一种液压扩孔循环钻机及其扩孔桩施工工艺制造技术

一种液压扩孔循环钻机，包括桩机主体和安装在桩机主体上的桅杆及桅杆支撑机构，其特征在于：在桅杆的上端部安装有水龙头，在水龙头底部固定连接有能与水龙头进行液压力传递的液压装置，在液压装置的底部固定连接有能与液压装置进行液压力传递的钻杆，在桅杆的下端部安装有驱动钻杆转动的动力头，在钻杆的底端安装有在液压装置作用下进行液压扩孔的扩孔钻头。本发明专利技术还公开了一种液压扩孔循环钻机的扩孔桩施工工艺。本发明专利技术的优点在于：1、实现钻孔、扩孔、清孔一体，施工效率高；2、通过采用液压驱动的扩孔钻头，扩孔作用稳定、可靠，效率高；3、扩孔时可以进行泥浆循环清孔，扩孔质量好；4、扩孔能力强，最大扩孔直径可达2m以上。

【技术实现步骤摘要】
一种液压扩孔循环钻机及其扩孔桩施工工艺
本专利技术涉及一种打桩机，尤其是涉及一种液压扩孔循环钻机及其扩孔桩施工工艺。
技术介绍
在高层和超高层建筑建设过程中，都需要进行打桩，现有技术中有各种不同结构的打桩机，如专利号为ZL99237847.8(授权公告号为CN2375670Y)的中国技术专利所公开的《多功能打桩机》，该多功能打桩机由上、下底盘、塔架、撑杆、钻杆、钻具、起降装置及支撑架构成，该多功能打桩机使用方便且成本较低。又如专利号为ZL201120217172.6(授权公告号为CN202131986U)的中国技术专利所公开的《打桩机》，该打桩机包括桩机主体，主体上设有桅杆和桅杆支撑机构，在桅杆的侧部设有磨盘水龙头，磨盘水龙头下方与钻杆相连接，该打桩机工作时，钻杆旋转并开始打桩，启动泥浆泵，利用反循环系统将泥浆和小石头通过磨盘水龙头上面的水龙头排放到外面。又如专利号为ZL201120319000.X(授权公告号为CN202214727U)的中国技术专利所公开的《打桩机》，该打桩机包括底盘、上车车体设置在底盘的上方，上车车体上设置有转台，臂架的下端铰接在转台上，桩架竖直设置，桩架上部与臂架上端连接，桩架包括导轨，导轨沿桩架的延伸方向设置在桩架的架体上，打桩锤沿导轨可上下移动。上述公开的几种打桩机都不带有扩孔功能，对桩基进行扩孔时，还需要另外采用扩孔钻机进行扩孔，操作较为麻烦。另外，随着我国现代化建设的发展，工程建设中的高层与超高层建筑越来越多，对桩基的承载力及施工技术的要求也越来越高。对桩基实施扩孔施工可以大幅度提高单桩承载力，节省工程造价，因此桩基施工领域出现了各种各样的桩基扩孔技术及相应的设备。现有的桩基扩孔技术按照扩孔原理可以分为夯扩、爆扩、人工挖孔扩底和扩孔钻头扩底等。这些扩底方法中扩孔钻头扩孔方式较其他扩孔方式应用范围广，扩孔质量更好，更先进，相应地，扩孔钻头扩孔目前主要有如下三种方式：挤扩，钻扩，旋挖扩孔(液压)。挤扩技术在常规钻孔完成后，放入挤扩设备，利用液压缸将挤扩臂打开，在孔中形成扩大分支，若要形成盘状，则须在一次挤扩后收回挤扩臂，旋转一定角度又再挤扩，如此多次之后形成盘状扩大腔。挤扩方式从一开始的双臂单向挤扩到最近几年的三岔双向挤扩灌注桩。钻扩技术采用在常规正反循环回转钻机的钻头上进行改进，使其具有扩孔功能。现有的钻扩技术扩孔钻头都为机械式打开方式，常见的打开方式有孔底压开与反转打开两种方式。孔底压开方式是扩孔钻头在下方到孔底后，利用钻具自身重量及上部施压，将扩孔钻头压开，在孔底进行扩孔。反转打开方式是扩孔钻头在正转时叶片收拢，反转时通过机械方式叶片打开，可以在指定孔深进行扩孔。旋挖扩孔技术的代表为AM工法(旋挖扩底灌注桩)，该技术产生于日本，在常规直孔成孔完成后，采用装有扩孔钻头的AM工法旋挖机，用液压控制方式在指定孔深边旋转边打开扩孔钻头实现旋挖扩孔。上述各种扩孔技术在扩孔能力、扩孔的稳定性和可靠性以及施工效率上各自存在一定的缺陷。综上所述，有待对现有的钻机以及扩孔桩施工的工艺作进一步改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种扩孔作业稳定、可靠，施工效率高且扩孔质量好的液压扩孔循环钻机。