一种引孔中掘静力压桩机及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种引孔中掘静力压桩机的施工方法包括以下步骤：1、桩机就位，2、管桩安装，3、顶层软土层液压送桩，4、钻头及钻杆安装，5、持力硬土层引孔中掘送桩，6、持力硬土层扩孔，7、桩底浇注，8、桩基完成。本发明专利技术还公开了实施该方法的引孔中掘静力压桩机。本发明专利技术同步改进设备及施工工艺，利用扩底钻头与螺旋钻杆相结合挖开并钻取管桩正下方及侧部的地基土层，实现钻孔直径大于桩径，并使引孔、中掘与压桩同步进行，大大提高了施工效率、施工质量，降低了施工成本；该引孔中掘静力压桩机可克服了难以通过硬质砂层的缺点，使沉桩基础顺利达到设计的持力层，增加了设备的地层适应性，可满足桩基础工程设计要求。桩基础工程设计要求。桩基础工程设计要求。

【技术实现步骤摘要】
一种引孔中掘静力压桩机及其施工方法


[0001]本专利技术涉及静力压桩机及压桩施工
，具体涉及一种引孔中掘静力压桩机及其施工方法。

技术介绍

[0002]静压沉桩法施工是通过静力压桩机的自重和机架上的配重提供反力而将管桩压入土中的沉桩工艺。此工艺具有无振动，无冲击，无噪音等优点；同时桩身选用高强度预应力预制管桩，以该桩作基础具有工艺简明，质量可靠，造价低，检测方便的特性。但静力压桩机在压桩过程中遇到较厚的硬质砂层时，会因为阻力增大而导致施工困难，这也是制约静力压桩机地层适应性的重要原因。
[0003]现有几种解决方案：
[0004]1、在压桩前进行引孔，在测定好桩位处钻孔，钻孔直径小于桩径，以减小压桩阻力。但是此种施工方法消耗时间长，增加施工成本。容易塌孔，压桩机对正孔位困难。
[0005]2、在无法依靠静压继续沉桩的情况下，采用锤击的方式，依靠对硬质砂层的冲击来穿透硬质砂层，但此方法对于预制管桩的损害较大，会造成桩身的损伤，噪音大，油污飞溅污染环境。
[0006]现有技术，申请号为CN201810430765.7的一种触探式管内引孔静压施工工艺，用于PHC管桩静压沉桩，包括以下步骤：(1)在PHC管桩向下静压沉桩过程中，将钻杆先置入PHC管桩内壁空腔内；(2)开始静压沉PHC管桩；(3)当静压桩机用最大压力也无法使PHC管桩下沉时，开启引孔桩机动力装置带动钻杆对地基进行引孔；(4)当引孔深度达到0.5m至7.0m时，将钻杆向上提起0.5m至6.0m，再进行静压沉PHC管桩；(5)反复交替进行步骤(3)、(4)，直至PHC管桩沉到设计标高，完成PHC管桩静压沉桩。该专利技术利用钻杆只能钻取管桩内壁空腔内土及空腔正下方的土，而无法钻取管桩管壁下方基侧边位置的土，其钻孔直径小于桩径，造成管桩在通过硬质砂层、硬石层时，静压沉桩仍然较为困难或无法通过，不能满足工程设计要求；此种施工方法及设备由于引孔与压桩交替作业，二者交替的操作复杂、消耗时间长、能耗大，影响施工进度，增加施工成本。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对上述的不足，提供一种引孔中掘静力压桩机及其施工方法，通过对施工方法及施工设备的同步改进，使引孔与压桩作业同步进行、无需交替、大幅简化操作步骤、缩短作业时间；利用扩底钻头与螺旋钻杆相结合挖开、击碎并钻取管桩正下方及侧部的地基土层，实现钻孔直径大于桩径，方便管桩顺利通过包括硬质砂层、硬石层的持力层，进行静压沉桩，大大提高了施工效率，降低了施工成本；该引孔中掘静力压桩机通过配合施工工艺进行大幅的机构优化设计，使引孔与压桩作业同步进行，且操作便捷，用时短、能耗小，大幅增加了压桩设备的地层适应性，能更好的满足工程设计要求。
[0008]其技术方案如下：
[0009]一种引孔中掘静力压桩机的施工方法，包括以下步骤：
