20.在上述技术方案中，本发明提供的一种公路桥梁钻孔灌注桩施工装置，在吊装钢筋笼时，通过伸缩驱动机构驱动承载托架嵌设在钢筋笼横向箍筋底部，实现对钢筋笼进行
承载，然后在通过伸缩驱动机构驱动调整固定件对配合钢筋笼的竖向钢筋实现对钢筋笼位置进行调整，使得钢筋笼在灌注桩孔中精准居中，并配合钢筋笼的竖向钢筋对钢筋笼整体进行固定，相比与现有的直接通过横担贯穿钢筋笼进行承载，提高对钢筋笼固定的稳定性，同时实现对钢筋笼进行限位居中调整固定，便于后续吊装钢筋笼进行对接安装，显著提高工作效率，缩短施工工期。
21.由于上述公路桥梁钻孔灌注桩施工装置具有上述技术效果，该公路桥梁钻孔灌注桩施工装置对应的公路桥梁钻孔灌注桩施工护壁方法自然具有对应的技术效果。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为现有技术中对钢筋笼吊装对接施工示意图；
24.图2为本发明实施例提供的一种公路桥梁钻孔灌注桩施工装置的吊装对接示意图；
25.图3为本发明实施例提供的一种公路桥梁钻孔灌注桩施工装置的正面示意图；
26.图4为本发明实施例提供的对接辅助平台的结构示意图；
27.图5为本发明实施例提供的承载定位件的结构示意图；
28.图6为本发明实施例提供的承载定位件的底部结构示意图；
29.图7为本发明实施例提供的调整固定件的结构示意图；
30.图8为本发明实施例提供的伸缩驱动机构的结构示意图；
31.图9为本发明实施例提供的驱动滚轴的结构示意图；
32.图10为本发明实施例提供的承载定位件与钢筋笼的连接结构示意图；
33.图11为本发明实施例提供的对位导向机构正面的结构示意图；
34.图12为本发明实施例提供的对位导向机构的背面结构示意图。
35.附图标记说明：
36.1、灌注桩孔；21、第一钢筋笼；22、第二钢筋笼；3、固定护筒；4、对接辅助平台；41、圆形通孔；5、护筒承载平台；6、承载定位件；61、承载托架；62、伸缩驱动机构；621、主体座；622、驱动滚轴；623、第一驱动槽；6231、倾斜调节槽；6232、环形槽；624、第二驱动槽；6241、第一倾斜驱动槽；6242、第二倾斜驱动槽；63、驱动电机；64、调整固定件；641、转动座；642、定位抓钩；643、调节齿盘；65、驱动齿条；7、限位侧架；71、调节侧架；8、对位导向机构；81、弧形限位侧架；82、调节架；83、调节抓钩；84、弧形齿条；85、连接侧架；86、驱动齿盘；87、调节电机；9、横担。
具体实施方式
37.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
38.请参阅图1
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12，本发明实施例提供一种技术方案：一种公路桥梁钻孔灌注桩施工装置，包括嵌设在灌注桩孔1中的固定护筒3，固定护筒3的顶部设置有对接辅助平台4，且对
接辅助平台4上设置有用于对第一钢筋笼21固定承载用的承载定位件6；承载定位件6包括固定在对接辅助平台4上的伸缩驱动机构62，伸缩驱动机构62上设置有承载托架61以及调整固定件64，伸缩驱动机构62具有两个驱动行程，第一行程，伸缩驱动机构62驱动承载托架61对第一钢筋笼21进行承载，第二行程，伸缩驱动机构62驱动调整固定件64对第一钢筋笼21进行位置调整。