本专利技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该液压扩孔循环钻机，包括桩机主体和安装在桩机主体上的桅杆及桅杆支撑机构，其特征在于：在所述桅杆的上端部安装有能相对桅杆上下移动的水龙头，在所述水龙头底部固定连接有能与水龙头进行液压力传递的液压装置，在液压装置的底部固定连接有能与液压装置进行液压力传递的钻杆，在所述桅杆的下端部安装有能相对桅杆上下移动并用于驱动钻杆转动的动力头，在所述钻杆的底端安装有能在液压装置作用下进行液压扩孔的扩孔钻头。优选地，所述的水龙头包括设于桅杆上的安装支架和固定在安装支架上的外壳，在所述外壳的内部设有能相对外壳旋转的旋转体，在外壳的侧壁上开有进油孔、出油孔和泥浆注入孔，在所述旋转体的内部设有进油通道、出油通道和泥浆通道，所述的进油通道与所述的进油孔相连通，所述的出油通道与所述的出油孔相连通，所述的泥浆通道与所述的泥浆注入孔相连通，所述液压装置具有伸入所述旋转体的内部并与所述进油通道、出油通道相连通的液压管，所述泥浆通道通过液压装置内部的通道与所述钻杆内腔相连通。采用上述连接结构后，水龙头的旋转体能相对外壳旋转，且在旋转体旋转过程中，水龙头除了能实现将泥浆输入钻杆的功能外，还能将液压力的传递到水龙头下方的液压装置内并进而传递到钻杆。所述的扩孔钻头可以有多种结构，优选地，所述的扩孔钻头包括有上导向筒、伸缩缸、上连接座、下连接座、扩孔臂和钻尖，所述上连接座固定在所述伸缩缸的顶端并同时与上导向筒相固定，所述伸缩缸的伸缩杆下端与所述的下连接座固定连接，所述的扩孔臂至少有两条，每条扩孔臂包括相互铰接上扩孔臂和下扩孔臂，所述上扩孔臂的上端与所述的上连接座相铰接，所述下扩孔臂的下端与所述的下连接座相铰接，所述的钻尖安装在下连接座的下方，所述钻杆与上导向筒相固定，且所述钻杆具有与下连接座固定连接并在所述液压装置作用下能上下移动的拉杆。这样，液压装置通过驱动拉杆上下移动就可以带动扩孔臂张开或收拢。优选地，所述的钻杆包括一根由所述动力头驱动的主动钻杆和连接在主动钻杆下方的至少一根从动钻杆。钻杆可以有多种不同的连接结构，所述的从动钻杆至少包括有第一从动钻杆和第二从动钻杆，在第一从动钻杆内同轴设置有与第一从动钻杆齐长的第一拉杆，在第二从动钻杆内同轴设置有与第二从动钻杆齐长的第二拉杆，在第一拉杆连接端的外周壁上开有第一环形凹槽，在第二拉杆连接端的外周壁上开有第二环形凹槽，在所述第一环形凹槽和第二环形凹槽内分别嵌设有内嵌套，且内嵌套的内周壁与第一拉杆及第二拉杆对应位置的外周壁相接触，在所述内嵌套的外周壁上紧裹有外紧固套，所述外紧固套的外周壁与第一从动钻杆和第二从动钻杆的内周壁之间留有活动间隙。此外，主动钻杆与从动钻杆之间的连接结构与上述从动钻杆之间的连接结构相同。为了使水龙头和动力头能顺利上下移动，在所述桅杆的顶端安装有第一滑轮组和第二滑轮组，在所述的第一滑轮组上绕设有用于起吊所述水龙头的第一起降吊绳，在所述的第二滑轮组上绕设有第二起降吊绳，在所述的桅杆上设有供所述水龙头和动力头上下滑行的导向滑杆。第二起降吊绳在接钻杆时用来吊钻杆，下钢筋笼时吊钢筋笼，还用来吊导管等等。本专利技术所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种能实现钻孔、扩孔、清孔一体，在扩孔时能进行泥浆循环且扩大腔内无沉渣的液压扩孔循环钻机的扩孔桩施工工艺。本专利技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种液压扩孔循环钻机的扩孔桩施工工艺，其特征在于包括如下步骤：⑴、钻孔钻机就位对中；⑵、直孔钻进至设计扩孔深度；⑶、应用所述液压扩孔循环钻机在设计位置进行扩底或多节扩孔,并在扩孔的同时进行泥浆循环清孔；⑷、液压扩孔循环钻机进行一次清孔；⑸、检测孔深、孔径、扩大头腔层位及直径；⑹、在扩大头符合设计要求后下放钢筋笼；⑺、二次清孔；二次清孔一般通过下放导管来实现；⑻、孔底沉渣测定；⑼、孔底沉渣测定符合设计要求后进行水下砼浇筑⑽、扩孔桩、多节扩孔桩成桩、养护。