[0010](1)、桩机就位，将引孔中掘静力压桩机移动至待施工区域，所述引孔中掘静力压桩机包括静压桩机、引孔钻杆、螺旋钻杆、扩底钻头、钻杆卷扬机、流体输送管，所述静压桩机包括液压压桩机构、吊装机构，所述扩底钻头包括扩底挖刀、水泥释放口，所述引孔钻杆、螺旋钻杆、扩底钻头分别中空，所述流体输送管依次穿过所述引孔钻杆、螺旋钻杆、扩底钻头与所述水泥释放口连通；
[0011](2)、管桩安装，利用吊装机构将待送压管桩吊装至所述液压压桩机构上，并使所述待送压管桩的底部与待施工桩基的桩中心顶部接触；
[0012](3)、顶层软土层液压送桩，利用所述液压压桩机构将待送压管桩压入地基土层的顶层软土层内；其中，地基土层包括顶层软土层、持力硬土层；
[0013](4)、钻头及钻杆安装，将扩底钻头及螺旋钻杆安装在引孔钻杆的下端，并插入待送压管桩内；
[0014](5)、持力硬土层引孔中掘送桩，管桩内的螺旋钻杆连同扩底钻头通过低速转动排出管桩内的土，并在钻杆卷扬机的控制下跟随管桩下降；当液压压桩机构将管桩压至持力硬土层附近，液压压桩机构自身压桩力无法使管桩继续下沉时，扩底钻头下降前出并展开扩底挖刀，将管桩正下方及侧部的地基土层挖开，配合液压压桩机构将管桩压入持力硬土层；
[0015](6)、持力硬土层扩孔，当管桩到达指定深度附近，扩底钻头将扩底挖刀展开至最大角度继续下挖，扩大孔成型；
[0016](7)、桩底浇注，所述流体输送管的一端与水泥泵站连通，所述流体输送管的另一端利用扩底钻头的水泥释放口，将水泥注入扩大孔内，螺旋钻杆带动扩底钻头低速旋转，充分搅拌水泥；水泥注满扩大孔，管桩扩大桩头成型；
[0017](8)、桩基完成，扩底钻头将扩底挖刀收拢，用钻杆卷扬机将螺旋钻杆及扩底钻头提升，准备下一轮作业。
[0018]所述引孔中掘静力压桩机还包括潜孔锤，所述步骤(5)还包括以下步骤：
[0019](51)、若所述扩底钻头开挖持力层的硬质土壤或硬石困难时，用所述潜孔锤替换所述扩底钻头，将管桩下方的地基土层中的硬质砂层或硬石层击碎、挖开，然后配合液压压桩机构将管桩压入持力层。
[0020]一种实施上述施工方法的引孔中掘静力压桩机，包括静压桩机、支撑架、立柱、顶升油缸、钻杆动力头、引孔钻杆、螺旋钻杆、扩底钻头、导向架、钻杆卷扬机、悬挂钢丝绳，所述静压桩机包括液压压桩机构、吊装机构、主机平台，所述液压压桩机构、吊装机构、支撑架、钻杆卷扬机分别安装在主机平台上，所述吊装机构、支撑架分别位于所述液压压桩机构的两侧，所述立柱通过所述顶升油缸与所述支撑架竖向滑动连接，所述钻杆动力头安装在所述立柱上，所述导向架与所述立柱竖向滑动连接，所述引孔钻杆的下端穿过所述钻杆动力头，并与其旋动连接，所述引孔钻杆的上端与所述导向架旋转连接，所述扩底钻头通过所述螺旋钻杆与所述引孔钻杆的下端连接，所述悬挂钢丝绳的一端与所述引孔钻杆的上端连接，所述悬挂钢丝绳的另一端缠绕在所述钻杆卷扬机上。
[0021]还包括液压驱动管、流体输送管、第一储管转盘、第二储管转盘，所述第一储管转盘具有液压油输入口，所述第二储管转盘具有水泥输入口，所述扩底钻头包括钻头主体、液
压驱动装置、二个扩底挖刀、水泥释放口，所述钻头主体内部中空形成钻头容腔，所述引孔钻杆及螺旋钻杆内部中空形成钻杆容腔，所述液压驱动装置安装在所述钻头容腔内，并与二个所述扩底挖刀驱动连接，所述液压驱动管的一端依次穿所述钻杆容腔、钻头容腔与所述液压驱动装置连通，所述液压驱动管的另一端缠绕在所述第一储管转盘上，并与所述液压油输入口连通，所述流体输送管的一端次穿所述钻杆容腔、钻头容腔与所述水泥释放口连通，所述流体输送管的另一端缠绕在所述第二储管转盘上，并与所述水泥输入口连通。
