长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置的制作方法

本实用新型属于土木工程技术领域中的桩基施工技术，具体涉及一种长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置。

背景技术：

随着国家经济建设的发展及桩基施工技术的不断研发和应用，软土地基及软硬土层中深基坑围护桩新技术应用也越来越广泛。其中，当基坑周围场地狭窄及现场环境保护要求很高时，需采用基坑围护桩与截水帷幕合二为一的形式，为了施工符合上述要求的围护桩墙，目前有如下两种方式，第一种为钢筋混凝土钻孔桩与素混凝土桩(或含方形钢筋笼)咬合成桩墙，第二种为还有型钢水泥土搅拌墙，具体可参见附图1和附图2。

上述的2种围护桩墙在具体使用的过程中均存在各自的缺点：混凝土荤素式咬合桩墙的施工机械特殊，需要液压全回转钢套管切割先行施工的素混凝土桩后再行机械冲抓成孔，再放入钢筋笼且灌注混凝土，其机械台班费昂贵；其次，素混凝土桩需采用超缓凝混凝土，其初凝时间为普通混凝土的10余倍，在其初凝前即应旋转切割式施工荤混凝土桩，但应避免过早切割，即施工荤混凝土桩的时机很难控制。而型钢水泥土搅拌墙则存在无法钻入很硬土层及风化基岩等复杂地质条件问题，且当基坑很深时拔除型钢困难，或永久性留下型钢导致造价提高的缺点。

故此，提供一种新的机械装置来施工上述要求的咬合桩墙就显得尤为必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于解决上述技术问题的长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置。

本实用新型所提供的长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置，包括长螺旋水泥搅拌桩机、长螺旋钻孔压灌桩机和钢筋笼插筋器；

其中，所述长螺旋水泥搅拌桩机包括第一底盘，设于第一底盘上的第一主桅杆和第一卷扬机，所述第一主桅杆上连接有第一动力头，且所述第一动力头通过缠绕在第一主桅杆上第一滑轮组的第一牵引绳与第一卷扬机相连接；所述第一动力头向下连接有第一钻杆，所述第一钻杆自上而下依次设置有搅拌叶片、第一螺旋叶片、第一钻头尖和两个第一钻头耙，所述第一钻杆在其内壁上装配有输桨钢管和输气钢管，其中所述输桨钢管向外接装有输桨系统，所述输气钢管向外接装有输气系统，所述第一钻头尖上开设有连接输桨钢管的喷浆嘴和连接输气钢管的喷气嘴，其中喷气嘴与喷浆嘴同心设置，且喷气嘴设置在喷浆嘴的外围；

所述长螺旋钻孔压灌桩机包括第二底盘，设于第二底盘上的第二主桅杆和第二卷扬机，所述第二主桅杆上滑动连接有第二动力头，且所述第二动力头通过缠绕在第二主桅杆上第二滑轮组的第二牵引绳与第二卷扬机相连接；所述第二动力头向下连接有第二钻杆，所述第二钻杆的外圆周面上设置有第二螺旋叶片，其中所述第二钻杆的底端接装有一带有活门的第二钻头尖，并在第二钻头尖的两侧分别设置有第二钻头耙，且所述第二钻杆通过泵压混凝土胶皮管连通有混凝土泵机，以往第二钻杆内泵入混凝土；

所述钢筋笼插筋器包括插筋器振动锤，及设于插筋器振动锤上的插筋器传力钢管。

作为本实用新型的优选方案，所述搅拌叶片呈“一字型”，其长度为第一钻杆长度的2/3—3/4；所述第一螺旋叶片的长度为第一钻杆长度的1/4—1/3。

作为本实用新型的优选方案，所述输桨系统包括输桨泵和搅拌桶，且所述搅拌桶、输桨泵及输桨钢管依次用输桨皮管连接。

作为本实用新型的优选方案，所述输气系统包括储气罐和空压机，且所述空压机、储气罐及输气钢管依次用输气皮管连接。

作为本实用新型的优选方案，所述第一滑轮组包括前滑轮和后滑轮，且所述前滑轮与后滑轮通过桅顶梁设置在第一主桅杆上。

作为本实用新型的优选方案，所述第二底盘上设置有加压卷扬机，其中所述第二动力头上设置有上滑轮组，所述第二底盘上设置有下滑轮组，且所述加压卷扬机、下滑轮组和上滑轮组之间用钢丝绳依次连接，以对第二动力头进行加压驱动。

