[发明专利]潜孔锤凿岩植入嵌岩预应力管桩设备及其施工方法

权利要求书

1. 一种潜孔锤凿岩植入嵌岩预应力管桩设备，该嵌岩预应力管桩设备的履带式打桩机（1）设有操作室、支撑脚、配重（2）、发电机组（3）、起落架（4）、斜撑（5）、滑轮组（6）、立柱（7）、履带底座（8），以及对应的钢索、钢绳、卷扬机、线路和管路，所述立柱通过斜撑固定于履带式打桩机，套管（14）的一端通过下动力头（13）与立柱外径一侧的滑道连接，下动力头的外径一侧设有排渣孔；套管内套用的长螺旋钻杆（12）一端与上动力头（11）连接，上动力头与所述立柱的滑道连接，长螺旋钻杆的另一端通过导向接头与潜孔锤（18）的一端连接，套管内的潜孔锤的另一端与凿岩钻头（19）连接，凿岩钻头露出套管的另一端；其特征在于所述潜孔锤（18）为风动潜孔锤，上动力头（11）通过风管（15）与油雾器（16）连接，油雾器通过另一所述风管与空气压缩机（17）连接，即空气压缩机产生的高压风依次通过风管、油雾器、风管、上动力头后，再通过长螺旋钻杆（12）内孔的风道，直至潜孔锤，驱动凿岩钻头（19）打击黏土层、砾石层和岩层；所述套管（14）通过下动力头（13）驱动，逆时针方向旋转预埋入黏土层、砾石层和岩层后，套管内放入管桩（20），管桩嵌入岩层。

2.根据权利要求1所述的潜孔锤凿岩植入嵌岩预应力管桩设备，其特征在于所述管桩（20）呈圆柱形空心管桩，两端分别设有铁圈，铁圈的端面设有孔槽。

3.根据权利要求1所述的潜孔锤凿岩植入嵌岩预应力管桩设备，其特征在于所述履带式打桩机（1）的立柱（7）一侧设有送桩器（10），送桩器上设有落锤（9）。

4.根据权利要求1所述的潜孔锤凿岩植入嵌岩预应力管桩设备的施工方法，其特征在于所述潜孔锤（18）通过风管（15）提供的高压油雾气体驱动凿岩钻头（19）高频振动，上动力头（11）带动长螺旋钻杆（12）旋转，下动力头（13）带动套管（14）旋转，随着潜孔锤和凿岩钻头同时跟进，钻孔产生的渣土由长螺旋钻杆旋转、空气压缩机（17）运行随着下动力头的排渣孔排出；具体为：高压油雾气体通过空气压缩机和油雾器（16）产生，开孔时潜孔锤和凿岩钻头采取慢速冲击，冲钻过程中采用匀速慢进；当空气压缩机的气压达到24Mpa压力时，凿岩钻头随旋转振动，开动上动力头进行冲钻；钻孔达到设计孔深后，套管的上口高于地面，潜孔锤的孔底通过气压清孔2～3分钟，并随长螺旋钻杆提升排除沉渣；长螺旋钻杆提升移出套管后，套管与下动力头脱离，履带起重机吊装管桩（20）从套管的上口慢慢下入至孔底，用落锤（9）锤击管桩和套管的桩帽或送桩器，直至管桩和套管固定于钻孔内，管桩与孔底岩层的岩石面有机结合。

5.根据权利要求1所述的潜孔锤凿岩植入嵌岩预应力管桩设备的施工方法，其特征在于所述潜孔锤（18）通过风管（15）提供的高压油雾气体带动凿岩钻头（19）高频振动，上动力头（11）带动长螺旋钻杆（12）旋转，下动力头（13）带动套管（14）旋转，随着潜孔锤和凿岩钻头同时跟进，钻孔产生的渣土由长螺旋钻杆旋转、空气压缩机（17）运行随着下动力头的排渣孔排出；具体为：高压油雾气体通过空气压缩机和油雾器（16）产生，开孔时潜孔锤和凿岩钻头采取慢速冲击，冲钻过程中采用匀速慢进；当空气压缩机的气压达到24Mpa压力时，凿岩钻头随旋转振动，开动上动力头进行冲钻；钻孔达到设计孔深后，套管的上口高于地面，潜孔锤的孔底通过气压清孔2～3分钟，并随长螺旋钻杆提升排除沉渣；长螺旋钻杆提升移出套管后，套管与下动力头脱离，履带起重机吊装管桩（20）从套管的上口慢慢下入至孔底，履带式打桩机（1）将套管慢慢拔出，用落锤（9）锤击管桩的桩帽或送桩器，直至管桩固定于钻孔内，管桩与孔底岩层的岩石面有机结合。

6.根据权利要求4或5所述的潜孔锤凿岩植入嵌岩预应力管桩设备的施工方法，其特征在于所述履带式打桩机（1）的立柱（7）一侧设有送桩器（10），送桩器上设有落锤（9）；钻孔成形后，套管（14）与下动力头（13）脱离，转动履带式打桩机的方向；管桩（20）通过履带起重机放入套管内，再转动履带式打桩机拔起套管；然后用履带式打桩机的卷扬机吊装落锤，通过送桩器对管桩进行锤击。

7.根据权利要求4或5所述的潜孔锤凿岩植入嵌岩预应力管桩设备的施工方法，其特征在于所述管桩（20）需焊接延长时，管桩放入至高出套管（14）的上口0.5m。

8.根据权利要求4或5所述的潜孔锤凿岩植入嵌岩预应力管桩设备的施工方法，其特征在于所述凿岩钻头（19）进入岩层时，潜孔锤（18）与套管（14）保持同步跟进，进行1～2次提拔长螺旋钻杆（12），对套管内进行排渣清孔；达到设计孔深后，潜孔锤的孔底通过气压清孔2～3分钟随长螺旋钻杆提升排除沉渣。