专利名称：长螺旋钻机螺纹桩成桩装置及成桩方法
技术领域：
本发明属于混凝土桩施工设备和方法，主要涉及一种混凝土螺纹桩成桩机械及成桩工艺。
背景技术：
目前螺纹桩成桩方法主要有以下两种一种是长螺纹钻杆按一定的螺距和螺纹升角拧入土体中的设计深度处，然后再由长螺纹钻杆的中心空腔向孔底灌注混凝土，按设计的螺距和螺纹升角反向拧出成桩；另一种是钻具预先成孔，螺纹成型装置二次下入孔中挤土形成螺纹。前一种成螺纹方法对进尺和旋转的联动控制要求复杂，且由于加工设备在成孔时是挤土作业，拧入土体时阻力非常大，成桩较困难，桩长和桩径受到一定的限制；后者需预先成孔，二次成螺纹，需两种设备加工，且多一道施工程序，施工速度慢，施工成本相对较高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的问题和缺陷，设计提供一种新型结构的长螺旋钻机螺纹桩成桩装置及成桩方法，达到简化螺纹桩成桩作业程序、提高作业效率和作业质量、降低作业成本、减小作业阻力的目的。
本发明的目的是这样实现的1、在钻杆外壁面上沿其轴线方向配装双向油缸，楔形件铰连在双向油缸的油缸杆端头上；在螺旋叶片叶面上固装滑道；螺纹成型器插配安装在滑道内，且与楔形件滑动连接配合，构成长螺旋钻机螺纹桩成桩装置；2、螺纹桩成桩方法是①、利用带有螺纹桩成桩装置的长螺旋钻机钻孔、排土至设计深度；②、将长螺旋钻机螺纹桩成桩装置的螺纹成型器推出至螺旋叶片之外，并刺入桩孔侧壁土体内；③、按预定钻杆转速和提升速度与钻机钻孔时相同方向旋转钻杆并同步上提长螺旋钻具，使螺纹成型器在孔壁上按设定的螺距和螺纹升角对孔壁土体进行滑动挤压形成螺纹沟槽；④、在对水下或不能成孔地域上提长螺旋钻具形成螺纹沟槽的同时，通过钻机中心管和活门向孔底灌入混凝土，使混凝土迅速填充到已成型的桩孔空腔和螺纹沟槽内成螺纹桩；⑤、成桩至孔口后，长螺旋钻具停止旋转，将螺纹成型器回缩至螺旋叶片空间范围之内，完成一个螺纹桩加工。
本发明在长螺旋钻机成孔后可在提升钻具的同时，一次性在桩孔侧壁上形成螺纹沟槽，并可同步向孔底、孔内和螺纹沟槽内灌注混凝土，一次成为螺纹混凝土灌注桩，其一台设备即可一次性完成成孔、成螺纹全部作业，具有结构简单、连续复式作业、工作可靠、作业效率高、成桩质量好、适应范围广的特点，在水下或干作业条件下均可施工，尤其适合水下或不易成孔地域作业使用。
图1是长螺旋钻机螺纹桩成桩装置总体结构示意图；图2是图1中A-A剖面图，即滑道、螺纹成型器及螺旋叶片装配结构示意图。
图中件号说明1、钻杆、2、双向油缸、3、楔形件、4、滑道、5、螺纹成型器、6、钻头、7、活门、8、螺旋叶片。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明最佳实施方案进行详细描述。一种长螺旋钻机螺纹桩成桩装置包括钻杆1及配装在钻杆1上的螺旋叶片8、钻头6、活门7，在钻杆1外壁面上沿其轴线方向配装双向油缸2，楔形件3铰连在双向油缸2的油缸杆端头上；在螺旋叶片8叶面上固装滑道4；螺纹成型器5插配安装在滑道4内，且与楔形件3滑动连接配合。
2、一种螺纹桩成桩方法是①、利用带有螺纹桩成桩装置的长螺旋钻机钻孔、排土至设计深度；②、将长螺旋钻机螺纹桩成桩装置的螺纹成型器5水平推出至螺旋叶片8之外，并刺入桩孔侧壁土体内；③、按预定钻杆转速和提升速度与钻机钻孔时相同方向旋转钻杆并同步上提长螺旋钻具，使螺纹成型器5在孔壁上按设定的螺距和螺纹升角对孔壁土体进行滑动挤压形成螺纹沟槽；④、在对水下或不能成孔地域上提长螺旋钻具形成螺纹沟槽的同时，通过钻机中心管和活门7向孔底灌入混凝土，使混凝土迅速填充到已成型的桩孔空腔和螺纹沟槽内成螺纹桩；⑤、成桩至孔口后，长螺旋钻具停止旋转，将螺纹成型器5回缩至螺旋叶片8空间范围之内，完成一个螺纹桩加工。
权利要求
1.一种长螺旋钻机螺纹桩成桩装置，包括钻杆(1)及配装在钻杆(1)上的螺旋叶片(8)、钻头(6)、活门(7)，其特征在于在钻杆(1)外壁面上沿其轴线方向配装双向油缸(2)，楔形件(3)铰连在双向油缸(2)的油缸杆端头上；在螺旋叶片(8)叶面上固装滑道(4)；螺纹成型器(5)插配安装在滑道(4)内，且与楔形件(3)滑动连接配合。
2.一种螺纹桩成桩方法，其特征在于成桩方法是①、利用带有螺纹桩成桩装置的长螺旋钻机钻孔、排土至设计深度；②、将长螺旋钻机螺纹桩成桩装置的螺纹成型器推出至螺旋叶片之外，并刺入桩孔侧壁土体内；③、按预定钻杆转速和提升速度与钻机钻孔时相同方向旋转钻杆并同步上提长螺旋钻具，使螺纹成型器在孔壁上按设定的螺距和螺纹升角对孔壁土体进行滑动挤压形成螺纹沟槽；④、在对水下或不能成孔地域上提长螺旋钻具形成螺纹沟槽的同时，通过钻机中心管和活门向孔底灌入混凝土，使混凝土迅速填充到已成型的桩孔空腔和螺纹沟槽内成螺纹桩；⑤、成桩至孔口后，长螺旋钻具停止旋转，将螺纹成型器回缩至螺旋叶片空间范围之内，完成一个螺纹桩加工。
全文摘要
长螺旋钻机螺纹桩成桩装置及成桩方法属于混凝土桩施工设备及成桩工艺；该装置是在钻杆上安装双向油缸，油缸杆铰装楔形件，滑道固装在螺旋叶片上，螺纹成型器插配在滑道内，且与楔形件滑动连接；成桩作业时，利用长螺旋钻机钻孔、排土至设计深度后，将螺纹成型器推出至螺旋叶片之外，与钻孔时同向旋转钻杆并上提钻具，在孔壁土体上成螺纹沟槽，同时灌注混凝土成螺纹桩至孔口，回缩螺纹成型器至螺旋叶片内；本发明采用一台设备即可一次性连续完成成孔、成螺纹作业，具有结构简单、作业效率高、成桩质量好、适用范围广的特点，尤其适合水下或不易成孔地域使用。
文档编号E02D5/56GK1851152SQ200610010030
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月11日 优先权日2006年5月11日
发明者赵明阁, 徐松, 谭长军, 伊庆龙 申请人:黑龙江博施建筑工程技术开发有限公司