一种旋挖成孔防塌孔装置及旋挖方法
阅读说明：本技术 一种旋挖成孔防塌孔装置及旋挖方法 (Rotary drilling hole-forming anti-collapse hole device and rotary drilling method ) 是由 汪俊虎 张凡 龙欢 李念斌 朱悦 于 2020-11-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种旋挖成孔防塌孔装置,包括：钻杆；旋挖钻头,所述旋挖钻头固定连接在钻杆悬空一端；还包括：连接杆,所述连接杆一端连接在旋挖钻头后侧的钻杆上,连接杆另一端固定连接第一转轴,第一转轴与钻杆中心线平行,连接杆在钻杆的带动下转动；压紧滚轮,所述压紧滚轮转动连接在第一转轴上,压紧滚轮侧表面与钻杆中轴线的最大距离大于旋挖钻头直径。以解决现有技术要么受土质条件限制易塌孔不能使用,要么成本较高不环保的问题。(The invention discloses a rotary drilling hole-forming anti-collapse hole device, which comprises: a drill stem; the rotary drilling bit is fixedly connected to one suspended end of the drill rod; further comprising: one end of the connecting rod is connected to a drill rod on the rear side of the rotary drilling bit, the other end of the connecting rod is fixedly connected with a first rotating shaft, the first rotating shaft is parallel to the center line of the drill rod, and the connecting rod is driven by the drill rod to rotate; the pressing roller is rotatably connected to the first rotating shaft, and the maximum distance between the side surface of the pressing roller and the central axis of the drill rod is larger than the diameter of the rotary drilling bit. The problem that in the prior art, the hole is prone to collapse and cannot be used due to the limitation of soil conditions or the cost is high and the environment is not protected is solved.)
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种旋挖成孔防塌孔装置及旋挖方法。
背景技术
现有的旋挖机在钻杆下端连接有旋挖钻头，在实际工程的灌注桩成孔时，旋挖机通过钻杆转动带动旋挖钻头在地面打孔，当打孔地点遇到的土质条件较松软时，经常遇到旋挖钻头打孔打到一定深度后孔壁结构支撑不住而塌孔，造成巨大的经济损失，上述方法受到土质条件限制。还有的办法是利用泥浆护壁、套筒式护壁方法，但这些方法往往受环保条件及成本等因素的限制不能使用。现急需一种不受土质条件限制，环保和成本较低的打孔装置和打孔方法。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的是提供一种旋挖成孔防塌孔装置及旋挖方法。
