一種混凝土成樁工藝的專用鑽機的製作方法

2023-05-30 07:05:01 5

專利名稱：一種混凝土成樁工藝的專用鑽機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種成樁專用設備，特別涉及一種混凝土成樁工藝的專用鑽機。
背景技術：
現有的灌注樁有振動沉管灌注樁、泥漿護壁灌注樁、螺旋鑽孔無砂砼灌注樁。振動沉管灌注樁施工工藝為1.啟動振動錘，將樁管沉至設計深度；2.在樁管內下放鋼筋籠至設計標高；3.向樁管內投放砼料；4.拔管成樁。其缺點是當地基土層含有較厚的砂層時，振動沉管無法穿過砂層；且振動錘功率較大，並位於樁管頂部，施工時有較大的噪音，在市區內施工存在較大困難；另外振動沉管灌注樁易產生縮頸現象。·[0004]泥漿護壁灌注樁施工工藝為I.旋挖鑽機(或正反循環鑽機)通過泥漿護壁鑽孔至設計深度；2.在泥漿護壁的樁孔內下放鋼筋籠；3.下放水下砼灌注導管至一定深度；4.灌注水下砼。其缺點是由於採用泥漿護壁，泥漿排放量大，易造成施工場地泥漿汙染；另外施工效率低，且施工費用高。螺旋鑽孔無砂砼灌注樁施工工藝I.長螺旋鑽機旋轉鑽進(將樁孔內的土體帶出)至設計標高；2.通過樁管向鑽頭端注水泥漿邊拔樁管；3.在水泥漿護壁的樁孔內下放鋼筋籠(水泥補漿管綁紮在鋼筋籠上隨鋼筋籠下放至設計標高)；4.向樁孔內倒入碎石；
5.通過綁紮在鋼筋籠上的水泥補漿管再次補漿，將樁底和樁身的雜質排出樁身。其缺點是由於採用水泥漿護壁及水泥漿再次補漿，水泥漿排放量大，會造成水泥漿汙染及施工場地挖運困難；樁頭砼強度低、易破壞；施工費用高。上述施工工藝均不適用於混凝土樁體，混凝土樁由於包含水泥、沙石等物料在長螺旋鑽孔及灌裝時要求較高，另外上述方案需要採取其它措施防止孔壁塌陷，但在一些成樁地形複雜或不易成樁的地下環境，上述工藝很難達到成樁的標準要求。中國國家知識產權局公開了名稱為一種長螺旋鑽孔壓灌混凝土樁施工工藝及其鋼筋籠振動送籠器，公開號為1361334A的發明專利，該發明的技術方案為I)測量放線定好樁位；2)長螺旋樁機就位，並調整好其水平度和垂直度；3)長螺旋鑽具幹作業成孔設計深度停鑽，並將鑽具滯留在孔底；4)配製並均勻攪拌好灌樁所需要的混凝土 ；5)將混凝土通過長螺旋鑽具的中心管高壓泵入孔底，保持鑽具在混凝土中一定的埋深，同時以與混凝士泵入量相匹配的提升速度提拔鑽具，直至設計的樁頂標高，從而形成素混凝土基樁；6)將完成了基樁工序的長螺旋鑽具迅速移離基樁孔口，將樁口工作面清理乾淨；7)起吊導向管穿插在鋼筋籠中間的振動送籠器，將其連同鋼筋籠起置於基樁孔口內；8)開啟振動送籠器，利用其導向管對鋼筋籠下端的振動下拉力將鋼筋籠送入基樁內的設計深度；9)繼續開啟並起拔提升振動送籠器，使其導向管與鋼筋籠脫離直至完全從基樁中抽出，在導向管提升過程中也振動密實了所壓灌的混凝土，從而形成最終的鋼筋混凝土樁。該工藝仍然具有以下限制如成型的混凝土樁是直徑上下一致的普通樁，不能形成直徑上下不一致的異形樁，對於成樁標準要求來講在一些地下環境較差不易成樁的地方，如果僅僅做出一根直樁，就可能承載力小達不到要求，因此，這種直樁的工藝使用範圍和區域仍然具有一定的限制。但是隨著社會和經濟的發展，這些不易成樁或對於成樁來講地質條件較差的區域又迫切需要適應發展的需求進行建設。同時一些對成樁施工要求較高的條件下僅僅混凝土直樁不能滿足設計要求。需要採取其他的工藝措施來滿足上述兩者的要求，這樣勢必導致施工工藝的進一步複雜化，成本提高，施工時間會大大延長。