一种泵站用灌注桩钻孔装置及施工工艺的制作方法

本发明涉及灌注桩施工，具体是一种泵站用灌注桩钻孔装置及施工工艺。

背景技术：

1、灌注桩是一种就位成孔，灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。在高层建筑、变电站或桥梁等施工中，通常需要采用灌注桩。在灌注桩施工中，泥浆护壁冲击成孔灌注桩施工是目前普遍采用的灌注桩施工工艺。泥浆护壁冲击成孔灌注桩施工工艺是依靠重锤自重产生的冲击动能冲击土层或破碎岩层形成桩孔，再用掏渣筒将钻渣岩屑排出。而灌注桩的结构会直接影响到混凝土机构的承载力和抗震性。

2、在地下软土层中如果钻孔内水向下流速过快，或者钻孔速度过快会导致孔内空气被迅速排出，都可能形成负压，负压会使孔壁土体的有效应力增加，从而会造成孔壁坍塌或者孔壁缩径，在发生孔壁缩径时或者坍塌时，一般需要立即停止钻孔，然后于钻孔中回填粘土、片石等，回填时进行逐层夯实，来防止进一步坍塌，然而在回填前需要将钻筒从钻孔中抽出，难以在第一时间进行粘土回填，在钻筒从钻孔抽出时还可能造成负压力增加，从而进一步扩大孔壁坍塌或者缩径范围，现有的灌注桩钻孔装置缺乏对负压造成的孔壁坍塌进行应急处理的功能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种泵站用灌注桩钻孔装置及施工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种泵站用灌注桩钻孔装置，包括：

4、钻孔机构，所述钻孔机构包括旋动筒，所述旋动筒底部固定连接有钻筒，所述钻筒的底部固定连接有钻头；

5、泥浆回收机构，设置于钻孔机构一侧；

6、支撑机构，转动设置于旋动筒的外部；

7、填压机构，固定设置于钻筒内部，所述填压机构包括驱动筒，所述驱动筒的底部固定连接有转动环，所述转动环的外壁上对称设置有两个斜齿柱，所述转动环的外部套接有转筒，所述转筒的内壁上环形等距离固定连接有多个与斜齿柱相啮合卡接的卡齿，所述转筒的外部转动套接有定位环，所述定位环与钻筒内部固定连接，所述转筒的外壁上开设有往复螺旋槽，所述转筒的外部滑动套接有与往复螺旋槽相滑动嵌入连接的升降环，所述升降环顶部环形等距离固定连接有五个连接臂的一端，五个所述连接臂的另一端均固定连接有滑动板，所述滑动板的内壁上设置有单向转板一。

8、进一步在于，所述钻孔机构包括：

9、驱动电机一，设置于旋动筒顶端；

10、直齿轮一，固定连接于驱动电机一的输出端上；

11、齿环一，固定套接于旋动筒的外部，且与直齿轮一啮合连接；

12、绞龙一，转动套接于钻筒的内部；

13、锥齿轮组，固定连接于绞龙一中心轴顶端；

14、驱动电机二，输出端与锥齿轮组固定连接。

15、进一步在于，所述钻孔机构包括：

16、固定筒，固定连接于钻筒内部中心位置处，所述固定筒与转动环转动套接；

17、绞龙二，转动套接于固定筒内部；

18、连接轴，固定连接于驱动筒内部中心位置，所述连接轴底端与绞龙二中心轴固定连接，所述连接轴顶端与绞龙一中心轴固定连接。

19、进一步在于，所述泥浆回收机构包括：

20、齿环二，固定套接于旋动筒的外部；

21、直齿轮二，与齿环二啮合连接；

22、往复丝杆，固定套接于直齿轮二中心位置处；

23、腔环，旋合套接于往复丝杆的外部，所述腔环与旋动筒外部滑动套接；

24、喷头，设置有五个，环形等距离固定连接于腔环的外部，所述喷头与腔环内部相连通；

25、驱动块，固定连接于腔环的内壁上，所述驱动块与往复丝杆滑动嵌入连接。

26、进一步在于，所述泥浆回收机构包括：

27、泥土壳，转动套接于旋动筒顶端；

28、软管一，一端与泥土壳侧壁固定连接，所述软管一与泥土壳内部相连通；

29、砂石泵，一端与软管一另一端固定连接，所述砂石泵另一端固定连接有弯管；

30、过滤池，固定连接于砂石泵底部；

31、隔板，固定连接于过滤池内壁上；

32、过滤块，设置有八个，等距离固定连接于隔板上。

33、进一步在于，所述泥浆回收机构包括：

34、加料管，固定连接于过滤池的侧壁上，所述加料管与过滤池内部相连通；

35、加压泵，固定连接于过滤池的侧壁上；

36、软管二，一端与加压泵输出端固定连接，另一端与腔环顶部固定连接。

37、进一步在于，所述支撑机构包括：

38、支撑架，用于保持钻孔机构和地面垂直；

39、液压缸，一端与支撑架顶部固定连接；

40、伸缩柱，固定连接于液压缸顶部，所述驱动电机二与伸缩柱侧壁固定连接；

41、升降板，固定连接于伸缩柱底端，所述升降板与旋动筒转动套接；

42、套接座，固定连接于液压缸底端，所述套接座与旋动筒转动套接。

43、进一步在于，两个所述斜齿柱的两端与转动环的连接处固定连接有扭转弹簧一。

44、进一步在于，所述填压机构包括：

45、定位座，固定连接于滑动板的内壁上，与单向转板一转动连接，所述单向转板一与定位座的连接处固定连接有扭转弹簧二；

46、挡条，固定连接于滑动板的内壁上，与单向转板一顶部相抵触；

47、排土壳，设置有五个，环形等距离固定连接于钻筒内部，所述滑动板与排土壳滑动连接；

48、单向转板二，转动连接于排土壳的内壁上，且与排土壳的连接处固定设置有扭转弹簧三，所述单向转板二顶部设置有与其相抵触的挡条二；

49、压实板，设置有五个，均固定连接于滑动板底端。

50、一种泵站用灌注桩钻孔装置的施工工艺，具体包括以下步骤：

51、步骤一：测量放样，对钻孔位置进行标定，然后埋设护筒，将钻孔装置移动至施工位置并进行位置加固，液压缸伸长带动套接座和旋动筒下降，使得钻头不断钻入到更深的土壤中；

