專利名稱：沉箱底板無損穿洞專用工具和施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沉箱結(jié)構(gòu)碼頭加固施工，具體涉及一種碼頭沉箱底板無損穿洞的專用工具和施工方法。
背景技術(shù)：
老碼頭建造一般用沉箱法，沉箱一般座落在拋石回填形成的基床上。因外力影響可能使基床及沉箱產(chǎn)生沉降、偏位，致使碼頭失穩(wěn)，逐漸喪失使用功能，因此需要對老碼頭進(jìn)行加固處理；此外，需要對碼頭的使用功能增加荷載，也需要對老碼頭進(jìn)行加固。當(dāng)前比較徹底、可靠的加固方法是在沉箱中加植鉆孔灌注樁。而要在沉箱中加植鉆孔灌注樁，需要通過沉箱的格倉，再在沉箱的底0板上穿洞，才能往下沖孔鉆進(jìn)。穿洞直徑要大于等于樁徑，一般直徑2. OOm左右。沉箱底板一般是厚度為0. 5-0. 6m的鋼筋混凝土，螺紋鋼筋直徑 Φ 22呈網(wǎng)狀排列，間距200mm，分上、下兩層，保護(hù)層100mm，因此要在鋼筋混凝土底板上穿洞，人工穿洞不可能，機(jī)械穿洞方法有以下幾種方法之一是沖擊鉆頭沖擊可以穿洞，但沉箱底板被連帶破壞；之二是牙輪或滾刀鉆頭鋼筋網(wǎng)難以切斷，特別是下層鋼筋網(wǎng)。鉆進(jìn)壓力大，大的鉆壓使下層鋼筋網(wǎng)保護(hù)層破壞后，鋼筋不穩(wěn)定，難以切斷；之三是合金或合金鑲片鉆頭阻力大、效率低，鋼筋網(wǎng)難以切斷，特別是下層鋼筋網(wǎng)切斷困難；之四是金剛石鉆頭鉆頭體大，成本高，而且鉆進(jìn)時所需壓力大，鋼筋破壞鉆頭，特別是下層鋼筋網(wǎng)，難以通過，因此需要借助特殊的工具和施工方法，既能在沉箱底板穿洞又不破壞沉箱底板穿洞以外的其它部位結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種沉箱底板無損穿洞專用工具和施工方法，解決了沉箱結(jié)構(gòu)碼頭加固時在底板鉆洞困難，易損壞底板的問題。為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案一種沉箱底板無損穿洞專用工具，包括穿洞工具和打撈工具，所述穿洞工具為回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，所述回轉(zhuǎn)鉆機(jī)采用大口徑自由切削刃鉆頭，其磨削面為一個環(huán)形槽；所述打撈工具包括打撈鉤和打撈錨，所述打撈錨錨干上端焊接有一個圓盤，下端的錨頭采用彎成鉤狀的螺紋鋼，焊接在錨干上；所述打撈鉤鉤干為一根鋼管，鉤干上端安裝有用于連接鉆具連接件。作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述自由切削刃鉆頭的口徑為Φ 2000mm，磨削面的環(huán)形槽寬度為50mm ；所述自由切削刃鉆頭采用鋼粒作為切削刃，所述鋼粒投入到自由切削刃鉆頭的底唇面；所述打撈錨的錨頭的螺紋鋼彎成90° ；所述打撈鉤鉤干與鉆具采用法蘭連接， 在鉤干上端安裝有法蘭盤；所述打撈鉤鉤盤為弧形平鉤，鉤盤上下兩面與鉤干之間都設(shè)置有加強(qiáng)筋?！N沉箱底板無損穿洞施工方法，包括如下步驟(1)安裝打撈錨在沉箱底加鋼護(hù)筒，護(hù)筒中心用水泥砂漿埋設(shè)一個小護(hù)筒，在小護(hù)筒外用潛水泵抽水，清理干凈小護(hù)筒內(nèi)的水之后用工具打掉混凝土，使沉箱底部露出底板上層鋼筋網(wǎng)，將打撈錨的錨頭放置到沉箱底板上層鋼筋網(wǎng)的方框內(nèi)，套進(jìn)螺紋鋼筋進(jìn)行焊接，將打撈錨的錨頭鋼筋與沉箱底板鋼筋網(wǎng)焊接緊固到一起，之后用砂漿圍填打開的洞口，向中心推起斜面，候凝；(2)鉆穿底板待打撈錨底部圍填的砂漿凝固后，回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位，下入自由切削刃鉆頭鉆進(jìn)，將底板鉆穿；(3)打撈砼餅確認(rèn)底板鉆穿后，用打撈鉤勾住與砼餅結(jié)合在一起的打撈錨，將砼餅提吊出沉箱。作為優(yōu)選方案，在安裝打撈錨時錨頭與沉箱底板接觸處堆起的砂漿斜面為為15°
