全套管一次性旋切式清桩装置及其清桩方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土木工程领域中的废粧基清除技术，具体讲是一种全套管一次性旋切式清粧装置及利用该装置的清粧方法。
【背景技术】
[0002]随着国家经济建设的发展及轨道交通的兴起，经常需要将残留在地下的废粧基清除。而现有技术的废粧基清除是采用专用的液压全套管分次式清粧机来施工的，该清粧机包括机架、与机架连接的旋转动力输出部和全套管，旋转动力输出部能驱动全套管旋转。该清粧机的工作过程为，先将底端焊接有切削钻头的全套管旋转向下沉入土体，使得全套管偏心套入废粧约6m，接着向全套管与废粧之间的间隙内插入倒三角靠锤以挤紧全套管与废粧;然后驱动全套管旋转以扭断被全套管套住的这一段废粧段的钢筋和砼，再利用履带式吊机将扭断的废粧段吊离地面;再继续下沉全套管套住下一节废粧段并插入倒三角靠锤，再扭断并将断粧吊离，如此循环，直至清除至废粧的设计标高。
[0003]上述的清粧机及其清粧方法存在以下缺陷:首先，该清粧机是扭断的方式，粧体越长所需的扭矩就越大，而清粧机所能提供的扭矩有限，这就导致了一次性扭断的废粧段的长度有限，只能分次逐段的清粧，比如30m长的废粧，需要分五次扭断五次起吊，其施工效率低下；其次，扭废粧时，粧体会经全套管对清粧机产生一个很大的反作用力，为避免清粧机在该反作用力驱动下旋转，必须装配一个反力支座将该清粧机与大型履带吊机连接起来，而且必须用到大型吊机，导致配套机械多，台班费贵，经济性差;再次，该清粧机向土体下钻全套管的速度慢、效率低，而且碰到硬土层或废粧扩径处下钻过程就更加艰难，进一步降低了施工效率。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能将废粧一次性切断以提高施工效率的全套管一次性旋切式清粧装置。
[0005]本发明的一个技术解决方案是，提供一种全套管一次性旋切式清粧装置，它包括底盘、主桅杆、动力头、牵引绳和第一卷扬机，主桅杆固定在底盘上，动力头滑动配合在主桅杆上且动力头经牵引绳与第一卷扬机连接;动力头下端可拆式连接有一根全套管，全套管内设有多组可伸缩的切割组件。
[0006]本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能将废粧一次性切断以提高施工效率的利用全套管一次性旋切式清粧装置的清粧方法。
[0007]本发明的另一个技术解决方案是，提供一种利用全套管一次性旋切式清粧装置的清粧方法，其步骤包括:
[0008]a、测定废粧粧位；
[0009]b、全套管一次性旋切式清粧装置就位，确保全套管对准地下的废粧;启动动力头，驱动全套管向下旋转进入土体，直至全套管的切割组件到达废粧的切割面标高，驱动切割组件向内伸出以逐步切割入废粧的粧身，实现连续式旋转切割断废粧的钢筋及砼；
[0010]C、将切断的废粧吊出地面；
[0011 ] d、向废粧吊出后的粧孔回填砂料及混凝土。
[0012]本发明全套管一次性旋切式清粧装置及利用全套管一次性旋切式清粧装置的清粧方法与现有技术相比，具有以下优点和效果。
[0013]首先，该技术方案创造性地在全套管内设置可伸缩的切割组件逐步切割入粧身，连续式的旋转切断废粧，无需像现有技术一样硬性扭断，自然不需要太大的扭矩，故能一次性的将整根废粧切断，施工效率大幅度提高；同样由于无需硬性扭断，故切割的反作用力明显减小，无需像现有技术一样将清粧装置与其它大型设备固定，故精简了配套机械，也便捷了配套机械的装配过程，节省了人工成本，进一步提高施工效率;而且，该清粧装置是由现有的长螺旋钻机改装的，钻机动力头驱动力强，使得全套管向土体的钻进的速度快，进一步提高了施工效率。
[0014]作为改进，每组切割组件包括一个刀架、一个液压油缸和一把切割刀，液压油缸上端经上铰链轴与刀架铰接，切割刀的中段经下铰链轴与刀架铰接，切割刀上端与液压油缸的活塞杆下端铰接，切割刀下端为切肩部，这样，驱动液压油缸，活塞杆下降，使得切割刀绕着下铰链轴旋转，切割刀的切肩部向废粧粧芯旋动，以逐步切割进废粧粧身，实现连续式旋转割断，该结构简单，装配方便，性能稳定。
