一种旋转切扩支盘桩机及切扩支盘桩的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种旋转切扩支盘桩机及切扩支盘桩的施工方法，切扩支盘桩机包括钻杆，钻杆上固定有旋转切扩组件；旋转切扩组件包括第一传力筒，第一传力筒下端铰接有若干切土钢板，切土钢板内壁开设有第一滑槽，第二传力筒下端向内伸出有压块，连接筒上固定有卡扣座，卡扣座侧壁安装有弹簧，弹簧下端和安装槽下端固定，上端和卡扣固定连接；连接杆一端固定在第一滑槽中，另一端安装在卡扣上。钻头到达目标位置时，切土钢板在液压构件作用下展开进行作业，切土钢板的旋转速度和角度为无级变速，最终在同一位置形成树形支盘空腔。所形成的树形支盘桩与普通支盘桩相比具有更大的体积，显著提高桩基的竖向以及横轴向承载能力的优点。

A kind of rotary expanding branch pile machine and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种旋转切扩支盘桩机及切扩支盘桩的施工方法
本专利技术属于灌注支盘桩的成型
，具体涉及一种旋转切扩支盘桩机及切扩支盘桩的施工方法。
技术介绍
支盘桩是一种新型桩基技术，通过在合适的土层挤扩，形成带支盘的灌注桩，大大提高单桩的承载力，可以减小桩径与桩长，节约成本，缩短工期，已在许多城市广泛使用。支盘桩是将相对软弱土层中普通的摩擦桩或者摩擦端承桩在有限的桩身土层范围内通过设置承力盘或承力分支提高桩端承载力，充分利用桩身范围内各层土体的桩端承载力提高单桩承载力，达到提高单方混凝土承载力的目的从而节省造价或缩短工期。支盘桩与常规普通灌注桩相比，其抗压承载力、抗拔承载力都有大幅度的提高,且由于单桩承载力大，在荷载相同的情况下，一部分荷载通过支盘来传递，一定程度上相比普通灌注桩具有缩短桩长、减小桩径或者减少桩数的优点，从而能达到节省造价、缩短工期。目前普通支盘桩在实际使用中存在以下缺点：1)在同一位置只形成一个盘，其横向面积增量小，不能很好的提升桩基横轴向承载力；2)施工质量不易控制，在坚硬土层中施工较为困难；3)施工效率低，施工时间相对较长。
技术实现思路
本专利技术提供了一种旋转切扩支盘桩机及切扩支盘桩的施工方法，利用高强度切土钢板的旋转进行连续的切削作业，利用液压构件控制切土钢板的张开角度，形成形状规整、质量可靠的切扩支盘灌注桩。为达到上述目的，本专利技术一种旋转切扩支盘桩机，包括钻杆，钻杆下端固定有钻头，钻杆上固定有旋转切扩组件；所述旋转切扩组件包括传力筒、切土钢板、连接杆和连接筒，所述传力筒包括第一传力筒和固定在第一传力筒下端的第二传力筒，第一传力筒下端铰接有若干切土钢板，切土钢板内壁开设有第一滑槽，第二传力筒内壁向内伸出有若干压块；所述连接筒上固定有卡扣座，卡扣座侧壁开设有若干安装槽，安装槽中安装有弹簧，弹簧下端和安装槽下端固定，上端和卡扣固定连接，卡扣在压块的作用下竖向移动；所述连接杆一端固定在第一滑槽中，另一端安装在卡扣上开设的第二滑槽中。进一步的，传力筒由液压构件驱动。进一步的，液压构件包括壳体，壳体上自上至下依次设置有储液腔、第一进液空腔和第二进液空腔，第一进液空腔和第二进液空腔之间由传力装置和密封圈隔开，第二进液空腔中设置有传力装置，第一液压输液管连通储液腔和第二进液空腔，第二液压输液管连通储液腔和第二进液空腔；壳体下端开设有供传力装置下移的环形槽，环形槽与传力装置之间安装有密封圈；当需要使传力装置向下伸出时，通过第二液压输液管从储液腔向第二进液空腔输入液压油，使液压油将传力装置向下推动，当需要收回传力装置时，通过第一液压输液管从储液腔向第二进液空腔输送液压油，通过液压油将传力装置向上推动。进一步的，传力装置为一个空心圆筒，其纵截面为T形。