一种长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌桩的施工方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌桩的施工方法，包括以下步骤：采用长螺旋钻机施工，如遇岩层时启动水泵冷却钻头，钻至设计深度停止钻进，启动液压油泵扩展钻头切削直径，开启钻机进行扩底施工，达到设计要求停机，提升钻杆启动混凝土泵压力灌注混凝土至设计标高，利用桩机自配起吊器吊起钢筋笼、振动器，将钢筋笼振入混凝土内成桩。本发明实现了长螺旋桩机的钻孔、嵌岩、扩底、灌注、成桩一体化作业，有效提升了长螺旋桩机的施工质量，大幅提高了施工速度和效益，填补了我国桩基行业的一项空白。
【专利说明】一种长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌粧的施工方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑桩基施工方法，具体涉及一种长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌桩的施工方法及装置。
【背景技术】
[0002]目前在以基岩为持力层的地质情况下，上部需荷载极大的高层、超高层建筑工程为保证不超过地基承载力，一般采用加大桩径、增加桩身长度来提高单桩承载力；但是，力口长加大桩体直径必然会导致混凝土用量巨增，同时对钻头的磨损也很大，并且当桩体长度和直径之比过大时，桩体的承载力显著降低，需要进行扩底施工。但是目前长螺旋扩底灌注桩施工过程中的钻孔、嵌岩、扩底、灌注、成桩等工序，需要多套工具合作完成，其施工效率较低，操作复杂，维修保养成本较高，所以现有的长螺旋钻孔扩底灌注桩施工方法及设备严重制约了桩基行业的发展。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种施工速度快、工程质量高的长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌桩的施工方法及装置。
[0004]为解决以上技术问题，本发明的技术方案是:一种长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌桩的施工方法，其特征在于包括以下步骤:
第I步:长螺旋桩机就位，螺旋钻杆旋转钻进，如遇到钻至硬岩层时，启动高压水泵，水流经高压水管、多路中央分流器、安装在螺旋桩管外壁的输水管至入岩扩底钻头表面冷却钻头，钻头继续钻进至预定入岩深度；
第2步:启动液压油泵，液压油经高压油管、多路中央分流器、安装在螺旋桩管外壁的输油管至入岩扩底钻头钻片底部的扩底装置内，使得扩底装置内的切削板扩展至入岩扩底钻头的钻片外部，然后拔起钻杆，上下往复钻进，使得桩底达到设计直径，关闭高压水泵；
第3步:启动混凝土泵，混凝土经输送管、螺旋钻杆至钻头出料口，进行压力灌注，同时缓慢提起螺旋钻杆至扩大头顶部收起切削板，后继续提钻杆直至压灌到设计桩顶标高；
第4步:吊起钢筋笼，利用钢筋笼自重和振动器将钢筋笼插入桩内。
[0005]一种长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌桩的施工装置，在主机架上设置有螺旋钻杆，所述螺旋钻杆上部设置有动力头，下部设置有入岩扩底钻头，螺旋钻杆管芯连接混凝土输送管和混凝土泵，其特征在于:所述螺旋钻杆顶部与动力头之间固定连接有多路中央分流器，所述多路中央分流器分别与高压水管、输水管和液压油管、输油管、回油管相连接，所述高压水管与水泵相连、液压油管与液压油泵相连，所述输水管设置在螺旋钻杆外侧，其出水口在入岩扩底钻头底部两侧，所述输油管和回油管设置在螺旋钻杆外侧，其出油口与入岩扩底钻头钻片底部两侧的扩底装置相连。
[0006]所述扩底装置内设置有液压油缸和切削板，所述切削板的一端活动固定在入岩扩底钻头钻片上，另一端固定在液压油缸顶部。[0007]所述切削板为扇形叶片。
[0008]所述切削板上设置有特种耐磨截齿。
[0009]所述输水管和输油管、回油管外设置有防护套管。
[0010]所述多路中央分流器是由随螺旋钻杆旋转的内套和固定的外套经旋转轴承组合而成，所述外套内分别设置有连接高压水管和输水管、液压油管和输油管、回油管的连接套管。
[0011]本发明的施工方法及装置具有其它机械钻孔桩、人工挖孔桩不可比拟的工艺先进、操作简便、岩层应用范围广、成桩速度快、扩底效果好、一机作业、一气成桩、机械化程度闻、安全可罪和大幅降低工程造价、大幅提闻粧的承载力等优势，实现了粧基的钻孔、嵌岩、扩底、灌注、成桩一机化作业，解决了长期以来一直困扰桩基行业的难题，填补了世界桩基行业的一项空白。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的施工步骤图；
图2是本发明的施工装置结构示意图；
图3是图2中钻头部分的剖视放大图。
【具体实施方式】
[0013]一种长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌桩的施工方法，其特征在于包括以下步骤:
第I步:长螺旋桩机就位，螺旋钻杆旋转钻进，如遇到钻至硬岩层时，启动高压水泵，水流经高压水管、多路中央分流器、安装在螺旋桩管外壁的输水管至入岩扩底钻头表面冷却钻头，钻头继续钻进至预定入岩深度；