作为本实用新型的优选方案，所述第二钻头尖的一端通过焊接与第二钻杆相连接，另一端用活门与第二钻杆卡扣式连接。

由于上述技术方案的应用，本实用新型请求保护的长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置相较于现有技术具有以下有益效果：

1、经济效益好，无需施工普通混凝土咬合桩时昂贵的液压全回转钢套管钻机及素混凝土桩，机械台班费与材料费大大节省；同时也比永久性留着型钢的型钢水泥土搅拌墙的造价低；

2、施工质量好，因为在用长螺旋钻孔压灌桩机压灌混凝土时，混凝土在压力作用下会嵌入到由长螺旋水泥搅拌桩机施工得到的水泥搅拌桩中，进而使得最后施工得到的水泥搅拌桩咬合桩墙其承载力(素桩即水泥搅拌桩足够承担土水侧压力产生的错动剪力)和截水帷幕效果有保证，克服了普通混凝土咬合桩施工中难以掌握嵌入式施工荤桩即施工钢筋混凝土桩的时机问题。

3、施工效率高，克服了型钢水泥土搅拌墙难以钻进硬土层及风化基岩问题，也比普通混凝土咬合桩钻进硬砾石层及风化基岩的速度快，施工效率大大提高。

4、适用性广泛，不仅适用于基坑周边狭窄场地和复杂的地质条件包括很硬土层与风化基岩，而且也适用于一般的深基坑及超深的深基坑；不受型钢水泥土搅拌墙中拔除超深型钢困难的限制。

附图说明

图1为现有技术中混凝土咬合桩墙的结构示意图。

图2为现有技术中型钢水泥土搅拌墙。

图3为本实用新型所提供的长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置施工得到的水泥搅拌桩咬合桩墙的结构示意图。

图4是本实用新型所提供的长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置中长螺旋水泥搅拌桩机的结构示意图。

图5是图4的A-A剖视图。

图6是本实用新型中第一钻杆的部分结构示意图。

图7是本实用新型所提供的长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置中长螺旋钻孔压灌桩机的结构示意图。

图8是本实用新型中第二钻杆的部分结构示意图。

图9是本实用新型中长螺旋钻孔压灌桩机旋拔第二钻杆时，混凝土泵机往第二钻杆泵入混凝土的结构示意图。

图10是本实用新型所提供的长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置中钢筋笼插筋器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的描述中，需要理解的，俗语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

本实用新型所提供的长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置1，包括长螺旋水泥搅拌桩机100、长螺旋钻孔压灌桩机200和钢筋笼插筋器300；其中所述长螺旋水泥搅拌桩机100用于施工水泥搅拌桩(素桩，即不含钢筋)，所述长螺旋钻孔压灌桩机200和钢筋笼插筋器300共同用于施工荤桩(含有钢筋笼)，且素桩与荤桩相互咬合，并最终得到本实用新型所需要施工的水泥搅拌桩咬合桩墙。

请参阅图4，所述长螺旋水泥搅拌桩机100包括第一底盘101，第一主桅杆102、第一卷扬机103，第一动力头104和第一钻杆105。其中所述第一主桅杆102和第一卷扬机103设置在第一底盘101上，所述第一动力头104连接在第一主桅杆102上，具体与第一主桅杆102抱箍式配合，且所述第一动力头104具体是通过第一牵引绳106与第一卷扬机103相连接的，其中所述第一牵引绳106是用设置在第一主桅杆102上的第一滑轮组107进行缠绕过渡，以确保第一卷扬机103通过第一牵引绳106对的第一动力头104的驱动是在竖直方向上的。在本实施例中，所述第一滑轮组107具体包括前滑轮1071和后滑轮1072，且所述前滑轮1071与后滑轮1072是通过桅顶梁1021设置在第一主桅杆102上的。

所述第一钻杆105是连接在第一动力头104的下方，且所述第一钻杆105自上而下依次设置有搅拌叶片1051、第一螺旋叶片1052、第一钻头尖1053和两个第一钻头耙1054。在本实施例中，所述搅拌叶片1051呈“一字型”，其长度为第一钻杆105长度的2/3—3/4；所述第一螺旋叶片1052的长度为第一钻杆105长度的1/4—1/3，而所述第一钻头尖1053装配在第一钻杆105的底端，且两个第一钻头耙1054分居在第一钻头尖1053的两侧(请参阅图6)。