本发明的技术方案是：一种旋挖成孔防塌孔装置，包括：
钻杆；
旋挖钻头，所述旋挖钻头固定连接在钻杆悬空一端；
还包括：
连接杆，所述连接杆一端连接在旋挖钻头后侧的钻杆上，连接杆另一端固定连接第一转轴，第一转轴与钻杆中心线平行，连接杆在钻杆的带动下转动；
压紧滚轮，所述压紧滚轮转动连接在第一转轴上，压紧滚轮侧表面与钻杆中轴线的最大距离大于旋挖钻头直径。
进一步地，所述连接杆包括2根以上，连接杆绕钻杆中轴线均匀分布，压紧滚轮与连接杆数量相同，每根连接杆的第一转轴上转动连接有一个压紧滚轮。
进一步地，所述连接杆为弹性推杆，连接杆与钻杆垂直，连接杆通过钻杆中轴线。
进一步地，所述连接杆包括：
外筒，所述外筒一端连接在钻杆上，外筒另一端悬空，外筒悬空端开有沿外筒长度方向的内腔；
内杆，所述内杆与外筒的内腔相匹配，内杆活动插接在外筒的内腔中；
压力弹性件，所述压力弹性件设置在外筒的内腔中，压力弹性件一端连接内腔底面，压力弹性件另一端连接内杆位于外筒内腔的一端，压力弹性件不受外力时压紧滚轮侧表面与钻杆中轴线的最大距离大于旋挖钻头直径。
进一步地，还包括：
轴承式减速器，所述连接杆通过轴承式减速器连接钻杆，轴承式减速器的内环可拆卸连接钻杆，轴承式减速器的外环固定连接连接杆。
进一步地，还包括：
连接筒，所述连接筒内径与钻杆相匹配，连接筒端部与轴承式减速器的内环固定连接，连接筒侧部开有一个以上第一固定孔，第一固定孔绕连接筒中轴线均匀分布；
第二固定孔，所述第二固定孔开设在钻杆侧部，当连接筒连接在钻杆上时，第二固定孔中轴线与第一固定孔中轴线平行，第二固定孔为螺孔，第二固定孔直径与第一固定孔相匹配，第二固定孔与第一固定孔数量相同，第二固定孔绕钻杆中轴线均匀分布组成固定孔环形阵列，所述固定孔环形阵列包括1个以上并沿钻杆长度方向分布；
固定螺栓，所述固定螺栓与第二固定孔相匹配，固定螺栓与第一固定孔数量相同，每个第一固定孔对应一个固定螺栓，固定螺栓同时插在第一固定孔和第二固定孔中使得连接筒固定在钻杆上。
进一步地，还包括：
波浪环，所述波浪环内径与钻杆相匹配，波浪环外侧面设有绕波浪环中轴线均匀分布的凸起，波浪环的一端固定连接在轴承式减速器内环上，波浪环与轴承式减速器内环同轴；
顶杆，所述顶杆一端与内杆固定连接，顶杆为弹性推杆，当顶杆不受外力时顶杆悬空端与波浪环的两凸起间的凹陷处表面接触；所述顶杆悬空端为圆头。
进一步地，还包括：
支撑孔，所述支撑孔固定连接在外筒上，支撑孔与顶杆相匹配，顶杆活动插接在支撑孔内，支撑孔中轴线与顶杆中轴线重合。
进一步地，所述波浪环、支撑孔和顶杆以第一平面为对称面对称分布，第一对称面通过连接杆中轴线，第一对称面与钻杆垂直。
一种所述的旋挖成孔防塌孔装置的旋挖方法，所述方法包括以下步骤：
S01、使用旋挖钻头先挖出一个孔，孔深大于旋挖钻头下端面到压紧滚轮上端面的距离；
S02、将旋挖钻头和压紧滚轮完全放置在孔中，并使压紧滚轮紧贴孔壁；
S03、转动钻杆使旋挖钻头转动，并使压紧滚轮随钻杆一起转动；
S04、旋挖过程中振动压紧滚轮。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，
1）本发明通过在旋挖钻头后侧设置压紧滚轮，在钻杆带动旋挖钻头转动打孔的同时，钻杆带动压紧滚轮在孔壁上碾压，由于压紧滚轮侧表面与钻杆中轴线的最大距离大于旋挖钻头直径，使得钻杆所压的孔直径大于旋挖钻头所打的孔，实现将孔壁土壤压实的目的，本发明加强孔壁结构无需泥浆护壁，更加环保，也无需套筒式护壁，没有耗材成本更低，对于任何土质条件，只需调整压紧滚轮到钻杆中轴线的距离就能对相应的土质条件所打的孔壁进行压紧，不受土质条件限制；
2）本发明通过2个以上连接杆和压紧滚轮，使得孔壁的压紧效率更高；
3）本发明通过将连接杆设为弹性推杆，使得连接杆具有柔性，在面对岩石等刚性较大的物体时，连接杆可收缩，从而避免将压紧滚轮或连接杆损坏；
4）本发明通过内杆活动插接在外筒的内腔中，然后利用压力弹性件的弹力使得内杆具有向压力弹性件方向的弹性；