中國國家知識產權局公開了申請日為2009年04月28日，公告號為CN201460736，名稱為鑽孔壓漿樁注漿攪拌擴底鑽頭的發明專利，其技術方案為鑽孔壓漿樁注漿攪拌擴底鑽頭，其組成包括，鑽頭體，所述的鑽頭體內安裝油缸，所述的油缸上端連接法蘭，下端連接接頭，所述的鑽頭體下面連接夾板，所述的夾板內安裝活動擴底鑽尖，所述的鑽頭體包括鋼管，所述的鋼管上有螺旋葉片，所述的鋼管下面連接圓盤，所述的接頭與所述的活動擴底鑽尖之間連接連杆，在鑽孔作業時，當鑽孔到設計深度後，可操作油缸帶動連杆使二 片鑽孔擴底鑽尖打開，進行大頭作業，從而實現鑽、擴、注漿一次完成。此種結構滿足增大樁體底部橫截面積的功能，相比於直樁能夠使樁體更加牢固，但是由於結構的原因存在一些不足I、油缸設置在鋼管內，因此只能進行水泥或其它流體漿料的灌裝，如果灌裝混凝土漿料，混凝土難以通過，那麼灌裝混凝土漿料在進入鋼管內後，由於砂石料的存在油缸顯然無法往外進行擴展，而且油缸在灌裝混凝土漿料中，容易發生故障，導致使用壽命縮短；2、鑽頭在向下鑽時，泥漿和沙土容易進入到鋼管內，堵塞水泥漿料的下落，導致無法灌注；3、擴底鑽頭為兩塊片狀的擴底鑽尖組成，由於其僅僅靠工作油缸支撐和帶動，無其它固定措施，顯然其結構的強度只能在土質鬆軟的環境中應用和施工，難以在土質或地質較硬的環境中使用，如果使用也非常容易損壞，無法保證施工的正常作業要求。中國國家知識產權局公開了申請日為2006年2月24日，公開號為CN1814915A，名稱為長螺旋鑽孔擴底攪拌及孔中擴孔砼灌樁的成樁方法的發明專利，該發明的技術方案為一、用長螺旋鑽具鑽樁孔至規定深度；二、將沿高度方向排布在長螺旋鑽具上的若干個擴刀逐漸張開至擴刀分別插入樁孔的孔壁，同時由設置在長螺旋鑽具上的注漿管向樁孔的孔底注水泥漿，這期間長螺旋鑽具始終旋轉；三、長螺旋鑽具逐漸上提一定高度以完成位於長螺旋鑽具下端的擴刀對樁孔底部的擴底攪拌和其它擴刀對樁孔的孔壁的局部擴大；四、停止注漿並收回擴刀，長螺旋鑽具停止旋轉；五、提出長螺旋鑽具，向樁孔中插入鋼筋籠，然後灌注砼成樁。本發明的方法鑽完樁孔後，不需要提出長螺旋鑽具即可直接在樁孔孔壁上進行孔中擴孔(即形成局部擴大)。從而克服了現有技術施工中進行孔中擴孔時，需要二次下鑽具或擠擴裝置的缺陷，施工速度快，施工成本低。本發明的方法具有工藝簡單、施工方便、適應複雜地質條件能力強。上述工藝能夠使用長螺旋進行鑽孔並灌裝混凝土，同時可以進行孔中擴孔，相比較於直粧，性能指標應該有所提聞。但該工藝具有一些缺陷，I、擴刀設置在鑽杆外螺旋葉片的位置處，這樣在鑽孔的時候，由於沒有對擴刀的保護措施，擴刀非常容易損壞尤其在地質較差的情況下，2、另外，僅靠上部設置工作油缸對拉杆進行拉動，要求其工作的強度較大，因為物料包括泥土、沙石等充斥在螺旋葉片形成的樁孔中，如何保證拉動拉杆是一個難題；3、在滑道中設置擴刀的方式決定該擴刀的長度不能過長，也就是說不能或者是很難將擴刀的長度超出拉杆與螺旋刀片的外徑之間的距離，而且擴刀也不易尺寸過大，因此擴出的擴孔的尺寸包括高度和深度較小，難以做出較大的擴刀孔，相比於直樁，樁體的牢固等其它指標難以有較大的突破。