[0022]所述扩底钻头还包括二个传动齿轮，所述钻头容腔中部两侧的侧壁上分别设有第一传动通孔，第二传动通孔，所述水泥释放口设在所述钻头容腔下端的侧壁上，所述扩底挖刀的一端设有刀头，所述扩底挖刀的另一端设有挖刀齿牙，二个所述扩底挖刀通过所述挖刀齿牙一端分别安装在所述第一传动通孔，第二传动通孔的外侧面上，并与所述钻头主体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种引孔中掘静力压桩机的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、桩机就位，将引孔中掘静力压桩机移动至待施工区域，所述引孔中掘静力压桩机包括静压桩机、引孔钻杆、螺旋钻杆、扩底钻头、钻杆卷扬机、流体输送管，所述静压桩机包括液压压桩机构、吊装机构，所述扩底钻头包括扩底挖刀、水泥释放口，所述引孔钻杆、螺旋钻杆、扩底钻头分别中空，所述流体输送管依次穿过所述引孔钻杆、螺旋钻杆、扩底钻头与所述水泥释放口连通；(2)、管桩安装，利用吊装机构将待送压管桩吊装至所述液压压桩机构上，并使所述待送压管桩的底部与待施工桩基的桩中心顶部接触；(3)、顶层软土层液压送桩，利用所述液压压桩机构将待送压管桩压入地基土层的顶层软土层内；其中，地基土层包括顶层软土层、持力硬土层；(4)、钻头及钻杆安装，将扩底钻头及螺旋钻杆安装在引孔钻杆的下端，并插入待送压管桩内；(5)、持力硬土层引孔中掘送桩，管桩内的螺旋钻杆连同扩底钻头通过低速转动排出管桩内的土，并在钻杆卷扬机的控制下跟随管桩下降；当液压压桩机构将管桩压至持力硬土层附近，液压压桩机构自身压桩力无法使管桩继续下沉时，扩底钻头下降前出并展开扩底挖刀，将管桩正下方及侧部的地基土层挖开，配合液压压桩机构将管桩压入持力硬土层；(6)、持力硬土层扩孔，当管桩到达指定深度附近，扩底钻头将扩底挖刀展开至最大角度继续下挖，扩大孔成型；(7)、桩底浇注，所述流体输送管的一端与水泥泵站连通，所述流体输送管的另一端利用扩底钻头的水泥释放口，将水泥注入扩大孔内，螺旋钻杆带动扩底钻头低速旋转，充分搅拌水泥；水泥注满扩大孔，管桩扩大桩头成型；(8)、桩基完成，扩底钻头将扩底挖刀收拢，用钻杆卷扬机将螺旋钻杆及扩底钻头提升，准备下一轮作业。2.如权利要求1所述引孔中掘静力压桩机的施工方法，其特征在于，所述引孔中掘静力压桩机还包括潜孔锤，所述步骤(5)还包括以下步骤：(51)、若所述扩底钻头开挖持力层的硬质土壤或硬石困难时，用所述潜孔锤替换所述扩底钻头，将管桩下方的地基土层中的硬质砂层或硬石层击碎、挖开，然后配合液压压桩机构将管桩压入持力层。3.一种实施权利要求1至2任一项所述施工方法的引孔中掘静力压桩机，其特征在于，其包括静压桩机、支撑架、立柱、顶升油缸、钻杆动力头、引孔钻杆、螺旋钻杆、扩底钻头、导向架、钻杆卷扬机、悬挂钢丝绳，所述静压桩机包括液压压桩机构、吊装机构、主机平台，所述液压压桩机构、吊装机构、支撑架、钻杆卷扬机分别安装在主机平台上，所述吊装机构、支撑架分别位于所述液压压桩机构的两侧，所述立柱通过所述顶升油缸与所述支撑架竖向滑动连接，所述钻杆动力头安装在所述立柱上，所述导向架与所述立柱竖向滑动连接，所述引孔钻杆的下端穿过所述钻杆动力头，并与其旋动连接，所述引孔钻杆的上端与所述导向架旋转连接，所述扩底钻头通过所述螺旋钻杆与所述引孔钻杆的下端连接，所述悬挂钢丝绳的一端与所述引孔钻杆的上端连接，所述悬挂钢丝绳的另一端缠绕在所述钻杆卷扬机上。4.如权利要求3所述的引孔中掘静力压桩机，其特征在于，还包括液压驱动管、流体输送管、第一储管转盘、第二储管转盘，所述第一储管转盘具有液压...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯欣华，庞国达，韦国保，杨树金，
申请(专利权)人：广东力源液压机械有限公司，
类型：发明
国别省市：