一种钻孔扩底灌浆静压管桩施工装置及施工方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种钻孔扩底灌浆静压管粧施工装置及施工方法。
【背景技术】
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[0002]现有建筑粧基(码头、港口除外)施工大多采用直径600以下的管粧，管粧施工时如果遇到土壤密度大、地质较硬的地层难以贯通时，为避免管粧的损坏，一般多采用灌注粧，或者采用对环境污染较大的柴油锤锤击机施工，而且由于挤土效应会对附近的建筑物地基进行二次伤害，局限了管粧的使用范围。大量超高层建筑由于对粧的承载力都很高，常规的陆地粧机粧基施工工艺又无法解决大直径管粧的施工，故大直径的管粧在陆地也无法推广使用，而一直采用现场浇筑的灌注粧施工工艺。灌注粧施工时现场大面积的钻孔、取土、排污，现场绑扎钢筋笼、现场浇注混凝土，耗用混凝土和钢筋多，用工多，劳动强度大，施工效率低，成本高，工期长，质量不稳定，混凝土强度只有管粧的一半，施工验收也难以检测，承台连接也复杂、需要破粧头损坏粧头混凝土结构，混凝土无预应力耐久性也差。近年来也有刚开发的先钻孔、底部扩孔浇注混凝土静钻根植管粧的工法，由于是钻孔后要提杆并用泥浆护壁，在提杆和植管粧时，钻孔直径略大于管粧直径，植粧时仅靠管粧自重沉入，孔内壁容易受管粧自身(管粧自重大、一根管粧自重几到十几吨)摇摆、碰撞造成内壁泥土、碎石、卵砂塌落而导致与底部扩大部分已浇注混凝土分层隔离，管粧与土壤孔壁基本没有摩擦力，施工时极易受车辆和设备自重及移动影响，管粧受挤压易偏移，地壳、地层位移时会产生错位滑移，导致该粧位产生沉降。而且它每个粧位施工周期长，必须等浇筑混凝土2小时初凝状态固结后才能置入管粧，还需在管粧外壁注入混凝土固结后才能撤去沉粧设备，否则管粧会偏位，施工复杂、质量也不稳定。该工法更不能适应预制方粧的施工，有很大的局限性。
【发明内容】
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[0003]本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种钻孔扩底灌浆静压管粧施工装置及施工方法，它结构设计合理，施工工艺简单，成本低，质量稳定，在沉粧完毕后注入混凝土快，撤去沉粧设备快，工期短，效率高，解决了现有技术中存在的问题。
[0004]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种钻孔扩底灌浆静压管粧施工装置，包括静压机，在静压机上设有用来夹持管粧的夹持器，在夹持器两侧的静压机上分别设有回转吊车和回转桁架，在回转桁架的顶部设有一输出轴朝下设置的钻机，钻机的输出轴与竖直设置的钻孔装置相连，所述钻孔装置包括一带有螺旋叶片的螺旋套管，在螺旋套管内设有一钻芯管，螺旋套管和钻芯管通过插销固连，在螺旋套管的底部一侧设有切向出风口，在钻芯管底部内侧设有一可伸缩的钻杆机构。
[0006]所述钻杆机构包括一设在钻芯管底部内侧的活塞杆朝下设置的油缸，油缸的活塞杆分别与两连杆的一端铰接相连，两连杆的另一端分别与一钻杆的中部铰接相连，两钻杆的内端铰接相连。
[0007]在管粧底部安装有倒角钢圈。
[0008]在管粧底部安装有若干根带钩锚固钢筋。
[0009]—种钻孔扩底灌浆静压管粧施工方法，包括如下步骤:
[0010](1)先将静压机移动至管粧预施工位置；
[0011](2)通过回转吊车吊装第一管粧移动至静压机的夹持器位置，通过夹持器将第一管粧夹持后接近地表并压入数米，然后将回转桁架的钻机与第一钻孔装置连接，通过回转桁架带动第一钻孔装置移动对准第一管粧，并将第一钻孔装置插装入第一管粧内；
[0012](3)控制第一钻孔装置的油缸动作，使油缸的活塞杆伸长，通过连杆带动钻杆动作，使钻杆的钻孔直径比所需要施工的管粧直径略小2-3cm ;
[0013](4)启动钻机带动第一钻孔装置工作向地下进行钻孔，碎土被旋转的螺旋叶片排出至地面收集装置内，当所钻的孔至比第一管粧长度略短1米时停止钻机，并将钻机与第一钻孔装置分离，通过静压机将第一管粧压入至所钻孔内；
[0014](5)通过回转吊车吊入第二管粧至第一管粧顶部上方保持40cm间隙，在第二管粧与第一管粧之间安装隔离凳，然后将回转桁架的钻机与第二钻孔装置连接，通过回转桁架带动第二钻孔装置移动对准第二管粧，并将第二钻孔装置插装入第二管粧内，在隔离凳侧面开孔部位对接第二钻孔装置和第一钻孔装置，然后撤除隔离凳，将第二管粧与第一管粧焊接或机械连接；