4、這種結構形式由於地況的複雜 性在實踐中難以保證和實現，滑道設置在鑽杆上其結構強度難以保證，也難以保證滑道不被堵塞，僅靠拉杆和鉸接杆的形式其強度難以保證適應施工的需要，如果遇到較硬的地況，因為要橫向旋轉情況下擴刀在橫向狀態下旋轉擴孔，滑道勢必要承擔擴刀橫向鑽孔的力量，因此滑道與鑽杆的結合強度難以達到施工要求，拉杆的底部設置彈簧裝置，該方式在堵滿物料的情況下難以正常使用，僅僅是理想化的狀況。5、該工藝僅僅在中間位置鑽孔，不能在底部鑽孔。6、該工藝只能在鑽到底部時進行橫向擴孔，但鑽孔完畢在提升鑽杆的時候同時灌裝混凝土，這時需要將擴刀收回，這時由於螺旋刀片與樁孔之間填滿鑽出的物料，因此這些物料極易將橫向鑽孔堵塞，無法有效的實現灌裝混凝土形成異形樁。多組擴刀同時進行擴孔，不能對樁孔進行定點擴孔，往往出現在設計位置沒有擴孔，而在其它位置反而擴孔的現象發生；無法精確的進行擴孔，擴孔的大小不容易掌握。不能對橫向擴孔進行混凝土灌注，必須要提出鑽杆後才能對橫向擴孔進行混凝土灌注，對於有地下水或易塌孔地形，無法施工。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是針對上述技術方案的不足，提供一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，該專用鑽機能夠滿足用於灌裝混凝土也能適用於水泥等流體並能夠滿足複雜地質條件包括硬度較高或易塌陷的施工要求，鑽孔、灌裝、擴孔一次性完成，能夠成型質量要求較高的變徑樁；能夠在樁孔的任意位置進行橫向鑽孔；鑽孔定位準確，結構合理、強度高、能夠有效縮短工期，使用壽命長，能夠定位準確樁孔位置和深度。解決上述問題本實用新型的技術方案為一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，包括支架，所述支架上設有長螺旋鑽杆，所述長螺旋鑽杆上設有鑽杆螺旋葉片，所述長螺旋鑽杆上設有用來灌裝混凝土的鑽杆孔，長螺旋鑽杆的底部設有用來豎直方向鑽孔的第一鑽頭，其特徵在於所述長螺旋鑽杆上靠近第一鑽頭位置處設有用來在橫向方向上鑽孔的第二鑽頭。以下是對上述技術方案的進一步改進所述第一鑽頭包括尖板，所述第二鑽頭在所述第一鑽頭位置處可沿豎直方向閉合和沿橫向方向往外擴展。所述長螺旋鑽杆的下部設有可將所述第二鑽頭沿豎直方向閉合或沿橫向方向往外擴展的傳動裝置和動力裝置。所述動力裝置為工作油缸，所述工作油缸設置在長螺旋鑽杆外表面上。所述第二鑽頭和工作油缸的數量分別為兩個，每個工作油缸對應一個第二鑽頭，所述兩個工作油缸和兩個第二鑽頭分別相對設置。所述第二鑽頭與第一鑽頭閉合時，兩個第二鑽頭與第一鑽頭閉合形成十字形組合鑽頭。所述傳動裝置為工作油缸與第二鑽頭之間設置的傳動連杆機構。[0029]所述傳動連杆機構包括底座，所述底座設置在長螺旋鑽杆的下部靠近第一鑽頭位置處，第二鑽頭與底座鉸接；第二鑽頭包括尾板，所述尾板與工作油缸的活塞杆鉸接，工作油缸的另一端與長螺旋鑽杆鉸接，所述工作油缸通過尾板可將第二鑽頭逐漸展開。所述第二鑽頭上具有切削部，所述切削部與尾板為一體的板狀結構。所述切削部上具有圓滑過渡。所述切削部的兩側對稱設有弧形的堵料板。所述長螺旋鑽杆下部靠近第一鑽頭位置處外設有兩塊弧形的護板，所述兩塊弧形的護板與長螺旋鑽杆之間設有可容納工作油缸的空腔，兩塊弧形的護板設有便於活塞杆工作的開口，所述護板上設有螺旋葉片。所述護板上設有的螺旋葉片與所述鑽杆螺旋葉片可組成完整的一體螺旋結構。所述長螺旋鑽杆包括上、下兩部分，所述護板、底座和工作油缸均設置在所述長螺旋鑽杆的下部分上。所述長螺旋鑽杆包括上、下兩部分可拆卸式連接。所述長螺旋鑽杆上設有GPS定位模塊。所述所述長螺旋鑽杆下部設有磁致伸縮位移傳感器。尖板上設有可將第二鑽頭固定的第二鑽頭限位擋塊。所述長螺旋鑽杆的下部分設有高壓噴嘴。本實用新型工作時，首先通過GPS定位模塊測定好樁位；然後通過GPS定位模塊，將長螺旋鑽機移至工作位置；進行豎直鑽孔長螺旋鑽杆的底部設有豎直方向鑽孔的第一鑽頭，長螺旋鑽杆上靠近第一鑽頭位置處設有能沿橫向方向逐漸張開並能閉合在第一鑽頭上的第二鑽頭；在長螺旋鑽杆的底部預設高壓噴嘴；鑽孔時，第二鑽頭閉合在第一鑽頭上形成向下鑽孔的組合鑽頭；並通過GPS定位模塊定位，向下鑽孔時將長螺旋鑽杆的鑽杆孔封閉；GPS定位模塊設置在第一鑽頭上；鑽孔時，高壓噴嘴噴水進行輔助鑽孔；鑽樁孔鑽至要求深度，停止往下鑽孔；底部擴孔時將第二鑽頭逐漸張開將底部的樁孔進行橫向擴孔，直至第二鑽頭完全張開，完成底部擴孔，形成底部帶有橫向部分的樁孔；底部擴孔時，高壓噴嘴噴水進行輔助底部擴孔；灌注混凝土 配置並均勻攪拌好灌注所需要的混凝土 ；在提升長螺旋鑽杆的同時通過長螺旋鑽杆上的鑽杆孔進行混凝土的灌裝，此時需要緩慢的提升長螺旋鑽杆，在這個過程中要將第二鑽頭閉合到既不影響提升鑽杆又不影響混凝土通過鑽杆孔進行灌裝的狀態，在提升長螺旋鑽杆的過程中鑽出來的物料隨著螺旋葉片上升，長螺旋鑽杆和鑽出物料上升後的豎直樁孔以及橫向部分的樁孔通過灌裝混凝土填充，形成底部帶有橫向部分的樁體；在灌注混凝土過程中，鑽杆旋轉物料隨著螺旋葉片上升，同時起到支撐樁孔壁的作用，物料上升後的底部空間通過灌裝混凝土填充，填充後的混凝土對樁孔壁及時進行保護，防止塌陷；此時特別注意，對於易塌陷的地質條件下的樁孔，要在提升的同時注意提升速度和灌裝混凝土的速度，以保證提升後的樁孔及時得到混凝土的填充防止塌陷。然後進行樁孔中間橫向擴孔在灌注混凝土和提升長螺旋鑽杆過程中，將長螺旋鑽杆提升至需要進行橫向鑽孔的位置，橫向鑽孔的位置通過GPS定位模塊定位，停止提升和灌裝混凝土，將第二鑽頭逐漸張開進行擴孔作業，擴孔完成後提升長螺旋鑽杆並灌裝混凝土，形成帶有橫向樁體的混凝土樁體；高壓噴嘴噴水輔助樁孔中間橫向擴孔；然後根據橫向鑽孔位置的需要，重複樁孔中間橫向擴孔作業；然後在灌注混凝土的同時將長螺旋鑽杆提升，直至完成具有底部橫向部分樁體和中間橫向樁體的混凝土樁體。完成具有底部橫向部分樁體和中間橫向樁體的混凝土樁體後，向混凝土樁體內插入鋼筋籠、預應力管樁。本實用新型在進行鑽孔作業，泥漿順著螺旋葉片上升，對樁孔形成保護作用，本實用新型既可灌裝混凝土也能適用於水泥等流體，能夠滿足複雜地質條件包括硬度較高或易塌陷的施工要求，鑽孔、灌裝、擴孔一次性完成，能夠成型質量要求較高的變徑樁；能夠在樁孔的任意位置進行橫向鑽孔；鑽孔定位準確；施工方便，可靠性高。
以下結合附圖和實施例對上述技術方案做進一步說明。

附圖I為本實用新型實施例中專用鑽機的結構示意圖； 附圖2為實施例中第一鑽頭和第二鑽頭的結構示意圖；附圖3為實施例中第一鑽頭與第二鑽頭的位置關係示意圖；附圖4為本實用新型實施例中第二鑽頭橫向擴孔時的狀態圖；附圖5為實施例中第二鑽頭的結構示意圖；附圖6為附圖5左視結構示意圖；附圖7為附圖3的A向視圖；附圖8為尖板的結構示意圖。圖中I-連接法蘭；2-法蘭加強筋；3_蓋板；4-外護管；5-銷軸；6-油缸連接耳板；7-工作油缸；9-油缸杆耳板；10_銷軸；11_第二鑽頭；12_銷軸；13_底座；14_尖板；15-螺旋葉片；16_護板；18_長螺旋鑽杆；19_鑽杆螺旋葉片；20_油管；21_混凝土進管；22-支架；23_尾板；24_堵料板；25_第一鑽頭；26_切削部；27_圓滑過渡；28_第一鉸接孔；29_第二鉸接孔；30_第二鑽頭限位擋塊；31-GPS定位模塊；32_磁致伸縮位移傳感器；33-鑽杆孔；34_高壓噴嘴；35-開口。
具體實施方式
