基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机及其施工工艺的制作方法

本发明涉及建筑施工技术领域，具体为一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机及其施工工艺。

背景技术：

全回转全套管钻机是城市建设领域大口径套管驱动的岩土钻掘设备，关键设备为搓管机和全回转套管钻机两类。具体的如中国科技文献“全回转套管钻机和全套管施工工艺的研究，宋志彬等，探矿工程(岩土钻掘工程)，2013年第40卷第9”的第30页公开的全套管钻进一般是指利用套管钻机(全回转钻机或搓管机)对孔内套管施加扭矩和垂直载荷，驱动力由套管柱传递给套管钻头(套管鞋)，使套管柱在地层中钻进；同时必须利用钻掘机具(冲抓斗或旋挖钻机)在套管内部进行钻掘取土，以降低或最大限度地消除套管内部土塞的摩阻力，套管的钻进阻力主要来自套管外圆周表面与地层的摩阻力；全套管钻进过程中全孔套管护壁，没有泥浆和循环液参与，套管内部属于干式钻掘取土，套管内部的钻掘超前于套管的钻进，内部钻掘的超前量由所钻地层决定。套管柱由多根套管通过套管接头连接而成，钻进中加接套管单根通过管内取土直至钻进至设计桩深，接着下入钢筋笼并灌注混凝土，灌注混凝土和起拔套管交替进行，起拔套管时通过拆卸接头锥销拆卸下单根套管，直至灌注完全孔桩身同时起拔出孔内的全部套管。

现有的全回转全套管钻机的工作效率低，需要人工进行操作，同时套管不能适应多种地质地貌结构中使用，将混凝土浇筑进去之后几乎全部流失，打桩效果差，同时全回转全套管钻机在施工过程中的空间使用率低，移动性差。针对相关技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机及其施工工艺，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题，本发明的目的是有效扩宽全回转全套管钻机的工作空间，提高工作效率，减少人工操作，施工的稳定性和安全性高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机，包括底座1，所述底座1的顶部四周均设置有支撑架2，所述支撑架2的顶部设置有升降杆3，所述升降杆3的顶部设置有顶部支撑杆4，所述顶部支撑杆4的底部设置有两个导轨5，两个所述导轨5上均设置有滑动块，所述滑动块上均设置有套管抓取机构6，所述套管抓取机构6包括定位件61和固定板62，所述固定板62的顶部通过连接件与滑动块可拆卸连接，所述两个固定板62的相对面上均固定安装有伸缩杆63，所述伸缩杆63远离固定板62的一端固定连接有定位件61，所述定位件61呈半圆形结构，所述导轨5的一端设置有驱动机构，所述驱动机构包括液压伸缩缸64，所述底座1的顶部设置有套管8，所述套管8的外表面设置有升降机构9，所述升降机构9包括驱动电机91和定位板92，所述定位板92的两侧设置有滑动轮，所述顶部支撑杆4的两侧内表面均设置有滑动板，所述滑动板上开设有与滑动轮相匹配的滑动槽，所述套管8的外部套设有定位机构10，所述定位机构10包括定位气缸，所述定位气缸设置在定位板92上，所述定位气缸的输出端与套管8连接，所述套管8的外表面设置有夹紧机构11，所述夹紧机构11设置有若干个且均匀对称设置在套管8的外表面，所述底座1的底部四角处均设置有万向轮12,所述套管8为圆筒结构，所述套管8的顶部两端均设置有固定组件81，所述套管8的外表面设置有螺纹82，所述套管8的底部设置有连接组件83，所述套管8的底部套接有连接盘13，所述套管8的内部设置有钢筋笼14，所述钢筋笼14为圆筒网状结构，所述钢筋笼14的外表面设置有加固组件，所述连接盘13为圆柱形结构，所述连接盘13的内部设置有与连接组件83相匹配的凹槽，所述连接盘13的下部设置有桩头15。

在本发明的较佳实施方式中，所述支撑架2的一侧设置有控制装置7，所述控制装置7分别与升降杆3、伸缩杆63、液压伸缩缸64、驱动电机91、定位气缸和夹紧机构11连接。