39.具体的，本实施例提供的一种公路桥梁钻孔灌注桩施工装置用于在进行钻孔灌注桩施工对钢筋笼进行吊装时辅助吊装连接的装置，公知的，钢筋笼包括多个成环形阵列布置的竖向钢筋，且多个竖向钢筋之间等间距设置有多个箍筋，固定护筒3设置在灌注桩孔1的顶部开口位置处，对接辅助平台4水平固定在固定护筒3的顶部，对接辅助平台4心位置处具有一个圆形通孔41，且圆形通孔41的直径与固定护筒3的内径相等，圆形通孔41的与固定护筒3的圆心位于同一竖直线上，对接辅助平台4为圆盘状结构或其他形状的板状结构，对接辅助平台4上位于圆形通孔41的周侧成环形等角度布置有多个承载定位件6，承载定位件6包括伸缩驱动机构62，伸缩驱动机构62上设置有承载托架61以及调整固定件64，其中，承载托架61的顶端指向圆形通孔41的圆心位置，伸缩驱动机构62具有两个驱动行程，第一行程，伸缩驱动机构62驱动承载托架61对第一钢筋笼21进行承载，第二行程，伸缩驱动机构62驱动调整固定件64对第一钢筋笼21进行调整固定，其中，对第一钢筋笼21进行调整固定共包括两个动作，动作一：对第一钢筋笼21，进行转动调整至预定位置，动作二：对第一钢筋笼21进行固定，作为可选的实施方式，伸缩驱动机构62为两个液压伸缩杆，一个液压伸缩杆活动端与承载托架61连接，通过液压伸缩杆驱动承载托架61前移，使得承载托架61移动至第一钢筋笼21中的箍筋底部，实现对第一钢筋笼21进行承载，另一个液压伸缩杆的活动端与调整固定件64连接，调整固定件64包括一个截面呈等腰三角形的调整部，在调整部尾端具有两个定位抓钩，通过液压伸缩杆驱动调整固定件64中的调整部嵌设在钢筋笼中两相邻竖向钢筋之间，然后对第一钢筋笼的位置进行转动调整，并通过调整部尾端两个定位抓钩对钢筋笼竖向钢筋进行固定，最终实现对钢筋笼整体进行固定。
40.本实施例提供的一种公路桥梁钻孔灌注桩施工装置，在吊装钢筋笼时，通过伸缩驱动机构62驱动承载托架61嵌设在钢筋笼横向箍筋底部，实现对钢筋笼进行承载，然后在通过伸缩驱动机构62驱动调整固定件64配合钢筋笼的竖向钢筋实现对钢筋笼位置进行调整固定，使得钢筋笼在灌注桩孔1中精准居中，并配合钢筋笼的竖向钢筋对钢筋笼整体进行固定，相比与现有的直接通过横担9贯穿钢筋笼进行承载，提高对钢筋笼固定的稳定性，同时实现对钢筋笼进行限位居中调整固定，便于后续吊装钢筋笼进行对接安装，显著提高工作效率，缩短施工工期。
41.本发明提供的再一个实施例中，固定护筒3嵌设在灌注桩孔1的顶部，且固定护筒3延伸至灌注桩孔1外侧，固定护筒3外侧设置有护筒承载平台5，对接辅助平台4水平固定在护筒承载平台5上。公知的，钻孔灌注桩施工时固定护筒3套接在灌注桩孔1的顶部，固定护筒3顶部为延伸至灌注桩孔1外侧50cm，以便于对钢筋笼凸伸部分进行灌注，在固定护筒3外侧设置护筒承载平台5，通过护筒承载平台5对对接辅助平台4进行承载，提高对接辅助平台4的稳定性，确保对接辅助平台4保持水平。
42.本发明提供的再一个实施例中，伸缩驱动机构62包括主体座621，承载托架61活动嵌设在主体座621中。主体座621中转动设置有驱动滚轴622，驱动滚轴622上开设有第一驱
动槽623，承载托架61上设置有凸部，且凸部滑动嵌设在第一驱动槽623中。具体的，主体座621的尾端设置有驱动电机63，驱动电机63通过减速器与驱动滚轴622传动连接，驱动电机63为双向转动电机，伸缩驱动机构62驱动承载托架61已实现对钢筋笼进行承载时，通过驱动电机63带动驱动滚轴622转动，驱动滚轴622周面上开设的第一驱动槽623配合凸部带动承载托架61前移，使得承载托架61移动至第一钢筋笼21中的箍筋底部，实现对第一钢筋笼21进行承载。
