用于成型長螺旋擴孔樁的長螺旋鉆機及成樁方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種巖土層鉆孔設備，特別是涉及一種長螺旋鉆機及成粧方法。
【背景技術】
[0002]目前，高層或大型建筑物基礎多采用鋼筋混凝土鉆孔灌注粧，在施工過程中大多采用長螺旋粧機鉆等徑粧，等徑粧的承載力差，為增加粧的承載力，工程人員想到了將粧孔適當位置擴大，形成如圖1所示的長螺旋擴孔粧。為了形成這樣的粧型，工程人員開發出相應的成粧設備，比較常見的是在鉆桿或鉆頭上安裝擴孔器，由液壓設備驅動，當鉆桿到達指定位置時，啟動液壓設備使擴孔器向外張開，通過擠壓周邊土層形成擴孔段，這種設備存在兩個比較明顯的問題:一、設備復雜，制造成本高，故障率高；二、土層受到擴孔器擠壓容易混入粧孔內的混凝土中，影響粧體質量。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低、成粧質量好的用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機及成粧方法。
[0004]本發明用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機，包括第一動力頭、鉆桿和鉆頭，所述第一動力頭的輸出端與鉆桿傳動連接，所述鉆桿外部帶有螺旋葉片，所述鉆頭安裝在鉆桿下端，鉆頭上開設有混凝土活門，所述鉆桿通過管道與混凝土泵站相連接，其中還包括鉆筒和第二動力頭，所述鉆筒與鉆桿同軸設置，且鉆筒內徑略大于鉆桿外部螺旋葉片的外徑，鉆筒套在鉆桿外部位于第一動力頭下方，鉆筒底部筒壁開設有通孔，所述通孔孔壁上安裝有與鉆筒軸線平行的鉸接軸，所述鉸接軸上連接有擴孔活門，所述擴孔活門的形狀與通孔相同，擴孔活門位于鉆頭上方，所述第二動力頭的輸出端與鉆筒傳動連接，第二動力頭安裝在長螺旋鉆機的桅桿上。
[0005]本發明用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機，其中所述鉆筒與擴孔活門之間安裝有限位裝置，所述限位裝置用于限制擴孔活門打開的最大角度。
[0006]本發明長螺旋擴孔粧的成粧方法，采用上述的長螺旋鉆機，按照如下步驟進行:
[0007]A、將長螺旋鉆機架設在施工點，啟動第一動力頭和第二動力頭，驅動鉆桿和鉆筒同步向下鉆進，向下鉆進過程中，鉆桿正向旋轉，鉆筒反向旋轉；
[0008]B、當鉆頭鉆進至預定深度位置，關閉第一動力頭和第二動力頭，打開鉆頭上的混凝土活門，啟動混凝土泵站將混凝土送入鉆桿中，混凝土通過混凝土活門注入粧孔內，啟動提升裝置，使鉆桿與鉆筒向上同步提升；
[0009]C、當擴孔活門提升至與設定擴孔段相對應的位置時，關閉提升裝置，啟動第二動力頭，驅動鉆筒正向旋轉，擴孔活門在與土層摩擦力作用下打開切入土層當中，擴孔活門隨著鉆筒旋轉在土層中刨出環形槽，土渣通過通孔進入鉆筒內，啟動第二動力頭，驅動鉆筒反向旋轉使擴孔活門關閉，啟動第一動力頭，驅動鉆桿正向旋轉，螺旋葉片將土渣帶出地面；
[0010]D、啟動提升裝置，使鉆桿與鉆筒繼續向上提升，混凝土通過混凝土活門注入環形槽內形成擴孔粧段；
[0011]E、當擴孔活門提升至與下一個設定擴孔段相對應的位置時，重復進行步驟C和步驟D，直至鉆頭和鉆桿完全離開地面，關閉混凝土泵站。