5）本发明通过轴承式减速器，使得压紧滚轮绕钻杆中轴线转动的角速度小于钻杆自身转动的角速度，避免压紧滚轮运动速度过快将孔壁上的泥土掀开；
6）本发明通过固定螺杆插在第一固定孔与第二固定孔中实现轴承式减速器在钻杆上的可拆卸式连接，而固定孔环形阵列包括1个以上并沿钻杆长度方向分布，使得压紧滚轮与旋挖钻头的距离可调节，以适应不同土质条件的要求；
7）本发明通过波浪环随钻杆转动，并使顶杆接触波浪环上的凸起，由于轴承式减速器内环和外环间有速度差，使得波浪环转动时顶杆随凸起振动，从而使得压紧滚轮在压实孔壁时也能够振动，增加压紧滚轮对孔壁的压实效果，同时将顶杆设为弹性推杆，在孔壁刚性较大时可避免顶杆折弯，顶杆悬空端为圆头也使得顶杆与波浪环间接触面更加圆滑，避免顶杆被波浪环转动折弯；
8）本发明通过支撑孔起到支撑顶杆的作用，避免顶杆在竖向方向产生振动而导致顶杆悬空端接触不到波浪环，起不到使压紧滚轮产生振动的作用；
9）本发明通过设置波浪环、支撑孔和顶杆以第一平面为对称面对称分布，使得压紧滚轮各处振动均匀；
10）本发明通过压紧滚轮在旋挖钻头后部压实旋挖钻头挖出的孔壁，巧妙的利用了钻杆转动带动压紧滚轮绕钻杆中轴线转动实现对孔壁四周的覆盖，并振动压紧滚轮进一步增加压紧滚轮对孔壁的压实效率，加强孔壁结构无需泥浆护壁，更加环保，也无需套筒式护壁，没有耗材成本更低，对于任何土质条件，只需调整压紧滚轮到钻杆中轴线的距离就能对相应的土质条件所打的孔壁进行压紧，不受土质条件限制。
附图说明
图1为本发明实施实例1的立体结构示意图；
图2为图1中D处的局部视图；
图3为本发明实施实例1的爆炸视图；
图4为图3中C处的局部视图；
图5为本发明实施实例1的前视图；
图6为图5中A-A剖面线处的剖视图；
图7为图6中B处的局部视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
实施例1：参考图1至图7，一种旋挖成孔防塌孔装置，包括：钻杆2；旋挖钻头1，所述旋挖钻头1螺栓连接或焊接在钻杆2悬空一端；还包括：连接杆4，所述连接杆4一端连接在旋挖钻头1后侧的钻杆2上，连接杆4另一端焊接第一转轴8，第一转轴8与钻杆2中心线平行，连接杆4在钻杆2的带动下转动；压紧滚轮3，所述压紧滚轮3转动连接在第一转轴8上，压紧滚轮3侧表面与钻杆2中轴线的最大距离大于旋挖钻头1直径。压紧滚轮3两端面边缘为圆角。
进一步地，所述连接杆4包括2根以上，连接杆4绕钻杆2中轴线均匀分布，压紧滚轮3与连接杆4数量相同，每根连接杆4的第一转轴8上转动连接有一个压紧滚轮3。
进一步地，所述连接杆4为弹性推杆，连接杆4与钻杆2垂直，连接杆4通过钻杆2中轴线。
进一步地，所述连接杆4包括：外筒401，所述外筒401一端连接在钻杆2上，外筒401另一端悬空，外筒401悬空端开有沿外筒401长度方向的内腔；内杆402，所述内杆402与外筒401的内腔相匹配，内杆402活动插接在外筒401的内腔中；压力弹性件403，所述压力弹性件403设置在外筒401的内腔中，压力弹性件403一端连接内腔底面，压力弹性件403另一端连接内杆402位于外筒401内腔的一端，压力弹性件403不受外力时压紧滚轮3侧表面与钻杆2中轴线的最大距离大于旋挖钻头1直径。这里的压力弹性件403为压簧。
进一步地，还包括：轴承式减速器5，所述连接杆4通过轴承式减速器5连接钻杆2，轴承式减速器5的内环可拆卸连接钻杆2，轴承式减速器5的外环螺栓连接或焊接连接杆4。轴承式减速器5可采用行星减速器。
进一步地，还包括：连接筒11，所述连接筒11内径与钻杆2相匹配，连接筒11端部与轴承式减速器5的内环螺栓连接，连接筒11侧部开有一个以上第一固定孔7-1，第一固定孔7-1绕连接筒11中轴线均匀分布；第二固定孔2-1，所述第二固定孔2-1开设在钻杆2侧部，当连接筒11连接在钻杆2上时，第二固定孔2-1中轴线与第一固定孔7-1中轴线平行，第二固定孔2-1为螺孔，第二固定孔2-1直径与第一固定孔7-1相匹配，第二固定孔2-1与第一固定孔7-1数量相同，第二固定孔2-1绕钻杆2中轴线均匀分布组成固定孔环形阵列，所述固定孔环形阵列包括1个以上并沿钻杆2长度方向分布；固定螺栓10，所述固定螺栓10与第二固定孔2-1相匹配，固定螺栓10与第一固定孔7-1数量相同，每个第一固定孔7-1对应一个固定螺栓10，固定螺栓10同时插在第一固定孔7-1和第二固定孔2-1中使得连接筒11固定在钻杆2上。
