一种竖向植筋精确定位钻孔装置及其施工方法与流程

本发明属于竖向植筋钻孔技术领域，特别涉及一种竖向植筋精确定位钻孔装置及其施工方法。

背景技术：

因构造柱及装饰柱在建筑工程中属于非承重结构，需在主体结构施工完成后进行第二次施工；构造柱等非承重柱体在第二次施工过程时对应在底板预留接茬钢筋，顶端则需要钻孔植筋。

目前，在构造柱等非承重柱体竖向植筋孔施工中，主要是人工直接站在人字梯或简易台架上使用电钻钻孔，由于建筑结构空间一般高度为3m或3米以上，存在植筋孔定位不准确、钻孔效率低、且向上钻孔时施工人员需要仰视，施工难度大、投入劳动力多；还有通过辅助打孔设备进行钻孔，但未对钻孔产生的灰尘进行针对会处理，而灰尘的长期吸入容易对身体健康造成损害。

技术实现要素：

本发明提供了一种竖向植筋精确定位钻孔装置及其施工方法，用以解决竖向植筋时植筋孔的精确定位、钻孔过程中的粉尘处理以及钻孔过程中的便捷移动和升降等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种竖向植筋精确定位钻孔装置，包含连接于底板的预留钢筋、安装于底板上部的支撑单元、连接于支撑单元上部的升降单元、连接于升降单元上的定位钻孔单元以及连接于支撑单元、升降单元和定位钻孔单元之间的吸尘单元；

所述支撑单元包含支架、连接于支架内部的放置架以及支架底端安装的脚轮；

所述升降单元包含连接于支架顶部的升降架、铰接于升降架节点的连接轴以及连接于连接轴上的升降绳；

所述定位钻孔单元包含连接于支架顶端下侧面的激光定位器、连接于升降架顶端的钻具、连接于升降架与钻具间的固定板、连接于固定板上方一侧的固定杆以及连接于固定杆与钻具间的连杆；所述钻具顶端连接钻头，钻头、激光定位器和预留钢筋三者的长向在同一竖向直线上；

所述吸尘单元包含连接于放置架上的吸尘器、连接于钻头外侧的吸尘罩以及连接于吸尘器和吸尘罩间的吸尘管，所述吸尘管连接于升降架上。

进一步的，所述支架为包含有四个立柱的矩形框架，立柱底端连接脚轮，脚轮为带有制动装置的万向轮；支架高度高于预留钢筋的高度，支架的宽度大于放置架的宽度。

进一步的，所述放置架连接于支架内部一侧，放置架包含与支架连接的竖向杆和竖向杆底端连接的放置板；所述放置板上安装吸尘器、吸尘器与支架间连接有水平限位杆。

进一步的，所述激光定位器竖直连接于支架顶部中心处，激光定位器照射端对准预留钢筋顶部中心。

进一步的，所述升降架为剪刀式可收缩支架，升降架外侧面设置有凹槽，凹槽内连接吸尘管和钻具电线；升降架转折处节点和相交连接节点处通过连接轴连接，在最底层水平两转折处节点的连接轴间绕接有升降绳。

进一步的，所述固定板为t形板并位于激光定位器正上方，固定板横部上方连接钻具和固定杆，固定板竖部与升降架可拆卸连接。

进一步的，所述固定杆高度适应钻具高度，固定杆与固定板为固定连接；连杆分别与钻具和固定杆可拆卸连接，连杆长度适应固定杆距激光定位器垂线间水平距离。

进一步的，所述吸尘管包含吸尘罩至升降架段和升降架至吸尘器段，升降架至吸尘器段吸尘管的直径大于或等于吸尘罩至升降架段吸尘管直径；所述吸尘管与吸尘罩连接处为吸尘罩底部。

进一步的，所述的一种竖向植筋精确定位钻孔装置的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、结合预留钢筋高度和吸尘器的尺寸，制作支架及放置架，其中放置架位于支架一侧且宽度小于支架的宽度的二分之一；依据需打设的竖向植筋孔的高度及深度，确定升降架的高度；

步骤二、在支架顶部矩形框的长向中线处连接横向连板，在连板长向中心处下侧连接激光定位器，在连板中心处上方连接升降架，并将升降架收缩到最低高度；

步骤三、在放置架上安装吸尘器，将吸尘器顶端连接吸尘管，并将吸尘管固定在升降架的凹槽内，其中，升降架至吸尘器段的吸尘管根据需钻孔设计出尘最大量选择管径；

步骤四、在升降架顶端连接固定板，固定板上连接固定杆，在固定杆上垂直连接连杆，并在连杆外端上安装钻具和钻头，调整钻具位置使钻头和激光定位器处于同一垂线上，调整成功后将钻具连接在固定板上；

步骤五、将钻具电线安装在升降架上并最终连接电机，在钻头外侧安装喇叭状的吸尘罩，并在吸尘罩底部连接吸尘管，根据不同钻孔位置的出尘量大小调整选择吸尘罩至升降架段吸尘管直径；试运行钻具和吸尘器，若不符合设计要求及时调整；

