專利名稱:謹(jǐn)慎的使殼體穿透敏感的表土層或敏感的結(jié)構(gòu)用的方法和裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種實(shí)質(zhì)上不用移動(dòng)或破壞敏感的表土層或敏感的結(jié)構(gòu)的情況下把殼體向下打入不受擾動(dòng)的地面的方法和裝置，在殼體內(nèi)可以把樁或其它類似的構(gòu)件打下作為基礎(chǔ)或在更堅(jiān)實(shí)的地面內(nèi)作拉樁用。
敏感的表土層，例如是一種早期有人居住的經(jīng)濟(jì)文化地區(qū)的文化古跡層，這種古跡層可以在地面下發(fā)現(xiàn)，有3米深。文化古跡層是一種知識(shí)寶藏可以供考古學(xué)家了解較早年代的生命和人類的活動(dòng)，文化古跡層在一些國(guó)家受到法律的保護(hù)，不允許受到毀壞。
敏感的結(jié)構(gòu)，例如古老的建筑物的未經(jīng)砍削成型的石壁，尤其是當(dāng)工作進(jìn)行到在敏感結(jié)構(gòu)內(nèi)和附近加固基礎(chǔ)或打護(hù)墻板時(shí)，這種打樁工作必須非常謹(jǐn)慎小心地進(jìn)行，否則就要出現(xiàn)永久性的損傷。
本發(fā)明的特征可以在附屬的權(quán)利要求
中找到，對(duì)其更為詳細(xì)的說(shuō)明見(jiàn)下本發(fā)明的主要特征是一個(gè)殼體圍著的利用壓縮空氣操作的鉆孔裝置，所述的鉆孔裝置在它們的下端裝有可以調(diào)節(jié)的排氣通道，該通道使壓縮空氣的大部分向上方向流送，使它在鉆桿和殼體之間將鉆屑物一起帶走?；谂艢馔ǖ朗强烧{(diào)的這一事實(shí)，使向下朝著鉆頭方向的定向壓縮空氣部分的氣流強(qiáng)度與需要鉆透的材料的性質(zhì)相適應(yīng)。利用噴射作用把所述的部分壓縮空氣沿著鉆頭側(cè)壁上的凹槽向上導(dǎo)引。本發(fā)明還涉及到有一個(gè)下部窄通氣口和向上連續(xù)增加通道面積的凹槽設(shè)計(jì)。所述的設(shè)計(jì)不可能使鉆屑物向上堆積在它們的通道上。
本發(fā)明選用的具體實(shí)施例參照附圖描述如下圖1，表示根據(jù)本發(fā)明所述裝置的縱向剖視圖。圖1A至1E，表示沿著圖1的A，B，C，D和E方向的剖視圖。
圖2，表示一個(gè)相應(yīng)于圖1并顯示了壓縮空氣流動(dòng)方向的視圖。
圖3示意地表示在敏感區(qū)表土層打樁時(shí)不同的工作狀態(tài)。
圖4A至4D示意表示在敏感區(qū)地基打樁加固建筑物時(shí)的不同工作狀態(tài)。
圖1以剖面的方式公開(kāi)了表土層打樁用的裝置，該裝置包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)的鉆頭1，其外圍是殼體2，鉆件的下部是鉆頭，在圖中鉆頭是作為一個(gè)分離的部件表示，鉆頭由一個(gè)導(dǎo)向裝置11，擴(kuò)錐12和導(dǎo)向鉆13組裝成，鉆件也包括供操作鉆件的壓縮空氣用的排氣通道14，這些部件本身都是已知的。根據(jù)本發(fā)明，排氣通道14裝有控制閥141，它響應(yīng)由導(dǎo)向鉆內(nèi)出來(lái)的土壤的反向壓力的增加或減小對(duì)壓縮空氣進(jìn)行開(kāi)和關(guān)。在控制閥141的上面有排氣通道142供大部分壓縮空氣排放用，所述的排氣通道142裝有閥143，其通氣孔的面積與鉆孔裝置欲穿透的材料相適應(yīng)。閥143是易拆卸的，如果需要，在開(kāi)始一個(gè)新的鉆孔周期前，為了粗調(diào)，可進(jìn)行更換。一小部分壓縮空氣通過(guò)控制閥141后對(duì)鉆頂周圍作小心的沖洗。之后，利用壓縮空氣經(jīng)過(guò)閥143從排氣通道142向上方向沖出的噴射作用使這一小部分壓縮空氣沿著鉆頭側(cè)壁上的凹槽144向上抽吸，將凹槽144設(shè)計(jì)成帶有窄的下部進(jìn)氣口并且逐步向上增加進(jìn)氣通口的面積，使鉆下的屑料不可能堆積在其向上運(yùn)動(dòng)的通道的任何地方而使通道堵塞。
