专利名称：一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩及其快速施工方法
一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注粧及其快速施工方法技术领城本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩及其快速施工方法。
背景技术：
目前，国内嵌岩钻孔灌注桩施工不论采用牙轮钻头或冲击钻，都是将桩孔内淤泥、粘土由钻头旋转或冲击成泥浆，并排出孔外，一立方泥土产生三、四立方泥浆，每项基础工程往往有几千至几万方泥浆需要外运，既增加城市交通负担，还时常造成城市下水道堵塞，而且牙轮钻头或冲击钻头凿进强风化基岩尚还可以，但对中风化和新鲜基岩，一台班只能钻进几至十几公分，对大口径而且岩面倾斜者，施工难度更大，极易造成钻头随岩面倾斜而成斜孔。国外日、韩现行履带式气动潜孔锤桩机灵活、机动、环保、干式施工，但是，履带式桩机与地面接触面积较窄，桩架抗倾复能力小，只适用于十来米桩长，而且，韩国和日本从成孔到放钢筋笼，再到灌混凝土，最后再将护筒拔出，全由气动潜孔锤桩机完成，因此，每天单机完成桩数不多。而我国东部沿海城市的嵌岩钻孔灌注桩桩长往往大于20米，因此，需要稳定性更好，桩架更高，支座更大的行走方便的桩机。
发明内容
本发明·的目的在于提供一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩及其快速施工方法，对地下土层、卵砾层采用可回收的钢护筒支护，钢护筒下端IOcm为嵌有合金牙的钻头并跟管钻进，在桩端进入设计的岩层标高后，潜孔锤更换为扩大头潜孔锤施工，扩孔形成桩大头，成孔后再放钢筋笼和灌注混凝土。本发明施工质量好，无沉渣，潜孔锤嵌岩速度快，桩的承载力高，抗拔力大。而且，步履式设计，桩机支座大，稳定性好。本发明的目的是通过以下技术方案来实现:一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩，包括气动潜孔锤成孔的圆柱状钢筋混凝土桩身，其特征在于，桩端为钢筋混凝土或混凝土的桩大头，桩大头直径大于桩身直径10-80cm。—种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩快速施工装置，包括桩架、上动力头、螺旋钻杆、下动力头、钢护筒、气动潜孔锤、30_60m3/h的空压机以及高压输气管组成，其特征在于，快速成桩装置依次包括:扩孔潜孔锤，50-100T吊车，60-120T激振锤和20-30根钢护筒。所述桩架包括置于步履式行走支座上的底座、立柱、配电柜、操作室和起落架；所述立柱由斜撑在施工埸地与底座拼装成整体，并且立柱与底座垂直；所述配电柜、操作室置于底座上；所述起落架一端置于底座上，另一端固定在立柱上；所述上动力头安装在立柱的上动力头滑道上，上动力头的下端连接螺旋钻杆，螺旋钻杆下端连接气动潜孔锤；所述下动力头由下动力头钢吊绳通过立柱滑轮定位于立柱上，下动力头的下端通过夹具连接钢护筒；所述空压机通过高压输气管与上动力头连接。一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩快速施工方法:先将桩机定位于桩位上，操作员在操作室里先启动空压机，再启动上动力头和下动力头，使压缩空气经螺旋钻杆的中心空腔作用于气动潜孔锤，压缩空气在气动潜孔锤锤身中产生高频冲击功传给布满合金牙的锤头，快速破碎卵砾石和基岩。气动潜孔锤锤头直径比钢护筒直径小4-6cm，下动力头带动钢护筒作逆时针旋转，钢护筒下端10-12cm的筒壁向外增厚10-15mm，并镶嵌有用于掘进岩石的合金牙，用于切削潜孔锤锤头之外2-3cm厚的卵砾石和基岩。岩石碎渣被压缩空气向上吹出，经螺旋钻杆旋送至排渣窗口，排出桩孔外形成渣堆。施工土层、砂层以及卵砾石层，需用钢护筒护壁，进入岩层则不用钢护筒护壁，当潜孔锤冲击到设计标高，更换上扩孔潜孔锤，将桩端岩层凿出桩大头。提升上动力头、螺旋钻杆和扩孔潜孔锤，并将下动力头的夹具与钢护筒脱开，留下钢护筒。整机移到新的桩位上，扩孔潜孔锤更换为普通的气动潜孔锤，提升上动力头、螺旋钻杆、潜孔锤和下动力头，在下动力头通过夹具接上钢护筒，继续新的桩孔施工。原桩位由履带吊车吊钢筋笼置入钢护筒内，按现行水下混凝土灌注规程灌注混凝土，浇灌完混凝土。再由履带吊车吊着激振锤，边激振边提拔钢护筒，即完成一根步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩。周而复始，完成所有步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩的施工。本发明与现有技术相比，具有如下显著优点:嵌岩速度快，干式施工、环保、场地干净、无泥浆污染，桩 的承载力高，桩长超过20m。
图1为本发明实施例的装置示意图。图2为扩大头气动潜孔锤侧视示意图，(a)未扩张时潜孔锤，(b)扩张后潜孔锤。图1中:1.立柱滑轮,2.立柱,3.上、下动力头滑道,4.上动力头钢索,5.上动力头，6.起落架钢索，7.螺旋钻杆，8.斜撑，9.下动力头，10.出渣口，11.钢护筒夹具，12.操作室，13.起落架，14.配电箱，15.钢护筒，16.气动潜孔锤，17.底座，18.行走支座，19.淤泥层，20.碌石层,21.全风化岩层,22.中风化岩层,23.锤头,24.扩大头,25.钢筋笼，26.混凝土，27.履带吊车，28.钢护筒夹具，29.激振锤，30.空压机，31.渣土，32.高压输气管，33.螺旋钻杆接头，34.螺旋叶片，35.活动气缸，36.潜孔锤支架，37.气动潜孔锤锤身，38.潜孔锤支架控制油缸，39.气动潜孔锤锤头。
