一種鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁裝置的製作方法

2023-12-11 21:38:22

專利名稱：一種鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種土木建築工程的樁基礎，尤其是涉及一種具有超強能力快速穿越卵石層、碎石層直至進入中風化巖石層的鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁裝置與方法。
背景技術：
隨著全國城市化的進程，為了保證農業的發展，儘量少佔用平原土地，城市建設由平原向山丘地拓展，涉及山丘地的地面起伏大，地基地質條件複雜，且大都是上層為軟土層(有時軟土層缺失)，上層以下為坡積的卵石層、碎石層及不同風化程度的巖石層；而建築樁基的持力層一般選擇中風化的巖石層，則必須穿越所述的卵石層、碎石層及嵌巖；但現有的預製型樁不能穿越該卵石層、碎石層及嵌巖；又現有的泥漿護壁的鑽孔灌注樁因傳統鑽頭無法穿越，只有泥漿護壁的衝孔灌注樁可以穿越這些卵石層，碎石層，但不能進入中風化的巖石層，即使這樣衝孔灌注樁也效率極低，如果說樁長為25 30米，施工周期一般需要7 10天，而且該衝孔灌注樁還存在廢棄的鑽孔泥漿對周圍環境的汙染問題。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種具有超強能力穿越卵石層、碎石層及嵌入巖層又具有較高成樁效率的鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁裝置與方法。
本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為:一種鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁裝置，其特徵在於，包括連接有螺旋鑽杆的上部旋轉動力頭，該螺旋鑽杆呈管狀，該螺旋鑽杆又穿過下部旋轉動力頭後依次與潛孔錘及合金嵌巖鑽頭連接；該下部旋轉動力頭的底部設有管接頭，該管接頭與下端設有周向合金鑽頭的鋼管上端套接。為了實現高效率成樁，上部旋轉動力頭與下部旋轉動力頭是相反方向旋轉切削巖層，同時與高壓空氣鑿巖聯動，以實現超強嵌巖的能力。為了施工過程排除巖屑與土體，所述下部旋轉動力頭設有排除巖屑與土體的出土□。所述管狀的螺旋鑽杆的內孔中設有高壓空氣管，該高壓空氣管與所述潛孔錘相通；在高壓縮空氣衝擊下，實現潛孔錘衝擊合金嵌巖鑽頭鑿巖。所述潛孔錘外周設有錘套，該錘套與所述鋼管內壁設有空隙；該空隙用以將巖屑與土體帶至下旋轉動力頭的出土口排出，以順利完成嵌巖施工。一種鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁方法，包括連接有螺旋鑽杆的上部旋轉動力頭與下部旋轉動力頭，所述螺旋鑽杆穿過該下部旋轉動力頭並且依次與潛孔錘及合金嵌巖鑽頭連接；該下部旋轉動力頭的底部設有管接頭，該管接頭與下端設有周向合金鑽頭的鋼管上端套接，其成樁方法是:第一步，所述上部旋轉動力頭連接所述螺旋鑽杆、合金嵌巖鑽頭、潛孔錘與錘套後，從所述鋼管的上口插入；同時，所述下旋轉動力頭與所述管接頭連接，並套入所述鋼管的上口後在設計樁位就位、校正垂直；第二步，所述上部旋轉動力頭帶動所述合金嵌巖鑽頭沿順時針旋轉切削巖層，所述下部旋轉動力頭帶動所述鋼管的周向合金鑽頭沿逆時針方向旋轉切削巖層；同時，在所述螺旋鑽杆的管內接通壓縮空氣管，以2.4MPa高壓空氣進入所述潛孔錘進行鑿巖施工，所述旋轉切削巖層與所述高壓空氣鑿巖聯合動作，將所述鋼管送入土層達要求的深度；此時，所述鑽鑿巖層的石屑與土體從所述鋼管內壁與所述錘套之間的空隙進入鋼管內，該石屑與土體由所述螺旋鑽杆順時針旋轉上推，或者間斷上拔該螺旋鑽杆，該石屑與土體經過所述下部旋轉動力頭的出土口排至地面；第三步，與所述上部旋轉動力頭連接的所述螺旋鑽杆帶動所述合金嵌巖鑽頭、所述潛孔錘及所述錘套拔出至所述鋼管的上口，所述下部旋轉動力頭底部管接頭脫離所述鋼管的上口 ；檢查該鋼管內有否進水？