在本发明的较佳实施方式中，所述定位板92上开设有与套管8相匹配的通孔，所述套管8贯穿通孔并延伸至通孔的下方。

在本发明的较佳实施方式中，所述液压伸缩缸64的输出端与滑动块连接。

在本发明的较佳实施方式中，所述驱动电机91设置有四个且均对称设置在定位板92的底部四周。

在本发明的较佳实施方式中，所述桩头15呈圆锥形结构，所述桩头15的外表面设置有导向槽。

在本发明的较佳实施方式中，所述加固组件为圆环形结构，所述加固组件设置有若干个且均设置在钢筋笼14的外表面。

在本发明的较佳实施方式中，所述套管8上设置有浇注口，所述浇注口设置为圆孔形结构。

一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机的施工工艺，包括以下步骤：

s1:根据现场施工需求预定出套管预埋深度；

s2:将套管下钻，土块和碎石随套管上的螺纹的旋转而上升排出钻孔口；

s3:套管在钻至预设深度时，空转数圈，并提升；

s4:拆卸套管，全回转全套管钻机的套管上升至高出地面90-110cm；

s5:再将套管的螺纹旋转下钻至设计深度，成孔完毕；

s6:全回转全套管钻机移位，将钢筋笼吊装至钻孔内；

s7:安装导管，并灌注混凝土，直至预定混凝土标高处，拔出导管；

s8:混凝土灌注完成后，全回转全套管钻机应及时移位至桩孔位，连接套管；

s9:在桩混凝土初凝前拔出套管，并在套管拔出后，对空孔进行回填。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明为一种地下连续墙施工用清土设备，通过在底座的顶部四周均设置有支撑架，支撑架起到支撑的作用，支撑架的顶部设置有升降杆，升降杆的顶部设置有顶部支撑杆，升降杆能够有效带动顶部支撑杆进行上下移动，滑动块能够在导轨上进行左右移动，滑动块上均设置有套管抓取机构，套管抓取机构包括定位件和固定板，两个固定板的相对面上均固定安装有伸缩杆，伸缩杆远离固定板的一端固定连接有定位件，伸缩杆有效带动定位件进行移动，定位件对套管进行定位限定，导轨的一端设置有驱动机构，驱动机构包括液压伸缩缸，通过设置液压伸缩缸的输出端与滑动块连接，液压伸缩缸能够有效带动滑动块在导轨上进行移动，提高工作效率；

(2)本发明为一种地下连续墙施工用清土设备，通过在底座的顶部设置有套管，套管的外表面设置有升降机构，升降机构包括驱动电机和定位板，驱动电机能够有效带动定位板进行上下移动，定位板的两侧的滑动轮在滑动板的滑动槽的内部进行上下移动，有效提高滑动的稳定性，套管的外部套设有定位机构，定位机构有效对套管进行定位，套管的外表面设置有夹紧机构，夹紧机构设置有若干个且均匀对称设置在套管的外表面，底座的底部四角处均设置有万向轮,提高移动性；

(3)本发明为一种地下连续墙施工用清土设备，通过在套管的顶部两端均设置有固定组件，套管的外表面设置有螺纹，螺纹增加了施工的安全性和稳定性，套管的底部设置有连接组件，套管的底部套接有连接盘，套管的内部设置有钢筋笼，钢筋笼为圆筒网状结构，钢筋笼的外表面设置有加固组件，通过设置加固组件为圆环形结构，加固组件设置有若干个且均设置在钢筋笼的外表面，加固组件能够增加钢筋笼的强度，同时能够使钢筋笼在向桩井内部下放时，贴合套管的管壁，防止钢筋笼发生倾斜，影响施工质量，连接盘为圆柱形结构，连接盘的内部设置有与连接组件相匹配的凹槽，连接盘的下部设置有桩头，通过设置桩头呈圆锥形结构，桩头的外表面设置有导向槽，导向槽能够有效减少灌注桩体时的阻力，加快施工速度，减少施工机械的动力消耗；

(4)本发明为一种地下连续墙施工用清土设备，通过在通过在支撑架的一侧设置有控制装置，控制装置分别与升降杆、伸缩杆、液压伸缩缸、驱动电机、定位气缸和夹紧机构连接，有效减少人工操作，降低劳动力度，实现自动化。

附图说明

图1是根据本发明实施例的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机的整体结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机的套管结构示意图；

图3是根据本发明实施例的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机的施工工艺的流程示意图。

附图标记中：1、底座；2、支撑架；3、升降杆；4、顶部支撑杆；5、导轨；6、套管抓取机构；61、定位件；62、固定板；63、伸缩杆；64、液压伸缩缸；7、控制装置；8、套管；81、固定组件；82、螺纹；83、连接组件；84、；9、升降机构；91、驱动电机；92、定位板；10、定位机构；11、夹紧机构；12、万向轮；13、连接盘；14、钢筋笼；15、桩头。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-3所示，本发明提供一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机及其施工工艺的技术方案：一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机，包括底座1，所述底座1的顶部四周均设置有支撑架2，所述支撑架2的顶部设置有升降杆3，所述升降杆3的顶部设置有顶部支撑杆4，所述顶部支撑杆4的底部设置有两个导轨5，两个所述导轨5上均设置有滑动块，所述滑动块上均设置有套管抓取机构6，所述套管抓取机构6包括定位件61和固定板62，所述固定板62的顶部通过连接件与滑动块可拆卸连接，所述两个固定板62的相对面上均固定安装有伸缩杆63，所述伸缩杆63远离固定板62的一端固定连接有定位件61，所述定位件61呈半圆形结构，所述导轨5的一端设置有驱动机构，所述驱动机构包括液压伸缩缸64，所述底座1的顶部设置有套管8，所述套管8的外表面设置有升降机构9，所述升降机构9包括驱动电机91和定位板92，所述定位板92的两侧设置有滑动轮，所述顶部支撑杆4的两侧内表面均设置有滑动板，所述滑动板上开设有与滑动轮相匹配的滑动槽，所述套管8的外部套设有定位机构10，所述定位机构10包括定位气缸，所述定位气缸设置在定位板92上，所述定位气缸的输出端与套管8连接，所述套管8的外表面设置有夹紧机构11，所述夹紧机构11设置有若干个且均匀对称设置在套管8的外表面，所述底座1的底部四角处均设置有万向轮12,所述套管8为圆筒结构，所述套管8的顶部两端均设置有固定组件81，所述套管8的外表面设置有螺纹82，所述套管8的底部设置有连接组件83，所述套管8的底部套接有连接盘13，所述套管8的内部设置有钢筋笼14，所述钢筋笼14为圆筒网状结构，所述钢筋笼14的外表面设置有加固组件，所述连接盘13为圆柱形结构，所述连接盘13的内部设置有与连接组件83相匹配的凹槽，所述连接盘13的下部设置有桩头15。

进一步的，所述支撑架2的一侧设置有控制装置7，所述控制装置7分别与升降杆3、伸缩杆63、液压伸缩缸64、驱动电机91、定位气缸和夹紧机构11连接。

在本实施例中，通过在支撑架2的一侧设置有控制装置7，控制装置7分别与升降杆3、伸缩杆63、液压伸缩缸64、驱动电机91、定位气缸和夹紧机构11连接，有效减少人工操作，降低劳动力度，实现自动化。

进一步的，所述定位板92上开设有与套管8相匹配的通孔，所述套管8贯穿通孔并延伸至通孔的下方。

进一步的，所述液压伸缩缸64的输出端与滑动块连接。

在本实施例中，通过设置液压伸缩缸64的输出端与滑动块连接，液压伸缩缸64能够有效带动滑动块进行移动，提高工作效率。

进一步的，所述驱动电机91设置有四个且均对称设置在定位板92的底部四周。

在本实施例中，通过设置驱动电机91设置有四个且均对称设置在定位板92的底部四周，驱动电机91能够有效带动定位板92进行上下移动。

进一步的，所述桩头15呈圆锥形结构，所述桩头15的外表面设置有导向槽。

在本实施例中，通过设置桩头15呈圆锥形结构，所述桩头15的外表面设置有导向槽，导向槽能够有效减少灌注桩体时的阻力，加快施工速度，减少施工机械的动力消耗。

进一步的，所述加固组件为圆环形结构，所述加固组件设置有若干个且均设置在钢筋笼14的外表面。

在本实施例中，通过设置加固组件为圆环形结构，加固组件设置有若干个且均设置在钢筋笼14的外表面，加固组件能够增加钢筋笼14的强度，同时能够使钢筋笼14在向桩井内部下放时，贴合套管8的管壁，防止钢筋笼发生倾斜，影响施工质量。