具体实施例方式如图1、图2所示实施例，一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩施工:先将行走支座18、底座17、立柱2以及斜撑8在施工现场拼接安装成整体，在底座17上安装配电箱14、操作室12、起落架13和起落架钢索6，并将桩架立起。在立柱2和上动力头滑道3上安装上动力头5，在滑轮I上通过钢索将下动力头9定位于立柱2上，在上动力头5下端接上螺旋钻杆7以及气动潜孔锤16，在下动力头9下端通过夹具11连接钢护筒15，最后将50m3/h空压机30通过高压输气管32连接到上动力头5上。施工时，先将桩机定位于桩位上，操作员在操作室12里先启动空压机30，再启动上动力头5和下动力头9，压缩空气经过上动力头5和螺旋钻杆7的中心空腔作用于气动潜孔锤16，在气动潜孔锤16的锤身中产生高频冲击功传给锤头23，气动潜孔锤锤头23快速破碎砾石层20、全风化岩层21和中风化岩层22，同时，下动力头9通过夹具11带动钢护筒15作逆时针旋转掘进,上动力头5带动螺旋钻杆7作顺时针回转钻进,形成对碌石层20中的卵砾石和中风化岩层22的脉动破碎，同时利用气动潜孔锤锤头23中心排出的压缩空气，将破碎后的岩石颗粒、粉尘以及土体向上吹出，经螺旋钻杆7的螺旋叶片34从下动力头9的出渣口 10排出桩孔外，形成渣堆31。施工土层19、砂层、砾石层20和全风化岩层21，需用钢护筒15护壁，避免塌孔，桩孔进入中风化岩层22后，不用钢护筒15护壁，潜孔锤锤头23冲击到设计标高，潜孔锤16更换为扩孔潜孔锤继续钻进形成桩大头24，将下动力头9下端的夹具11与钢护筒15卸开，留下钢护筒15，提升上动力头5和螺旋钻杆7将潜孔锤16移出桩孔，桩架移到另一桩位上施工，此时，更换扩孔潜孔锤为普通的气动潜孔锤16，提升上动力头5、螺旋钻杆7、潜孔锤16、下动力头9和夹具11。在下动力头9通过夹具11接上钢护筒15，继续新的桩孔施工。原桩位由履带吊车27吊钢筋笼25置于钢护筒15内，按现行水下混凝土灌注规程灌注混凝土 26，浇灌完混凝土 26，由履带吊车27吊着激振锤29，其下端夹具28边激振边提拔钢护筒15，即完成一根步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩，周而复始，完成所有步履式气动潜孔锤扩大 头灌注桩。
权利要求
1.一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩，包括气动潜孔锤成孔的圆柱状钢筋混凝土桩身，其特征在于，桩端为钢筋混凝土或混凝土的桩大头，桩大头直径大于桩身直径10-80cm。
2.一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩快速施工装置，包括桩架、上动力头、螺旋钻杆、下动力头、钢护筒、气动潜孔锤、30-60m3/h的空压机以及高压输气管组成，其特征在于，快速成桩装置依次包括:扩孔潜孔锤，50-100T吊车，60-120T激振锤和20-30根钢护筒。
3.一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩快速施工方法:先将桩机定位于桩位上，操作员在操作室里先启动空压机，再启动上动力头和下动力头，使压缩空气经螺旋钻杆的中心空腔作用于气动潜孔锤，压缩空气在气动潜孔锤锤身中产生高频冲击功传给布满合金牙的锤头，快速破碎卵碌石和基岩，岩石碎洛被压缩空气向上吹出，经螺旋钻杆旋送至排洛窗口排出；当潜孔锤冲击到设计标高，更换上扩孔潜孔锤，将桩端岩层凿出桩大头；将下动力头的夹具与钢护筒脱开，留下钢护筒；整机移到新的桩位上施工新的桩孔；原桩位由履带吊车吊钢筋笼置入钢护筒内，按现行水下混凝土灌注规程灌注混凝土，再由履带吊车吊着激振锤，边激振边提拔钢护筒，即完成一根步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩。周而复始，完成所有步履式气动潜孔锤扩大头灌注 桩的施工。
全文摘要
一种步履式气动潜孔锤扩大头灌注桩，包括气动潜孔锤成孔的圆柱状钢筋混凝土桩身，其特征在于，桩端为钢筋混凝土或混凝土的桩大头。其快速施工装置，包括桩架、上动力头、螺旋钻杆、下动力头、钢护筒、气动潜孔锤、扩孔潜孔锤、吊车、激振锤；其施工方法将桩机定位，启动空压机、上动力头和下动力头，压缩空气经螺旋钻杆的中心空腔作用于气动潜孔锤，快速破碎卵砾石和基岩，当冲击到设计标高，更换扩孔潜孔锤，将桩端岩层凿出桩大头，留下钢护筒，整机移到新的桩位上施工，由履带吊车吊钢筋笼置入钢护筒内，灌注混凝土，由履带吊车吊激振锤，边激振边提拔钢护筒，即完成本发明的施工。
文档编号E21B4/06GK103243712SQ20121003280
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者钱圣德, 邹宗煊 申请人:温州长城基础工程有限公司, 邹宗煊