左右ο作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆穿底板時的鉆進(jìn)參數(shù)為壓力為5t_6t，水量為 0. 3-0. 5m3/min，鉆頭轉(zhuǎn)速為 13r/min。作為更進(jìn)一步的優(yōu)選方案，用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行鉆穿底板作業(yè)時，鋼粒在孔口斷續(xù)投入，每次投入IOkg左右。本發(fā)明采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行穿洞，采用大口徑自由切削刃鉆頭，切削刃為鋼粒，鉆頭的底唇面為50mm左右的環(huán)形槽，通過環(huán)形槽帶動鋼粒進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，保證了鉆進(jìn)的平穩(wěn)性，且鉆進(jìn)壓力保持5-6t，鉆頭轉(zhuǎn)速為13r/min，有效防止了斷開的鋼筋彈性引起的蹩車等現(xiàn)象，保證了作業(yè)過程安全性和穩(wěn)定性，而且使得沉箱底板開洞規(guī)格工整圓順，沉箱完整無破損，穿洞過程無強(qiáng)震；所述打撈鉤的鉤干上端焊接有法蘭盤，方便其與鉆機(jī)的鉆桿連接， 鉤盤采用弧形平鉤，并且鉤盤兩面與鉤干之間均設(shè)置有加強(qiáng)筋，提高了打撈鉤的強(qiáng)度，保提高了打撈的成功率；打撈錨的錨干上端焊接有一個圓盤，方便打撈鉤將其勾住提起，錨頭采用完成90度的螺紋鋼，不僅強(qiáng)度高，而且方便與沉箱底板的鋼筋焊接，保證了打撈的成功率和安全性。


下面根據(jù)實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是施工現(xiàn)場示意圖；圖2是自由切削刃鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是打撈鉤整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4A-A處俯視圖；圖6是打撈錨結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明施工方法流程圖。圖中1、碼頭胸墻；2、鋼護(hù)筒；3、C15素混凝土 ；4、C 30素混凝土 ；5、打撈錨；6、沉箱底板；7、鉆頭法蘭盤；8、掛鉤；9、外加厚鋼板；10、內(nèi)加厚鋼板；11、水口 ；12、法蘭盤；13、鉤干；14、加強(qiáng)板；15、鉤盤；16、圓盤；17、錨干；18、錨頭。
具體實施方式
如圖1至7所示，給出了本發(fā)明的一個具體實施例，其中圖1為沉箱底板無損穿洞作業(yè)現(xiàn)場示意圖，圖中鋼護(hù)筒2穿過碼頭胸墻1和一層C15素混凝土 3和一層C30素混凝土 4后置于沉箱底板上。如圖2、圖3所示，自由切削刃鉆頭口徑為2000mm，鉆頭上端有法蘭盤7，并在上部焊接有兩個掛鉤8，掛鉤8采用厚20mm的鋼板制成，掛鉤8和法蘭盤7用于與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的鉆桿連接，鉆頭體采用厚25mm的鋼板卷制，其圓度誤差在3mm內(nèi)；鉆頭體內(nèi)外各有內(nèi)加厚鋼板 10和外加厚鋼板9，鉆頭體底部圓周均布四個水口 11 ；其磨削面為一個寬度為50mm的環(huán)形槽，大口徑自由切削刃鉆頭的原理是，在環(huán)形槽內(nèi)添加鋼粒作為切削刃，鉆頭下入沉箱底板 6后，在孔底投入一定量的“自由”切削刃——鋼粒，啟動鉆機(jī)進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，利用切削刃鉆頭的底唇面，攜帶自由切削刃滾動、碾壓、磨削底板混凝土和包裹的鋼筋網(wǎng)，該種鉆頭的切削面積小，所需鉆壓輕，阻力小、沒有震動，對沉箱底板不造成破損，而且穿洞所產(chǎn)生的混凝土餅可以打撈出來。