43.本发明提供的再一个实施例中，调整固定件64包括转动座641，转动座641转动设置在承载托架61的底部，且转动座641两侧通过导向连接架连接有定位抓钩642，转动座641上还固定有调节齿盘643。驱动滚轴622上还开设第二驱动槽624，主体座621中还活动嵌设有驱动齿条65，驱动齿条65与调节齿盘643相啮合，驱动齿条65的尾端固定有凸部，且凸部互动嵌设在第二驱动槽624中。具体的，调整固定件64包括转动座641，转动座641转动设置在承载托架61的底部，从而不会对承载托架61移动至第一钢筋笼21中的箍筋底部对第一钢筋笼21进行承载造成影响，转动座641两侧对称通过导向连接架连接有定位抓钩642，两个定位抓钩642的开口方向相对，即两个定位抓钩642近似一个“s”型结构，伸缩驱动机构62驱动调整固定件64对第一钢筋笼21进行调整固定过程为，通过驱动电机63带动驱动滚轴622转动，驱动滚轴622周面上开设的第二驱动槽624配合凸部带动驱动齿条65移动，驱动齿条65驱动调节齿盘643转动，调节齿盘643带动转动座641进行转动，转动座641配合其两侧固定的导向连接架对第一钢筋笼21的位置进行调节直至两个定位抓钩642将第一钢筋笼21上两个相邻竖向钢筋进行卡接，实现对第一钢筋笼21进行调整固定，且两个定位抓钩642的开口方向相对实现对两个相邻的竖向钢筋进行相对固定，进一步提高固定的稳定性。
44.本发明提供的再一个实施例中，第一驱动槽623包括开设在驱动滚轴622周面的倾斜调节槽6231以及环形槽6232，环形槽6232与倾斜调节槽6231连通。第二驱动槽624包括开设在驱动滚轴622周面的第一倾斜驱动槽6241以及第二倾斜驱动槽6242，第一倾斜驱动槽6241的首尾端线性长度与倾斜调节槽6231首尾端线性长度相等，第二倾斜驱动槽6242首尾段角度与环形槽6232角度相等。具体的，驱动滚轴622同步驱动承载托架61以及调整固定件64具体为，在初始位置，两个定位抓钩642与承载托架61相重合并位于承载托架61的底部，首先通过，通过驱动电机63带动驱动滚轴622转动倾斜调节槽6231的端面角度，(其中，倾斜调节槽6231的端面角度为倾斜调节槽6231首端和尾端投影至驱动滚轴622端面与圆心之间的夹角)使得驱动滚轴622配合骑上的倾斜调节槽6231以及第一倾斜驱动槽6241驱动承载托架61以及驱动齿条65同步移动，承载托架61移动至第一钢筋笼21中的箍筋底部，实现对第一钢筋笼21进行承载，驱动齿条65与承载托架61同步移动，不会驱动调节齿盘643转动，即在这个过程中，两个定位抓钩642与承载托架61继续保持重合状态，然后由驱动电机63继续带动驱动滚轴622转动第二倾斜驱动槽6242的端面角度(其中，第二倾斜驱动槽6242的端面角度为第二倾斜驱动槽6242首端和尾端投影至驱动滚轴622端面与圆心之间的夹角)，此时承载托架61尾端的凸部从倾斜调节槽6231过渡至环形槽6232区段，驱动滚轴622的转动时承载托架61保持静止，而驱动齿条65尾端的凸部从第一倾斜驱动槽6241过渡至第二倾斜驱动槽6242，通过第二倾斜驱动槽6242带动驱动齿条65前移，驱动齿条65驱动调节齿盘643转动，调节齿盘643带动转动座641进行转动，转动座641配合其两侧固定的导向连接架对第一钢筋笼21的位置进行调节直至两个定位抓钩642将第一钢筋笼21上两个相邻竖向钢筋进
