螺紋樁的成樁裝置及成樁方法
2023-07-22 05:08:01 2
專利名稱：螺紋樁的成樁裝置及成樁方法
技術領域：
本發明涉及一種使用泵灌混凝土方法成樁的成樁裝置，本發明還涉及應用該裝置成樁的方法。
背景技術：
授權公告號CN2490208Y的《泵灌混凝土孔底射漿裝置》公開了一種樁基礎工程用的鑽孔及成樁裝置。用該裝置成樁時在鑽至設計標高后，用泵通過輸漿管和射漿管向孔底射漿，將樁孔底部直徑增大，使所成樁的底部直徑變大，單樁的承載力提高。該種樁雖然承載力高，但輸漿和射漿管在冬季施工時容易堵塞。「螺紋樁」顧名思義就是在樁的外圓柱表面上盤旋環繞有突起的螺紋線，可想而知由於螺紋線的存在，這種樁埋在地下後能夠承受的側阻力之大是不言而喻的，這種樁傳統的成樁方式是先鑽出樁孔，然後提出鑽具，接著在樁孔的孔壁上成型螺旋線狀的凹槽，再灌入混凝土。通過其成樁過程不難看出，成樁的工序多，而且它是在沒有地下水(施工面地下水層之上)、沒有砂層、沒有流塑土、孔壁不容易塌落的地質條件下施工成樁的，在有地下水、有砂層、有軟塑土、有流塑土、孔壁容易塌落的地質條件下不能施工成樁。
發明內容
本發明的目的是提供一種螺紋樁的成樁裝置及成樁方法，以克服現有的螺紋樁成樁工序多，並且在有地下水、有砂層、有軟塑土、有流塑土、孔壁容易塌落的地質條件下不能施工成樁的缺陷。螺紋樁的成樁裝置包括鑽杆1、鑽頭2、外套3和葉片4，葉片4環繞在空心的鑽杆1外表面，鑽頭2鉸接在鑽杆1的下端並把鑽杆1的下端封閉，外套3設置在鑽杆1的上部並套在鑽杆1的外圓表面上，它還包括滾壓輪5、擺杆6、牽拉繩7、油缸8、油泵9、油箱10、進油管11、回油管12、導向裝置41和三個密封圈13，三個密封圈13自上而下依次設置在外套3的內表面和鑽杆1的外表面之間並在每兩個密封圈13之間分別形成第一環空14和第二環空15，油泵9的出油端通過外套3上開的第一通孔3-1與第二環空15相連通，第二環空15通過鑽杆1上開的第一透孔1-1與進油管11的一端相連通，進油管11的另一端與油缸8的進油端連通，油缸8的回油端與回油管12的一端相連通，回油管12的另一端通過鑽杆1上開的第二透孔1-2與第一環空14相連通，第一環空14通過外套3上開的第二通孔3-2與油箱10的內腔相連通，油泵9的進油端與油箱10的內腔相連通，油缸8固定在鑽杆1的外表面上，牽拉繩7的一端固定在油缸8的活塞杆上，牽拉繩7的另一端通過導向裝置41固定在擺杆6的一端上，擺杆6的中部通過鉸接軸42鉸接在葉片4上，擺杆6的另一端設置滾壓輪5。本發明的裝置一次性下鑽、提鑽就能完成鑽孔、灌注混凝土和成型螺旋線狀凹槽的工作，因此成樁的工序極其簡單，克服了現有的螺紋樁成樁工序多的缺陷。
應用螺紋樁的成樁裝置的成樁方法，它通過下述步驟實現一、旋轉的鑽杆1帶動鑽頭2和葉片4鑽出樁孔50；二、樁孔50鑽至達到規定的標高后，把鑽杆1向上提10cm～50cm，鑽杆1內孔中的混凝土衝開鉸接在鑽杆1下端部鑽頭2上的活門2-2，灌注到樁孔50中；三、油泵9通過第一通孔3-1、第二環空15、第一透孔1-1和進油管11向油缸8的進油端注油，使油缸8的活塞杆向上回縮，牽動擺杆6逆時針轉動，滾壓輪5的輪緣扎入樁孔50的內壁表面；四、向上提鑽杆1的同時使鑽杆1旋轉，樁孔50的內壁表面滾壓出螺旋線狀的凹槽50-1，流動的混凝土灌注到凹槽50-1中；五、從樁孔50中提出鑽杆，向樁孔50內的混凝土中插入鋼筋籠51，混凝土凝固後螺紋樁就完成了成樁過程。由於本方法先向樁孔50中灌注混凝土，具有大流動性的混凝土向樁孔壁施加靜態壓力，使樁孔壁不容易塌落，因此能在有地下水、有砂層、有軟塑土、有流塑土、孔壁容易塌落的地質條件下成型螺旋線狀的凹槽，從而成型螺紋樁。本發明的裝置工作可靠、操作容易，本發明的方法具有施工簡單的優點。
