[发明专利]地下钻机的灌浆设备

说明书

本发明涉及一种地下钻机的灌浆设备和地下孔成形方法。

在土木工程的基础施工中，通常要对各种不同的地基进行钻孔桩（现场灌注桩）施工，或者插入预应力混凝土桩、H型梁桩或钢桩等，以便提高基底的承载能力。

采用传统施工方法进行上述基础的施工时，当钻孔通过含水层、圆石层或砾石层之类的地层时，通常会出现孔壁坍塌现象，这就带来了一个前面所提到的桩等无法插到孔底的问题。即使桩能够插到孔底，也还是会带来另一个问题，那就是在某些情况下，由于地基承载能力不足，插入的桩将发生下沉。

为了解决上述问题，在现场施工时，至今采用的是类似于打桩的施工方法，钴孔后将一根圆形铁管插到孔底，清除该铁管内壁上的泥土，然后往铁管里面灌注水泥浆，当水泥开始凝固时再用另一台吊车拔出该铁管。然而，这种施工方法十分复杂，包括钻孔、插入铁管、铁管内壁清理、灌注水泥浆和铁管拔出等工序，因此需要许多种设备。而且由于各种设备的复杂调配，所需的施工费也相当高。

本发明的目的在于提供一种地下钻机的灌浆设备，用以解决上述各种经常发生的问题。

本发明者已经研制出一种改良设备，使用这种设备进行上述施工时，可以很顺利地完成钻孔施工。本发明者已提交一份名为“地下钻机”的专利申请（日本国实用新型专利申请号：平3-109630）。实际上，只要在该地下钻机中附加一台灌浆设备就可达到上述目的。

在本发明的地下钻机的灌浆设备中，钻杆和使其转动的转盘安装在钻机车身的导向架上，带螺旋浆片的重力式钻头与钻杆下端连接，在钻杆和重力式钻头内都分别有用来灌注水泥乳浆或其他类同物的灌注通道，钻杆里的灌注通道与重力式钻头里的灌注通道相通，灌注通道的下端设有压启阀门。

根据本发明的一个最佳实施例中所示，地下钻机的灌浆设备包括一个安装在钻机导向架上的钻杆及使其转动的转盘;一个带螺旋浆片并与钻杆下端连接的重力式钻头，该重力式钻头顶部的六角榫头安装在钻杆底部的六角榫孔里，六角榫头用销钉固定在钻杆上;钻杆和重力式钻头内都分别有用来灌注水泥乳浆或其他类同物的灌注通道（钻杆里的灌注通道与重力式钻头里的灌注通道相通）;以及灌注通道下端的压启阀门。通过灌注入通道可以由外向钻孔内灌注水泥乳浆或其他类同物。

本发明也给出了使用上述设备形成地下钻孔的方法，钻孔用重力式钻头进行，钻孔完成之后，应一边向钻孔内壁灌注水泥乳浆或其它类同物，一边提升重力式钻头，将水泥乳浆等涂到钻孔的内壁上。

按照本发明的地下钻机的灌浆设备和地下钻孔的形成方法，钻孔结束后，在提升重力式钻头时，应向钻孔内灌注水泥乳浆（并未限定用水泥乳浆，例如，还可以用膨润土浆），这样可以防止孔壁坍塌而使其保持原状。此外，水泥乳浆灌入孔底下的原始土层后还可增大基底强度。与此相应，插入桩的侧摩擦力也可增大，从而可以最大限度地减小桩的下沉。同时，与传统施工方法相比，钻孔工序大大简化，从而大幅度地降低了施工费。

图1是本发明总体结构的侧视图。

图2取自图1的A处，是放大的钻头纵剖面图。

图3是沿图2中B-B线所截取的横断面图。

图4是沿图2中C-C线所截取的横断面图。

图5为使用本发明设备灌注水泥浆一个例子的工作简图。

现在参照附图的实施例，介绍本发明。

钻杆3及带动其转动的转盘4安装在直立于钻机车身1前部的导向架2上，带螺旋浆片5的重力式钻头6上与钻杆3的下端连接。在本结构中，钻杆3底部为六角榫孔7，重力式钻头6的顶部为六角榫头8，六角榫头8安装在六角榫孔7中，六角榫头8用销钉9固定在钻杆3上。

更进一步讲，钻杆3的截面中心加工有压缩空气注入通道3′，通道3′的两侧有水泥乳浆灌注通道10和10′;在重力式钻头里也有灌注通道11和11′，它们分别与通道10和10′相通。因此，水泥乳浆可以通过通道下端的阀门12和12′喷出。从水泥搅拌机13接出的灌浆通道，通过转盘接到水泥乳浆灌注通道10和10′，然后再延伸到重力式钻头6下端的阀门12和12′，只有当通道11和11′中产生水泥乳浆灌注压力时，阀门才会打开。

在图1中，编号14是发电机，15是空气压缩机，16是钻孔。

使用本发明的上述设备时，转动重力式钻头6就可以钻成钻孔16。借助于螺旋桨片5和钻杆3，可以很容易地清除钻孔过程中产生的泥屑。用与上面所提到的设备的同样的钻孔方法，就可以将钻孔16钻得更深。