52、步骤二：利用绞龙二先将钻取过程中产生的石渣和泥浆利用螺旋叶片提升到固定筒中，然后经过驱动筒输送到旋动筒中，之后经过绞龙一逐渐提升到泥土壳中，从而钻孔机构在钻取过程中能及时将石渣和泥浆从孔底排出到外界，完成钻渣清理；

53、步骤三：砂石泵和软管一可以将泥土壳中的泥浆和石渣抽出，然后通过弯管将泥浆和石渣排入过滤池中，利用过滤池中隔板上的过滤块能对挖掘的石渣和泥浆混合物进行过滤；

54、步骤四：旋动筒会带动齿环二和直齿轮二相啮合转动，可以驱动腔环沿着旋动筒往复在竖直方向上滑动，并在滑动过程中，通过腔环外壁上的多个喷头对孔壁上喷射出泥浆，使得孔壁表面会形成一层胶泥；

55、步骤五：通过驱动电机二和锥齿轮组和绞龙一逆时针转动，从而便于将泥土壳中的粘土和片石往旋动筒底端输送，然后将粘土分别输送到五个排土壳内部；

56、步骤六：升降环会沿着转筒往复升降，粘土被挤压到排土壳中后会流动到单向转板一下，当滑动板下降时带动单向转板一一起下降，利用单向转板一可以能将滑动板和排土壳之间的粘土刮推到钻筒下方，滑动板继续下压能通过压实板将粘土进行逐层压实。

57、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

58、1、在钻头在钻孔的过程中，利用绞龙二先将钻取过程中产生的石渣和泥浆利用螺旋叶片提升到固定筒中，然后经过驱动筒输送到旋动筒中，之后经过绞龙一逐渐提升到泥土壳中，从而钻孔机构在钻取过程中能及时将石渣和泥浆从孔底排出到外界，从而避免钻头出现堵塞，影响施工进度，可以确保孔底的清洁，提高灌注桩的成桩质量，通过钻孔机构能进行一次性进行钻孔施工，不用定时使用掏渣筒将孔底的石渣掏出排出到外界，提高了钻孔的施工效率。

59、2、泥浆回收机构中的砂石泵和软管一可以将泥土壳中的泥浆和石渣抽出，然后通过弯管将泥浆和石渣排入到过滤池中，利用过滤池中隔板上的过滤块能对挖掘的石渣和泥浆混合物进行过滤，过滤后产生的泥浆能流入到隔板下方，施工人员能根据过滤后的泥浆于加料管中添加沙粒等，从而便于根据土层的不同调制成不同类型的泥浆，然后通过加压泵和软管二将优质泥浆加压输送至腔环中，由于旋动筒会带动齿环二和直齿轮二相啮合转动，因此会带动往复丝杆转动，而腔环内壁上的驱动块和往复丝杆滑动嵌入连接，这样可以驱动腔环沿着旋动筒往复在竖直方向上滑动，并在滑动过程中，通过腔环外壁上的多个喷头对孔壁上喷射出泥浆，使得孔壁表面会形成一层胶泥，从而对孔壁起到护壁作用，保护孔壁不会坍塌，泥浆在孔内产生较大的静水压力，也能有效防止孔壁坍塌，并且喷射的泥浆还能冷却钻头和钻筒，提高了钻具的使用寿命，通过设置有泥浆回收机构能将地下泥浆进行回收并加以利用，提高了自然资源的利用效率，节省了材料成本。

60、3、通过砂石泵将过滤池中的粘土抽送到泥土壳中，或者直接于泥土壳中添加粘土或者片石，然后通过驱动电机二和锥齿轮组和绞龙一逆时针转动，从而便于将泥土壳中的粘土和片石往旋动筒底端输送，然后将粘土分别输送到五个排土壳内部，同时利用连接轴会带动驱动筒转动，然后驱动筒能带动转动环和外壁上的两个斜齿柱同时进行逆时针转动，从而两个斜齿柱会保持和转筒内壁上的卡齿相卡接，因此能驱动转筒同步转动，这样能带动升降环会沿着转筒往复升降，利用五个连接臂会同时带动五个滑动板往下滑动，粘土被挤压到排土壳中后会流动到单向转板一下，当滑动板下降时带动单向转板一一起下降，在挡条作用下能阻挡单向转板一往上转动，利用单向转板一可以能将滑动板和排土壳之间的粘土刮推到钻筒下方，粘土在排入到孔底时会将外界空气一同排入到钻头和孔底之间空间，因此能减小负压强度，避免进一步造成孔壁缩径，滑动板继续下压能通过压实板将粘土进行逐层压实，当滑动板上升时通过单向转板二进行阻挡，从而能防止泥土回填到排土壳中，因此能在第一时间对坍塌的孔壁进行粘土回填和夯实，防止坍塌面积增加，利用填压机构能在出现孔壁坍塌和孔壁缩径时进行紧急处理，保证后续尽快恢复钻孔施工。