圖2以剖面圖的方式公開(kāi)了壓縮空氣通過(guò)鉆體的路徑。壓縮空氣以很大的動(dòng)力急速流過(guò)排氣通道14(箭頭4所示)并且利用控制閥141的限制使壓縮空氣受到相當(dāng)大的向后的推力。于是，空氣繼續(xù)通過(guò)向上傾斜的帶有閥143(箭頭B所示)的排氣通道142，然后進(jìn)一步向上與鉆件和殼體之間的鉆屑料一起向上(箭頭C所示)。一小部分壓縮空氣通過(guò)控制閥141(箭頭D所示)流動(dòng)，用來(lái)小心地對(duì)鉆頭周圍進(jìn)行沖洗。然后利用壓縮空氣通過(guò)閥143從排氣通道142向上方向沖擊的噴射作用使這一小部壓縮空氣沿著鉆體(箭頭E所示)側(cè)壁上的凹槽144向上抽吸。
圖3表示在把殼體和鉆體向下打進(jìn)表土層，正好打到低于文化古跡層的底部邊緣位置時(shí)的不同工作狀態(tài)，在鉆體向上提出之后才能通過(guò)殼體進(jìn)行打樁，這樣不至于破壞文化古跡層。工作狀態(tài)1表示可移動(dòng)的帶殼體和安裝鉆1的鉆塔，把鉆塔移動(dòng)到需要進(jìn)行鉆孔的地方。
工作狀態(tài)2表示殼體2向下打入表土層，并且通過(guò)文化古跡層。
工作狀態(tài)3表示把殼體向下打進(jìn)表土層，使它剛好打到低于文化古跡層的底部邊緣的位置。
工作狀態(tài)4表示樁16降下進(jìn)入殼體。
工作狀態(tài)5表示樁16向下打進(jìn)表土層預(yù)定的深度。
工作狀態(tài)6表示樁16打到予定的深度后做出反應(yīng)(打樁打到摩擦材料時(shí)停止)然后在殼體中入混凝土18。
圖4A-4D公開(kāi)在殼體和鉆體向下打通未經(jīng)砍削成形石頭的底基時(shí)的不同工作狀態(tài)。
工作狀態(tài)1(圖4A)表示基礎(chǔ)19在某區(qū)域20內(nèi)已經(jīng)受到加固時(shí)，打樁裝置能進(jìn)入底基上部的地面上的情況;
工作狀態(tài)2(圖4B)表示把殼體2通過(guò)基礎(chǔ)19向下打到剛好低于基礎(chǔ)19的下部邊緣的位置。
工作狀態(tài)3(圖4C)表示把鋼樁21向下通過(guò)殼體2打入，一直打到樁21的端部22接觸到巖石時(shí)為止。
工作狀態(tài)4(圖4D)表示在把鋼樁向下打到某一停止位置之后，撤走打樁裝置，由于打樁引起的基礎(chǔ)損壞用混凝土23充填。
當(dāng)然，本發(fā)明不局限于上述描述的具體實(shí)施例，而且在所附的權(quán)利要求
的范圍內(nèi)還可能有許多變更的方案。
權(quán)利要求
1.把一個(gè)殼體(2)穿透敏感的表土層或敏感結(jié)構(gòu)的方法，所述的方法是利用一個(gè)由壓縮空氣操作的打樁裝置(1)使壓縮空氣在所述的裝置(1)的下部導(dǎo)入排氣通道(14，142)，致使壓縮空氣的主部分(B)向上方流動(dòng)以便使它在殼體(2)和鉆桿之間帶著鉆屑物一起排走。一小部分壓縮空氣(D)向下流向鉆頭(13)，然后利用由大部分壓縮空氣流產(chǎn)生的噴射作用使上述的一小部分壓縮空氣沿著鉆體的側(cè)壁向上抽吸，其特征是控制在所述的排氣通道內(nèi)的壓縮空氣流以便使向下流向鉆頭的壓縮空氣氣流(D)的強(qiáng)度與需要穿透的材料的性質(zhì)相適應(yīng)。
2.按權(quán)利要求
1所述的方法，其特征是主要部分壓縮空氣流(B)通過(guò)排氣通道(142)定向流動(dòng)，排氣通道(142)裝有帶可調(diào)通氣孔面積的閥(143)。
3.按權(quán)利要求
2所述的方法，其特征是排氣通道(142)的閥(143)是可以替換的。
4.按權(quán)利要求