步骤六、试运行符合设计要求后，通过支架的脚轮移动整体装置至底板上的预留钢筋处，再通过激光定位器打出激光，垂直对准预留钢筋顶端，然后通过脚轮制动装置锁定；

步骤七、拉动升降绳使升降架上升，直到钻头头部接触到需要钻孔的高度，打开钻具开关进行钻孔，同时运行吸尘器，随着钻孔深度的增加继续提高升降架的高度，直至钻孔完成；

步骤八、钻孔完成后，关闭钻具开关和吸尘器开关，缓慢放松升降绳，在钻具自身重力作用下收缩升降架；解除支架的制动端，移动装置到下一预留钢筋位置进行钻孔，直至完成整体的竖向植筋钻孔工作。

进一步的，对于步骤七中开始钻孔后需及时测量检测实际开孔位置的精准度，若不符合及时调整钻具位置。

本发明的有益效果体现在：

1）本发明通过定位钻孔单元的设置，可精确定位和打设需竖向植筋的钢筋孔；其中，通过连杆分别与钻具和固定杆的可拆卸连接，一方面便于钻具调整位置用于精确化打孔，另一方面便于根据不同打孔需要更换钻具或钻头；

2）本发明通过吸尘单元的设置，便于针对化处理在钻孔过程中产生的粉尘，且通过吸尘管分段设计，可根据除尘量大小进行不同的吸尘处理，由此节省施工成本；

3）本发明通过升降架的设置，可根据打孔深度进行人工控制，满足不同的打孔需求，且升降架外侧面设置有凹槽，可安装吸尘管和电线，便于钻孔施工，节省施工场地；

4）本发明通过支撑单元的设置，一方面为安装定位钻孔单元、吸尘单元和升降单元提供了底座承载基础，另一方面通过脚轮可在施工现场便捷移动和定位；

本发明中涉及构件单元均为施工现场易于取得和使用，且便于现场更换和修整，同时利于在多场地循环使用，可极大节省劳动力和施工时间；本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

图1是竖向植筋精确定位钻孔装置施工示意图；

图2是支撑单元连接结构示意图；

图3是升降单元连接结构示意图；

图4是钻具连接结构示意图。

附图标记：1-底板、2-预留钢筋、3-支撑单元、31-支架、32-放置架、33-脚轮、4-吸尘单元、41-吸尘器、42-吸尘管、43-吸尘罩、5-升降单元、51-升降架、52-连接轴、53-升降绳、6-定位钻孔单元、61-激光定位器、62-钻具、63-钻头、64-固定板、65-固定杆、66-连杆。

具体实施方式

如图1所示，一种竖向植筋精确定位钻孔装置，包含连接于底板1的预留钢筋2、安装于底板1上部的支撑单元3、连接于支撑单元3上部的升降单元5、连接于升降单元5上的定位钻孔单元6以及连接于支撑单元3、升降单元5和定位钻孔单元6之间的吸尘单元4。

如图2所示，支撑单元3包含支架31、连接于支架31内部的放置架32以及支架31底端安装的脚轮33；支架31长100cm、宽80cm、高80cm，采用50×50×2.3mm铝合金方钢管制作、支架31包含有四个竖向立柱，立柱顶端连接有矩形框，立柱中部也连接有矩形框，顶部矩形框和中部矩形框间连接有斜撑。立柱底端连接脚轮33，脚轮33为带有制动装置的万向轮；支架31高度高于预留钢筋2的高度，便于激光定位器61的安装和对准；支架31的宽度大于二倍放置架32的宽度，以便于移动时预留钢筋2的通过和定位时不妨碍预留钢筋2处于支架31的中心位置处。

本实施例中，放置架32包含连接于支架31前侧和右侧的竖向杆，竖向杆为50×50×2.3mm铝合金方钢管制作；竖向杆底端连接有放置板，放置板为14mm厚矩形钢板；竖向杆和对应的支架31的一竖向立柱焊接在放置板的三个角上。在放置板上安装吸尘器41，并在吸尘器41竖向上套接环形钢箍，环形钢箍对应支架31的立柱焊接水平限位杆，水平限位杆为钢管。

如图3所示，升降单元5包含连接于支架31顶部的升降架51、铰接于升降架51节点的连接轴52以及连接于连接轴52上的升降绳53；升降架51为剪刀式可收缩支架，采用40cm×30×2mm铝合金方钢管制作，升降架51与支架31顶部通过横向连板连接，连板为14mm厚钢板，连板中心处上方连接有倒u形钢板；倒u形钢板两竖边通过连接轴52与升降架51连接，倒u形钢板开口侧中心处的连板下侧安装有激光定位器61；激光定位器61为激光笔，激光定位器61照射端对准预留钢筋2顶部中心；升降架51外侧面设置有凹槽，凹槽内卡接吸尘管42和钻具62的电线。

