一種對(duì)既有建筑物下大直徑灌注樁進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè)備及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)既有建筑物下大直徑灌注樁進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè)備及其方法，成套設(shè)備包括底座、鉆機(jī)和卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)，所述鉆機(jī)上設(shè)置有鉆具，所述鉆具包括主動(dòng)鉆桿、若干從動(dòng)鉆桿、鉆頭和取芯筒，所述卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)包括鉸接在底座上的塔架和卷?yè)P(yáng)機(jī)；所述底座上設(shè)置有調(diào)節(jié)傾斜角度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述底座兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌，所述底座上設(shè)置有底座絲桿，所述底座絲桿一端連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述底座絲桿驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)和卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。本發(fā)明采用螺桿調(diào)節(jié)鉆機(jī)的傾斜角度，底腳支座的球形凹槽與螺栓底部配合，能高精度調(diào)節(jié)鉆桿的傾斜角度，同時(shí)采用鉆鋌重量改變鉆進(jìn)軸線角度，調(diào)節(jié)精度高，操作方便，能在狹小的空間進(jìn)行既有建筑物灌注樁的抽芯工作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種對(duì)既有建筑物下大直徑灌注樁進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè) 備及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑施工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行 鉆芯檢測(cè)的成套設(shè)備及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于以下的原因，需要對(duì)既有的建筑物的地基基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)：
[0003] (1)在改革開(kāi)放經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過(guò)程中，因規(guī)劃建設(shè)管理的相對(duì)滯后，許多地方出 現(xiàn)大量未正式報(bào)建的建設(shè)工程，需要進(jìn)行工程質(zhì)量檢測(cè)鑒定確認(rèn)；
[0004] ⑵對(duì)舊建筑物的改造和鑒定評(píng)估，由于歷史原因，資料遺失，地基基礎(chǔ)情況不明
[0005] (3)在地震、臺(tái)風(fēng)、海水侵蝕等自然因素和超載、船舶撞擊等人為因素作用下，基礎(chǔ) 可能已出現(xiàn)劣化、損傷，基礎(chǔ)也需要進(jìn)行鑒定；
[0006] (4) 一些建成不久的建筑物，由于地基問(wèn)題引起上部結(jié)構(gòu)傾斜、開(kāi)裂，同樣需要對(duì) 其基礎(chǔ)重新進(jìn)行檢測(cè)鑒定。
[0007] 對(duì)于既有建筑物下的粧基礎(chǔ)，由于其與上部結(jié)構(gòu)相連，作業(yè)空間狹小，目前的鉆探 設(shè)備，如XY-1、XY-1A，由于構(gòu)造上的原因無(wú)法完整鉆取既有建筑物下的粧基礎(chǔ)，存在的問(wèn) 題主要有：①對(duì)于需要打開(kāi)回轉(zhuǎn)器的鉆機(jī)，開(kāi)孔位置離柱（墻）的最近距離一般只能達(dá)到 60cm左右，無(wú)法接近粧頂面，即使鉆斜孔，也無(wú)法獲得整根粧的完整芯樣；②對(duì)于底座滑動(dòng) 式鉆機(jī)，雖然能貼近柱（墻），但由于柱（墻）障礙，無(wú)法完成鉆桿的安裝與拆卸；③鉆孔角 度控制能力不夠，對(duì)于需要打小角度傾斜孔（與鉛垂線夾角在5°以?xún)?nèi)）的情形，現(xiàn)有的鉆 機(jī)由于沒(méi)有精準(zhǔn)調(diào)平與測(cè)量裝置，無(wú)法精準(zhǔn)地控制所需的傾斜角度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明為了解決既有建筑物空間狹小，難以取出完整的灌注粧芯樣的技術(shù)問(wèn)題， 提供一種可調(diào)節(jié)角度、傾斜鉆進(jìn)、在狹小空間可取出完整芯樣的對(duì)既有建筑物下大直徑灌 注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè)備及方法。
