全套管振动式长螺旋钻孔压灌桩机的制作方法

本实用新型涉及土木工程的桩基施工领域，具体讲是一种用于施工全套管式钻孔灌注桩的全套管振动式长螺旋钻孔压灌桩机，所述的长螺旋和全套管均是行业内通用的术语，长螺旋指钻杆芯管的外圆周面上从上到下全部设有螺旋叶片，而全套管指钻孔从上到下均由套管护壁。

背景技术：

随着国家经济建设的不断发展和桩机施工技术的不断研发应用，当工程地质为软硬土层交替且风化基岩层埋藏不深又地下水丰富时，应用风化基岩层作为高层建筑桩基持力层也越来越广泛。在该地质条件下，桩基类型一般采用由桩端受力为主的端承型的钻孔灌注桩，且为防止钻孔坍塌及水泥浆扩散到软土流失，在钻机的长螺旋钻杆下钻时需要基本同步地沉入全套管来护壁，故该桩型名为全套管式钻孔灌注桩。而现有技术是采用带双动力头的全套管长螺旋钻孔压灌桩机来施工上述桩型的。

如图1所示，现有技术的全套管长螺旋钻孔压灌桩机的具体结构为：它包括底盘101、主桅杆102、长螺旋钻杆103、上动力头104、第一卷扬机105、第一牵引绳106、下动力头107、第二卷扬机108和第二牵引绳109，主桅杆102固定在底盘101上，上动力头104和下动力头107均与主桅杆102滑动配合，主桅杆102上设有第一定滑轮组110和第二定滑轮组111，第一牵引绳106从第一卷扬机105引出后绕过第一定滑轮组110与上动力头104连接，长螺旋钻杆103安装在上动力头104底部；第二牵引绳109从第二卷扬机108引出后绕过第二定滑轮组111与下动力头107连接，全套管112可拆式连接在下动力头107底部，且全套管112与长螺旋钻杆103同心，长螺旋钻杆103穿过下动力头107的过孔插入全套管112中。概括的说，上动力头104驱动钻杆下钻，而下动力头107驱动全套管112旋转下沉。

上述现有技术的桩机存在以下缺陷：首先，下动力头驱动全套管旋转下沉时，遇到硬土层(中密以上的砂土、砾砂、砾石层)和风化基岩层时，旋进能力弱，速度慢，效率低；其次，压灌混凝土后需要拔出全套管，依靠下动力头来拔，则旋转起拔全套管容易造成桩身的混凝土裂缝，所以现有技术是另外配备了一台大型吊机搭配振动锤，震动起拔全套管，虽然这样可以避免混凝土裂缝，但配套机械多而大，尤其是额外增加了一台大型吊机的台班费，经济效益差；况且，在施工过程中，有一项工序是在压灌混凝土后插入钢筋笼，这就又需要另外增加一台小型吊机，吊起一个小型的振动箱及插筋器，震动插筋，但这又再次增多了配套机械和台班费用，进一步降低了经济效益。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能提高全套管在硬土层和风化基岩层的振进能力、快速高效、且在起拔全套管时既能避免桩身混凝土裂缝又能有效减少配套机械的全套管振动式长螺旋钻孔压灌桩机。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种全套管振动式长螺旋钻孔压灌桩机，它包括底盘、主桅杆、长螺旋钻杆、动力头、第一卷扬机、第一牵引绳、第二卷扬机和第二牵引绳，主桅杆固定在底盘上，动力头与主桅杆滑动配合，主桅杆上设有第一定滑轮组和第二定滑轮组，第一牵引绳从第一卷扬机引出后绕过第一定滑轮组与动力头连接，长螺旋钻杆安装在动力头上；该桩机还包括振动锤，第二牵引绳从第二卷扬机引出后绕过第二定滑轮组与振动锤连接，振动锤下端固定有用于钳紧全套管的液压钳。