實施例，如附圖I所示，一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，包括支架22，支架22上設有長螺旋鑽杆18，長螺旋鑽杆18上設有鑽杆螺旋葉片19，長螺旋鑽杆18上設有用來灌裝混凝土的鑽杆孔33，長螺旋鑽杆18的底部設有用來豎直方向鑽孔的第一鑽頭25，長螺旋鑽杆上靠近第一鑽頭位置處設有用來在橫向方向上鑽孔的第二鑽頭11 ;長螺旋鑽杆18連通有混凝土進管21。附圖2、附圖3和附圖4所示，第一鑽頭25包括尖板14，所述第二鑽頭11在所述第一鑽頭25位置處可沿豎直方向閉合和沿橫向方向往外擴展,尖板14上設有可將第二鑽頭11固定的第二鑽頭限位擋塊30。所述長螺旋鑽杆18的下部設有可將所述第二鑽頭11沿豎直方向閉合或沿橫向方向往外擴展的傳動裝置和動力裝置；所述動力裝置為工作油缸7，所述工作油缸7設置在長螺旋鑽杆18外表面上；本實施例中第二鑽頭11和工作油缸7數量為兩個，當然也可以根據需要配置其數量，每個工作油缸7對應一個第二鑽頭11，所述兩個工作油缸7和兩個第二鑽頭11分別相對設置；所述第二鑽頭11與第一鑽頭25閉合時,兩個第二鑽頭11與第一鑽頭25閉合形成十字形組合鑽頭。所述長螺旋鑽杆18下部靠近第一鑽頭25位置處設有兩塊弧形的護板16，所述兩塊弧形的護板16與長螺旋鑽杆18之間設有可容納工作油缸7的空腔，兩塊弧形的護板16設有便於活塞杆工作的開口 35，所述弧形的護板16上設有螺旋葉片15 ;所述弧形的護板16上設有的螺旋葉片15與所述鑽杆螺旋葉片19可組成完整的一體螺旋結構；兩塊弧形的護板16也可以為一體結構。所述傳動裝置為工作油缸7與第二鑽頭11之間設置的傳動連杆機構；所述傳動連杆機構包括底座13，所述底座13設置在長螺旋鑽杆18的下部靠近第一鑽頭25位置處，第二鑽頭11與底座13鉸接。如附圖7所示，底座13的設置位置將保證第二鑽頭11繞底座13旋轉時第二鑽頭11與第一鑽頭25閉合靠攏在一起形成十字形結構,底座13的結構和強度應適應第二鑽 頭11垂直方向和橫向方向鑽孔需要的強度為準，技術人員會根據強度要求選用合適金屬材料和結構連接形式，這些應該對技術人員來講是容易實現。為了保證工作油缸7的工作，鑽杆18上設有油管20，油管20上端與液壓油泵連通，下端與工作油缸7連通；工作油缸7的活塞杆上連接有油缸杆耳板9，油缸杆耳板9通過銷軸10與第二鑽頭11鉸接；護板16與長螺旋鑽杆18固定連接。如附圖5和附圖6所示，第二鑽頭11包括尾板23，所述尾板23與工作油缸7的活塞杆鉸接，工作油缸7的另一端與長螺旋鑽杆18鉸接，所述工作油缸7通過尾板23可將第二鑽頭11逐漸展開；所述第二鑽頭11上具有切削部26，所述切削部26與尾板23為固定連接或一體的板狀結構，這樣能保證切削鑽孔時的強度要求；所述切削部26上具有圓滑過渡27 ;所述切削部26的兩側對稱設有弧形的堵料板24 ;尾板23用來與工作油缸7的活塞杆鉸接，尾板23上設有第二鉸接孔29和第一鉸接孔28，第二鉸接孔29與油缸杆耳板9鉸接，第一鉸接孔28通過銷軸12與底座13鉸接。如附圖8所示，尖板14上對稱設有可將第二鑽頭切削部26固定的第二鑽頭限位擋塊30，切削部26的兩側對稱設有弧形的堵料板24，第二鑽頭11在閉合後，弧形的堵料板24可將鑽杆孔33堵住。所述長螺旋鑽杆18包括上、下兩部分,所述護板16、底座13和工作油缸7均設置在所述長螺旋鑽杆18的下部分上；所述長螺旋鑽杆18的上、下兩部分可拆卸式連接；長螺旋鑽杆18的下部分上設有連接法蘭1，長螺旋鑽杆18的上、下兩部分通過法蘭連接，連接法蘭I上設有法蘭加強筋2 ;護板16與長螺旋鑽杆18焊接在一起，長螺旋鑽杆18外設有外護管4和蓋板3，蓋板3的設置便於護板16與長螺旋鑽杆18焊接，外護管4的設置便於螺旋葉片15的焊接，工作油缸7具有油缸連接耳板6，油缸連接耳板6通過銷軸5連接在長螺旋鑽杆18上。所述長螺旋鑽杆18上設有GPS定位模塊31 ;所述所述長螺旋鑽杆18下部份設有磁致伸縮位移傳感器32 ;長螺旋鑽杆18的下部分設有高壓噴嘴34 ;高壓噴嘴34設置在底座13上，高壓噴嘴34的設置，使鑽孔更加容易；尖板14與長螺旋鑽杆18的下部分連接，這種結構實質上便於整體結構的布局和設置，如護板和工作油缸設置在長螺旋鑽杆18的下部分上，當然也有加工和更換方便的好處，尖板14也可以直接連接在長螺旋鑽杆18的上部分上。GPS定位模塊31設置在第一鑽頭25上，GPS定位模塊31能夠校準鑽頭的垂直度，磁致伸縮位移傳感器32設置在工作油缸7內，磁致伸縮位移傳感器32電連接有顯示器，磁致伸縮位移傳感器32可將工作油缸7的活塞杆伸出情況上傳至顯示器，展示第二鑽頭11的張開情況，螺旋葉片15的外徑和螺距與螺旋葉片19相同。本實用新型工作時，首先通過GPS定位模塊測定好樁位；然後通過GPS定位模塊，將長螺旋鑽機移至工作位置；進行豎直鑽孔長螺旋鑽杆的底部設有豎直方向鑽孔的第一鑽頭，長螺旋鑽杆上靠近第一鑽頭位置處設有能沿橫向方向逐漸張開並能閉合在第一鑽頭上的第二鑽頭；在長螺旋鑽杆的底部預設高壓噴嘴；鑽孔時，第二鑽頭閉合在第一鑽頭上形成向下鑽孔的組合鑽頭；並通過GPS定位模塊定位，向下鑽孔時，第二鑽頭帶動將堵料板閉合，將鑽杆孔封閉，；GPS定位模塊設置在第一鑽頭上；鑽孔時，高壓噴嘴噴水進行輔助鑽孔；鑽樁孔鑽至要求深度，停止往下鑽孔；底部擴孔時將第二鑽頭逐漸張開將底部的樁孔進行橫向擴孔，直至第二鑽頭完全張開，完成底部擴孔，形成底部帶有橫向部分的樁孔；底·部擴孔時，高壓噴嘴噴水進行輔助底部擴孔；灌注混凝土 配置並均勻攪拌好灌注所需要的混凝土；在提升長螺旋鑽杆的同時通過長螺旋鑽杆上的鑽杆孔進行混凝土的灌裝，此時需要緩慢的提升長螺旋鑽杆，在這個過程中要將第二鑽頭閉合到既不影響提升鑽杆又不影響混凝土通過鑽杆孔進行灌裝的狀態，在提升長螺旋鑽杆的過程中鑽出來的物料隨著螺旋葉片上升，長螺旋鑽杆和鑽出物料上升後的豎直樁孔以及橫向部分的樁孔通過灌裝混凝土填充，形成底部帶有橫向部分的樁體；在灌注混凝土過程中，鑽杆旋轉物料隨著螺旋葉片上升，同時起到支撐樁孔壁的作用，物料上升後的底部空間通過灌裝混凝土填充，填充後的混凝土對樁孔壁及時進行保護，防止塌陷；此時特別注意，對於易塌陷的地質條件下的樁孔，要在提升的同時注意提升速度和灌裝混凝土的速度，以保證提升後的樁孔及時得到混凝土的填充防止塌陷。然後進行樁孔中間橫向擴孔在灌注混凝土和提升長螺旋鑽杆過程中，將長螺旋鑽杆提升至需要進行橫向鑽孔的位置，橫向鑽孔的位置通過GPS定位模塊定位，停止提升和灌裝混凝土，將第二鑽頭逐漸張開進行擴孔作業，擴孔完成後提升長螺旋鑽杆並灌裝混凝土，形成帶有橫向樁體的混凝土樁體；本實施例中，樁孔中間橫向擴孔是使用專用鑽機實現；高壓噴嘴噴水輔助樁孔中間橫向擴孔；然後根據橫向鑽孔位置的需要，重複樁孔中間橫向擴孔作業；然後在灌注混凝土的同時將長螺旋鑽杆提升，直至完成具有底部橫向部分樁體和中間橫向樁體的混凝土樁體。完成具有底部橫向部分樁體和中間橫向樁體的混凝土樁體後，向混凝土樁體內插入鋼筋籠、預應力管樁。本實用新型在進行鑽孔作業，泥漿順著螺旋葉片上升，對樁孔形成保護作用，本實用新型既可灌裝混凝土也能適用於水泥等流體，能夠滿足複雜地質條件包括硬度較高或易塌陷的施工要求，鑽孔、灌裝、擴孔一次性完成，能夠成型質量要求較高的變徑樁；能夠在樁孔的任意位置進行橫向鑽孔；鑽孔定位準確；施工方便，可靠性高。相比於現有技術，該實施例採用底部擴孔和橫向部位擴孔的方式，同時採用一邊提升螺旋鑽杆，一邊同時進行混凝土灌注的方式，能夠成形具有底部橫向部分樁體和中間橫向樁體的混凝土樁體，鑽孔時能防止樁孔塌陷，適合在複雜地形 成樁，成樁後可靠性強。