请参阅图5，所述第一钻杆105的内壁上还装配有输桨钢管108和输气钢管109，其中所述输桨钢管108向外接装有输桨系统，所述输气钢管109向外接装有输气系统，且所述第一钻头尖1053上开设有连接输桨钢管108的喷浆嘴1055和连接输气钢管109的喷气嘴1056，其中喷气嘴1056与喷浆嘴1055同心设置，且喷气嘴1056设置在喷浆嘴1055的外围，以使浆液裹挟着压缩空气从第一钻头尖1053喷出，这样就便于了浆液的喷出。在本实施例中，所述输桨系统包括输桨泵1081和搅拌桶1082，且所述搅拌桶1082、输桨泵1081及输桨钢管108依次用输桨皮管1083连接，使得输桨系统工作时，在输桨泵1081的驱动下，可以利用输桨皮管1083将搅拌桶1082内的浆液向输桨钢管108输入；所述输气系统包括储气罐1091和空压机1092，且所述空压机1092、储气罐1091及输气钢管109依次用输气皮管1093连接，相应地，所述输气系统工作时，在空压机1092的驱动下，可以利用输气皮管1093将储气罐1091内的气体向输气钢管109输送。

请参阅图7，所述长螺旋钻孔压灌桩机200包括第二底盘201，第二主桅杆202、第二卷扬机203、第二动力头204和第二钻杆205。其中所述第二主桅杆202和第二卷扬机203设置在第二底盘201上，所述第二动力头204滑动连接在第二主桅杆202上，具体与第二主桅杆202上的导轨抱箍式配合，且所述第二动力头204具体是通过第二牵引绳206与第二卷扬机203相连接的，其中所述第二牵引绳206是用设置在第二主桅杆202上的第二滑轮组207进行缠绕过渡，以确保第二卷扬机203通过第二牵引绳206对的第二动力头204的驱动是在竖直方向上的。可以理解，所述第二滑轮组207与第一滑轮组107的工作原理及目的均相同，故在具体结构设置上也可以相同，在此就不在重复阐述了。

请参阅图8，所述第二钻杆205是连接在第二动力头204的下方，所述第二钻杆205的外圆周面上设置有第二螺旋叶片2051，且所述第二钻杆205的底端接装有一带有活门2055的第二钻头尖2052，并在第二钻头尖2052的两侧分别设置有第二钻头耙2053，在本实施例中，所述第二钻头尖2052的一端通过焊接与第二钻杆205相连接，另一端用活门2055与第二钻杆205卡扣式连接。

请参阅图9，所述第二钻杆205还通过泵压混凝土胶皮管208连通有混凝土泵机209，使得该长螺旋钻孔压灌桩机200在工作时，可用混凝土泵机209通过泵压混凝土胶皮管208往第二钻杆205内泵入混凝土。

在本实施例中，所述长螺旋钻孔压灌桩机200上还设置有加压系统，具体地，所述加压系统包括设置在第二底盘201上加压卷扬机210和下滑轮组2012，设于第二动力头204上的上滑轮组2011，其中所述加压卷扬机210、下滑轮组2012、上滑轮组之间用钢丝绳2013依次连接，使得该加压系统在工作时，通过加压卷扬机210来对第二动力头204进行加压驱动，以解决当该长螺旋钻孔压灌桩机200在用第二钻杆205在钻进过程中，其遇到硬砾石层及风化基岩的情况。

请参阅图10，所述钢筋笼插筋器300包括插筋器振动锤303和插筋器传力钢管304，其在具体工作时利用吊机301的起重臂302将插筋器振动锤303悬挂起，并用插筋器传力钢管304来穿入钢筋笼，使得该钢筋笼插筋器300在工作时，可以用插筋器传力钢管304穿入钢筋笼，具体可以用插筋器传力钢管304的底端抵靠在钢筋笼的锥形头部，而插筋器振动锤303用钢丝与钢筋笼的顶部进行捆绑，然后开启插筋器振动锤303，将钢筋笼随同插筋器传力钢管304一道振动式沉入钢筋笼直至到位。