有水按水下砼澆築工藝施工，無水按正常沉管樁工藝施工；然後在所述鋼管內置入鋼筋籠、灌入砼；第四步，所述下部旋轉動力頭的管接頭套入所述鋼管，該下部旋轉動力頭帶動所述鋼管沿順時針方向旋轉，再沿逆時針方向旋轉，消除該鋼管外壁粘著的土後，將該鋼管拔出土層，即完成所述鋼管護壁超強嵌巖灌注樁。本實用新型當應用於厚層軟土復蓋的嵌巖施工時，其成樁方法如下:第一步，所述上部旋轉動力頭連接所述螺旋鑽杆插入鋼管的上口後在設計樁位就位、校正垂直；第二步，所述上部旋轉動力頭帶動所述螺旋鑽杆沿順時針旋轉切削軟土層上推至下轉動力頭的出土口排出，所述下部旋轉動力頭帶動所述鋼管沿逆時針方向旋壓沉入土層至巖層面終止；上部旋轉動力頭帶動所述螺旋鑽杆拔出鋼管的上口，在螺旋鑽杆底部安裝合金嵌巖鑽頭、潛孔錘與錘套後，再從所述鋼管的上口插入鋼管內，在所述螺旋鑽杆的管內接通壓縮空氣管，以2.4MPa高壓空氣進入`所述潛孔錘進行鑿巖施工，所述旋轉切削巖層與所述高壓空氣鑿巖聯合動作，將所述合金嵌巖鑽頭送入巖層達要求的深度；此時，所述鑽鑿巖層的石屑與土體從所述巖孔內壁與所述錘套之間的空隙進入鋼管內，該石屑與土體由所述螺旋鑽杆時針旋轉上推，或者間斷上拔該螺旋鑽杆，所述石屑與土體經過所述下部旋轉動力頭的出土口排至地面；第三步、第四步與上述成樁方法相同。與現有技術相比，本實用新型的優點在於:具有正、反雙向同時旋轉削巖功能以及潛孔錘的錘擊巖層功能，從而實現超強的嵌巖與快速穿越能力；與此同時，其成樁效率獲得成倍提高；其次是施工全過程實現無泥漿排放，屬於綠色環保型的灌注樁施工技術。

圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。圖2為圖1的A-A剖面圖。圖3為本實用新型第一個實施例嵌巖灌注樁成樁程序示意圖。
具體實施方式
[0022]
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖1 圖3所示，本實施例為無泥漿施工的環保技術，具有超強能力快速穿越卵石層、碎石層直至進入中風化巖石層的灌注樁的裝置與方法。本實施例具體地採用如下結構，它包括連接有螺旋鑽杆6的上部旋轉動力頭2，該螺旋鑽杆6呈管狀並順時針旋轉；該螺旋鑽杆6又穿過下部旋轉動力頭3，並且依次與潛孔錘4及合金嵌巖鑽頭5連接；潛孔錘4外周設有錘套8 ;管狀的螺旋鑽杆6的內孔中設有高壓空氣管，該高壓空氣管與潛孔錘4相通，由圖1所示；在高壓縮空氣衝擊下，潛孔錘4衝擊合金嵌巖鑽頭5鑿巖。下部旋轉動力頭3的下部設有管接頭7，該管接頭7與底部設有周向合金鑽頭的鋼管I上端套接；該鋼管I與下部部旋轉動力頭3相連接,並且由下部旋轉動力頭3帶動沿逆時針方向旋轉；該周向合金鑽頭沿逆時針方向旋轉切削巖層，而上部旋轉動力頭2帶動嵌巖鑽頭5沿順時針旋轉，以上周向合金鑽頭與合金嵌巖鑽頭5為同心反向旋轉削巖,加上
2.4Mpa高壓空氣進入潛孔錘4錘擊巖層，達到超強嵌巖的能力。旋鑽與錘衝聯動嵌巖的巖屑與土體，通過錘套8與鋼管I內壁的空隙11進入鋼管I內，如圖2所示；又通過螺旋鑽杆6順時針旋轉，將巖屑與土體帶至下旋轉動力頭3的出土口 9排出，完成嵌巖施工；然後，清理樁孔，置入鋼筋籠21，灌入砼22，旋轉上拔鋼管I出地面，即完成本實用新型鋼管護壁超強嵌巖灌注樁23，如圖3所示；第一個實施例，鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁方法是:第一步，上旋轉動力頭2連接螺旋鑽杆6、合金嵌巖鑽頭5、潛孔錘4與錘套8後，從鋼管I的上口插入；同時，下旋轉動力頭3與管接頭7連接後套入鋼管I的上口，在設計樁位就位、校正垂直；第二步，上部旋轉動力頭2帶動合金嵌巖鑽頭5沿順時針旋轉切削巖層，下部旋轉動力頭3帶動鋼管I的周向合金鑽頭沿逆時針方向旋轉切削巖層；同時，螺旋鑽杆管內接通壓縮空氣管，在2.4MPa高壓空氣進入潛孔錘4進行鑿巖施工，上述旋轉切削巖層與高壓空氣鑿巖聯合動作，將鋼管I送入土層達要求的深度；此時，鑽鑿巖層的石屑與土體從鋼管內壁與錘套之間的空隙進入鋼管內，該石屑與土體由螺旋鑽杆順時針旋轉上推，或者間斷上拔螺旋鑽杆，石屑與土體經過下旋轉動力頭的出土口 9排至地面；第三步，與上部旋轉動力頭2連接的螺旋鑽杆6帶動合金嵌巖鑽頭5、潛孔錘4及錘套8拔出至鋼管I的上口，下部旋轉動力頭3底部的管接頭7脫離鋼管I的上口 ；檢查鋼管I內有否進水？