优选地，步骤⑶中的扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压扩孔循环钻机，包括桩机主体(1)和安装在桩机主体上的桅杆(2)及桅杆支撑机构(3)，其特征在于：在所述桅杆(2)的上端部安装有能相对桅杆上下移动的水龙头(4)，在所述水龙头(4)底部固定连接有能与水龙头进行液压力传递的液压装置(5)，在液压装置(5)的底部固定连接有能与液压装置进行液压力传递的钻杆，在所述桅杆(2)的下端部安装有能相对桅杆上下移动并用于驱动钻杆转动的动力头(7)，在所述钻杆的底端安装有能在液压装置(5)作用下进行液压扩孔的扩孔钻头(8)。

【技术特征摘要】
1.一种液压扩孔循环钻机，包括桩机主体(1)和安装在桩机主体上的桅杆(2)及桅杆支撑机构(3)，其特征在于：在所述桅杆(2)的上端部安装有能相对桅杆上下移动的水龙头(4)，在所述水龙头(4)底部固定连接有能与水龙头进行液压力传递的液压装置(5)，在液压装置(5)的底部固定连接有能与液压装置进行液压力传递的钻杆，在所述桅杆(2)的下端部安装有能相对桅杆上下移动并用于驱动钻杆转动的动力头(7)，在所述钻杆的底端安装有能在液压装置(5)作用下进行液压扩孔的扩孔钻头(8)，所述的水龙头(4)包括设于桅杆(2)上的安装支架(41)和固定在安装支架上的外壳(42)，在所述外壳(42)的内部设有能相对外壳旋转的旋转体(43)，在外壳(42)的侧壁上开有进油孔(44)、出油孔(45)和泥浆注入孔(46)，在所述旋转体(43)的内部设有进油通道(47)、出油通道(48)和泥浆通道(49)，所述的进油通道(47)与所述的进油孔(44)相连通，所述的出油通道(48)与所述的出油孔(45)相连通，所述的泥浆通道(49)与所述的泥浆注入孔(46)相连通，所述液压装置(5)具有伸入所述旋转体(43)的内部并与所述进油通道(47)、出油通道(48)相连通的液压管，所述泥浆通道(49)通过液压装置(5)内部的通道与所述钻杆内腔相连通。2.根据权利要求1所述的液压扩孔循环钻机，其特征在于：所述的扩孔钻头(8)包括有上导向筒(81)、伸缩缸(82)、上连接座(83)、下连接座(84)、扩孔臂(85)和钻尖(86)，所述上连接座(83)固定在所述伸缩缸(82)的顶端并同时与上导向筒(81)相固定，所述伸缩缸(82)的伸缩杆(821)下端与所述的下连接座(84)固定连接，所述的扩孔臂(85)至少有两条，每条扩孔臂(85)包括相互铰接上扩孔臂(851)和下扩孔臂(852)，所述上扩孔臂(851)的上端与所述的上连接座(83)相铰接，所述下扩孔臂(852)的下端与所述的下连接座(84)相铰接，所述的钻尖(86)安装在下连接座(84)的下方，所述钻杆与上导向筒(81)相固定，且所述钻杆具有与下连接座(84)固定连接并在所述液压装置(5)作用下能上下移动的拉杆。3.根据权利要求1所述的液压扩孔循环钻机，其特征在于：所述的钻杆包括一根由所述动力头(7)驱动的主动钻杆(6)和连接在主动钻杆(6)下方的至少一根从动钻杆。4.根据权利要求3所述的液压扩孔循环钻机，其特征在于：所述的从动钻杆至少包括有第一从动钻杆(61)和第二从动钻杆(62)，在第一从动钻杆(61)内...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪灵正，尚君方，庄光明，黄飞，吴国生，
申请(专利权)人：宁波易和桩基工程技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33