进一步的，切土钢板包括连接件和固定在连接件上的刀片，第一滑槽开设在连接件上，所有刀片的刀刃方向形同，逆时针或顺时针方向排布。进一步的，卡扣为台阶形，卡扣的大端位于安装槽中，小端开设有第二滑槽，第二滑槽上端为半球形，连接杆两端为球形。一种基于上述的旋转切扩支盘桩机的支盘桩施工方法，包括以下步骤：步骤1、旋转钻进钻头，在预定桩孔位置向下钻孔，在钻头的作用下在地基中钻成竖直桩孔；步骤2、到达支盘预定位置后，暂停旋转钻进，利用液压构件展开切土钢板后，使钻杆原地旋转，带动切土钢板在竖直桩孔内壁土层进行切削作业，改变切土钢板的展开角度，继续使切土钢板在竖直桩孔内壁土层进行切削作业，直至形成用于支盘灌注桩的支盘空腔；步骤3、使切土钢板复位，随后钻头继续向下钻进成孔，在下一个支盘预定位置形成用于支盘灌注桩的支盘空腔，直至在所有的支盘预定位置形成支盘空腔；步骤4、在桩孔中下钢筋笼、灌注混凝土并成桩，最终形成支盘桩。进一步的，步骤2中，在同一个支盘预定位置，共进行四次切削，且切土钢板的展开角度依次增大。进一步的，步骤2和步骤3中，利用液压构件来改变切土钢板的展开角度。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：在钻头到达目标位置时，切土钢板在液压装置作用下展开，并能调整展开角度进行作业，切土钢板的旋转速度和角度为无级变速，最终在同一位置形成树形支盘空腔。所形成的树形支盘桩与普通支盘桩相比具有更大的体积，显著提高桩基的竖向以及横轴向承载能力的优点。进一步的，传力装置为一个空心圆筒，其纵截面为T形。在调节切土钢板角度的过程中，可防止其从环形槽滑出。进一步的，切土钢板包括连接件和固定在连接件上的刀片，第一滑槽开设在连接件上，所有刀片的刀刃方向形同，逆时针或顺时针方向排布。将刀片竖向排布，能够增大切面面积，最大限度的增大桩基的横向面积，提升桩基横轴向承载力。进一步的，卡扣为台阶形，大端位于安装槽中，小端开设有第二滑槽，第二滑槽上端为半球形，连接杆两端为球形，能够有效防止连接杆从卡扣中滑出，保证装置的稳定性。切土钢板由高强度钢材制成，可在坚硬土层中施工作业。进一步的，通过液压构件来控制切土钢板的展开角度，形成不同旋切平面，从而形成树状支盘空腔。一种切扩支盘桩的施工方法，通过调节切土钢板展开的角度，在支盘的设计位置形成多角度的空腔，然后在空腔中下钢筋笼、灌注混凝土并成桩，在同一位置只形成多个盘，增大了横向面积，能很好的提升桩基横轴向承载力。与普通挤扩支盘桩装置相比，本方法可减少支盘设置的数量，达到更佳的效果，且本装置与钻机形成一体化装置，在钻进的过程中即可形成支盘空腔，从而加快了施工速度。经济实用：本方法节省了施工时间，加快了施工进度，且减少了装置数量，具有经济实用的优点。质量可靠：本方法形成的支盘桩具有较高的抵抗横轴向及竖向荷载的能力，因此其与普通挤扩支盘桩相比质量较为可靠。附图说明图1为本专利技术装置整体结构示意图；图2a为液压构件剖面示意图一；图2b为液压构件剖面示意图二；图3a为切土钢板收起时旋转切扩组件示意图；图3b为切土钢板打开时旋转切扩组件示意图；图4为切土钢板打开时旋转切扩组件放大示意图；图5为旋转切扩组件局部示意图；图6为旋转切扩组件俯视示意图；图7a为卡扣示意图；图7b为连接杆、卡扣和切土钢板连接示意图；图7c为连接杆示意图；图8为树形支盘桩成桩效果示意图。附图中：1、液压构件；1-1、第一液压输液管；1-2、第二液压输液管；1-3、传力装置；1-4、密封圈；1-5、储油罐；1-6、进液空腔；1-7、进液空腔；2、旋转切扩组件；2-1、传力筒；2-2、切土钢板；2-3、连接杆；2-4、卡扣；2-5、弹簧组件；2-6、连接筒；2-7、卡扣座；2-8压块；3、钻杆；4、钻头；5、桩孔；6、支盘空腔。