如圖4、圖5所示，打撈鉤的鉤干13采用配套鉆具的鉆桿，在其下部焊接一個弧形的打撈鉤盤15，在上部安裝有連接鉆桿的法蘭盤12，鉤盤15上下兩面均焊接有加強(qiáng)筋14， 以提高其強(qiáng)度；圖6是打撈錨5結(jié)構(gòu)示意圖，其錨干17采用Φ IOOXlOmm的無縫鋼管，在錨干17 上端焊接一個圓盤16，并用三角筋加固，錨頭18采用彎成90°的螺紋鋼制成，不僅強(qiáng)度好， 而且易于與沉箱底板6內(nèi)的鋼筋焊接。圖7為本發(fā)明的施工方法流程圖，其步驟包括(1)安裝打撈錨5 在沉箱底加鋼護(hù)筒2，鋼護(hù)筒2中心用水泥砂漿埋設(shè)一個小護(hù)筒，在小護(hù)筒外用潛水泵抽水，清理干凈小護(hù)筒內(nèi)的水之后用工具打掉混凝土，使沉箱底部露出底板上層鋼筋網(wǎng)，將打撈錨的錨頭18放置到沉箱底板上層鋼筋網(wǎng)的方框內(nèi)，套進(jìn)螺紋鋼筋進(jìn)行焊接，將打撈錨5的錨頭鋼筋與沉箱底板鋼筋網(wǎng)焊接緊固到一起，之后用砂漿圍填打開的洞口，向中心推起斜面，候凝；(2)鉆穿底板待打撈錨底部圍填的砂漿凝固后，回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位，下入自由切削刃鉆頭鉆進(jìn)，將底板鉆穿；(3)打撈砼餅確認(rèn)底板鉆穿后，用打撈鉤勾住與砼餅結(jié)合在一起的打撈錨，將砼餅提吊出沉；作業(yè)中，在安裝打撈錨時錨頭與沉箱底板接觸處堆起的砂漿斜面為15°左右，用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆穿底板時，為了防止斷開的鋼筋引起蹩車等問題，因此采用較小的鉆進(jìn)壓力，鉆進(jìn)參數(shù)為壓力為5-6t，水量為0. 3-0. 5m7min，鉆頭轉(zhuǎn)速為13r/min，必須由技術(shù)熟練的技工掌握鉆進(jìn)；鉆穿底板作業(yè)時，鋼粒在孔口斷續(xù)投入，每次投入IOkg左右。本發(fā)明采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行穿洞，采用大口徑的自由切削刃鉆頭鉆進(jìn)，切削刃為鋼粒，鉆頭的底唇面為50mm左右的環(huán)形槽，通過環(huán)形槽帶動鋼粒進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，保證了鉆進(jìn)的平穩(wěn)性，且鉆進(jìn)壓力保持5-6t，鉆頭轉(zhuǎn)速為13r/min，有效防止了斷開的鋼筋彈性引起的蹩車等現(xiàn)象，保證了作業(yè)過程安全性和穩(wěn)定性，而且使得沉箱底板6開洞規(guī)格工整圓順，沉箱完整無破損，穿洞過程無強(qiáng)震；所述打撈鉤的鉤干13上端焊接有法蘭盤12，方便其與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的鉆桿連接，鉤盤15采用弧形平鉤，并且鉤盤15兩面與鉤干13之間均設(shè)置有加強(qiáng)筋14，提高了打撈鉤的強(qiáng)度，保提高了打撈的成功率；打撈錨的錨干17上端焊接有一個圓盤，方便打撈鉤將其勾住提起，錨頭18采用彎成90度的螺紋鋼，不僅強(qiáng)度高，而且方便與沉箱底板6的鋼筋焊接，保證了打撈的成功率和安全性。
權(quán)利要求
1.一種沉箱底板無損穿洞專用工具，包括穿洞工具和打撈工具，其特征在于，所述穿洞工具為回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，所述回轉(zhuǎn)鉆機(jī)采用大口徑自由切削刃鉆頭，其磨削面為一個環(huán)形槽；所述打撈工具包括打撈鉤和打撈錨，所述打撈錨錨干上端焊接有一個圓盤，下端的錨頭采用彎成鉤狀的螺紋鋼，焊接在錨干上；所述打撈鉤鉤干為一根鋼管，鉤干上端安裝有用于連接鉆具連接件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉箱底板無損穿洞專用工具，其特征在于，所述自由切削刃鉆頭的口徑為Φ 