进一步的，所述套管8上设置有浇注口，所述浇注口设置为圆孔形结构。

一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机的施工工艺，包括以下步骤：

s1:根据现场施工需求预定出套管预埋深度；

s2:将套管下钻，土块和碎石随套管上的螺纹的旋转而上升排出钻孔口；

s3:套管在钻至预设深度时，空转数圈，并提升；

s4:拆卸套管，全回转全套管钻机的套管上升至高出地面90-110cm；

s5:再将套管的螺纹旋转下钻至设计深度，成孔完毕；

s6:全回转全套管钻机移位，将钢筋笼吊装至钻孔内；

s7:安装导管，并灌注混凝土，直至预定混凝土标高处，拔出导管；

s8:混凝土灌注完成后，全回转全套管钻机应及时移位至桩孔位，连接套管；

s9:在桩混凝土初凝前拔出套管，并在套管拔出后，对空孔进行回填。

具体的，本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，底座1的顶部四周均设置有支撑架2，支撑架2起到支撑的作用，支撑架2的顶部设置有升降杆3，升降杆3的顶部设置有顶部支撑杆4，升降杆3能够有效带动顶部支撑杆4进行上下移动，滑动块能够在导轨上进行左右移动，滑动块上均设置有套管抓取机构6，套管抓取机构6包括定位件61和固定板62，两个固定板62的相对面上均固定安装有伸缩杆63，伸缩杆63远离固定板62的一端固定连接有定位件61，伸缩杆63有效带动定位件61进行移动，定位件61对套管进行定位限定，导轨5的一端设置有驱动机构，驱动机构包括液压伸缩缸64，通过设置液压伸缩缸64的输出端与滑动块连接，液压伸缩缸64能够有效带动滑动块在导轨上进行移动，提高工作效率，底座1的顶部设置有套管8，套管8的外表面设置有升降机构9，升降机构9包括驱动电机91和定位板92，驱动电机91能够有效带动定位板92进行上下移动，所定位板92的两侧的滑动轮在滑动板的滑动槽的内部进行上下移动，有效提高滑动的稳定性，套管8的外部套设有定位机构10，定位机构10有效对套管8进行定位，套管8的外表面设置有夹紧机构11，夹紧机构11设置有若干个且均匀对称设置在套管8的外表面，底座1的底部四角处均设置有万向轮12,提高移动性，套管8的顶部两端均设置有固定组件81，套管8的外表面设置有螺纹82，螺纹82增加了施工的安全性和稳定性，套管8的底部设置有连接组件83，套管8的底部套接有连接盘13，套管8的内部设置有钢筋笼14，钢筋笼14为圆筒网状结构，钢筋笼14的外表面设置有加固组件，通过设置加固组件为圆环形结构，加固组件设置有若干个且均设置在钢筋笼14的外表面，加固组件能够增加钢筋笼14的强度，同时能够使钢筋笼14在向桩井内部下放时，贴合套管8的管壁，防止钢筋笼发生倾斜，影响施工质量，连接盘13为圆柱形结构，连接盘13的内部设置有与连接组件83相匹配的凹槽，连接盘13的下部设置有桩头15，通过设置桩头15呈圆锥形结构，桩头15的外表面设置有导向槽，导向槽能够有效减少灌注桩体时的阻力，加快施工速度，减少施工机械的动力消耗，通过在支撑架2的一侧设置有控制装置7，控制装置7分别与升降杆3、伸缩杆63、液压伸缩缸64、驱动电机91、定位气缸和夹紧机构11连接，有效减少人工操作，降低劳动力度，实现自动化。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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装置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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的顶部四周均设置有支撑架(2)，所述支撑架(2)的顶部设置有升降杆(3)，所述升降杆(3)的顶部设置有顶部支撑杆(4)，所述顶部支撑杆(4)的底部设置有两个导轨(5)，两个所述导轨(5)上均设置有滑动块，所述滑动块上均设置有套管抓取机构(6)，所述套管抓取机构(6)包括定位件(61)和固定板(62)，所述固定板(62)的顶部通过连接件与滑动块可拆卸连接，所述两个固定板(62)的相对面上均固定安装有伸缩杆(63)，所述伸缩杆(63)远离固定板(62)的一端固定连接有定位件(61)，所述定位件(61)呈半圆形结构，所述导轨(5)的一端设置有驱动机构，所述驱动机构包括液压伸缩缸(64)，所述底座(1)的顶部设置有套管(8)，所述套管(8)的外表面设置有升降机构(9)，所述升降机构(9)包括驱动电机(91)和定位板(92)，所述定位板(92)的两侧设置有滑动轮，所述顶部支撑杆(4)的两侧内表面均设置有滑动板，所述滑动板上开设有与滑动轮相匹配的滑动槽，所述套管(8)的外部套设有定位机构(10)，所述定位机构(10)包括定位气缸，所述定位气缸设置在定位板(92)上，所述定位气缸的输出端与套管(8)连接，所述套管(8)的外表面设置有夹紧机构(11)，所述夹紧机构(11)设置有若干个且均匀对称设置在套管(8)的外表面，所述底座(1)的底部四角处均设置有万向轮(12),所述套管(8)为圆筒结构，所述套管(8)的顶部两端均设置有固定组件(81)，所述套管(8)的外表面设置有螺纹(82)，所述套管(8)的底部设置有连接组件(83)，所述套管(8)的底部套接有连接盘(13)，所述套管(8)的内部设置有钢筋笼(14)，所述钢筋笼(14)为圆筒网状结构，所述钢筋笼(14)的外表面设置有加固组件，所述连接盘(13)为圆柱形结构，所述连接盘(13)的内部设置有与连接组件(83)相匹配的凹槽，所述连接盘(13)的下部设置有桩头(15)。

