[发明专利]沉桩用的破岩扩孔钻头及沉桩的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种静压法沉桩用的破岩扩孔钻头及沉桩的施工方法。

背景技术

预应力混凝土管桩经过多年的快速发展，已经得到了广泛的推广，并大量应用于建筑、道路、桥梁、港口等工程领域。在未来很长一段时间内，随着我国基础建设的不断完善，管桩行业还会持续发展。目前，混凝土管桩的沉桩技术主要有三种：静压法、锤击法、振动法。

静压法施工是一种通过静力压桩机的压桩机构自重和桩架上的配重作反力将预制桩压入土中的成桩工艺。静压法具有如下缺点：1、过大的压桩力易将管桩桩身夹破夹碎，使管桩出现纵向裂缝；2、桩端难以贯入坚硬岩面，无法满足嵌岩桩设计需求；3、不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工；4、产生土塞效应。

锤击法施工是由柴油燃烧或液压驱动，使锤体中的活塞向上运动一定高度，然后自由落体，产生的冲击力作用到管桩桩顶，使管桩下沉。管桩下沉到一定深度，通过管桩桩身与周围土体的摩阻力与桩尖的端阻力共同作用，以达到设计承载力的施工方法。锤击法具有如下缺点：1、施工时噪音大、污染环境，在城市中心和夜间施工有所限制；2、过大的锤桩力可能对桩身产生一定的破坏；3、桩端难以贯入坚硬岩面，无法满足嵌岩桩设计需求；4、不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工；5、存在土塞效应。

振动法施工是在管桩上刚性连接一振动锤，形成一振动体系。由锤内几对轴上的偏心块相对旋转产生振动力，使振动体系上下振动强迫与桩接触的土层相应振动，土层强度下降，阻力减少，从而使桩在振动体系压重作用下沉入土中。但是振动法具有如下缺点：1、地基受振动影响大，且遇到硬夹层时仍难以穿透；2、振动锤构造较复杂，维修较困难；3、液压振动锤费用昂贵。

传统的管桩施工技术在实际工程中经常遇到以下几种地质条件导致无法沉桩：1、桩端持力层存在难以贯入的岩面；2、遇到不适宜做持力层且管桩难以贯穿的坚硬夹层；3、土层中含有较多难以清除的孤石或障碍物。另外，传统沉桩技术容易导致过大压桩力，易将桩身压破压碎，使管桩出现纵向裂缝。

为了解决管桩遇见岩石无法下沉和沉桩时挤土效应对管桩的影响，现在一般使用机械钻孔的方法，即利用长螺旋钻杆连接钻头，钻头在动力的驱动下向下钻孔，从而辅助管桩下沉。但是在实际使用过程中出现以下几个问题：1、当沉桩过程遇见岩石时，钻头无法破碎岩石；2、当长螺旋钻杆连接钻头破碎了中强风化的岩石后，管桩依然无法下沉。这是由于长螺旋钻杆连接钻头破碎的只是管桩中间空心部分的岩石，而管桩壁部分的岩石依然存在，岩石无法像泥土一样，在长螺旋钻杆钻进形成孔洞后，由于管桩壁的压力而出现塌孔现象，导致管桩即使破岩后也无法下沉。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沉桩用的破岩扩孔钻头，从而克服静压沉桩过程中，管桩难以贯入岩层、管桩不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工的缺点。

本发明的另一目的在于提供一种沉桩的施工方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种沉桩用的破岩扩孔钻头，包括：钻体，呈中空结构，其底部设有切削齿；多块切削刀片，其环绕设于所述钻体上，每块所述切削刀片可水平往复移动；以及铰接机构，其包括主支撑杆和多根支杆，多根所述支杆与所述切削刀片一一对应设置，一端与所述切削刀片连接，另一端与铰接接头连接，所述铰接接头与所述主支撑杆连接，所述主支撑杆向所述钻体外延伸，所述钻体可沿着所述主支撑杆上下滑动，所述主支撑杆上设有定位件，所述定位件位于所述钻体外；其中，通过控制所述主支撑杆的上下运动，进而带动所述切削刀片的水平移动。

优选地，上述技术方案中，所述钻体内设有多条导轨，所述切削刀片设于所述导轨上，与所述导轨一一对应设置。

优选地，上述技术方案中，所述切削齿上设有多个倾斜方向不同的高压水流喷嘴。

优选地，上述技术方案中，所述切削刀片的侧面上设有多个破岩用的切削刃。

优选地，上述技术方案中，所述破岩扩孔钻头在使用状态下，与螺旋钻杆连接。

优选地，上述技术方案中，所述切削刀片为4块。

一种沉桩的施工方法，沉桩过程中使用上述的沉桩用的破岩破岩扩孔钻头。

一种沉桩的施工方法，包括以下步骤：