一种防塌孔锚索钻机及其施工方法技术

本发明专利技术涉及建筑结构基坑支护工程技术领域，尤其涉及一种防塌孔锚索钻机及其施工方法，该防塌孔锚索钻机包括机架、旋转底盘、传送装置、支撑组件和钻孔组件，所述传送装置设于所述旋转底盘上，所述传送装置用于将锚索传送入所述锚索孔内，所述旋转底盘转动设于所述机架上，所述钻孔组件通过所述支撑组件与所述旋转底盘转动连接，所述钻孔组件用于钻取锚索孔，本发明专利技术还提供该钻机的施工方法，该防塌孔锚索钻机对锚索施工工艺进行了优化，使用一台钻机可完成锚索钻孔、下索及注浆作业，锚索施工过程自动化程度高；钻机底部设有旋转底盘与主臂，使锚索钻孔与入索工作平面相分离，底盘旋转提高作业半径，加大了钻机使用范围。加大了钻机使用范围。加大了钻机使用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种防塌孔锚索钻机及其施工方法


[0001]本专利技术涉及建筑结构基坑支护工程
，尤其涉及一种防塌孔锚索钻机及其施工方法。

技术介绍

[0002]基础工程是建筑结构施工的重要组成部分，结构的基础实现将建筑物上部荷载传递至所处地层，确保构筑物能够稳定向上延伸的目的。对于建造高度及埋深较大的市政隧道以及商用或民用住宅，基础施工前需要开挖大型基坑，以便具有足够的施工作业空间，对于此类深基坑工程，普遍采用边坡土钉墙及支护桩加预应力锚索作为主要基坑支护形式，对比其他基坑支护方案，使用该方案能够有效节省施工工期及工程成本，同时其支护效果经过众多工程案例验证，能够完全满足深基坑支护安全的要求。
[0003]预应力锚索施工主要在基坑支护桩完工后进行，施工时利用钻机向桩外土层钻孔，成孔后在孔内下放钢绞线并注入水泥砂浆，浆液凝固使得锚索锚固段形成锚固体，张拉锚索施加预应力并将锚索端部锚固在腰梁上，使得锚索与支护桩形成整体，同时锚索起到传递锚固力及控制基坑水平位移的作用。
[0004]采用锚索施工方式在不同地层条件进行支护时，锚索成孔质量差异较大，在普通粘土地层中，得益于土体自身粘聚力作用，锚索成孔效果好，但当土体含水率增大，土层类型为粉质黏土或砂土时，锚索钻孔后极易出现塌孔现象，在此类土质条件下开展预应力锚索作业时，普遍使用套管跟管钻进，增加锚索注浆次数以及对锚索所在土层进行旋喷注浆加固等方式进行锚索施工，但上述技术方案存在问题主要表现有：套管跟管钻进在土层中存在孤石时难以钻进，钻进过程对洞口附近土体扰动大，套管拔出后孔洞前端土层塌陷严重，增加锚索注浆次数使得施工效率降低，施工速度较缓慢，旋喷注浆能够取得良好加固效果，但施工成本高，对施工工期影响大，同时现有的基坑预应力锚索施工方法仍存在工艺复杂，工人劳动强度高，施工机械化程度低等问题，专利号为CN202110631384.7的专利文献公开了一种防冲钻机钻杆自动传送装置及其控制方法，其在钻孔的同时需要运用其他锚索设备，工艺繁琐；因此，改进现有锚索施工工艺，优化锚索施工设备，提升锚索施工机械化程度，确保锚索成孔质量的同时降低施工人员劳动强度，从而提高锚索施工速度与施工质量，对于基坑支护技术的发展具有实际的工程意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种防塌孔锚索钻机，旨在解决现有技术方案存在的施工工艺繁琐，不良地质钻孔容易出现塌孔，锚索施工机械化程度低，工人劳动强度大的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提出一种防塌孔锚索钻机，包括：机架、旋转底盘、传送装置、支撑组件和钻孔组件，所述旋转底盘转动设于所述机架上，所述传送装置设于所述旋转底盘上，所述传送装置用于将锚索传送入锚索孔内；
[0007]所述钻孔组件通过所述支撑组件与所述旋转底盘转动连接，所述钻孔组件用于钻
取锚索孔。
[0008]优选地，所述传送装置包括传送带、驱动件和支撑液压缸，所述驱动件驱动所述传送带传动，所述支撑液压缸的固定端与所述旋转底盘(3)连接，所述支撑液压缸的伸缩端与所述传送带连接，所述传送带用于放置并传送锚索。
[0009]优选地，所述支撑液压缸成对设置，分别设于所述传送带的两端。
[0010]优选地，所述支撑组件包括主臂和支撑油缸，所述主臂的一端与所述旋转底盘铰接，另一端与所述钻孔组件连接，所述支撑油缸的固定端与所述旋转底盘连接，所述支撑油缸的伸缩端与所述主臂连接，且所述支撑油缸与所述主臂呈夹角设置。
[0011]优选地，所述钻孔组件包括滑道、钻机、钻杆接头、连接件和钻杆，所述滑道与所述主臂固定连接，所述钻机活动连接在所述滑道内，且设于所述滑道的端部，所述钻机的一端设有所述钻杆接头，所述连接件的一端通过螺纹与所述钻杆接头连接，所述连接件的另一端与所述钻杆可拆卸连接。
[0012]优选地，所述连接件上设有多个连接孔，每个所述连接孔均用于安装对应的钻杆，相邻的两个所述连接孔之间设有传感器。
[0013]优选地，所述钻杆包括第一钻杆和第二钻杆，所述第一钻杆远离所述连接件的一端设有出浆孔，所述第二钻杆远离所述连接件的一端设有钢钻头。
[0014]优选地，所述机架的四周设有可活动连接的液压支腿。