[0015](6)启动钻机带动第二钻孔装置和第一钻孔装置同时工作向地下进行钻孔，碎土被旋转的螺旋叶片排出至地面收集装置内，当所钻的孔至比第二管粧与第一管粧长度之和略短1米时停止钻机，并将钻机与第二钻孔装置分离，通过静压机将第二管粧与第一管粧压入至所钻孔内；
[0016](7)通过回转吊车吊入第η管粧至第η-l管粧顶部上方保持40cm间隙，重复步骤(5)和￠)，达到设计要求后，再控制第一钻孔装置的油缸动作，使油缸的活塞杆继续伸长，通过连杆带动钻杆向外延伸，扩大钻杆的钻孔范围，启动钻机，带动各钻孔装置同时工作，使第一钻孔装置的钻杆所钻扩大腔的直径是第一管粧直径的2倍，深度是管粧直径的2-3倍；
[0017](8)从钻芯管内压入压缩空气，压缩空气从切向出风口切向吹入扩大腔，将扩大腔内的碎土吹入旋转的螺旋叶片上排出至地面收集装置内；
[0018](9)控制第一钻孔装置的油缸动作，使油缸的活塞杆收缩，通过连杆带动钻杆收缩至钻芯管内，通过回转桁架将所有钻芯管及钻孔装置从螺旋套管中分离并被提出地面；
[0019](10)通过压力栗将快凝膨胀混凝土经螺旋套管内栗入并充满整个扩大腔；
[0020](11)通过回转桁架将所有螺旋套管从管粧中提出地面；
[0021](12)通过静压机施压使管粧底部进入扩大腔深度的1/2，然后撤离静压机、回转吊车和回转桁架；
[0022](13)将收集装置内的碎土回注入管粧内，施工完成。
[0023]在第一管粧底部安装有倒角钢圈。
[0024]在第一管粧底部安装有若干根带钩锚固钢筋。
[0025]本发明采用上述方案，结构设计合理，施工工艺简单，成本低，质量稳定，在沉粧完毕后注入混凝土快，撤去沉粧设备快，工期短，效率高，同样适用于预制方粧、预制竹节粧、预制多边形粧等粧基施工。
【附图说明】
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[0026]图1为本发明的结构示意图。
[0027]图2为本发明钻孔装置的剖视结构示意图。
[0028]图中，1、静压机，2、管粧，3、夹持器，4、回转吊车，5、回转桁架，6、钻机，7、螺旋套管，8、螺旋叶片，9、钻芯管，10、插销，11、切向出风口，12、油缸，13、连杆，14、钻杆，15、扩大腔，16、带钩锚固钢筋，17、倒角钢圈。
【具体实施方式】
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[0029]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
[0030]如图1-2所示，一种钻孔扩底灌浆静压管粧施工装置，包括静压机1，在静压机1上设有用来夹持管粧2的夹持器3，在夹持器3两侧的静压机1上分别设有回转吊车4和回转桁架5，在回转桁架5的顶部设有一输出轴朝下设置的钻机6，钻机6的输出轴与竖直设置的钻孔装置相连，所述钻孔装置包括一带有螺旋叶片8的螺旋套管7，在螺旋套管7内设有一钻芯管9，螺旋套管7和钻芯管9通过插销10固连，在螺旋套管7的底部一侧设有切向出风口 11，在钻芯管9底部内侧设有一可伸缩的钻杆机构。
[0031]所述钻杆机构包括一设在钻芯管9底部内侧的活塞杆朝下设置的油缸12，油缸12的活塞杆分别与两连杆13的一端铰接相连，两连杆13的另一端分别与一钻杆14的中部铰接相连，两钻杆14的内端铰接相连。
[0032]在管粧2底部安装有倒角钢圈17，可在管粧压入时起导向和挤土密实增加侧壁摩擦作用。
[0033]在管粧2底部安装有若干根带钩锚固钢筋16，以增加管粧底部与扩大腔内混凝土的融合固化程度。
[0034]—种钻孔扩底灌浆静压管粧施工方法，包括如下步骤:
[0035](1)先将静压机移动至管粧预施工位置；
[0036](2)通过回转吊车吊装第一管粧移动至静压机的夹持器位置，通过夹持器将第一管粧夹持后接近地表并压入数米，然后将回转桁架的钻机与第一钻孔装置连接，通过回转桁架带动第一钻孔装置移动对准第一管粧，并将第一钻孔装置插装入第一管粧内；
[0037](3)控制第一钻孔装置的油缸动作，使油缸的活塞杆伸长，通过连杆带动钻杆动作，使钻杆的钻孔直径比所需要施工的管粧直径略小2-3cm ;
[0038](4)启动钻机带动第一钻孔装置工作向地下进行钻孔，碎土被旋转的螺旋叶片排出至地面收集装置内，当所钻的孔至比第一管粧长度略短1米时停止钻机，并将钻机与第一钻孔装置分离，通过静压机将第一管粧压入至所钻孔内，此时第一管粧顶部高于地面1米;
[0039](5)通过回转吊车吊入第二管粧至第一管粧顶部上方保持40cm间隙，在第二管粧与第一管粧之间安装隔离凳，不让第二管粧摇晃确保下方安全操作，然后将回转桁架的钻机与第二钻孔装置连接，通过回转桁架带动第二钻孔装置移动对准第二管粧，并将第二钻孔装置插装入第二管粧内，在隔离凳侧面开孔部位对接第二