本发明属于基坑工程技术领域，具体涉及一种可调向多功能中掘取土植桩装置及其施工方法。
背景技术：
钢管结合水泥土形成的受力体在建筑工程领域有广泛的应用，其施工方法一般是先采用插钢管机械将钢管插入土体预定深度，然后采用注浆设备向钢管底部注入一定量的水泥浆，使其在钢管底部一定范围形成水泥土扩大体，进而形成具有一定承载能力的钢管水泥土受力体。当土体强度过高，钢管插入困难时，需先进行采用钻孔机引孔以减小土体摩擦阻力，然后用插钢管机械将钢管插入土体预定深度，然后采用注浆设备向钢管底部注入一定量的水泥浆，使其在钢管底部一定范围形成水泥土扩大体，进而形成具有一定承载能力的钢管水泥土受力体。可见常规方法的施工流程较繁琐，涉及多种施工设备，施工效率低，成本高，承载力能力小。
技术实现要素：
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种可调向多功能中掘取土植桩装置及其施工方法，施工简便，流程简单，涉及施工设备少，成本低；桩体施工长度深，功效快；无挤土效应，对周边环境无影响；旋转底盘和可调中间支撑设计可以满足平面360度，斜向15°～90°任意角施工，适应范围广。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种可调向多功能中掘取土植桩装置，所述装置包括飞机头、动力头、存土箱、接桩器、钢管及预制桩、前支架、辅助支撑、桅杆、长螺旋取土钻，履带式主机、后支架、配重、主卷扬机、可调中间支撑、驾驶室、角度仪。所述飞机头安装在桅杆顶端，通过主卷扬机与履带式主机相连，所述桅杆通过可调中间支撑系统与履带式主机相连接，并呈角度布置，所述动力头安装在桅杆上，通过钢丝绳连接飞机头顶端的滑轮，钢丝绳带动动力头在桅杆的滑轨上运动，所述存土箱通过油缸安装在动力头下方，所述长螺旋取土钻与动力头连接，所述钢管及预制桩通过接桩器与存土箱相连；所述角度仪安装在桅杆上监测桅杆角度；所述前支架、后支架分别安装在履带式主机上前后位置上，所述配重放置在履带式主机上，起到平衡钻机的作用。
所述的接桩器根据桩体的直径变化，直径在300～1200mm。
所述桅杆上有滑轨，滑轨为圆形钢棒。
所述飞机头上分布有滑轮。
所述桅杆通过可调中间支撑系统与履带底盘相连接，并呈角度布置，角度为15°～90°。
所述桅杆上安装有角度仪。
所述的装置适应于施工钢管，管桩、钢管复合桩、预制结构工程桩。
所述的装置采用长螺旋取土钻，边取土边钻进，无挤土效应。
所述装置在进行施工时，所述长螺旋取土钻在钻进的同时，将桩体中心的土体沿螺旋叶片提取至存土箱，钢管及预制桩边加压边下沉至土体，其步骤如下：
1)平整施工场地，根据施工图放出实样；
2)启动可调向多功能中掘取土植桩装置，装置移至已施工好的基坑围护结构区域；
3)将长螺旋取土钻从钢管挤预制桩底部穿入，安置在施工区域；
4)装置就位，根据施工图纸要求调节桅杆角度，并将辅助支撑开启，使其与施工面紧紧接触，加强装置平衡性能，使其满足施工要求；
5)履带吊车就位，将步骤3中的长螺旋取土钻吊起放置在装置桅杆上，装置通过飞机头上副卷扬将钻杆与动力头连接，钢管及预制桩通过接桩器安装在存土箱上；
6)启动动力组件，开启空气压缩机，动力头驱动长螺旋取土钻取土钻进作业，土体经螺旋叶片在压缩空气的作用下将钢管及预制桩体中心孔内的土体提取至存土箱，钢管及预制桩边加压边下沉；
7)待钢管及预制桩下沉到预定深度后，脱开接桩器与钢管的连接，动力头、存土箱和长螺旋取土钻在主卷扬机钢丝绳的拉动下，沿桅杆导轨复位，期间长螺旋取土钻喷浆口打开持续喷浆，待钢管及预制桩底端形成扩大承载头时，长螺旋取土钻离开钢管及预制桩顶端时停止喷浆；