2.根据权利要求1所述的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机，其特征在于：所述支撑架(2)的一侧设置有控制装置(7)，所述控制装置(7)分别与升降杆(3)、伸缩杆(63)、液压伸缩缸(64)、驱动电机(91)、定位气缸和夹紧机构(11)连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机，其特征在于：所述定位板(92)上开设有与套管(8)相匹配的通孔，所述套管(8)贯穿通孔并延伸至通孔的下方。

4.根据权利要求1所述的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机，其特征在于：所述液压伸缩缸(64)的输出端与滑动块连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机，其特征在于：所述驱动电机(91)设置有四个且均对称设置在定位板(92)的底部四周。

6.根据权利要求1所述的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机，其特征在于：所述桩头(15)呈圆锥形结构，所述桩头(15)的外表面设置有导向槽。

7.根据权利要求1所述的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机，其特征在于：所述加固组件为圆环形结构，所述加固组件设置有若干个且均设置在钢筋笼(14)的外表面。

8.根据权利要求1所述的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机，其特征在于：所述套管(8)上设置有浇注口，所述浇注口设置为圆孔形结构。

9.根据权利要求1-8所述的一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

s1:根据现场施工需求预定出套管预埋深度；

s2:将套管下钻，土块和碎石随套管上的螺纹的旋转而上升排出钻孔口；

s3:套管在钻至预设深度时，空转数圈，并提升；

s4:拆卸套管，全回转全套管钻机的套管上升至高出地面90-110cm；

s5:再将套管的螺纹旋转下钻至设计深度，成孔完毕；

s6:全回转全套管钻机移位，将钢筋笼吊装至钻孔内；

s7:安装导管，并灌注混凝土，直至预定混凝土标高处，拔出导管；

s8:混凝土灌注完成后，全回转全套管钻机应及时移位至桩孔位，连接套管；

s9:在桩混凝土初凝前拔出套管，并在套管拔出后，对空孔进行回填。

技术总结

本发明涉及建筑施工技术领域，公开了一种基于施工提高工作效率的全回转全套管钻机及其施工工艺，包括底座，所述底座的顶部四周均设置有支撑架，所述支撑架的顶部设置有升降杆，所述升降杆的顶部设置有顶部支撑杆，所述顶部支撑杆的底部设置有两个导轨，两个所述导轨上均设置有滑动块，所述滑动块上均设置有套管抓取机构，所述底座的顶部设置有套管，所述套管的外表面设置有升降机构，所述套管的外部套设有定位机构，所述套管的外表面设置有夹紧机构，所述套管的底部套接有连接盘，所述套管的内部设置有钢筋笼，所述连接盘的下部设置有桩头。本发明有效扩宽全回转全套管钻机的工作空间，提高工作效率，减少人工操作，施工的稳定性和安全性高。

技术研发人员：赵林;赵飞;赵鑫;陈理鹏

受保护的技术使用者：安徽创泰地基基础工程有限公司

技术研发日：2021.04.23

技术公布日：2021.07.30