具体实施方式为了使本专利技术的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并非用于限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转切扩支盘桩机，其特征在于，包括钻杆(3)，钻杆(3)下端固定有钻头(4)，钻杆(3)上固定有旋转切扩组件(2)；/n所述旋转切扩组件(2)包括传力筒(2-1)、切土钢板(2-2)、连接杆(2-3)和连接筒(2-6)，所述传力筒(2-1)包括第一传力筒(2-1-1)和固定在第一传力筒(2-1-1)下端的第二传力筒(2-1-2)，第一传力筒下端铰接有若干切土钢板(2-2)，切土钢板(2-2)内壁开设有第一滑槽，第二传力筒(2-1-2)内壁向内伸出有若干压块(2-8)；/n所述连接筒(2-6)上固定有卡扣座(2-7)，卡扣座(2-7)侧壁开设有若干安装槽，安装槽中安装有弹簧(2-5)，弹簧(2-5)下端和安装槽下端固定，上端和卡扣(2-4)固定连接，卡扣(2-4)在压块(2-8)的作用下竖向移动；/n所述连接杆(2-3)一端固定在第一滑槽中，另一端安装在卡扣(2-4)上开设的第二滑槽中。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋转切扩支盘桩机，其特征在于，包括钻杆(3)，钻杆(3)下端固定有钻头(4)，钻杆(3)上固定有旋转切扩组件(2)；
所述旋转切扩组件(2)包括传力筒(2-1)、切土钢板(2-2)、连接杆(2-3)和连接筒(2-6)，所述传力筒(2-1)包括第一传力筒(2-1-1)和固定在第一传力筒(2-1-1)下端的第二传力筒(2-1-2)，第一传力筒下端铰接有若干切土钢板(2-2)，切土钢板(2-2)内壁开设有第一滑槽，第二传力筒(2-1-2)内壁向内伸出有若干压块(2-8)；
所述连接筒(2-6)上固定有卡扣座(2-7)，卡扣座(2-7)侧壁开设有若干安装槽，安装槽中安装有弹簧(2-5)，弹簧(2-5)下端和安装槽下端固定，上端和卡扣(2-4)固定连接，卡扣(2-4)在压块(2-8)的作用下竖向移动；
所述连接杆(2-3)一端固定在第一滑槽中，另一端安装在卡扣(2-4)上开设的第二滑槽中。


2.根据权利要求1所述的一种旋转切扩支盘桩机，其特征在于，所述传力筒(2-1)由液压构件(1)驱动。


3.根据权利要求2所述的一种旋转切扩支盘桩机，其特征在于，所述液压构件(1)包括壳体(1-8)，壳体(1-8)上自上至下依次设置有储液腔(1-5)、第一进液空腔(1-6)和第二进液空腔(1-7)，第一进液空腔(1-6)和第二进液空腔(1-7)之间由传力装置(1-3)和密封圈(1-4)隔开，第二进液空腔(1-7)中设置有传力装置(1-3)，第一液压输液管(1-1)连通储液腔(1-5)和第二进液空腔(1-7)，第二液压输液管(1-2)连通储液腔(1-5)和第二进液空腔(1-6)；壳体(1-8)下端开设有供传力装置(1-3)下移的环形槽，环形槽与传力装置(1-3)之间安装有密封圈；当需要使传力装置(1-3)向下伸出时，通过第二液压输液管(1-2)从储液腔(1-5)向第二进液空腔(1-6)输入液压油，使液压油将传力装置(1-3)向下推动，当需要收回传力装置(1-3)时，通过第一液压输液管(1-1)从储液腔(1-5)向第二进液空腔(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯忠居，李铁，胡海波，霍建维，赵亚婉，黄骤屹，陈慧芸，关云辉，武敏，成圆梦，何静斌，蔡俊华，夏承明，白少奋，孟莹莹，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61