[0009] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明按以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0010] 本發(fā)明所述對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè)備，
[0011] 包括底座、鉆機(jī)和卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)，其特征在于：所述鉆機(jī)上設(shè)置有鉆具，所述鉆具包括 主動(dòng)鉆桿、進(jìn)入鉆孔內(nèi)的若干從動(dòng)鉆桿、取芯筒和鉆頭，所述卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)包括鉸接在底座上的 塔架和卷?yè)P(yáng)機(jī)；所述底座上設(shè)置有調(diào)節(jié)其傾斜角度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述底座兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌， 所述底座上還設(shè)置有用于移動(dòng)鉆機(jī)的底座絲桿，所述底座絲桿一端連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述 底座絲桿驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。
[0012] 進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上的調(diào)節(jié)螺栓孔、與調(diào)節(jié)螺栓孔配合的 螺桿和用于鎖緊螺桿的鎖緊機(jī)構(gòu)；所述螺桿的底部為球形端，所述螺桿底部設(shè)置有與所述 球形端配合的底腳支座，所述底腳支座設(shè)置有與所述球形端配合的內(nèi)凹球形槽。
[0013] 進(jìn)一步地，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上與調(diào)節(jié)螺栓孔對(duì)應(yīng)的鎖緊座和與所述 鎖緊座配合的鎖緊螺母，所述鎖緊螺母上設(shè)置有安裝螺桿的安裝孔，所述螺桿與鎖緊螺母 的安裝孔配合的一端設(shè)置有鎖緊平面，所述安裝孔的截面與螺桿的截面相配合，所述鎖緊 座上設(shè)置有定位齒，所述鎖緊螺母上設(shè)置有與所述鎖緊座的定位齒配合的固定齒，所述鎖 緊螺母徑向設(shè)置有螺栓孔，所述螺栓孔上設(shè)置有鎖緊螺栓。
[0014] 進(jìn)一步地，所述鉆機(jī)設(shè)置有低轉(zhuǎn)速高扭矩反轉(zhuǎn)檔，所述鉆機(jī)為立軸式回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，帶 動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)。所述從動(dòng)鉆桿與鉆頭之間設(shè)置有鉆鋌、所述取芯筒設(shè)置在鉆鋌上；所述主動(dòng)鉆 桿與從動(dòng)鉆桿通過(guò)絲扣連接，所述主動(dòng)鉆桿上設(shè)置有通心孔，所述鉆機(jī)上還設(shè)置有進(jìn)水管， 所述進(jìn)水管與主動(dòng)鉆桿的通心孔連接。鉆具在鉆鋌的重力作用下，鉆具重心下移，從而使鉆 頭靠于孔壁下方，迫使鉆孔下垂，實(shí)現(xiàn)彎曲鉆進(jìn)。
[0015] 進(jìn)一步地，所述主動(dòng)鉆桿長(zhǎng)度L3< U-L' i_L2，開(kāi)孔時(shí)，開(kāi)孔取芯筒長(zhǎng)度與鉆頭長(zhǎng)度 之和L4< L' 1;每個(gè)回次鉆進(jìn)深度K < U-L rL2，正常鉆進(jìn)時(shí)，所述取芯筒長(zhǎng)度L5> K，所述 從動(dòng)鉆桿長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)正常鉆進(jìn)時(shí)回次進(jìn)尺的整數(shù)倍，其中U為作業(yè)空間高度，U為鉆機(jī)牛頭 頂部離地高度，IV為鉆機(jī)牛頭底部離地的高度，L2為進(jìn)水管與主動(dòng)鉆桿接頭距離。