1或2或3所述的方法，其特征是一小部分壓縮空氣(D)通過(guò)一帶有控制閥(141)的物體，控制閥(141)有一個(gè)通氣口，該通氣口的面積可以根據(jù)來(lái)自鄰近鉆頭土壤的反向壓力的增加和減少來(lái)增大和減小。
5.按權(quán)利要求
1，2，3或4所述的方法，其特征是一小部分壓縮空氣(D)在對(duì)鉆頭周圍進(jìn)行小心的沖洗之后，在帶有一個(gè)下部窄進(jìn)氣通口和向上連續(xù)增大的橫截面積的垂直排氣凹槽(144)內(nèi)受到向上方的抽吸。
6.按權(quán)利要求
1至5中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是打入表土層的殼體(2)被用作對(duì)新建筑物的基礎(chǔ)或現(xiàn)有建筑物地基加固用的穿透樁(16)等一類穿透件的保護(hù)外殼。
7.把殼體(2)穿透敏感表土層或敏感結(jié)構(gòu)的裝置，包括在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的，并用壓縮空氣操作的打樁裝置，所述的打樁裝置包括有排氣通道(14，142)的鉆頭(11，12，13)，排氣通道(14，142)導(dǎo)引壓縮空氣的大部分(B)向上方流動(dòng)以便使它在殼體(2)和鉆桿之間帶著鉆屑物一起排走，一小部分壓縮空氣(D)向下流動(dòng)對(duì)鉆頭周圍進(jìn)行沖洗，然后利用由大部分壓縮空氣產(chǎn)生的噴射作用使上述的一小部分壓縮空氣沿著鉆體的側(cè)壁向上抽吸，其特征是排氣通道包括裝置(141和/或143)，用來(lái)控制壓縮空氣氣流的大小以便使流向鉆頭的壓縮空氣氣流的強(qiáng)度與需要穿透的材料的性質(zhì)相適應(yīng)。
8.按照權(quán)利要求
7所述的裝置，其特征是供大部分壓力介質(zhì)流動(dòng)的一個(gè)排氣通道/或多個(gè)排氣通道有帶可調(diào)節(jié)流通面積的閥(143)。
9.按權(quán)利要求
8所述的裝置，其特征是控制閥(143)是可以替換的。
10.按權(quán)利要求
7，8或9所述的裝置，其特征是接受大部分壓縮空氣氣流通過(guò)的排氣通道有控制閥(141)，控制閥(141)設(shè)計(jì)成使它的通流口面積可以根據(jù)來(lái)自鄰近鉆頭的土壤的反向壓力的增加和減小而增大和減小。
11.按權(quán)利要求
8至10的任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是在垂直排氣凹槽(144)內(nèi)接受一小部分沖洗鉆頭后的壓縮空氣向上流動(dòng)，所述的凹槽有一個(gè)下部窄的進(jìn)氣通口和向上連續(xù)增大的通氣面積。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種通過(guò)敏感的表土層或敏感結(jié)構(gòu)打下殼體的方法和裝置，打樁裝置(1)的壓縮空氣在其下部導(dǎo)入排氣通道(14、142)，其導(dǎo)向方式是使大部分的壓縮空氣向上流動(dòng)，使它在殼體(2)和鉆桿之間帶著鉆屑一起排走。并把小部分壓縮空氣(D)送到鉆頭。本發(fā)明特征是控制在通道(14、142)內(nèi)的壓縮空氣氣流，該氣流的強(qiáng)度與需要穿透的材料強(qiáng)度相適應(yīng)，送到鉆頭的小部分壓縮空氣(D)由大部分壓縮空氣產(chǎn)生的噴射作用排走。
文檔編號(hào)E21B21/10GK86103916SQ86103916
公開(kāi)日1986年12月17日 申請(qǐng)日期1986年6月3日
發(fā)明者斯溫-埃里克·布杰金格, 斯溫·格朗·安德森 申請(qǐng)人:桑德維克·羅克器具公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan