[发明专利]一种液压扩孔循环钻机及其扩孔桩施工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种打桩机，尤其是涉及一种液压扩孔循环钻机及其扩孔桩施工工艺。

背景技术

在高层和超高层建筑建设过程中，都需要进行打桩，现有技术中有各种不同结构的打桩机，如专利号为ZL 99237847.8(授权公告号为CN 2375670 Y)的中国实用新型专利所公开的《多功能打桩机》，该多功能打桩机由上、下底盘、塔架、撑杆、钻杆、钻具、起降装置及支撑架构成，该多功能打桩机使用方便且成本较低。又如专利号为ZL201120217172.6(授权公告号为CN 202131986 U)的中国实用新型专利所公开的《打桩机》，该打桩机包括桩机主体，主体上设有桅杆和桅杆支撑机构，在桅杆的侧部设有磨盘水龙头，磨盘水龙头下方与钻杆相连接，该打桩机工作时，钻杆旋转并开始打桩，启动泥浆泵，利用反循环系统将泥浆和小石头通过磨盘水龙头上面的水龙头排放到外面。又如专利号为ZL 201120319000.X(授权公告号为CN 202214727 U)的中国实用新型专利所公开的《打桩机》，该打桩机包括底盘、上车车体设置在底盘的上方，上车车体上设置有转台，臂架的下端铰接在转台上，桩架竖直设置，桩架上部与臂架上端连接，桩架包括导轨，导轨沿桩架的延伸方向设置在桩架的架体上，打桩锤沿导轨可上下移动。上述公开的几种打桩机都不带有扩孔功能，对桩基进行扩孔时，还需要另外采用扩孔钻机进行扩孔，操作较为麻烦。

另外，随着我国现代化建设的发展，工程建设中的高层与超高层建筑越来越多，对桩基的承载力及施工技术的要求也越来越高。对桩基实施扩孔施工可以大幅度提高单桩承载力，节省工程造价，因此桩基施工领域出现了各种各样的桩基扩孔技术及相应的设备。现有的桩基扩孔技术按照扩孔原理可以分为夯扩、爆扩、人工挖孔扩底和扩孔钻头扩底等。这些扩底方法中扩孔钻头扩孔方式较其他扩孔方式应用范围广，扩孔质量更好，更先进，相应地，扩孔钻头扩孔目前主要有如下三种方式：挤扩，钻扩，旋挖扩孔(液压)。

挤扩技术在常规钻孔完成后，放入挤扩设备，利用液压缸将挤扩臂打开，在孔中形成扩大分支，若要形成盘状，则须在一次挤扩后收回挤扩臂，旋转一定角度又再挤扩，如此多次之后形成盘状扩大腔。挤扩方式从一开始的双臂单向挤扩到最近几年的三岔双向挤扩灌注桩。钻扩技术采用在常规正反循环回转钻机的钻头上进行改进，使其具有扩孔功能。现有的钻扩技术扩孔钻头都为机械式打开方式，常见的打开方式有孔底压开与反转打开两种方式。孔底压开方式是扩孔钻头在下方到孔底后，利用钻具自身重量及上部施压，将扩孔钻头压开，在孔底进行扩孔。反转打开方式是扩孔钻头在正转时叶片收拢，反转时通过机械方式叶片打开，可以在指定孔深进行扩孔。旋挖扩孔技术的代表为AM工法(旋挖扩底灌注桩)，该技术产生于日本，在常规直孔成孔完成后，采用装有扩孔钻头的AM工法旋挖机，用液压控制方式在指定孔深边旋转边打开扩孔钻头实现旋挖扩孔。上述各种扩孔技术在扩孔能力、扩孔的稳定性和可靠性以及施工效率上各自存在一定的缺陷。

综上所述，有待对现有的钻机以及扩孔桩施工的工艺作进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种扩孔作业稳定、可靠，施工效率高且扩孔质量好的液压扩孔循环钻机。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该液压扩孔循环钻机，包括桩机主体和安装在桩机主体上的桅杆及桅杆支撑机构，其特征在于：在所述桅杆的上端部安装有能相对桅杆上下移动的水龙头，在所述水龙头底部固定连接有能与水龙头进行液压力传递的液压装置，在液压装置的底部固定连接有能与液压装置进行液压力传递的钻杆，在所述桅杆的下端部安装有能相对桅杆上下移动并用于驱动钻杆转动的动力头，在所述钻杆的底端安装有能在液压装置作用下进行液压扩孔的扩孔钻头。

优选地，所述的水龙头包括设于桅杆上的安装支架和固定在安装支架上的外壳，在所述外壳的内部设有能相对外壳旋转的旋转体，在外壳的侧壁上开有进油孔、出油孔和泥浆注入孔，在所述旋转体的内部设有进油通道、出油通道和泥浆通道，所述的进油通道与所述的进油孔相连通，所述的出油通道与所述的出油孔相连通，所述的泥浆通道与所述的泥浆注入孔相连通，所述液压装置具有伸入所述旋转体的内部并与所述进油通道、出油通道相连通的液压管，所述泥浆通道通过液压装置内部的通道与所述钻杆内腔相连通。采用上述连接结构后，水龙头的旋转体能相对外壳旋转，且在旋转体旋转过程中，水龙头除了能实现将泥浆输入钻杆的功能外，还能将液压力的传递到水龙头下方的液压装置内并进而传递到钻杆。