權利要求1.一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，包括支架(22)，所述支架(22)上設有長螺旋鑽杆(18)，所述長螺旋鑽杆(18)上設有鑽杆螺旋葉片(19)，所述長螺旋鑽杆(18)上設有用來灌裝混凝土的鑽杆孔(33)，長螺旋鑽杆(18)的底部設有用來豎直方向鑽孔的第一鑽頭(25)，其特徵在於所述長螺旋鑽杆上靠近第一鑽頭位置處設有用來在橫向方向上鑽孔的第二鑽頭(11)。
2.如權利要求I所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述第一鑽頭(25 )包括尖板(14)，所述第二鑽頭(11)在所述第一鑽頭(25 )位置處可沿豎直方向閉合和沿橫向方向往外擴展。
3.如權利要求I所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述長螺旋鑽杆(18)的下部設有可將所述第二鑽頭(11)沿豎直方向閉合或沿橫向方向往外擴展的傳動裝置和動力裝置。
4.如權利要求3所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述動力裝置為工作油缸(7)，所述工作油缸(7)設置在長螺旋鑽杆(18)外表面上。
5.如權利要求4所述的一種混凝土成樁工藝用的專用鑽機，其特徵在於 所述第二鑽頭(11)和工作油缸(7)的數量分別為兩個，每個工作油缸(7)對應一個第二鑽頭(11)，所述兩個工作油缸(7)和兩個第二鑽頭(11)分別相對設置。
6.如權利要求5所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述第二鑽頭(11)與第一鑽頭(25)閉合時，兩個第二鑽頭(11)與第一鑽頭(25)閉合形成十字形組合鑽頭。
7.如權利要求3、4、5、6其中之一所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述傳動裝置為工作油缸(7)與第二鑽頭(11)之間設置的傳動連杆機構。
8.如權利要求7所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述傳動連杆機構包括底座(13)，所述底座(13)設置在長螺旋鑽杆(18)的下部靠近第一鑽頭(25)位置處，第二鑽頭(11)與底座(13)鉸接；第二鑽頭(11)包括尾板(23)，所述尾板(23)與工作油缸(7)的活塞杆鉸接，工作油缸(7)的另一端與長螺旋鑽杆(18)鉸接，所述工作油缸(7)通過尾板(23)可將第二鑽頭(11)逐漸展開。
9.如權利要求8所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述第二鑽頭(11)上具有切削部(26)，所述切削部(26)與尾板(23)為一體的板狀結構。