[0012]本發明用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機及成粧方法與現有技術不同之處在于本發明用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機在鉆桿外部安裝鉆筒，在鉆筒底部安裝有擴孔活門，擴孔活門在鉆筒反向旋轉時關閉，正向旋轉時打開切入土層，通過鉆筒旋轉在土層中刨出環形槽，刨出的土渣進入鉆筒內，利用鉆桿上的螺旋葉片將土渣帶出地面。本設備結構簡單，制造成本低，便于操作，且能夠一次性成粧，施工效率更高。
[0013]下面結合附圖對本發明的用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機及成粧方法作進一步說明。
【附圖說明】
[0014]圖1為長螺旋擴孔粧的結構示意圖；
[0015]圖2為本發明用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機的結構示意圖；
[0016]圖3為本發明用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機中鉆筒的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖2所示，本發明用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機包括第一動力頭1、鉆桿2、鉆頭3、鉆筒6和第二動力頭7。第一動力頭I的輸出端與鉆桿2傳動連接，鉆桿2外部帶有螺旋葉片4，鉆頭3安裝在鉆桿2下端，鉆頭3上開設有混凝土活門5，鉆桿2通過管道與混凝土泵站相連接。鉆筒6與鉆桿2同軸設置，且鉆筒6內徑略大于鉆桿2外部螺旋葉片4的外徑，鉆筒6套在鉆桿外部位于第一動力頭I下方。結合圖3所示，鉆筒6底部筒壁開設有通孔，通孔孔壁上安裝有與鉆筒6軸線平行的鉸接軸8，鉸接軸8上連接有擴孔活門9，擴孔活門9的形狀與通孔相同，擴孔活門9位于鉆頭3上方。鉆筒6與擴孔活門9之間安裝有限位裝置，限位裝置用于限制擴孔活門9打開的最大角度，限位裝置可以采用擋塊，抵靠在擴孔活門9外部以限制其打開的最大角度，在本實施方式中，鉆筒6的半徑為200mm，擴孔活門9打開后的最大半徑為400mm。第二動力頭7的輸出端與鉆筒6傳動連接，第二動力頭7安裝在長螺旋鉆機的桅桿上。
[0018]采用本發明長螺旋鉆機的成粧過程如下描述:
[0019]A、將長螺旋鉆機架設在施工點，啟動第一動力頭I和第二動力頭7，驅動鉆桿2和鉆筒6同步向下鉆進，向下鉆進過程中，鉆桿2正向旋轉，鉆筒6反向旋轉，粧孔內的土渣被螺旋葉片4帶出地面。
[0020]B、當鉆頭3鉆進至預定深度位置，關閉第一動力頭I和第二動力頭7，打開鉆頭3上的混凝土活門5，啟動混凝土泵站將混凝土送入鉆桿2中，混凝土通過混凝土活門5注入粧孔內，啟動提升裝置，使鉆桿2與鉆筒6向上同步提升，鉆頭3下方的粧孔被混凝土填滿。
[0021]C、當擴孔活門9提升至與設定擴孔段相對應的位置時，關閉提升裝置，啟動第二動力頭7，驅動鉆筒6正向旋轉，擴孔活門9在與土層摩擦力作用下打開切入土層當中，擴孔活門9隨著鉆筒6旋轉在土層中刨出位于鉆頭3上方的環形槽，土渣通過通孔進入鉆筒6內。然后啟動第二動力頭7，驅動鉆筒6反向旋轉使擴孔活門9關閉，啟動第一動力頭1，驅動鉆桿2正向旋轉，螺旋葉片4將土渣帶出地面。
[0022]D、啟動提升裝置，使鉆桿2與鉆筒6繼續向上提升，混凝土通過混凝土活門5注入環形槽內形成擴孔粧段。
[0023]E、當擴孔活門9提升至與下一個設定擴孔段相對應的位置時，重復進行步驟C和步驟D，直至鉆頭3和鉆桿2完全離開地面，關閉混凝土泵站，即形成如圖1所示的長螺旋擴孔粧。