行卡接，从而实现通过一个驱动完成对承载托架61以及调整固定件64的配合驱动，在连接完成后，同理通过驱动电机63带动驱动滚轴622反向转动两个行程，实现驱动承载托架61以及调整固定件64复位，实现连续重复配合钢筋笼吊装对接使用。
45.本发明提供的再一个实施例中，对接辅助平台4的表面还转动设置有限位侧架7，且限位侧架7通过调节侧架71与承载托架61活动连接，限位侧架7的顶端设置有对位导向机构8。具体的，限位侧架7的共设置有多个，多个限位侧架7与多个承载定位件6一一对应，限位侧架7顶端通过铰接座转动连接在对接辅助平台4的表面，调节侧架71一端与限位侧架7转动练级，调节侧架71的另一端与承载托架61转动连接，当通过伸缩驱动机构62驱动承载托架61前移实现对第一钢筋笼21进行承载时，承载托架61还配合调节侧架71带动限位侧架7进行聚拢调节，使得多个限位侧架7配合其顶端的对位导向机构8实现吊装对接的第二钢筋笼22进行导向限位，即使得第二钢筋笼22与第一钢筋笼21上下同轴对应。
46.本发明提供的再一个实施例中，对位导向机构8包括弧形限位侧架81，且弧形限位侧架81上设置有调节组件，调节组件用于自动对吊装对接的第二钢筋笼22进行调整以实现与第一钢筋笼21对位。第一钢筋笼21以及第二钢筋笼22结构相同，(即第一钢筋笼21以及第二钢筋笼22的直径、竖向钢筋布置数量、以及竖向钢筋间距角度均相同)其中第一、第二仅仅用于区分两者对接时一个固定在灌注桩孔1中，另一个通过吊机吊装对接，弧形限位侧架81为圆弧状结构，其直径与第一钢筋笼21的直径相等，调节组件包括调节架82，调节架82滑动套接在弧形限位侧架81上，调节架82位于弧形限位侧架81内侧一面设置有调节抓钩83，调节架82位于弧形限位侧架81外部一面连接有弧形齿条84，弧形限位侧架81外侧固定有连接侧架85，连接侧架85用于和限位侧架7顶端进行连接，连接侧架85上转动设置有驱动齿盘86，驱动齿盘86与弧形齿条84相啮合，连接侧架85的底部固定有调节电机87，调节电机87通过联轴器与驱动齿盘86传动连接。
47.具体的，当承载托架61还配合调节侧架71带动限位侧架7进行聚拢调节，使得多个限位侧架7配合其顶端的对位导向机构8上弧形限位侧架81的实现吊装对接的第二钢筋笼22进行导向限位，使得第二钢筋笼22与第一钢筋笼21上下同轴对应，此时，通过调节电机87带动驱动齿盘86转动，驱动齿盘86配合弧形齿条84带动调节架82沿弧形限位侧架81滑动，同时调节架82上的调节抓钩83卡接在第二钢筋笼22的竖向钢筋中，实现对第二钢筋笼22进行转动对位，使得第二钢筋笼22上的每个竖向钢筋与固定好的第一钢筋笼21上的竖向钢筋一一上下精准对应，在进行连接时，工作人员不需要手动对第二钢筋笼进行调整，实现直接进行连接，操作方便，减轻工作强度，提高工作效率，进一步缩短施工工期。
48.一种公路桥梁钻孔灌注桩施工护壁方法，其基于上述的公路桥梁钻孔灌注桩施工装置，护壁方法包括以下步骤：
49.通过吊装设备将第一钢筋笼21吊装至灌注桩孔1中；
50.通过伸缩驱动机构62驱动承载架61嵌入第一钢筋笼21上位于箍筋的底部以实现对第一钢筋笼21进行承载；
51.通过伸缩驱动机构62驱动调整固定件64对第一钢筋笼21进行居中调整，使得第一钢筋笼21位于灌注桩孔1中心处，以防止后续吊装调整时钢筋笼与灌注桩孔1内壁接触，对灌注桩孔1进行护壁保护。
52.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领
域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。