本实用新型全套管振动式长螺旋钻孔压灌桩机与现有技术相比，具有以下优点。

由于将振动锤整合在桩机上替代现有技术的下动力头，这样，全套管由振动锤驱动下沉，遇到硬土层和风化基岩层时，振动进入的能力强，速度快，效率高；而且，压灌混凝土后需要拔出全套管时，也由振动锤振动起拔，这样避免造成桩身的混凝土裂缝，并且，无需另外再配备一台大型吊机，减少了配套机械，节省了一台大型吊机的台班费，经济效益好。

作为优选，液压钳为两个，分别固定在振动锤下端的两侧；全套管顶端固定有左右两块用于被液压钳夹持的耳板，这样，使得振动锤与全套管连接更牢固，受力更均衡。

作为进一步优选，每个液压钳包括中空的壳体，壳体上部设有用于与振动锤的底座螺接的连接横板，壳体内部设有液压油缸，壳体下部设有钳形开口，钳形开口的一侧设固定钳板，钳形开口的另一侧设有经液压油缸驱动的活动钳板；这样，只需要驱动液压油缸，就能将全套管夹紧在固定钳板和活动钳板之间，实现两者的快速连接固定，而反之，只需要反向驱动液压油缸，液压钳就能快速松脱全套管，实现两者的快速分离；从而满足了施工过程中快速方便地连接或脱卸全套管的需要，而且一旦液压钳夹紧全套管，其连接的牢固程度也可以得到保障。

作为又进一步优选，液压油缸内端与壳体铰接，液压油缸外端的活塞杆铰接有一传动竖板，该传动竖板中段与壳体铰接，传动竖板下端铰接有一个夹块，活动钳板固定在夹块内端；这样，驱动液压油缸，伸出活塞杆，带动传动竖板绕中段的铰接点旋转，进而内推或外拉夹块，实现液压钳的夹紧或放松，上述设计结构简单，功能稳定可靠。

作为还进一步优选，主桅杆顶部设有带顶横梁的机顶架，第一定滑轮组位于顶横梁中间，第二定滑轮组分别位于顶横梁左右两侧，振动锤的上梁上设有左右两组连接滑轮，第二卷扬机为两个，第二牵引绳为两股，每个第二卷扬机引出一股第二牵引绳绕过顶横梁一侧的第二定滑轮组与振动锤一侧的连接滑轮连接；这样，该结构从左右两侧用两股牵引绳来吊住振动锤这一重型设备，使其升降过程更加平稳顺畅。

作为又进一步优选，该桩机还包括第三卷扬机、第三牵引绳和安装在主桅杆上的第三定滑轮组，第三牵引绳从第三卷扬机引出后绕过第三定滑轮组与一个振动箱可拆式连接；这样，只要将插筋器与振动箱连接，并连上配套的插筋钢管和钢筋笼，就可以直接插筋，无需像现有技术一样额外增加一台小型的吊机，再次减少了配套机械和台班费用，进一步提高了经济效益。

附图说明

图1是现有技术的全套管双动力头式长螺旋钻孔压灌桩机的正视结构示意图。

图2是本实用新型全套管振动式长螺旋钻孔压灌桩机的主桅杆顶部的机顶架的正视结构示意图。

图3是图2的俯视结构示意图。

图4是本实用新型全套管振动式长螺旋钻孔压灌桩机的振动锤、液压钳和全套管的正视结构示意图。(该视图中的液压钳的视角是从左侧看的)

图5是本实用新型全套管振动式长螺旋钻孔压灌桩机的液压钳的正视结构示意图。

图6是本实用新型全套管振动式长螺旋钻孔压灌桩机的液压钳的液压油缸传动组件的结构示意图。

图中所示

现有技术桩机的零部件101、底盘，102、主桅杆，103、长螺旋钻杆，104、上动力头，105、第一卷扬机，106、第一牵引绳，107、下动力头，108、第二卷扬机，109、第二牵引绳，110、第一定滑轮组，111、第二定滑轮组，112、全套管；