[0024]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機，包括第一動力頭(1)、鉆桿(2)和鉆頭(3)，所述第一動力頭(I)的輸出端與鉆桿(2)傳動連接，所述鉆桿(2)外部帶有螺旋葉片(4)，所述鉆頭(3)安裝在鉆桿(2)下端，鉆頭(3)上開設有混凝土活門(5)，所述鉆桿(2)通過管道與混凝土泵站相連接，其特征在于:還包括鉆筒(6)和第二動力頭(7)，所述鉆筒(6)與鉆桿(2)同軸設置，且鉆筒(6)內徑略大于鉆桿(2)外部螺旋葉片(4)的外徑，鉆筒(6)套在鉆桿外部位于第一動力頭(I)下方，鉆筒(6)底部筒壁開設有通孔，所述通孔孔壁上安裝有與鉆筒(6)軸線平行的鉸接軸(8)，所述鉸接軸(8)上連接有擴孔活門(9)，所述擴孔活門(9)的形狀與通孔相同，擴孔活門(9)位于鉆頭(3)上方，所述第二動力頭(7)的輸出端與鉆筒(6)傳動連接，第二動力頭(7)安裝在長螺旋鉆機的桅桿上。2.根據權利要求1所述的用于成型長螺旋擴孔粧的長螺旋鉆機，其特征在于:所述鉆筒(6)與擴孔活門(9)之間安裝有限位裝置，所述限位裝置用于限制擴孔活門(9)打開的最大角度。3.—種長螺旋擴孔粧的成粧方法，其特征在于:采用權利要求1所述的長螺旋鉆機，按照如下步驟進行: A、將長螺旋鉆機架設在施工點，啟動第一動力頭(I)和第二動力頭(7)，驅動鉆桿(2)和鉆筒出)同步向下鉆進，向下鉆進過程中，鉆桿(2)正向旋轉，鉆筒(6)反向旋轉； B、當鉆頭(3)鉆進至預定深度位置，關閉第一動力頭(I)和第二動力頭(7)，打開鉆頭(3)上的混凝土活門(5)，啟動混凝土泵站將混凝土送入鉆桿(2)中，混凝土通過混凝土活門(5)注入粧孔內，啟動提升裝置，使鉆桿(2)與鉆筒(6)向上同步提升； C、當擴孔活門(9)提升至與設定擴孔段相對應的位置時，關閉提升裝置，啟動第二動力頭(7)，驅動鉆筒(6)正向旋轉，擴孔活門(9)在與土層摩擦力作用下打開切入土層當中，擴孔活門(9)隨著鉆筒(6)旋轉在土層中刨出環形槽，土渣通過通孔進入鉆筒(6)內，啟動第二動力頭(7)，驅動鉆筒(6)反向旋轉使擴孔活門(9)關閉，啟動第一動力頭(1)，驅動鉆桿⑵正向旋轉，螺旋葉片⑷將土渣帶出地面； D、啟動提升裝置，使鉆桿(2)與鉆筒(6)繼續向上提升，混凝土通過混凝土活門(5)注入環形槽內形成擴孔粧段； E、當擴孔活門(9)提升至與下一個設定擴孔段相對應的位置時，重復進行步驟C和步驟D，直至鉆頭(3)和鉆桿(2)完全離開地面，關閉混凝土泵站。
【專利摘要】本發明用于成型長螺旋擴孔樁的長螺旋鉆機及成樁方法涉及一種巖土層鉆孔設備及成樁方法。其目的是為了提供一種結構簡單、成本低、成樁質量好的用于成型長螺旋擴孔樁的長螺旋鉆機及成樁方法。本發明用于成型長螺旋擴孔樁的長螺旋鉆機包括第一動力頭、鉆桿和鉆頭，第一動力頭的輸出端與鉆桿傳動連接，鉆桿外部帶有螺旋葉片，鉆頭上開設有混凝土活門，鉆桿與混凝土泵站相連接，還包括鉆筒和第二動力頭，鉆筒與鉆桿同軸設置，且鉆筒內徑略大于鉆桿外部螺旋葉片的外徑，鉆筒底部筒壁開設有通孔，通孔孔壁上安裝有與鉆筒軸線平行的鉸接軸，鉸接軸上連接有擴孔活門，擴孔活門的形狀與通孔相同，第二動力頭的輸出端與鉆筒連接，第二動力頭安裝在長螺旋鉆機的桅桿上。
【IPC分類】E21B17/22, E21B7/28, E02D5/34, E21B7/00, E21B10/00
【公開號】CN104963626
【申請號】CN201510336482
【發明人】黃朝陽
【申請人】黃朝陽
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月17日