第2步:启动液压油泵，液压油经高压油管、多路中央分流器、安装在螺旋桩管外壁的输油管至入岩扩底钻头钻片底部的扩底装置内，使得扩底装置内的切削板扩展至入岩扩底钻头的钻片外部，然后拔起钻杆，上下往复钻进，使得桩底达到设计直径，关闭高压水泵；
第3步:启动混凝土泵，混凝土经输送管、螺旋钻杆至钻头出料口，进行压力灌注，同时缓慢提起螺旋钻杆至扩大头顶部收起切削板，后继续提钻杆直至压灌到设计桩顶标高；
第4步:吊起钢筋笼，利用钢筋笼自重和振动器将钢筋笼插入桩内。
[0014]如附图1所示，本发明详细施工步骤如下:
平整场地一桩位放样一组装设备一长螺旋钻孔机就位一螺旋桩管旋转钻进一如遇岩层时启动水泵一冷却钻头一钻至设计深度停止钻进一启动液压油泵一扩展钻头切削一开启钻机进行扩底施工，达到设计要求停止钻进，关闭高压水泵一启动混凝土泵压灌混凝土—提升钻杆至扩大头顶部收起切屑板一继续压力灌注混凝土至设计标高一利用桩机自配起吊器吊起钢筋笼、振动器，将钢筋笼振入混凝土内一成桩一桩头处理一桩顶保护措施。
[0015]如附图2、3所示，一种长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌桩的施工装置，在主机架17上设置有螺旋钻杆1，所述螺旋钻杆I上部设置有动力头2，下部设置有入岩扩底钻头3，螺旋钻杆I管芯连接混凝土输送管4和混凝土泵5，所述螺旋钻杆I顶部与动力头2之间固定连接有多路中央分流器6，所述多路中央分流器6分别与高压水管7、输水管8和液压油管9、输油管10、回油管18相连接，所述高压水管7与水泵11相连、液压油管9与液压油泵12相连，所述输水管8设置在螺旋钻杆I外侧，其出水口在入岩扩底钻头3底部两侧，所述输油管10和回油管18设置在螺旋钻杆I外侧，其出油口与入岩扩底钻头3钻片底部两侧的扩底装置13相连。
[0016]所述扩底装置13内设置有液压油缸14和切削板15，所述切削板15的一端活动固定在入岩扩底钻头3钻片上，另一端固定在液压油缸14顶部。
[0017]所述切削板15为扇形叶片。
[0018]所述切削板15上设置有特种耐磨截齿16。
[0019]所述输水管8和输油管10、回油管18外设置有防护套管。
[0020]所述多路中央分流器6是由随螺旋钻杆I旋转的内套和固定的外套经旋转轴承组合而成，所述外套内分别设置有连接高压水管7和输水管8、液压油管9和输油管10、回油管18的连接套管。
【权利要求】
1.一种长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌桩的施工方法，其特征在于包括以下步骤: 第I步:长螺旋桩机就位，螺旋钻杆旋转钻进，如遇到钻至硬岩层时，启动高压水泵，水流经高压水管、多路中央分流器、安装在螺旋桩管外壁的输水管至入岩扩底钻头表面冷却钻头，钻头继续钻进至预定入岩深度； 第2步:启动液压油泵，液压油经高压油管、多路中央分流器、安装在螺旋桩管外壁的输油管至入岩扩底钻头钻片底部的扩底装置内，使得扩底装置内的切削板扩展至入岩扩底钻头的钻片外部，然后拔起钻杆，上下往复钻进，使得桩底达到设计直径，关闭高压水泵； 第3步:启动混凝土泵，混凝土经输送管、螺旋钻杆至钻头出料口，进行压力灌注，同时缓慢提起螺旋钻杆至扩大头顶部收起切削板，后继续提钻杆直至压灌到设计桩顶标高； 第4步:吊起钢筋笼，利用钢筋笼自重和振动器将钢筋笼插入桩内。
2.一种长螺旋钻孔嵌岩、扩底压灌桩的施工装置，在主机架(17)上设置有螺旋钻杆(I )，所述螺旋钻杆(I)上部设置有动力头(2)，下部设置有入岩扩底钻头(3)，螺旋钻杆(I)管芯连接混凝土输送管(4)和混凝土泵(5)，其特征在于:所述螺旋钻杆(I)顶部与动力头(2)之间固定连接有多路中央分流器(6)，所述多路中央分流器(6)分别与高压水管(7)、输水管(8)和液压油管(9)、输油管(10)、回油管(18)相连接，所述高压水管(7)与水泵(11)相连、液压油管(9)与液压油泵(12)相连，所述输水管(8)设置在螺旋钻杆(I)外侧，其出水口在入岩扩底钻头(3)底部两侧，所述输油管(10)和回油管(18)设置在螺旋钻杆(I)外侦牝其出油口与入岩扩底钻头(3)钻片底部两侧的扩底装置(13)相连。
3.根据权利要求2所述的施工装置，其特征在于:所述扩底装置(13)内设置有液压油缸(14)和切削板(15 )，所述切削板(15 )的一端活动固定在入岩扩底钻头(3 )钻片上，另一端固定在液压油缸(14)顶部。
4.根据权利要求3所述的施工装置，其特征在于:所述切削板(15)为扇形叶片。
5.根据权利要求3所述的施工装置，其特征在于:所述切削板(15)上设置有特种耐磨截齿(16)。
6.根据权利要求2所述的施工装置，其特征在于:所述输水管(8)和输油管(10)、回油管(18)外设置有防护套管。
7.根据权利要求2所述的施工装置，其特征在于:所述多路中央分流器(6)是由随螺旋钻杆(I)旋转的内套和固定的外套经旋转轴承组合而成，所述外套内分别设置有连接高压水管(7)和输水管(8)、液压油管(9)和输油管(10)、回油管(18)的连接套管。
【文档编号】E02D5/44GK103821137SQ201410117211
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】马春根, 曹开伟, 徐东辉, 熊小林, 曹端全 申请人:江西中恒岩土工程技术有限公司