一种方形桩成孔设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于粧基工程领域，尤其涉及一种用于开挖方形粧孔的设备。
【背景技术】
[0002]与圆形粧相比，方形粧在等截面、等材料的情况下侧摩擦面积更大，由此提高了粧的侧摩擦力，大幅增加了粧的承载力，不论在深基坑、高边坡工程中作为抗滑粧，还是在其他基础工程中作为下部承载结构，方形粧的力学性能均优于圆形粧。
[0003]然而，目前市场上广泛应用的旋挖钻机仅能用于施工圆形粧，对于方形粧主要依靠人工开挖来实现成孔，安全性较差，工作效率低下，已不能满足国家安全生产及工程施工的相关要求。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种方形粧成孔设备，可适用于在土质、岩质地层中的施工，解决方形粧安全、快速机械成孔问题。
[0005]为此，本发明所采用的技术方案为:一种方形粧成孔设备，包括主机行走部分、钻杆和钻进动力部分，所述钻进动力部分驱动钻杆上下运动及旋转运动，其特征在于:还包括套装在钻杆下端的钻机后壳和钻机前壳，钻机后壳位于钻机前壳的上方，在钻机后壳与钻机前壳围成的腔体内设置有推进机构，钻机后壳用于支撑在钻孔侧壁上，所述钻机前壳的底面设置有切割总成，所述切割总成呈矩形阵列分布的若干滚动式切刀组成，所述推进机构通过钻机前壳来推进和收回切割总成，所述钻杆的下端连接中心钻头，所述中心钻头超前于切割总成所在的平面，由钻进动力部分驱动中心钻头先行向下旋转钻进，再由切割总成进行方形截面孔的掘进开挖。
[0006]作为上述方案的第一种优选，所述中心钻头采用旋挖式中心钻头，并提钻出渣。
[0007]作为上述方案的另一种优选，所述中心钻头采用螺杆式中心钻头，在钻杆上设置有出渣口，出渣口高于钻机后壳并与螺杆式中心钻头的顶部齐平。
[0008]本发明的有益效果是:本设备通过中心钻头先行旋转钻进，打出圆形粧孔，形成临空面释放应力，再由切割总成跟随掘进，形成方形粧孔，其在土质、岩质地层中均适用，实现了方形粧的机械成孔，并且安全性较高、成孔速度快、经济效果好。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构示意图。
[0010]图2为图1的局部剖视图。
[0011]图3为图1中切割总成和中心钻头的仰视图。
[0012]图4为采用旋挖式中心钻头的局部示意图。
[0013]图5为采用螺杆式中心钻头的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0014]下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明:
[0015]结合图1一图3所示，一种方形粧成孔设备，主要由主机行走部分1、钻杆2、钻进动力部分3、钻机后壳4、钻机前壳5、推进机构6、切割总成7和中心钻头9等组成。
[0016]主机行走部分I为整个设备的主体部分，通过主体行走部分I实现设备的行走和其余部分的安装。钻进动力部分3驱动钻杆2上下运动及旋转运动，属于常规技术，在此不再赘述。
[0017]区别在于:在钻杆2的下端套装有钻机后壳4和钻机前壳5，钻机后壳4位于钻机前壳5的上方，在钻机后壳4与钻机前壳5围成的腔体内设置有推进机构6。
[0018]钻机后壳2用于支撑在钻孔侧壁上，钻机前壳5的底面设置有切割总成7。结合图2所示，切割总成7呈矩形阵列分布的若干滚动式切刀8组成。推进机构6通过钻机前壳5来推进和收回切割总成7，钻杆2的下端连接中心钻头9，中心钻头9超前于切割总成7所在的平面，由钻进动力部分3驱动中心钻头9先行向下旋转钻进，再由切割总成7进行方形截面孔的掘进开挖。
