[发明专利]斜桩施工钻机及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种斜桩施工钻机及施工方法，能够快速完成所需角度斜桩的施工，属于工程建设领域。

背景技术

目前，城市建设中的旧城区改造，由于人防的要求、市政设施停车等要求、土地价格高的因素、城区规划限高等众多因素，一般新建、改扩建工程都会设计地下室。地下室基坑的施工，由于地下空间的影响以及对临近建筑物、地下市政管线的保护要求，一般都要进行严格的基坑支护设计施工。目前常用的支护体系有桩锚支护体系及复合土钉墙支护体系，尤其是复合土钉墙支护体系，由于其价格低廉，在工程中大量应用，目前由于工艺和设备的限制，复合土钉墙支护体系多为垂直的微型桩，支护结构受力不太合理，造价也比较高。现有技术中没有一种施工方法及设备能快速的施工斜桩，使之应用于复合土钉墙的面板。

基坑支护中还有一种双排桩支护结构，在双排桩支护结构中，现在采用的也都是垂直桩，如果能将双排桩结构施工成沿开挖面的斜桩，也会使支护结构的受力更加合理，使内排桩的受弯转变成受压为主，能减少大量钢材的使用，节约建材降低造价。

发明内容

本发明目的之一是提供了一种斜桩施工钻机，在0度到90度之间任意角度施工，能够快速施工水平锚杆、土钉、微型桩。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种斜桩施工钻机，包括钻具、底座总成、设置在底座总成下方的行走装置、位于底座总成和行走装置之间的回转机构，底座总成上还设置有配电系统、液压泵站和控制系统，钻具包括动力头、套管及钻头，其特征在于：底座总成上设置有塔架，塔架一端与底座之间转动连接，另一端为自由端，且塔架与底座之间设置有用于调节塔架与底座角度的调节缸，塔架沿长度方向设有卡瓦滑道，卡瓦与卡瓦滑道配合，且卡瓦与钻具相连，塔架上两侧分别设置一套用于驱动钻具沿塔架长度方向移动的传动副。

上述斜桩施工钻机中，传动副为链轮链条副或齿轮齿条副。  

上述斜桩施工钻机中，所述链轮塔架两端分别装有一个液压马达，传动副为链轮链条副，链轮与液压马达相连，链条与动力头相连。  

上述斜桩施工钻机中，动力头为中空结构，孔内具有多个凸出的内置键，套管分为上套管和下套管,上套管从动力头中空处穿过，上端连接注浆转换器，且上套管侧面设有内置键对应的键槽，下端与下套管相连，下套管下端安装钻头。

上述斜桩施工钻机中，斜桩施工钻机还包括有设置在底座总成上的卷扬机。

上述斜桩施工钻机中，当塔架与底座夹角为45°-90°时，斜桩施工钻机还包括有斜支撑，该斜支撑一端分别安装在底座后支架两侧，另一端与塔架相连。

上述斜桩施工钻机中，斜桩施工钻机还包括有设置在底座总成上的液压支腿。

本发明目的之二是提供了一种利用上述斜桩施工钻机施工方法，施工效率高且环保无污染。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用所述斜桩施工钻机进行施工的方法，其特征在于：

1）将斜桩施工钻机开到施工现场，按照设计的角度调整塔架，使钻头对准测量定位好的桩位，关闭钻头底部活门，开启配电系统，通过控制系统控制钻具正向旋转，同时启动传动副，使动力头带动钻具向下运动，当动力头向下运行到塔架底端时，传动副停止运行，动力头停止转动，之后动力头反向微转，使动力头的内置键退出套管的键槽，启动传动副反向运行，使动力头向塔架上端运行，至上套管上端键槽处，传动副停止运行，启动动力头正向运转，使内置键进入键槽，启动传动副向下运行，直至钻头达到设计深度；

2）停止钻头运动，启动混凝土泵或砂浆泵，通过管路和钻具中空位置向上述钻好的桩孔内泵送混凝土或砂浆，同时启动使钻头反向旋转，并利用传动副反向驱动，使动力头带动钻具向上运动，依钻进的反向操作，直至钻头离开土体，在此期间，混凝土泵或砂浆泵配合钻具连续运行，使混凝土或砂浆一直充满钻头挤压土体形成的桩孔，直至钻头离开土体，此时钻头挤压土体形成的桩孔完全被混凝土或砂浆充满；

3）根据设计要求向混凝土或砂浆内插入型钢或钢筋笼成桩；

4）启动斜桩施工钻机行走装置，移动钻机至下一桩位，依上述方法次序成桩。

本发明斜桩施工钻机，具有如下优点：

通过调节缸及传动副的配合，本发明钻机能够在0度到90度之间任意角度施工，能够快速施工水平锚杆、土钉、微型桩；动力头可以在塔架任意位置固定，从而实现套管长度的调整，动力头为中空，其与上套管通过键和键槽传递力，简单实用，动力头键退出键槽后可以沿套管滑动，使上套管可以超过钻机塔架的长短，可以施工超过塔架长度的锚杆，整体结构紧凑，设计合理。