有水則按水下砼澆築工藝施工，無水則按正常沉管樁工藝施工；然後，在鋼管I內置入鋼筋籠21、灌入砼22 ；第四步，下 部旋轉動力頭3的管接頭7套入鋼管1，下部旋轉動力頭3帶動鋼管I沿順時針方向旋轉，再沿逆時針方向旋轉，消除鋼管I外壁粘著的土後，將鋼管I拔出土層，即為鋼筋砼嵌巖灌注樁23。第二個實施例是應用於厚層軟土復蓋的嵌巖施工，其成樁方法如下:第一步，所述上部旋轉動力頭2連接所述螺旋鑽杆6，插入鋼管I的上口後在設計樁位就位、校正垂直；第二步，所述上部旋轉動力頭2帶動所述螺旋鑽杆6沿順時針旋轉切削軟土層上推至下轉動力頭3的出土口 9排出，下部旋轉動力頭3帶動鋼管I沿逆時針方向旋壓沉入土層至巖層面終止；上部旋轉動力頭2帶動螺旋鑽杆6拔出鋼管I的上口，在螺旋鑽杆6底部安裝合金嵌巖鑽頭5、潛孔錘4與錘套8後，再從鋼管I的上口插入鋼管I內，在螺旋鑽杆6的管內接通壓縮空氣管，以2.4MPa高壓空氣進入潛孔錘4進行鑿巖施工，旋轉切削巖層與高壓空氣鑿巖聯合動作，將合金嵌巖鑽頭送入巖層達要求的深度；此時，鑽鑿巖層的石屑與土體從巖孔內壁與錘套8之間的空隙進入鋼管I內，該石屑與土體由螺旋鑽杆順時針旋轉上推，或者間斷上拔該螺旋鑽杆6，石屑與土體經過下部旋轉動力頭3的出土口排至地面；第三步、第四步與第一個實施例相同；在深厚軟土復蓋的嵌巖樁施工的效率可成倍提高。本實用新型為無泥漿施工的環保技術，具有超強能力穿越卵石層，碎石層及嵌入巖層。穿越卵石層，碎石層及強風化巖層每10分鐘可穿越4米，嵌入中風化巖層每10分鐘可嵌入0.5 0.8米，進入未風化巖層每10分鐘可嵌入約0.5米。因而具有超強嵌巖與快速穿越的能力；例如施工長度為25 30米樁，一臺樁機一天可完成7根 10根，其生產效率與現有的衝孔灌注樁 比較則獲得十分顯著的提高。
權利要求1.一種鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁裝置，其特徵在於，包括連接有螺旋鑽杆(6)的上部旋轉動力頭(2),該螺旋鑽杆呈管狀,該螺旋鑽杆又穿過下部旋轉動力頭(3),並且依次與潛孔錘(4)及合金嵌巖鑽頭(5)連接；該下部旋轉動力頭的底部設有管接頭(7)，該管接頭與下端設有周向合金鑽頭的鋼管(I)的上端套接。
2.根據權利要求1所述鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁裝置，其特徵在於，所述下部旋轉動力頭⑶設有出土口(9)。
3.根據權利要求1所述鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁裝置，其特徵在於，所述管狀的螺旋鑽杆出)的內孔中設有高壓空氣管，該高壓空氣管與所述潛孔錘(4)相通。
4.根據權利要求3所述鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁裝置，其特徵在於，所述潛孔錘⑷外周設有錘 套(8)，該錘套與所述鋼管⑴內壁設有空隙(U)。
專利摘要一種鋼管護壁超強嵌巖灌注樁的成樁裝置，包括連接有螺旋鑽杆的上部旋轉動力頭，該螺旋鑽杆又穿過下部旋轉動力頭並與潛孔錘及合金嵌巖鑽頭連接；該下部旋轉動力頭的底部設有管接頭並與下端設有周向合金鑽頭的鋼管套接，螺旋鑽杆內孔設有高壓空氣管並與潛孔錘相通，成樁方法是上部旋轉動力頭、下部旋轉動力頭旋轉切削巖層與潛孔錘鑿巖施工的聯合動作，將鋼管送入土層並置入鋼筋籠、灌入砼，從土層拔出鋼管即成樁；與現有技術相比，本實用新型的優點是具有正、反雙向同時旋轉削巖功能以及潛孔錘的錘擊巖層功能，從而實現超強的嵌巖與快速穿越能力；與此同時其成樁效率獲得成倍提高；其次是施工全過程無泥漿排放，屬於綠色環保型的灌注樁施工技術。
文檔編號E21B17/18GK203145005SQ20132016591
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者孔超, 龔迪快 申請人:孔超, 龔迪快