圖1是本發明裝置的結構示意圖，圖2是圖1的A向視圖，圖3是實施方式三和四的結構示意圖，圖4是圖1的B-B剖視圖，圖5是本發明方法步驟一的示意圖，圖6是本發明方法步驟四的示意圖，圖7是步驟五的示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一下面結合圖1和圖2、圖4說明本實施方式。本實施方式由鑽杆1、鑽頭2、外套3、葉片4、滾壓輪5、擺杆6、牽拉繩7、油缸8、油泵9、油箱10、進油管11、回油管12、導向裝置41和三個密封圈13組成，葉片4環繞在空心的鑽杆1外表面，鑽頭2鉸接在鑽杆1的下端並把鑽杆1的下端封閉，外套3設置在鑽杆1的上部並套在鑽杆1的外圓表面上，三個密封圈13自上而下依次設置在外套3的內表面和鑽杆1的外表面之間並在兩個密封圈13之間分別形成第一環空14和第二環空15，油泵9的出油端通過外套3上開的第一通孔3-1與第二環空15相連通，第二環空15通過鑽杆1上開的第一透孔1-1與進油管11的一端相連通，進油管11的另一端穿出鑽杆1與油缸8的進油端連通，油缸8的回油端與回油管12的穿出鑽杆1的一端相連通，回油管12的另一端通過鑽杆1上開的第二透孔1-2與第一環空14相連通，第一環空14通過外套3上開的第二通孔3-2與油箱10的內腔相連通，油泵9的進油端與油箱10的內腔相連通，油缸8固定在鑽杆1的外表面上，牽拉繩7的一端固定在油缸8的活塞杆上，牽拉繩7的另一端通過導向裝置41固定在擺杆6的一端上，所述導向裝置41為套體，它能使牽拉繩7轉變一個牽拉方向。擺杆6的中部通過鉸接軸42鉸接在葉片4上，擺杆6的另一端設置滾壓輪5，所述滾壓輪5由轉動輪和輪軸組成，輪軸固定在擺杆6上。鑽頭2由合頁2-3、活門2-2和鑽頭板2-1組成，活門2-2的一側通過合頁2-3鉸接在鑽杆1的下端端部上並把鑽杆1的下端封閉，三角形的鑽頭板2-1固定在活門2-2的下端表面上。鑽頭2的鑽孔以及釋放混凝土的過程與授權公告號是CN2490208Y的《泵灌混凝土孔底射漿裝置》相同。擺杆6鉸接在位於鑽杆1下端的葉片4上。如此設置，使滾壓輪5能在樁孔的底端開始滾壓，使螺紋突起能貫通螺紋樁的全長。當然在鑽杆1上沿其高度方向還可以設置多組擺杆6和滾壓輪5，都由牽拉繩7來牽動，其目的同樣是形成螺旋線狀的凹槽，但效率高了。
具體實施方式
二下面結合圖1具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是它還包括一號軸承20和二號軸承21，外套3的上端通過一號軸承20頂在鑽杆1的上臺肩1-4的下端，外套3的下端通過二號軸承21壓在鑽杆1的下臺肩1-3的上端。如此設置，鑽杆1的上下移位不會造成外套3的軸向竄動。其它的組成和連接關係與實施方式一相同。
具體實施方式
三下面結合圖1和圖3具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是它還包括花套30，花套30設置在第一環空14中，花套30的外圓表面上開有外環槽30-1，花套30的內孔表面上開有內環槽30-2，外環槽30-1與內環槽30-2之間通過孔30-3相連通，外環槽30-1與第二通孔3-2相連通，內環槽30-2與第二透孔1-2相連通。如此設置，使密封圈13能夠軸向定位，保證油路的暢通。同理第二環空15中也可以設置花套30。其它的組成和連接關係與實施方式一相同。