本实用新型桩机的零部件1、主桅杆，2、长螺旋钻杆，3、第一牵引绳，4、第二牵引绳，5、第一定滑轮组，6、第二定滑轮组，7、振动锤，7.1、底座，7.2、上梁，8、液压钳，8.1、壳体，8.2、连接横板，8.3、油缸，8.4、固定钳板，8.5、活动钳板，8.6、活塞杆，8.7、传动竖板，8.8、夹块，9、全套管，9.1、耳板，10、机顶架，10.1、顶横梁，11、连接滑轮，12、第三牵引绳，13、第三定滑轮组。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图2、图3、图4、图5、图6所示，本实用新型全套管振动式长螺旋钻孔压灌桩机，它包括底盘、主桅杆1、长螺旋钻杆2、动力头、第一卷扬机、第一牵引绳3、第二卷扬机、第二牵引绳4和振动锤7。主桅杆1固定在底盘上，本申请的各个卷扬机均可以安装在底盘上，当然也可以安装在地面上。动力头和振动锤7均滑动配合在主桅杆1上，具体的说，主桅杆1上设有竖向滑轨，而动力头和振动锤7上均设有与滑轨配合的抱箍。长螺旋钻杆2安装在动力头底部。

主桅杆1顶部设有带顶横梁10.1的机顶架10，第一定滑轮组5位于顶横梁10.1中间，第二定滑轮组6分别位于顶横梁10.1左右两侧，第一牵引绳3从第一卷扬机引出后绕过第一定滑轮组5与动力头连接。

振动锤7的上梁7.2上设有左右两组连接滑轮11，第二卷扬机为两个，第二牵引绳4为两股，每个第二卷扬机引出一股第二牵引绳4绕过顶横梁10.1一侧的第二定滑轮组6与振动锤7一侧的连接滑轮11连接。由于振动锤7是重型设备，故需要两股牵引绳从左右两侧对称连接。

振动锤7下端固定有用于钳紧全套管9的液压钳8。液压钳8为两个，分别固定在振动锤7下端的两侧。每个液压钳8包括中空的壳体8.1，壳体8.1上部设有用于与振动锤7的底座7.1螺接的连接横板8.2，壳体8.1内部设有液压油缸8.3，壳体8.1下部设有钳形开口，钳形开口的一侧设固定钳板8.4，钳形开口的另一侧设有经液压油缸8.3驱动的活动钳板8.5。

油缸8.3与活动钳板8.5之间的具体传动关系为：液压油缸8.3内端与壳体8.1铰接，液压油缸8.3外端的活塞杆8.6铰接有一传动竖板8.7，该传动竖板8.7中段与壳体8.1铰接，传动竖板8.7下端铰接有一个夹块8.8，活动钳板8.5固定在夹块8.8内端。

全套管9顶端固定有左右两块用于被液压钳8钳紧的耳板9.1。每块耳板9.1被夹紧在活动钳板8.5和固定钳板8.4之间。

全套管9与长螺旋钻杆2同心，振动锤7上设有供长螺旋钻杆2穿过的过孔，长螺旋钻杆2穿过振动锤7的过孔插入全套管9。

该桩机还包括第三卷扬机、第三牵引绳12和安装在主桅杆1上的第三定滑轮组13，第三牵引绳12从第三卷扬机引出后绕过第三定滑轮组13与一个振动箱可拆式连接。振动箱底部可安装插筋器及配套的插筋钢管，用于插入钢筋笼。第三定滑轮组13具体是安装在机顶架10的顶横梁10.1上，由于振动箱仅用于插筋，所以不需要采用大型振动箱，而小型振动箱无需两股牵引绳从两侧连接，只需要一股牵引绳即可，所以第三定滑轮组13无需分居两侧，而是合在一起，且位于顶横梁10.1上偏右的位置。