一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置的制作方法

1.本实用新型涉及土木建筑工程技术领域，具体涉及一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置。


背景技术：

2.钻孔灌注桩桩端沉渣(虚土)是影响桩基承载能力的关键因素之一。桩端岩土钻孔取样是检验桩端沉渣(虚土)是否满足设计要求的方法之一。传统的灌注桩取样方式是通过勘察钻机在桩中心开孔向下进行钻孔取样，该方式对于桩身长度较小(30m以内)的桩效果较为理想，但桩身长度较大(超过30m)时，很可能存在无法钻进至桩端的情况，因为随着钻孔深度的增加，钻孔会发生偏离出桩身范围，进而无法探测桩端以下岩土的情况。同时，该方式施工时间长、速度慢、成本高。因此为探测超深灌注桩桩端岩土的性能，有必要研究一种在超深灌注桩岩土取样时钻孔不会偏离桩身范围，操作便利且对桩身破坏较小的施工装置。
3.现有专利中，申请号为cn202011241134.4，名称为一种灌注桩混凝土取样装置及灌注桩混凝土取样方法的专利中，采用配重块和拉伸件以及活动板形成封闭的锥形空间的方式进行取样，存在配重块下落位置不易控制，且当遇到岩土较硬的情况时，活动板取样存在成功率较低的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：提供一种深度孔方向可控、取样率高、结构简单易操作、成本低效率高的超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置，包括预埋钢管、钢筋笼、三角支架、吊装工具和台钻；其特征在于：所述的预埋钢管固定于钢筋笼内一起下放至灌注桩孔内，所述的三角支架横跨于灌注桩上方，所述的三角支架包括三根三角支架立杆，三根三角支架立杆顶端通过支架连接销固定，三根立杆之间连接有三角支架横杆；
7.所述的三角支架顶端通过挂钩连接有吊装工具，所述的吊装工具底部可活动连接钻杆；
8.所述的钻杆下方连接取样钻头，钻杆和取样钻头通过吊装工具置于预埋钢管内；钻取时，所述的钻杆从吊装工具上卸下安装至台钻。
9.进一步的，所述的预埋钢管通过绑扎和焊接的方式固定在钢筋笼内。
10.进一步的，所述的钢筋笼多节制作时，预埋钢管的长度和每节钢筋笼的长度搭配制作，每段预埋钢管和预埋钢管之间采用焊接或液压的形式连接。
11.进一步的，所述的预埋钢管需漏出灌注桩桩顶10cm，下放时将钢管底密封，放置桩孔后再将预埋钢管内加水密封。
12.进一步的，所述的吊装工具包括小型环链电动葫芦，所述的小型环链电动葫芦通
过挂钩吊装于三角支架下方，小型环链电动葫芦下方通过电动葫芦导链连接有挂钩；所述的挂钩上吊装有u型环，所述的小型环链电动葫芦连接有遥控器。
13.进一步的，所述的u型环通过钻杆连接销与钻杆顶端可拆卸连接。
14.进一步的，所述的取样钻头和钻杆下设至预制钢管管底后，将台钻调平后固定于桩端，保证台钻中心和钻杆中心处于一条直线。
15.进一步的，所述的三角支架横杆设置有上下两组，分别随形固连在三根三角支架立杆之间，每组三角支架横杆包括三根横杆，每根横杆连接于两根三角支架立杆之间。
16.本实用新型的有益效果在于：
17.1、预埋钢管固定于钢筋笼内，通过取样钻头和钻杆下设至预制钢管的管底进行取样，大大提升了超深灌注桩桩端岩土取样的成功率，对桩端岩土的地质情况判断有积极作用；
18.2、预埋钢管的设置能够避免钻孔偏离出桩身，跟常规的桩身取样相比，减少了从桩顶到钢管底部范围内的取样工作量，提升了施工效率，节约了成本；
19.3、同时该方法也可用于桩基超声波检测时，因声测管堵管难以检测的处理方式，具有较好的经济效益。
附图说明：
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.图2为本实用新型钻孔取样过程的结构示意图。
22.图中：1、三角支架立杆；2、三角支架横杆；3、支架连接销；4、挂钩；5、小型环链电动葫芦；6、电动葫芦导链；7、遥控器；8、u型环；9、钻杆连接销；10、钻杆；11、预埋钢管；12、取样钻头；13、台钻底座；14、底座固定螺栓；15、台钻摇柄；16、台钻滑道连接器；17、台钻手柄；18、滑道立杆；19、滑道；20、台钻电机；21、台钻驱动器；22、钢筋笼。
具体实施方式：