具體實施方式
四下面結合圖3具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是第一透孔1-1的一端連通第二環空15，第一透孔1-1的另一端連通至鑽杆1的外表面並與進油管11的一端連通。如此設置，進油管11的整體都在鑽杆1外，使鑽杆1內混凝土的流動更通暢。同理第二透孔1-2和回油管12也可以按照此方式設置，目的同樣是使鑽杆1內混凝土的流動更通暢。其它的組成和連接關係與實施方式一相同。
具體實施方式
五下面結合圖1和圖4具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是它還包括行程擋塊40，行程擋塊40固定在葉片4的表面上並處於擺杆6的側面處。如此設置，給擺杆6提供一個運動終止位置，從而保證滾壓輪5工作時處於最佳的工作位置，即水平指向樁孔的內壁表面。
具體實施方式
六下面結合圖5至圖7具體說明本實施方式。它通過下述步驟實現一、旋轉的鑽杆1帶動鑽頭2和葉片4鑽出樁孔50；二、樁孔50鑽至達到規定的標高后，把鑽杆1向上提10cm～50cm，鑽杆1內孔中的混凝土衝開鉸接在鑽杆1下端部鑽頭2上的活門2-2，灌注到樁孔50中；三、油泵9通過第一通孔3-1、第二環空15、第一透孔1-1和進油管11向油缸8的進油端注油，使油缸8的活塞杆向上回縮，牽動擺杆6逆時針轉動，滾壓輪5的輪緣扎入樁孔50的內壁表面；四、向上提鑽杆1的同時使鑽杆1旋轉，樁孔50的內壁表面滾壓出螺旋線狀的凹槽50-1，流動的混凝土灌注到凹槽50-1中；五、從樁孔50中提出鑽杆，向樁孔50內的混凝土中插入鋼筋籠51，混凝土凝固後螺紋樁就完成了成樁過程。步驟四中相鄰的凹槽50-1之間的距離S為10cm～30cm；凹槽50-1的深度h為10cm～20cm。
權利要求
1.螺紋樁的成樁裝置，它包括鑽杆(1)、鑽頭(2)、外套(3)和葉片(4)，葉片(4)環繞在空心的鑽杆(1)外表面，鑽頭(2)鉸接在鑽杆(1)的下端並把鑽杆(1)的下端封閉，外套(3)設置在鑽杆(1)的上部並套在鑽杆(1)的外圓表面上，其特徵在於它還包括滾壓輪(5)、擺杆(6)、牽拉繩(7)、油缸(8)、油泵(9)、油箱(10)、進油管(11)、回油管(12)、導向裝置(41)和三個密封圈(13)，三個密封圈(13)自上而下依次設置在外套(3)的內表面和鑽杆(1)的外表面之間並在兩個密封圈(13)之間分別形成第一環空(14)和第二環空(15)，油泵(9)的出油端通過外套(3)上開的第一通孔(3-1)與第二環空(15)相連通，第二環空(15)通過鑽杆(1)上開的第一透孔(1-1)與進油管(11)的一端相連通，進油管(11)的另一端與油缸(8)的進油端連通，油缸(8)的回油端與回油管(12)的一端相連通，回油管(12)的另一端通過鑽杆(1)上開的第二透孔(1-2)與第一環空(14)相連通，第一環空(14)通過外套(3)上開的第二通孔(3-2)與油箱(10)的內腔相連通，油泵(9)的進油端與油箱(10)的內腔相連通，油缸(8)固定在鑽杆(1)的外表面上，牽拉繩(7)的一端固定在油缸(8)的活塞杆上，牽拉繩(7)的另一端通過導向裝置(41)固定在擺杆(6)的一端上，擺杆(6)的中部通過鉸接軸(42)鉸接在葉片(4)上，擺杆(6)的另一端設置滾壓輪(5)。
