[發明專利]一種形成環形孔的現澆筒樁旋挖鉆機以及成樁方法

有效

• 申請號: 201110057716.1
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102182404A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 李征;龔曉南;周建
• 申請（專利權）人: 李征;龔曉南;周建
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B17/00;E02D5/38
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 商宇科

技術領域

本發明涉及一種樁基成樁技術領域，特別是涉及一種形成環形孔的現澆筒樁旋挖鉆機以及利用該筒樁旋挖鉆機的成樁方法。

背景技術

現澆筒樁旋挖鉆機，即為在土芯護壁套管支護下，能形成環形孔的旋挖鉆機，目前，通常的筒樁旋挖鉆機主要是由支撐架體、鉆桿、旋轉動力裝置以及筒樁旋挖裝置(環形筒樁旋挖鉆斗或者筒狀螺旋鉆)組成，鉆桿設置于支撐架體上，旋轉動力裝置設置于鉆桿的上部，通過驅動鉆桿旋轉帶動鉆桿底端的筒樁旋挖裝置(環形筒樁旋挖鉆斗或筒狀螺旋鉆)進行旋挖，但是由于旋轉動力裝置位于地面之上，驅動數十米高的鉆桿轉動所消耗的能量較大，隨鉆深的增加，對鉆桿的材料及截面都提出了較高的要求，所需鉆桿較重，在鉆斗或者螺旋鉆提土過程中，鉆桿本身的重量加上鉆斗或者螺旋鉆中承載的土重，導致鉆桿在提升過程中需要消耗的能量極大，并且較重的鉆桿也會影響整個裝置的穩定性。

現有的成樁施工工藝如下：

1)土芯護壁套管打入地下，護壁套管至樁底標高處或低于樁底標高處一定距離；

2)筒樁旋挖鉆機開始旋挖環形孔，第一、二、三節鉆桿連成整體共同下鉆，動力頭動力來自主機液壓泵，動力頭上的液壓馬達通過減速機帶動鉆桿轉動.相鄰的鉆桿通過鍵條、鍵槽內力傳遞，鍵條鍵槽設置與普通旋挖鉆機類似；主機動力頭上傳遞轉矩通過最外層鉆桿逐級傳遞到最內層鉆桿，最內節鉆桿驅動環形筒樁旋挖鉆斗或筒狀螺旋鉆挖上，當使用環形筒樁旋挖鉆斗時，孔底切削下來的土、砂壓入口內，由于環形底板的擋土作用，孔內土體不會掉下來。當采用筒狀螺旋鉆時，土體置于螺旋葉片上被提出孔外；

3)當鉆孔較深，行程不夠時，第二鉆桿伸出，分開第一節鉆桿與第二節鉆桿，第二、第三節鉆桿繼續下鉆。起斗時，卷揚機提升鋼絲繩，或由液壓缸作用，把第二節鉆桿收到第一節鉆桿中，然后提升鉆桿把鉆頭提到孔外，土體從筒樁旋挖裝置卸除后，再繼續下鉆；

4)當鉆孔較深，行程不夠時，第三鉆桿伸出，分開第二節鉆桿與第三節鉆桿，第三節鉆桿單獨下鉆.起斗時，卷揚機提升鋼絲繩，或由液壓缸作用，首先把第三節鉆桿收到第二節鉆桿中，最后第二節鉆桿收到第一節鉆桿中，然后提升鉆桿把鉆頭提到孔外，土體從筒樁旋挖裝置卸除后，再繼續下鉆；

5)環形孔深達到既定要求后，往環形孔中放置鋼筋籠；

6)澆注混凝土，拔出土芯護壁套管，或者邊澆注混凝土邊拔土芯護壁套管，筒樁形成。

旋轉動力裝置的動力先啟動鉆桿旋轉，由鉆桿帶動鉆斗或者筒狀螺旋鉆旋轉，消耗能量較大。

另外，現有的螺旋鉆一般主要是由管端封閉的筒狀管和設置在筒狀管外壁的螺旋葉片以及設置在筒狀管頂部用于實現其與鉆桿連接的接頭組成，但是，因筒狀管在頂部和底部均被封閉，不能形成兩端開通的空間，螺旋鉆無法穿越土芯護壁套管。現有螺旋鉆其旋挖運動只能形成圓孔樁，不能挖成環形孔，不能形成筒樁。

發明內容

為了解決現有技術中存在的筒樁旋挖鉆機消耗能量大，穩定性差的問題，本發明提供了一種能夠減少旋挖鉆機的動力消耗，減輕鉆桿重量的形成環形孔的現澆筒樁旋挖鉆機以及利用該鉆機的成樁方法。

本發明的技術方案是：一種形成環形孔的現澆筒樁旋挖鉆機，包括支撐架體以及與支撐架體連接的旋轉動力裝置和鉆桿，其特殊之處在于：還包括筒樁旋挖裝置；所述鉆桿與筒樁旋挖裝置連接；所述鉆桿其與筒樁旋挖裝置連接端開通，所述旋轉動力裝置設置于鉆桿的下端筒樁旋挖裝置的上方且能夠驅動筒樁旋挖裝置旋轉，通過旋轉動力裝置驅動筒樁旋挖裝置旋轉，從而對土體旋挖；通過提升鉆桿使筒樁旋挖裝置提升并將土體排出。

上述筒樁旋挖裝置是筒狀螺旋鉆；筒狀螺旋鉆包括筒狀管和設置于筒狀管外壁的螺旋葉片；筒狀管為兩端開通的空心筒狀管；空心筒狀管內徑小于等于鉆桿的內徑；螺旋葉片外邊緣所在圓周的直徑大于等于鉆桿的外徑。旋轉動力裝置設置于筒狀螺旋鉆的筒狀管壁與螺旋葉片的外邊緣之間上方位置。旋挖時，空心筒狀管穿過土芯護壁套管頂端，螺旋葉片與土芯護壁套管之外土體接觸，旋轉螺旋葉片，在土芯護壁套管作用下，土芯得以保留，而周邊土體旋挖，切削下來的土體置于螺旋葉片上，然后隨鉆桿提出孔外，從而形成環形孔。

上述筒樁旋挖裝置還可以是環形筒樁旋挖鉆斗；所述旋轉動力裝置設置于環形筒樁旋挖鉆斗的內環壁與外環壁之間的上方位置。