本实施例中，升降架51转折处节点和相交连接处节点通过连接轴52连接，连接轴52通过直径为2cm的钢轴制作；在最底层水平两转折处节点的连接轴52间绕接有升降绳53，通过升降绳53的收紧和放缓实现升降架51的升高和收缩；此处升降绳53的功能也可通过在升降架51内安装液压升降装置来实现自动化控制。

如图4所示，定位钻孔单元6包含连接于支架31顶端下侧面的激光定位器61、连接于升降架51顶端的钻具62、连接于升降架51与钻具62间的固定板64、连接于固定板64一侧的固定杆65以及连接于固定杆65与钻具62间的连杆66；在钻具62顶端连接的钻头63，安装时测量定位钻头63、激光定位器61和预留钢筋2三者的长向在同一竖向直线上；

本实施例中，固定板64位于激光定位器61正上方，固定板64为14mm厚t形钢板，固定板64横部上表面为矩形板，矩形板与固定杆65焊接，矩形板与钻具62螺栓连接；矩形板长向中心处下侧垂直焊接竖板，竖板长向两端通过连接轴52与升降架51连接。

本实施例中，固定杆65为刚性杆，固定杆65高度适应钻具62高度，固定杆65与固定板64为焊接；连杆66分别与钻具62和固定杆65套接或夹接，连杆66长度适应固定杆65距激光定位器61垂线间水平距离。

本实施例中，吸尘单元4包含连接于放置架32上的吸尘器41、连接于钻头63外侧的吸尘罩43以及连接于吸尘器41和吸尘罩43间的吸尘管42。吸尘管42为橡胶软管，吸尘管42包含吸尘罩43至升降架51段和升降架51至吸尘器41段；升降架51至吸尘器41段的吸尘管42的直径大于或等于吸尘罩43至升降架51段吸尘管42直径，以便于根据不同钻孔过程中的除尘大小调节吸尘量和吸尘功率，由此节约施工成本，且吸尘罩43至升降架51段吸尘管42用小直径管也便于连接安装；吸尘罩43由弹性橡胶制作成喇叭形，将吸尘罩43安装在钻具62的固定夹上，吸尘罩43底部安装连接吸尘管42。

结合图1至图4，进一步说明一种竖向植筋精确定位钻孔装置的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、结合预留钢筋2高度和吸尘器41的尺寸，通过铝合金方钢管制作长100cm、宽80cm和高80cm的支架31及放置架32，其中放置架32位于支架31一侧且宽度小于支架31的宽度的二分之一；依据需打设的竖向植筋孔的高度及深度，确定升降架51的高度。

步骤二、在支架31顶部矩形框上长向中线处焊接横向连板，在连板长向中心处下侧连接激光定位器61，在连板中心处通过倒u形件连接升降架51，并将升降架51收缩到最低高度。

步骤三、在放置架32上安装吸尘器41，将吸尘器41顶端连接吸尘管42，并将吸尘管42卡接固定在升降架51的凹槽内，其中，升降架51至吸尘器41段的吸尘管42根据需钻孔设计出尘最大量选择管径。

步骤四、在升降架51顶端通过连接轴52可拆卸连接固定板64，固定板64上焊接固定杆65，在固定杆65上垂直夹接连杆66，并在连杆66外端夹接钻具62和钻头63，调整钻具62位置使钻头63和激光定位器61处于同一垂线上，调整成功后将钻具62通过螺栓连接在固定板64上。

步骤五、将钻具62电线卡接安装在升降架51上并最终连接电机，在钻头63外侧安装喇叭状的吸尘罩43，并在吸尘罩43底部连接吸尘管42，根据不同钻孔位置的出尘量大小调整选择吸尘罩43至升降架51段吸尘管42直径；试运行钻具62和吸尘器41，若不符合钻孔功率、吸尘功率以及钻孔垂直度等设计要求及时更换调整。

步骤六、试运行符合设计要求后，通过支架31的脚轮33移动整体装置至底板1上的预留钢筋2处，再通过激光定位器61打出激光，垂直对准预留钢筋2顶端，然后通过脚轮33制动装置锁定。

步骤七、拉动升降绳53使升降架51上升，直到钻头63头部接触到需要钻孔的高度，打开钻具62开关进行钻孔，同时运行吸尘器41，随着钻孔深度的增加继续提高升降架51的高度，直至钻孔完成；开始钻孔后需及时测量检测实际开孔位置的精准度，若不符合及时调整钻具62位置。

步骤八、钻孔完成后，关闭钻具62开关和吸尘器41开关，缓慢放松升降绳53，在钻具62自身重力作用下收缩升降架51；解除支架31的制动端，移动装置到下一预留钢筋2位置进行钻孔，直至完成整体的竖向植筋钻孔工作。

此外，钻孔结束后，将钻具62和吸尘罩43取下，将吸尘罩43清洗干燥后放入到工具箱内，并将吸尘器41内粉尘集中处理。

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所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。