[0015]作为优选，全套管下端设有一个切割头，切割头由外管壁和内管壁套合而成，内管壁的内径和外径分别与全套管的内径和外径相等，刀架固定在内管壁和外管壁之间，内管壁上设有供切割刀伸出的缺口，这样的连接方式稳定可靠，而且内管壁实际上分隔了液压油缸和土体，避免土体挤压切割组件。
[0016]作为再改进，切割头的下端设有牙轮式钻头尖和高压水喷嘴，高压水喷嘴能在全套管下钻的过程中旋喷冲松土体，减小下沉全套管及拔粧的摩阻力，进一步提高施工效率；而牙轮式钻头尖能旋转转破硬土层或废粧的扩径段，确保全套管顺利下钻。
[0017]作为又改进，底盘上设有第二卷扬机和下定滑轮，主桅杆顶部设有上定滑轮组，第二卷扬机上连接有一根起重绳，起重绳依次绕过下定滑轮和上定滑轮组，起重绳的远离第二卷扬机的一端为用于与废粧主筋连接的自由端，这样，对已有的底盘和主桅杆进行改造，就能实现起吊废粧功能，使得该清粧装置整合了履带吊机的功能，无需另外使用专门的起吊设备，减少了台班费，节约了成本。
[0018]作为还改进，全套管的管壁上贯通有活门式的上灌料口和下灌料口，这样，能保证向粧孔中回填砂料及砼的过程与全套管拔出的过程同步进行，提高了施工效率，而且设置上下两个灌料口，使得全套管拔出过程中上灌料口位置过高时及时利用下灌料口灌料，以缩短灌料的长度。
[0019]作为进一步改进，步骤a中测定废粧粧位后，向土体内沉入一个钢护筒，并用掏渣器将废粧顶部的渣土清除，露出废粧顶部的主筋，并在一根主筋上做标识;步骤b切断废粧的过程中，打开上灌料口的活门观测做标识的主筋是否移位，如果是则说明废粧已经被切断;通过该方法，能在不拆掉全套管的前提下，能及时方便的发现废粧有没有被切断，避免了全套管与动力头拆开后，起吊时才发现废粧尚未被切断，需要重新返工的尴尬，保障了施工的准确性及连续性。
[0020]作为再进一步改进，步骤c中，先将全套管与动力头脱离，并将动力头移位以腾出废粧上方的空位，再将起重绳的自由端与废粧主筋连接，然后启动第二卷扬机起吊被切断的废粧，这样，无需再使用履带吊机，减少了配套机械，降低了机械台班费，而该清粧装置具备了断粧和起吊双重功能，故整个清粧过程中保持不动，无需像现有技术一样断粧后将清粧机移开，再开来履带吊机，也就便捷了清粧的操作过程。
[0021]作为又进一步改进，步骤d中，将动力头重新连接上全套管，再启动动力头旋转拔出全套管，在下灌料口露出地面前，经上灌料口回填砂料及混凝土，在下灌料口露出地面后，经下灌料口回填砂料及混凝土，这样，能方便的拔出全套管，便于后续清粧循环使用，且拔出全套管的过程与回填同步，加快施工速度。
【附图说明】
[0022]图1是本发明全套管一次性旋切式清粧装置的切割废粧时的正视结构示意图。
[0023]图2是图1中沿着A-A方向的局部放大剖视结构示意图。
[0024]图3是本发明全套管一次性旋切式清粧装置的切割头的仰视结构示意图。
[0025]图4是本发明全套管一次性旋切式清粧装置的切割组件的正视结构示意图。
[0026]图5是本发明全套管一次性旋切式清粧装置的切割组件的侧视结构示意图。
[0027]图6是本发明全套管一次性旋切式清粧装置的起吊废粧时的侧视结构示意图。
[0028]图7是本发明全套管一次性旋切式清粧装置的回填砂料及砼时的正视结构示意图。
[0029]图中所示1、底盘，2、主桅杆，3、动力头，4、全套管，5、刀架，6、液压油缸，7、切割刀，
8、上铰链轴，9、下铰链轴，10、活塞杆，11、切割头，12、外管壁，13、内管壁，14、牙轮式钻头尖，15、高压水喷嘴，16、第二卷扬机，17、下定滑轮，18、起重绳，19、废粧，20、主筋，21、上灌料口，22、下灌料口，23、钢护筒，24、法兰式接头，25、上定滑轮，26、红油漆套管。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0031]如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，本发明全套管一次性旋切式清粧装置，它包括底盘1、主桅杆2、动力头3、牵引绳和第一卷扬机。主桅杆2固定在底盘I上，动力头3滑动配合在主桅杆2上且动力头3经牵引绳与第一卷扬