[0019]中心钻头4分为旋挖式和螺杆式两种。如图4所示，中心钻头4采用旋挖式中心钻头，并提钻出渣。如图5所示，中心钻头4采用螺杆式中心钻头，在钻杆2上设置有出渣口 2a，出渣口 2a高于钻机后壳4并与螺杆式中心钻头的顶部齐平。
[0020]采用方形粧成孔设备的掘进成孔步骤为:钻机后壳支撑于孔壁上，准备就绪一中心钻头旋转开挖一切割总成掘进开挖一钻机前壳向下推进一个行程后，掘进停止一钻机后壳支撑收回，向下滑移一个行程长度一开始新的掘进循环。
[0021]工作时，先将钻机后壳支撑于孔壁进行定位，中心钻头超前于切割总成一定距离先行向下钻进，钻出圆形孔，动力系统驱动切割总成跟随掘进，形成方孔，每个掘进循环通过推进系统推动钻机前壳及切割总成向下行走。
[0022]中心钻头与切割总成之间距离可以实现自由调整，以满足不同地层条件的需要，达到掘进的最佳工效。
[0023]挖孔过程中的土渣通过中心钻头来排出，采用旋挖式钻头时提钻出渣，采用螺杆式钻头时渣土沿着杆体旋转上升再从出渣口直接排出。
[0024]钻机外壳(包括钻机前后和钻机后壳)在钻进中起到导向控制作用，每循环掘进时，钻机后壳固定于孔壁，保证钻机外壳不发生移动、旋转，钻机前壳通过推动系统推动向下行走，确保直线施工。
【主权项】
1.一种方形粧成孔设备，包括主机行走部分(I)、钻杆⑵和钻进动力部分(3)，所述钻进动力部分(3)驱动钻杆(2)上下运动及旋转运动，其特征在于:还包括套装在钻杆(2)下端的钻机后壳(4)和钻机前壳(5)，钻机后壳(4)位于钻机前壳(5)的上方，在钻机后壳(4)与钻机前壳(5)围成的腔体内设置有推进机构￠)，钻机后壳(2)用于支撑在钻孔侧壁上，所述钻机前壳(5)的底面设置有切割总成(7)，所述切割总成(7)呈矩形阵列分布的若干滚动式切刀(8)组成，所述推进机构(6)通过钻机前壳(5)来推进和收回切割总成(7)，所述钻杆(2)的下端连接中心钻头(9)，所述中心钻头(9)超前于切割总成(7)所在的平面，由钻进动力部分(3)驱动中心钻头(9)先行向下旋转钻进，再由切割总成(7)进行方形截面孔的掘进开挖。2.根据权利要求1所述的方形粧成孔设备，其特征在于:所述中心钻头(4)采用旋挖式中心钻头，并提钻出渣。3.根据权利要求1所述的方形粧成孔设备，其特征在于:所述中心钻头(4)采用螺杆式中心钻头，在钻杆(2)上设置有出渣口(2a)，出渣口(2a)高于钻机后壳⑷并与螺杆式中心钻头的顶部齐平。
【专利摘要】本发明公开了一种方形桩成孔设备，包括主机行走部分、钻杆、钻进动力部分，套装在钻杆下端的钻机后壳和钻机前壳，在钻机后壳与钻机前壳围成的腔体内设置有推进机构，钻机后壳用于支撑在钻孔侧壁上，钻机前壳的底面设置有切割总成，切割总成呈矩形阵列分布的若干滚动式切刀组成，推进机构通过钻机前壳来推进和收回切割总成，钻杆的下端连接中心钻头，中心钻头超前于切割总成所在的平面，由钻进动力部分驱动中心钻头先行向下旋转钻进，再由切割总成进行方形截面孔的掘进开挖。通过中心钻头先行旋转钻进，打出圆形桩孔，形成临空面释放应力，再由切割总成跟随掘进，形成方形桩孔，实现了方形桩的机械成孔，安全性高、成孔速度快、经济效果好。
【IPC分类】E21B7/02, E21B7/00
【公开号】CN105113986
【申请号】CN201510659166
【发明人】王猛, 李勇, 刘化宽
【申请人】北车建设工程有限责任公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年10月12日