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.如附图1～2所示，一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置，包括预埋钢管 11、钢筋笼 22、三角支架、吊装工具和台钻；所述的预埋钢管11固定于钢筋笼22内一起下放至灌注桩孔内，所述的三角支架横跨于灌注桩上方，所述的三角支架包括三根三角支架立杆1和连接在三根立杆之间的三角支架横杆2，三根三角支架立杆1顶端通过支架连接销3固定；所述的三角支架横杆2设置有上下两组，分别随形固连在三根三角支架立杆1之间，每组三角支架横杆2包括三根横杆，每根横杆连接于两根三角支架立杆1之间。
25.所述的预埋钢管11通过绑扎和焊接的方式固定在钢筋笼22内。所述的钢筋笼22多节制作时，预埋钢管11的长度和每节钢筋笼22的长度搭配制作，每段预埋钢管11和预埋钢管11之间采用焊接或液压的形式连接。所述的预埋钢管11需漏出灌注桩桩顶10cm，下放时
将钢管底密封，放置桩孔后再将预埋钢管11内加水密封。
26.所述的三角支架下方安装吊装工具，所述的吊装工具底部连接台钻；所述的吊装工具包括小型环链电动葫芦5，所述的小型环链电动葫芦5连接有遥控器7。所述的小型环链电动葫芦5通过挂钩4吊装于三角支架下方，小型环链电动葫芦5下方通过电动葫芦导链6连接有挂钩4。
27.所述的挂钩4上吊装有u型环 8，所述的台钻包括钻杆 10，所述的u型环8通过钻杆连接销9与钻杆10顶端可拆卸连接；所述的钻杆10置于预埋钢管11内，钻杆10底部连接取样钻头12。所述的取样钻头12和钻杆10下设至预制钢管11的管底后，从吊装工具上卸下，然后将台钻调平后固定于台钻底座13，台钻底座13通过底座固定螺栓14锁紧与灌注桩顶部工作台，保证台钻中心和钻杆10中心处于一条直线。台钻电机20与台钻驱动器21相连，并固定于台钻滑道19连接器16上，台钻驱动器21可沿着台钻的滑道19立杆18上的滑道19上下滑动，通过台钻摇柄15和台钻手柄17进行微调和固定。取样时，钻杆10与台钻驱动器21连接，台钻带动钻杆10沿着滑道19向下移动钻进。
28.本实用新型的工作原理是：在灌注桩施工下放钢筋笼22时，将预埋钢管11(直径50mm)与钢筋笼22固定在一起，通长布置，预埋钢管11两端进行封闭，为保证预埋钢管11在灌注过程中不变形，需在管内加水保持压强；正常灌注完成后，通过该预埋钢管11下设取样钻头12(直径45mm)和钻杆10，采用台钻进行桩端钻孔取样。
29.本实用新型在具体的实施中：
30.(1)预埋钢管11固定：在制作好的钢筋笼22内采用绑扎和焊接的方式固定。在钢筋笼22底为保证预埋钢管11的固定牢固，采用焊接的方式，并将预埋钢管11底部密封，中间及顶部采用绑扎方式与钢筋笼22连接；当钢筋笼22多节制作时，预埋钢管11的长度和每节钢筋笼22的长度搭配制作，每节预埋钢管11之间采用焊接或液压的形式连接，最后钢管需漏出桩顶10cm，并加水后密封；
31.(2)台钻参数和钢管、钻杆10、取样钻头12的选取：根据桩长和预埋钢管11的长度确定，可分别按表1和表2所示进行台钻参数和钻杆10、钻头的选取；
32.表1台钻参数：
[0033][0034]
表2钻杆、钻头的选取参数：
[0035][0036]
(3)下设取样钻头12和钻杆10：在成桩后养护达到龄期后，将灌注桩桩端凿平后漏出预埋钢管11顶部，揭开密封后，将选取的钻杆10和取样钻头12连接好，钻杆连接销9上加工螺纹，钻杆10顶端加工与钻杆连接销9相匹配的螺纹孔，再将钻杆10顶端通过钻杆连接销9固定于u型环8下方，u型环8吊装在电动葫芦导链6下方，然后采用三角支架，配合小型环链电动葫芦5，用遥控器7控制，将取样钻头12和钻杆10通过该预埋钢管11下设至管底；
[0037]
(4)钻孔取样：在将钻头和钻杆10下设至管底后，将台钻调平后固定于工作台，保证台钻中心和钻杆10中心处于一条直线，连接电源后，缓慢钻进，因钻杆10较细，钻进过程尽可能少加压或不加压，减少卡钻；然后根据取样钻头12的长度进行取样，达到取样长度后停止钻进；
[0038]
(5)提拔钻杆10及取样钻头12：同下设取样钻头12和钻杆10方式一样，采用三角支架配合小型环链电动葫芦5进行提拔，拆卸钻杆10时尽可能采用静力拆卸，以免因振动将取样钻头12内岩样脱落；至此完成取样。
[0039]
以上所述只是本实用新型的较佳实施例而已，上述举例说明不对本实用新型的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本实用新型的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本实用新型技术方案的范围内，而不会背离本实用新型的实质和范围。