8)待装置复位后，将长螺旋取土钻从动力头上取下放置好留待步骤3中使用，存土箱中土体经土方车辆拉出施工场地；
9)装置移至下一组施工，重复步骤3～步骤8施工下一根钢管及预制桩。
本发明的优点是：
1.可一次性施工完成斜向钢管水泥土受力体，施工简单，涉及机械设备少，施工效率高，成本低。
2.长螺旋取土钻中掘取土施工，可在较高强度的土体里施工，无挤土，对环境影响小。
3.旋转底盘和可调中间支撑设计可以满足平面360度，斜向15°～90°任意角施工，适应范围广。
4.装置上的接桩器可根据桩体直径改变，可适应直径300～1200mm各种钢管、管桩，竹节桩等预制结构桩。
附图说明
图1为可调向多功能中掘取土植桩装置示意图
1飞机头、2动力头、3存土箱、4接桩器、5钢管及预制桩、6前支架、7辅助支撑、8桅杆、9长螺旋取土钻、10履带式主机、11后支架、12配重、13主卷扬机、14可调中间支撑、15驾驶室、16角度仪、17导轨、18滑轮
图2为长螺旋取土钻示意图
19螺旋叶片、20钻杆、21喷浆口、22喷气口
图3为可调向多功能中掘取土植桩装置施工斜向钢管示意图
23可调向多功能中掘取土植桩装置、24基坑围护结构
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，一种可调向多功能中掘取土植桩装置23，所述装置包括飞机头1、动力头2、存土箱3、接桩器4、钢管及预制桩5、前支架6、辅助支撑7、桅杆8、长螺旋取土钻9，履带式主机10、后支架11、配重12、主卷扬机13、可调中间支撑14、驾驶室15、角度仪16。所述飞机头1安装在桅杆8顶端，通过主卷扬机13与履带式主机10相连，所述桅杆13通过可调中间支撑14与履带式主机10相连接，并呈角度布置，所述动力头2安装在桅杆8上，通过钢丝绳连接飞机头顶端的滑轮18，钢丝绳带动动力头2在桅杆8的滑轨上运动，所述存土箱3通过油缸安装在动力头下方，所述长螺旋取土钻9与动力头3连接，所述钢管及预制桩5通过接桩器4与存土箱3相连；所述角度仪16安装在桅杆8上监测桅杆8角度；所述前支架6、后支架11分别安装在履带式主机10前后位置上，所述配重12放置在履带式主机10上，起到平衡钻机的作用。
本发明所涉及的一种可调向多功能中掘取土植桩装置23的施工方法，其步骤如下：
1)平整施工场地，根据施工图放出实样；
2)启动可调向多功能中掘取土植桩装置21，装置移至已施工好的基坑围护结构24区域；
3)将长螺旋取土钻9从钢管挤预制桩5底部穿入，安置在施工区域；
4)装置就位，根据施工图纸要求调节桅杆8角度，并将辅助支撑7开启，使其与施工面紧紧接触，加强装置平衡性能，使其满足施工要求；
5)履带吊车就位，将步骤3中的长螺旋取土钻9吊起放置在装置桅杆8上，装置通过飞机头1上副卷扬将钻杆20与动力头2连接，钢管及预制桩5通过接桩器4安装在存土箱3上；
6)启动动力组件，开启空气压缩机，动力头2驱动长螺旋取土钻9取土钻进作业，土体经螺旋叶片19在压缩空气的作用下将钢管及预制桩5中心孔内的土体提取至存土箱3，钢管及预制桩5边加压边下沉；
7)待钢管及预制桩5下沉到预定深度后，脱开接桩器4与钢管及预制桩5的连接，动力头2、存土箱3和长螺旋取土钻9在主卷扬机钢丝绳的拉动下，沿桅杆8导轨复位，期间长螺旋取土钻9喷浆口21打开持续喷浆，待钢管及预制桩5底端形成扩大承载头时，长螺旋取土钻9离开钢管及预制桩5顶端时停止喷浆；
8)待装置复位后，将长螺旋取土钻9从动力头上取下放置好留待步骤3中使用，存土箱3中土体经土方车辆拉出施工场地；
9)装置移至下一组施工，重复步骤3～步骤8施工下一根钢管及预制桩。