[0016] 進(jìn)一步地，所述底座上設(shè)置有傾角儀，所述傾角儀用于檢測(cè)鉆機(jī)立軸的傾斜角度。
[0017] 進(jìn)一步地，所述底座上設(shè)置有圓水準(zhǔn)器，用于檢測(cè)底座的水平狀態(tài)。
[0018] -種對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的方法，包括：
[0019] (1)安裝鉆機(jī)，使開(kāi)孔位置盡量靠近粧頂上方的柱（墻），確定鉆孔所需傾角a，

【權(quán)利要求】
1. 一種對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè)備，包括底座、鉆機(jī)和卷 揚(yáng)系統(tǒng)，其特征在于：所述鉆機(jī)上設(shè)置有鉆具，所述鉆機(jī)上設(shè)置有鉆具，所述鉆具包括主動(dòng) 鉆桿和用于進(jìn)入鉆孔內(nèi)的從動(dòng)鉆桿、取芯筒和鉆頭，所述卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)包括鉸接在底座上的塔 架和卷?yè)P(yáng)機(jī)；所述底座上設(shè)置有調(diào)節(jié)其傾斜角度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述底座兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌，所 述底座上還設(shè)置有用于移動(dòng)鉆機(jī)的底座絲桿，所述底座絲桿一端連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述底 座絲桿驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè)備，其特 征在于：所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上的調(diào)節(jié)螺栓孔、與調(diào)節(jié)螺栓孔配合的螺桿和用于 鎖緊螺桿的鎖緊機(jī)構(gòu)；所述螺桿的底部為球形端，所述螺桿底部設(shè)置有與所述球形端配合 的底腳支座，所述底腳支座設(shè)置有與所述球形端配合的內(nèi)凹球形槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè)備，其特 征在于：所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上與調(diào)節(jié)螺栓孔對(duì)應(yīng)的鎖緊座和與所述鎖緊座配合 的鎖緊螺母，所述鎖緊螺母上設(shè)置有安裝螺桿的安裝孔，所述螺桿與鎖緊螺母的安裝孔配 合的一端設(shè)置有鎖緊平面，所述安裝孔的截面與螺桿的截面相配合，所述鎖緊座上設(shè)置有 定位齒，所述鎖緊螺母上設(shè)置有與所述鎖緊座的定位齒配合的固定齒，所述鎖緊螺母徑向 設(shè)置有螺栓孔，所述螺栓孔上設(shè)置有鎖緊螺栓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè) 備，其特征在于：所述鉆機(jī)設(shè)置有低轉(zhuǎn)速高扭矩反轉(zhuǎn)檔，所述從動(dòng)鉆桿與取芯筒之間設(shè)置有 鉆鋌。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè)備， 其特征在于：所述主動(dòng)鉆桿長(zhǎng)度L3S U-L' ^L2，開(kāi)孔時(shí)，開(kāi)孔取芯筒長(zhǎng)度與鉆頭長(zhǎng)度之和 L4S L' 1;每個(gè)回次鉆進(jìn)深度K < U-L ^L2，正常鉆進(jìn)時(shí)，所述取芯筒長(zhǎng)度L5S K，所述從動(dòng)鉆 桿長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)正常鉆進(jìn)時(shí)回次進(jìn)尺的整數(shù)倍，其中U為作業(yè)空間高度，L1為鉆機(jī)牛頭頂部離 地高度，IV為鉆機(jī)牛頭底部離地的高度，L 2為進(jìn)水管與主動(dòng)鉆桿接頭距離。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套設(shè)備，其特 征在于：所述底座上設(shè)置有用于測(cè)試鉆機(jī)立軸傾角的傾角儀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的成套 設(shè)備，其特征在于：所述底座上設(shè)置有圓水準(zhǔn)器。
8. -種對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的方法，其步驟包括： (1) 安裝鉆機(jī)，使開(kāi)孔位置盡量靠近粧頂上方的柱（墻），確定鉆孔所需傾角α，其最 大取值為
