[发明专利]桩工钻机用联动式护壁装置及使用其的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木建筑工程领域，特别是涉及一种用于双向螺旋挤土灌注桩施工中的装置及使用该装置的施工方法。

背景技术

在桩基工程与地基处理工程领域，对于存在地下室结构的工程，混凝土灌注桩或素混凝土灌注桩施工通常有两种方案：一种是先开挖基坑后进行灌注桩施工，另外一种是先施工灌注桩，再进行基坑开挖。

先开挖基坑后施工桩基的方案在工期短、基坑坑底土层承载力不能满足大型桩工钻机施工作业、无有效降排地下水等情况下无法实施。

先施工灌注桩再进行基坑开挖方案是在地表进行灌注桩施工至地面或者地面以下，然后开挖基坑至坑底，并对高出地面的基桩进行截断、凿除操作。这种常规施工方法会导致混凝土材料的大量浪费和项目成本的增加。

双向螺旋挤土灌注桩是中冶建筑研究总院有限公司和中国京冶工程技术有限公司研发的比常规基桩具有更高承载力、更环保经济、更高工效的新型桩基技术，双向螺旋挤扩桩施工方法的具体内容参见中国京冶工程技术有限公司于2007年2月15日申请的“双向螺旋挤扩桩施工方法及双向螺旋封闭挤扩钻头”发明专利，其专利号为ZL 200710063983.3，授权公告日为2009年12月16日。但是，该桩型在某些地区，特别是在软土地区应用实施时会面临上部桩孔易坍塌、混凝土压灌过程中易产生夹泥、后插钢筋笼时易发生带泥入孔等问题。

发明内容

本发明是在现有双向螺旋挤扩桩施工方法及钻机设备的基础上，提供一种操作简便、能够使成桩质量更好的桩工钻机用联动式护壁装置及使用其的施工方法。

本发明中的桩工钻机用联动式护壁装置，包括传力筒、导向筒、对中支架、护筒、拉拔护筒装置及升降装置，所述传力筒、导向筒和对中支架由上至下依次固定在桩工钻机的钻杆上，所述拉拔护筒装置为张闭式结构，当其闭合时能够夹持护筒，当张开时能够松开护筒，所述护筒套装在钻杆外且护筒的内径大于钻杆下端钻头的外径，所述导向筒和对中支架的外径都小于护筒的内径，所述传力筒的下端面设有下端齿，所述护筒的上端面设有能够与下端齿相互咬合的上端齿，护筒夹持在拉拔护筒装置内，所述升降装置驱动拉拔护筒装置上升或下降。

本发明中的桩工钻机用联动式护壁装置，其中所述拉拔护筒装置包括一卡板，所述卡板由两块钢板组成，每块钢板上都设有一半圆缺口，两个半圆缺口对称设置，每块钢板上都连接有一台液压泵，两台液压泵同时对称地控制卡板张开或闭合，当卡板闭合时，两个半圆缺口形成一整圆缺口。

本发明中的桩工钻机用联动式护壁装置，其中所述升降装置包括上、下定滑轮组及钢丝绳，所述上定滑轮组安装在桩工钻机动力头上，所述下定滑轮组安装在拉拔护筒装置上，所述上、下定滑轮组间套设有所述钢丝绳。

本发明中的桩工钻机用联动式护壁装置，其中所述对中支架包括一钢制圆环，所述钢制圆环焊接在钻杆外壁上，钻杆位于圆环中心。

本发明中的桩工钻机用联动式护壁装置，其中所述护筒的上端外壁上设有一卡台，所述卡台位于上端齿下方。

本发明中的桩工钻机用联动式护壁装置，其中所述传力筒与导向筒均为对称双瓣结构，双瓣采用螺栓连接后包裹在钻杆的外壁上且与钻杆相固定。

本发明中的桩工钻机用联动式护壁装置，其中所述传力筒的下端齿为沿传力筒下端面均匀分布且齿距大于齿宽的平钢齿，所述护筒的上端齿也为沿护筒上端面均匀分布且齿距大于齿宽的平钢齿，所述护筒为钢护筒。

本发明中的桩工钻机用联动式护壁装置，其中所述导向筒的下端为倒锥形。

本发明中的使用桩工钻机用联动式护壁装置的施工方法，包括以下步骤，

1)设备组装：在桩工钻机的钻杆上从上往下依次安装传力筒、导向筒及对中支架，套过双向螺旋挤扩钻头起吊拉拔护筒装置，桩工钻机按照公知的方法就位，准备好混凝土泵，并制备灌注桩材，桩材为混凝土桩材或水泥粉煤灰碎石桩材或尾矿砂浆桩材或水泥钢渣桩材中的任意一种；

2)钻机旋压成孔及钢护筒旋入：桩工钻机就位后，启动钻机，利用双向螺旋挤扩钻头进行下旋挤扩成孔，待桩孔挤扩到一定深度后，钢护筒上端钢齿与传力筒下端钢齿咬合，钢护筒下端抵达孔口，拉拔护筒装置卡板张开，放开钢护筒，保证拉拔护筒装置不影响钢护筒自由旋转且起到扶正作用，继续施加顺时针方向的扭矩和下压力，使钢护筒联动旋转入孔，待钢护筒上口部位及拉拔护筒装置到达地面附近时，即可停钻，将钢护筒上端钢齿与传力筒下端钢齿分离；