进一步地，还包括：波浪环6，所述波浪环6内径与钻杆2相匹配，波浪环6外侧面设有绕波浪环6中轴线均匀分布的凸起，波浪环6的一端焊接在轴承式减速器5内环上，波浪环6与轴承式减速器5内环同轴；顶杆9，所述顶杆9一端与内杆402焊接，顶杆9为弹性推杆，当顶杆9不受外力时顶杆9悬空端与波浪环6的两凸起间的凹陷处表面接触；所述顶杆9悬空端为圆头。
进一步地，还包括：支撑孔7，所述支撑孔7焊接在外筒401上，支撑孔7与顶杆9相匹配，顶杆9活动插接在支撑孔7内，支撑孔7中轴线与顶杆9中轴线重合。
进一步地，所述波浪环6、支撑孔7和顶杆9以第一平面为对称面对称分布，第一对称面通过连接杆4中轴线，第一对称面与钻杆2垂直。
一种所述的旋挖成孔防塌孔装置的旋挖方法，所述方法包括以下步骤：
S01、使用旋挖钻头1先挖出一个孔，孔深大于旋挖钻头1下端面到压紧滚轮3上端面的距离；
S02、将旋挖钻头1和压紧滚轮3完全放置在孔中，并使压紧滚轮3紧贴孔壁；
S03、转动钻杆2使旋挖钻头1转动，并使压紧滚轮3随钻杆2一起转动；
S04、旋挖过程中振动压紧滚轮3。
本发明的优点是，
1)本发明通过在旋挖钻头1后侧设置压紧滚轮3，在钻杆2带动旋挖钻头1转动打孔的同时，钻杆2带动压紧滚轮3在孔壁上碾压，由于压紧滚轮3侧表面与钻杆2中轴线的最大距离大于旋挖钻头1直径，使得钻杆2所压的孔直径大于旋挖钻头1所打的孔，实现将孔壁土壤压实的目的，本发明加强孔壁结构无需泥浆护壁，更加环保，也无需套筒式护壁，没有耗材成本更低，对于任何土质条件，只需调整压紧滚轮3到钻杆2中轴线的距离就能对相应的土质条件所打的孔壁进行压紧，不受土质条件限制；
2)本发明通过2个以上连接杆4和压紧滚轮3，使得孔壁的压紧效率更高；
3)本发明通过将连接杆4设为弹性推杆，使得连接杆4具有柔性，在面对岩石等刚性较大的物体时，连接杆4可收缩，从而避免将压紧滚轮3或连接杆4损坏；
4)本发明通过内杆402活动插接在外筒401的内腔中，然后利用压力弹性件403的弹力使得内杆402具有向压力弹性件403方向的弹性；
5)本发明通过轴承式减速器5，使得压紧滚轮3绕钻杆2中轴线转动的角速度小于钻杆2自身转动的角速度，避免压紧滚轮3运动速度过快将孔壁上的泥土掀开；
6)本发明通过固定螺杆插在第一固定孔7-1与第二固定孔2-1中实现轴承式减速器5在钻杆2上的可拆卸式连接，而固定孔环形阵列包括1个以上并沿钻杆2长度方向分布，使得压紧滚轮3与旋挖钻头1的距离可调节，以适应不同土质条件的要求；
7)本发明通过波浪环6随钻杆2转动，并使顶杆9接触波浪环6上的凸起，由于轴承式减速器5内环和外环间有速度差，使得波浪环6转动时顶杆9随凸起振动，从而使得压紧滚轮3在压实孔壁时也能够振动，增加压紧滚轮3对孔壁的压实效果，同时将顶杆9设为弹性推杆，在孔壁刚性较大时可避免顶杆9折弯，顶杆9悬空端为圆头也使得顶杆9与波浪环6间接触面更加圆滑，避免顶杆9被波浪环6转动折弯；
8)本发明通过支撑孔7起到支撑顶杆9的作用，避免顶杆9在竖向方向产生振动而导致顶杆9悬空端接触不到波浪环6，起不到使压紧滚轮3产生振动的作用；
9)本发明通过设置波浪环6、支撑孔7和顶杆9以第一平面为对称面对称分布，使得压紧滚轮3各处振动均匀；
10)本发明通过压紧滚轮3在旋挖钻头1后部压实旋挖钻头1挖出的孔壁，巧妙的利用了钻杆2转动带动压紧滚轮3绕钻杆2中轴线转动实现对孔壁四周的覆盖，并振动压紧滚轮3进一步增加压紧滚轮3对孔壁的压实效率，加强孔壁结构无需泥浆护壁，更加环保，也无需套筒式护壁，没有耗材成本更低，对于任何土质条件，只需调整压紧滚轮3到钻杆2中轴线的距离就能对相应的土质条件所打的孔壁进行压紧，不受土质条件限制。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。