，其中D為粧直徑，d為鉆孔中心與粧邊的距離，H為粧長(zhǎng)， h為承臺(tái)高度； (2) 調(diào)節(jié)底座上的螺桿，使得底座水平設(shè)置，設(shè)此時(shí)主動(dòng)鉆桿的初始傾角為Θ，其在通 過(guò)底座縱軸沿垂面內(nèi)的投影S1，在通過(guò)底座橫軸沿垂面內(nèi)的傾角為θ 2; (3) 消除鉆具在橫軸沿垂面夾角θ2，將傾角儀豎直安置在底座上位于所述鉆機(jī)立軸側(cè) 面位置，調(diào)節(jié)底座上的螺桿，直至傾角儀指示主動(dòng)鉆桿在通過(guò)底座橫軸沿垂面內(nèi)的傾角為 O ;旋轉(zhuǎn)支座C螺桿的圈數(shù)隊(duì)可通過(guò)公式預(yù)估：
其中S為螺桿旋 轉(zhuǎn)1圈時(shí)底座橫軸面可調(diào)整的傾斜夾角，X為螺桿的螺距，B為底座橫軸螺桿之間的距離； (4) 消除鉆具在縱軸沿垂面夾角G1，并調(diào)整主動(dòng)鉆桿至所需傾角α ;將傾角儀橫向安 置在底座上位于所述鉆機(jī)立軸正面位置，調(diào)節(jié)螺桿，直至傾角儀指示主動(dòng)鉆桿在通過(guò)底座 縱軸沿垂面內(nèi)的傾角為α ;旋轉(zhuǎn)螺桿的圈數(shù)隊(duì)可通過(guò)公式預(yù)估：％
其中α的鉆機(jī)最大的傾角，β為螺桿旋轉(zhuǎn)1圈時(shí)底座縱軸面可調(diào)整的傾斜夾角，X為螺桿 的螺距，L為底座前后螺桿之間的距離； (5) 調(diào)整主動(dòng)鉆桿至指定傾斜角度α后，鎖緊螺母與底座咬合固定，并通過(guò)徑向螺栓 鎖緊螺桿； (6) 安裝從動(dòng)主動(dòng)鉆桿、鉆鋌、取芯筒和鉆頭，所述鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)鉆具傾斜鉆進(jìn)大直徑灌注 粧內(nèi)； (7) 鉆具鉆進(jìn)至芯樣的長(zhǎng)度為取芯筒的深度1^5后，停止鉆進(jìn)；通過(guò)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)上提鉆具， 松卸主動(dòng)鉆桿與從動(dòng)鉆桿的連接，使用鉆機(jī)低速高扭矩反轉(zhuǎn)檔完全卸開(kāi)主動(dòng)鉆桿與從動(dòng)鉆 桿；鉆機(jī)底座絲桿驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)沿滑軌后移，卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)將從動(dòng)鉆桿取出，取出芯樣； (8) 利用卷?yè)P(yáng)機(jī)重新將合適長(zhǎng)度的從動(dòng)鉆桿連接好放入鉆孔內(nèi)，絲桿驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)沿滑軌 前移，連接主動(dòng)鉆桿與從動(dòng)鉆桿，開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)取芯樣； (9) 重復(fù)步驟（7)，（8)，直至完成整根粧的抽芯取樣。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的方法，其特征在于： 所述步驟（5)中，所述鎖緊螺母底部設(shè)置有固定齒，所述底座安裝螺桿的位置設(shè)置有與鎖 緊螺母的固定齒配合的鎖緊座。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8對(duì)既有建筑物下大直徑灌注粧進(jìn)行鉆芯檢測(cè)的方法，其特征在于： 所述步驟（3)中消除橫軸沿垂面夾角θ2，通過(guò)懸空支座b，調(diào)節(jié)支座c的螺桿，使得傾角儀 指示主動(dòng)鉆桿在通過(guò)底座橫軸沿垂面內(nèi)的傾角為0;所述步驟（4)中消除縱軸沿垂面夾角 Θ i，通過(guò)懸空支座b，調(diào)節(jié)支座a的螺桿，使得傾角儀指示主動(dòng)鉆桿在通過(guò)底座縱軸沿垂面 內(nèi)的傾角為α。
【文檔編號(hào)】E21B7/02GK104514488SQ201410810548
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】徐明江, 張程林, 胡賀松, 宋兵 申請(qǐng)人:廣州建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)中心有限公司, 廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司, 廣州市建筑科學(xué)研究院新技術(shù)開(kāi)發(fā)中心有限公司