本实用新型还请求保护应用上述长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置的施工方法，具体地，所述施工方法包括如下步骤：

(1)、应用上述的长螺旋水泥搅拌桩机100，使长螺旋水泥搅拌桩机100上的第一钻头尖1053垂直地对准间隔式布置的基桩桩位中心；

(2)、启动长螺旋水泥搅拌桩机100的同时开启空压机1092和输桨泵1081，在第一动力头104驱动下，第一钻杆105与第一钻头尖1053边旋转下钻边旋喷压缩空气裹挟下的浆液边搅拌水泥土；

(3)、到达桩底设计标高后边旋转提拔第一钻杆105边旋喷压缩空气裹挟下的浆液边搅拌水泥土到达桩顶设计标高且超灌一定高度；

(4)、重复以上步骤并施工得到间隔设置的多根水泥搅拌桩；

(5)、经由长螺旋水泥搅拌桩机100施工得到的水泥搅拌桩其硬化达到一定强度后，在本实施例中，水泥搅拌桩的硬化时间为3天—6天，然后应用上述的长螺旋钻孔压灌桩机200，使长螺旋钻孔压灌桩机200上的第二钻头尖2052垂直地对准已成形的两根水泥搅拌桩之间的桩位中心，且当第二钻杆205及第二钻头尖2052旋削式钻进硬砾石层及风化基岩时，启动长螺旋钻孔压灌桩机200上的加压卷扬机210，并通过上、下滑轮组(2011/2012)对第二动力头204进行加压驱动；

(6)、启动长螺旋钻孔压灌桩机200上的第二动力头204，驱动第二钻杆205和第二钻头尖2052旋转式下沉，与此同时，土体顺着第二钻杆205外圆周面上的第二螺旋叶片2051推挤式排出地面；

(7)、启动混凝土泵机209，并通过泵压混凝土胶皮管208从第二钻杆205的内腔泵入混凝土；而第二钻头尖2052的活门2055在混凝土的泵送压力作用下自动打开，并充填桩孔；

(8)、通过长螺旋钻孔压灌桩机200上的第二动力头204启动第二钻杆205使其边旋转式提拔，边继续泵入混凝土，在此过程中，第二钻杆205底端的第二钻头尖2052始终埋于混凝土中，直至泵入的混凝土到桩顶设计标高且超灌一定高度；

(9)、应用上述的钢筋笼插筋器300，利用吊机301将插筋器振动锤303吊起，并用插筋器传力钢管304穿入钢筋笼，然后启动插筋器振动锤303并用插筋器传力钢管304振动式沉入钢筋笼直至到位，然后将钢筋笼脱离插筋器振动锤303，再用吊机301提升插筋器振动锤304且振动式拔出插筋器传力钢管304；

(10)、重复以上步骤(5)～步骤(9)，并最后得到水泥搅拌桩咬合桩墙。

综上可知，本本实用新型请求保护的长螺旋钻孔压灌桩与搅拌桩咬合墙用机械装置具有以下有益效果：

1、经济效益好，无需施工普通混凝土咬合桩时昂贵的液压全回转钢套管钻机及素混凝土桩，机械台班费与材料费大大节省；同时也比永久性留着型钢的型钢水泥土搅拌墙的造价低；

2、施工质量好，因为在用长螺旋钻孔压灌桩机压灌混凝土时，混凝土在压力作用下会嵌入到由长螺旋水泥搅拌桩机施工得到的水泥搅拌桩中，进而使得最后施工得到的水泥搅拌桩咬合桩墙其承载力(素桩即水泥搅拌桩足够承担土水侧压力产生的错动剪力)和截水帷幕效果有保证，克服了普通混凝土咬合桩施工中难以掌握嵌入式施工荤桩即施工钢筋混凝土桩的时机问题。

3、施工效率高，克服了型钢水泥土搅拌墙难以钻进硬土层及风化基岩问题，也比普通混凝土咬合桩钻进硬砾石层及风化基岩的速度快，施工效率大大提高。

4、适用性广泛，不仅适用于基坑周边狭窄场地和复杂的地质条件包括很硬土层与风化基岩，而且也适用于一般的深基坑及超深的深基坑；不受型钢水泥土搅拌墙中拔除超深型钢困难的限制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。