2.根據權利要求1所述的螺紋樁的成樁裝置，其特徵在於擺杆(6)鉸接在位於鑽杆(1)下端的葉片(4)上。
3.根據權利要求1所述的螺紋樁的成樁裝置，其特徵在於它還包括一號軸承(20)和二號軸承(21)，外套(3)的上端通過一號軸承(20)頂在鑽杆(1)的上臺肩(1-4)的下端，外套(3)的下端通過二號軸承(21)壓在鑽杆(1)的下臺肩(1-3)的上端。
4.根據權利要求1所述的螺紋樁的成樁裝置，其特徵在於它還包括花套(30)，花套(30)設置在第一環空(14)中，花套(30)的外圓表面上開有外環槽(30-1)，花套(30)的內孔表面上開有內環槽(30-2)，外環槽(30-1)與內環槽(30-2)之間通過孔(30-3)相連通，外環槽(30-1)與第二通孔(3-2)相連通，內環槽(30-2)與第二透孔(1-2)相連通。
5.根據權利要求1所述的螺紋樁的成樁裝置，其特徵在於第一透孔(1-1)的一端連通第二環空(15)，第一透孔(1-1)的另一端連通至鑽杆(1)的外表面並與進油管(11)的一端連通。
6.根據權利要求1所述的螺紋樁的成樁裝置，其特徵在於它還包括行程擋塊(40)，行程擋塊(40)固定在葉片(4)的表面上並處於擺杆(6)的側面處。
7.應用權利要求1所述的螺紋樁的成樁裝置的螺紋樁的成樁方法，其特徵在於它通過下述步驟實現一、旋轉的鑽杆(1)帶動鑽頭(2)和葉片(4)鑽出樁孔(50)；二、樁孔(50)鑽至達到規定的標高后，把鑽杆(1)向上提10cm～50cm，鑽杆(1)內孔中的混凝土衝開鉸接在鑽杆(1)下端部鑽頭(2)上的活門(2-2)，灌注到樁孔(50)中；三、油泵(9)通過第一通孔(3-1)、第二環空(15)、第一透孔(1-1)和進油管(11)向油缸(8)的進油端注油，使油缸(8)的活塞杆向上回縮，牽動擺杆(6)逆時針轉動，滾壓輪(5)的輪緣扎入樁孔(50)的內壁表面；四、向上提鑽杆(1)的同時使鑽杆(1)旋轉，樁孔(50)的內壁表面滾壓出螺旋線狀的凹槽(50-1)，流動的混凝土灌注到凹槽(50-1)中；五、從樁孔(50)中提出鑽杆，向樁孔(50)內的混凝土中插入鋼筋籠(51)，混凝土凝固後螺紋樁就完成了成樁過程。
8.根據權利要求7所述的螺紋樁的成樁方法，其特徵在於步驟四中相鄰的凹槽(50-1)之間的距離(S)為10cm～30cm；凹槽(50-1)的深度(h)為10cm～20cm。
全文摘要
螺紋樁的成樁裝置及成樁方法，本發明涉及一種使用泵灌混凝土方法成樁的成樁裝置及方法。它克服了現有的螺紋樁需要較多工序並且在有地下水、砂層、軟塑土、流塑土、孔壁容易塌落的地質條件下不能施工的缺陷。它包括鑽杆(1)、鑽頭(2)、外套(3)和葉片(4)，它還包括滾壓輪(5)、擺杆(6)、牽拉繩(7)、油缸(8)和液壓系統，牽拉繩(7)的一端固定在(8)的活塞杆上，(7)的另一端固定在(6)的一端，(6)的另一端設置(5)。本裝置能夠在提鑽時一次性完成螺紋樁的整體成樁工作。本發明方法是先鑽出樁孔，(1)內孔中的混凝土灌注到樁孔中；液壓系統使(8)的活塞杆向上回縮，牽動(6)逆時針轉動，(5)的輪緣扎入樁孔的內壁；向上提(1)的同時使(1)旋轉，滾壓出凹槽，向樁混凝土中插入鋼筋籠。
文檔編號E21B7/00GK1807769SQ200610009679
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月27日 優先權日2006年1月27日
發明者劉潤郊 申請人:劉潤郊