2000mm，磨削面的環(huán)形槽寬度為50mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉箱底板無損穿洞專用工具，其特征在于，所述自由切削刃鉆頭采用鋼粒作為切削刃，所述鋼粒投入到自由切削刃鉆頭的底唇面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉箱底板無損穿洞專用工具，其特征在于，所述打撈錨錨頭的螺紋鋼彎成90度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉箱底板無損穿洞專用工具，其特征在于，所述打撈鉤與鉆具采用法蘭連接，在鉤干上端安裝有法蘭盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉箱底板無損穿洞專用工具，其特征在于，所述打撈鉤鉤盤為弧形平鉤，鉤盤上下兩面與鉤干之間都設(shè)置有加強(qiáng)筋。
7.一種沉箱底板無損穿洞施工方法，其特征在于，包括如下步驟(1)安裝打撈錨在沉箱底加鋼護(hù)筒，護(hù)筒中心用水泥砂漿埋設(shè)一個小護(hù)筒，在小護(hù)筒外用潛水泵抽水，清理干凈小護(hù)筒內(nèi)的水之后用工具打掉混凝土，使沉箱底部露出底板上層鋼筋網(wǎng)，將打撈錨的錨頭放置到沉箱底板上層鋼筋網(wǎng)的方框內(nèi)，套進(jìn)螺紋鋼筋進(jìn)行焊接， 將打撈錨的錨頭鋼筋與沉箱底板鋼筋網(wǎng)焊接緊固到一起，之后用砂漿圍填打開的洞口，向中心推起斜面，候凝；(2)鉆穿底板待打撈錨底部圍填的砂漿凝固后，回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位，下入自由切削刃鉆頭鉆進(jìn)，將底板鉆穿；(3)打撈砼餅確認(rèn)底板鉆穿后，用打撈鉤勾住與砼餅結(jié)合在一起的打撈錨，將砼餅提吊出沉箱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種沉箱底板無損穿洞施工方法，其特征在于，安裝打撈錨時在錨頭與沉箱底板接觸處堆起的砂漿斜面為15°左右。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種沉箱底板無損穿洞施工方法，其特征在于，用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆穿底板時的鉆進(jìn)參數(shù)為壓力為5t-6t，水量為0. 3-0. 5m7min，鉆頭轉(zhuǎn)速為13r/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種沉箱底板無損穿洞施工方法，其特征在于，用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行鉆穿底板作業(yè)時，鋼粒在孔口斷續(xù)投入，每次投入IOkg左右。
全文摘要
一種碼頭沉箱底板無損穿洞專用工具，包括穿洞工具和打撈工具，所述穿洞工具為回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，所述回轉(zhuǎn)鉆機(jī)采用大口徑自由切削刃鉆頭，其磨削面為一個環(huán)形槽；所述打撈工具包括打撈鉤和打撈錨，所述打撈錨錨干上端焊接有一個圓盤，下端的錨頭采用彎成鉤狀的螺紋鋼，焊接在錨干上；所述打撈鉤鉤干為一根鋼管，鉤干上端安裝有用于連接鉆具連接件；一種碼頭沉箱底板無損穿洞施工方法，包括如下步驟安裝打撈錨；鉆穿底板；打撈砼餅。本發(fā)明保證了鉆進(jìn)的平穩(wěn)性，而且使得沉箱底板開洞規(guī)格工整圓順，沉箱完整無破損，穿洞過程無強(qiáng)震；打撈工具的打撈鉤和打撈錨不僅強(qiáng)度高，而且方便與沉箱底板的鋼筋焊接，保證了打撈的成功率和安全性，提高了施工效率和質(zhì)量。
文檔編號E21B31/20GK102444104SQ20111031624
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者李世京 申請人:李世京, 深圳市孺子牛建設(shè)工程有限公司, 陳宏儒, 雷健