10.如權利要求9所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述切削部(26)上具有圓滑過渡(27)。
11.如權利要求9或10所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述切削部(26 )的兩側對稱設有弧形的堵料板(24 )。
12.如權利要求3、4、5、6其中之一所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述長螺旋鑽杆(18)下部靠近第一鑽頭(25)位置處外設有兩塊弧形的護板(16)，所述兩塊弧形的護板(16)與長螺旋鑽杆(18)之間設有可容納工作油缸(7)的空腔，兩塊弧形的護板(16)設有便於活塞杆工作的開口(35)，所述護板(16)上設有螺旋葉片(15)。
13.如權利要求12所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述護板(16)上設有的螺旋葉片(15)與所述鑽杆螺旋葉片(19)可組成完整的一體螺旋結構。
14.如權利要求12所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述長螺旋鑽杆(18)包括上、下兩部分，所述護板(16)、底座(13)和工作油缸(7)均設置在所述長螺旋鑽杆(18)的下部分上。
15.如權利要求12所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於 所述長螺旋鑽杆(18)的上、下兩部分可拆卸式連接。
16.如權利要求I所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述長螺旋鑽杆(18 )上設有GPS定位模塊(31)。
17.如權利要求4、5、6其中之一所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述長螺旋鑽杆(18)下部設有磁致伸縮位移傳感器(32)。
18.如權利要求2所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機其特徵在於尖板(14)上設有可將第二鑽頭(11)固定的第二鑽頭限位擋塊(30 )。
19.如權利要求14所述的一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，其特徵在於所述長螺旋鑽杆(18)的下部分設有高壓噴嘴(34)。
專利摘要本實用新型公開了一種混凝土成樁工藝的專用鑽機，包括支架，所述支架上設有長螺旋鑽杆，所述長螺旋鑽杆上設有鑽杆螺旋葉片，所述長螺旋鑽杆上設有用來灌裝混凝土的鑽杆孔，長螺旋鑽杆的底部設有用來豎直方向鑽孔的第一鑽頭，所述長螺旋鑽杆上靠近第一鑽頭位置處設有用來在橫向方向上鑽孔的第二鑽頭，本實用新型在進行鑽孔作業，泥漿順著螺旋葉片上升，對樁孔形成保護作用，本實用新型既可灌裝混凝土也能適用於水泥等流體，能夠滿足複雜地質條件包括硬度較高或易塌陷的施工要求，鑽孔、灌裝、擴孔一次性完成，能夠成型質量要求較高的變徑樁；能夠在樁孔的任意位置進行橫向鑽孔；鑽孔定位準確；施工方便，可靠性高。
文檔編號E02D5/48GK202595729SQ20122019350
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月3日 優先權日2012年5月3日
發明者常炳嶺, 王增金, 吳俊喜, 王亦德 申請人:山東鴻泰建設集團有限公司