技术特征：
1.一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置，包括预埋钢管(11)、钢筋笼(22)、三角支架、吊装工具和台钻；其特征在于：所述的预埋钢管(11)固定于钢筋笼(22)内一起下放至灌注桩孔内，所述的三角支架横跨于灌注桩上方，所述的三角支架包括三根三角支架立杆(1)，三根三角支架立杆(1)顶端通过支架连接销(3)固定，三根立杆之间连接有三角支架横杆(2)；所述的三角支架顶端通过挂钩(4)连接有吊装工具，所述的吊装工具底部可活动连接钻杆(10)；所述的钻杆(10)下方连接取样钻头(12)，钻杆(10)和取样钻头(12)通过吊装工具置于预埋钢管(11)内；钻取时，所述的钻杆(10)从吊装工具上卸下安装至台钻。2.根据权利要求1所述的一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置，其特征在于：所述的预埋钢管(11)通过绑扎和焊接的方式固定在钢筋笼(22)内。3.根据权利要求2所述的一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置，其特征在于：所述的钢筋笼(22)多节制作时，预埋钢管(11)的长度和每节钢筋笼(22)的长度搭配制作，每段预埋钢管(11)和预埋钢管(11)之间采用焊接或液压的形式连接。4.根据权利要求3所述的一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置，其特征在于：所述的预埋钢管(11)需漏出灌注桩桩顶10cm，下放时将钢管底密封，放置桩孔后再将预埋钢管(11)内加水密封。5.根据权利要求1所述的一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置，其特征在于：所述的取样钻头(12)和钻杆(10)下设至预制钢管管底后，将台钻调平后固定于桩端，保证台钻中心和钻杆(10)中心处于一条直线。6.根据权利要求1所述的一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置，其特征在于：所述的吊装工具包括小型环链电动葫芦(5)，所述的小型环链电动葫芦(5)通过挂钩(4)吊装于三角支架下方，小型环链电动葫芦(5)下方通过电动葫芦导链(6)连接有挂钩(4)；所述的挂钩(4)上吊装有u型环(8)，所述的小型环链电动葫芦(5)连接有遥控器(7)。7.根据权利要求6所述的一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置，其特征在于：所述的u型环(8)通过钻杆连接销(9)与钻杆(10)顶端可拆卸连接。8.根据权利要求1所述的一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置，其特征在于：所述的三角支架横杆(2)设置有上下两组，分别随形固连在三根三角支架立杆(1)之间，每组三角支架横杆(2)包括三根横杆，每根横杆连接于两根三角支架立杆(1)之间。

技术总结
本实用新型涉及土木建筑工程技术领域，具体涉及一种超深灌注桩桩端岩土取样的施工装置。包括预埋钢管、钢筋笼、三角支架、吊装工具和台钻；所述的预埋钢管固定于钢筋笼内一起下放至灌注桩孔内，所述三角支架横跨于灌注桩上方，所述三角支架包括三根三角支架立杆，三根三角支架立杆顶端通过支架连接销固定，三根立杆之间连接三角支架横杆；所述三角支架下方安装吊装工具；所述吊装工具通过钻杆连接销与钻杆顶端可拆卸连接；所述钻杆底部连接取样钻头，钻杆和取样钻头通过吊装工具置于预埋钢管内，再通过台钻连接钻杆进行钻取取样。该装置深度孔取样成功率高、易操作、成本低和施工效率高，解决了现有装置施工时间长、速度慢、成本高的问题。高的问题。高的问题。


技术研发人员：刘晶晶 王伟 王修蛟 翟自强 成现伟 李福来 王德亮 朱建强 常伟世 李胜利 王二宝 韩双 高哲 郑宝瑞 智学美 王国盛 张鹏飞 杜建召 田闯 张然
受保护的技术使用者：中冀建勘集团（海南）有限公司
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/9/20