[0015]优选地，所述防塌孔锚索钻机还包括行走部和电机，所述行走部设于所述机架的底部，所述电机驱动所述行走部运动。
[0016]进一步优选地，本专利技术还提供一种如上述所述的防塌孔锚索钻机的施工方法，所述施工方法的步骤为：
[0017]S1：按照设计要求开挖基坑土体至锚索孔设计高度以下600mm，碾压夯实锚索孔附近地层土体，确保该区域在钻孔组件作业过程保持平整稳定；
[0018]S2：根据设计锚索孔位确定锚索钻孔位置，利用水准仪对临坡面锚索孔位高程进行控制，在设计孔位处采用红漆等标记物做标记；
[0019]S3：利用防塌孔锚索钻机在设计锚索孔位置进行钻孔；
[0020]S4：按照设计长度要求切割钢绞线，在钢绞线自由端套设PVC套管，套管靠近锚固段断面使用胶带进行封堵，将钢绞线插入支架上预留孔洞，相邻支架间距根据实际情况调整，制作锚索过程可与钻孔过程同步进行；
[0021]S5：将制成锚索放在传送装置上，升降传送装置使其对齐锚孔，调整装置倾角与锚孔倾角相向，驱动传送装置带动锚索进入锚孔内；
[0022]S6：调整防塌孔锚索钻机的工作平面使钻孔组件对齐锚孔，启动钻孔组件进行钻孔，检测到靠近临坡面后自动控制钻孔组件停止钻进，打开注浆泵按设计注浆压力向锚索孔内进行二次注浆；
[0023]S7：施工混凝土腰梁或钢腰梁，待注浆材料达到设计强度后安装垫板和锚具，随后利用千斤顶张拉锚索完成锚索预应力施加作业；
[0024]S8：单排锚索施工完成后继续向下开挖土方，到达下一排锚索设计孔口位器重复步骤三至步骤七完成锚索钻孔注浆及张拉作业，锚索施工整体结束后对锚索进行封锚。
[0025]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果：本专利技术提供的防塌孔锚索钻机通
过设置传送装置，钻孔结束后下锚索过程可实现机械化操作，降低了工人劳动强度，同时确保了锚索入孔安装精度；通过设置钻孔组件以配合不同孔径大小的钻杆对锚索孔周围土体进行旋喷注浆预加固，有效避免钻孔过程塌孔问题出现；钻机带动钻杆旋转以实现旋喷注浆加固，所用钻杆直径小，减少了钻进过程对土体扰动，钻机自身功率大，旋喷注浆多钻杆同步钻进，施工效率高；对锚索施工工艺进行了优化，使用一台钻机可完成锚索钻孔、下索及注浆作业，锚索施工过程自动化程度高；通过设置旋转底盘与主臂，使锚索钻孔与入索工作平面相分离，以便于调整角度，旋转底盘旋转以提高作业半径，加大了钻机使用范围。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防塌孔锚索钻机，其特征在于，包括机架(1)、旋转底盘(3)、传送装置(8)、支撑组件和钻孔组件，所述旋转底盘(3)转动设于所述机架(1)上，所述传送装置(8)设于所述旋转底盘(3)上，所述传送装置(8)用于将锚索(14)传送入锚索孔内；所述钻孔组件通过所述支撑组件与所述旋转底盘(3)转动连接，所述钻孔组件用于钻取锚索孔。2.根据权利要求1所述的防塌孔锚索钻机，其特征在于，所述传送装置(8)包括传送带(81)、驱动件(82)和支撑液压缸(6)，所述驱动件(82)驱动所述传送带(81)传动，所述支撑液压缸(6)的固定端与所述旋转底盘(3)连接，所述支撑液压缸(6)的伸缩端与所述传送带(81)连接，所述传送带(81)用于放置并传送锚索(14)。3.根据权利要求2所述的防塌孔锚索钻机，其特征在于，所述支撑液压缸(6)成对设置，分别设于所述传送带(81)的两端。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的防塌孔锚索钻机，其特征在于，所述支撑组件包括主臂(5)和支撑油缸(7)，所述主臂(5)的一端与所述旋转底盘(3)铰接，另一端与所述钻孔组件连接，所述支撑油缸(7)的固定端与所述旋转底盘(3)连接，所述支撑油缸(7)的伸缩端与所述主臂(5)连接，且所述支撑油缸(7)与所述主臂(5)呈夹角设置。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的防塌孔锚索钻机，其特征在于，所述钻孔组件包括滑道(12)、钻机(9)、钻杆接头(10)、连接件(11)和钻杆(13)，所述滑道(12)与所述主臂(5)固定连接，所述钻机(9)活动连接在所述滑道(12)内，且设于所述滑道(12)的端部，所述钻机(9)的一端设有所述钻杆接头(10)，所述连接件(11)的一端通过螺纹与所述钻杆接头(10)连接，所述连接件(11)的另一端与所述钻杆(13)可拆卸连接。6.根据权利要求5所述的防塌孔锚索钻机，其特征在于，所述连接件(11)上设有多个连接孔(111)，每个所述连接孔(111)均用于安装对应的钻杆(13)，相邻的两个所述连接孔(111)之间设有传感器(112)。7.根据权利要求5所述的防塌孔锚索钻机，其特征在于，所述钻杆(13)包括第一钻杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨公正，刘晓岩，蔡连利，李国龙，安会生，陆冀升，魏振，严晋文，马立根，王博，胡俊杰，李晓龙，陈坤洋，刘小锋，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：