[发明专利]一种桩基开孔装置及方法

说明书

本发明公开了一种桩基开孔装置及方法，所述装置包括：开孔力产生机构；其包括金属通道和/或液体通道，开孔力产生机构用于利用金属通道中的金属通电气化爆炸产生的第一冲击力、电源对液体通道中的液体放电产生的第二冲击力，或者金属通道中的金属通电气化爆炸及金属与液体通道中的液体反应所产生的第三冲击力作为开孔的驱动力，由驱动力引起待开孔土层的挤压和破碎，以达到开孔效果。本发明可用于桩基的成孔与扩孔，能够提高灌注桩成孔的工作效率，结构简单，操作便捷，能耗小，安全可靠无污染，同时冲击力可以灵活调节，适用于不同土壤，尤其适合含有孤石的砂砾石层、坚硬土层、硬质岩层及含有地下水的土层中成孔及扩孔。

技术领域

本发明属于桩基施工领域，更具体地，涉及一种桩基开孔装置及方法。

背景技术

灌注桩是通过直接在所设计的桩位上开孔，成孔后在孔内加放钢筋笼，再灌注混凝土的一种成桩工艺。常见的成桩方法包括冲击成孔和人工挖孔。冲击成孔通常利用冲击式钻机或卷扬机把带钻刃、有较大质量的冲击钻头提高，靠自由下落的冲击力来削切岩层或冲挤土层，然后采用专门的捞渣工具掏土成孔，设备简单，操作方便，但其成孔速度慢，工期时间长，钻头容易磨损，容易出现孔斜、卡钻和掉钻等事故，维护费用高，施工进度难以保证。人工挖孔则是直接采用人力进行挖土成孔，造价低廉，但成孔深度受限，安全措施不当或不全，容易造成人员伤亡，且在地质情况复杂、地下水位高级孔中缺氧或有毒气发生的土层不宜采用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种桩基开孔装置及方法，由此解决现有成桩方法存在的开孔速度慢，工期时间长，开孔深度受限及施工进度难以保证等的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种桩基开孔装置，包括：开孔力产生机构；

所述开孔力产生机构包括金属通道和/或液体通道，所述开孔力产生机构用于利用所述金属通道中的金属通电气化爆炸产生的第一冲击力、电源对所述液体通道中的液体放电产生的第二冲击力，或者所述金属通道中的金属通电气化爆炸及金属与所述液体通道中的液体反应所产生的第三冲击力作为开孔的驱动力，由所述驱动力引起待开孔土层的挤压和破碎，以达到开孔效果。

优选地，所述桩基开孔装置还包括送丝机构，所述送丝机构用于在单次开孔结束后，自动补充金属，方便开孔作业的连续自动进行。

优选地，所述桩基开孔装置还包括液体补充机构，所述液体补充机构用于在开孔作业结束后，根据液体的消耗情况，自动补充液体。

优选地，所述开孔力产生机构包括至少一条金属通道和/或至少一条液体通道。

按照本发明的另一方面，提供了一种桩基开孔方法，包括：

对金属通道中的金属通入脉冲电流，以使金属高温气化，发生爆炸产生第一冲击力；或者，对液体通道中的液体放电，产生第二冲击力；或者，对所述金属通道中的金属通入脉冲电流，以使所述金属高温气化发生爆炸，同时，所述金属与所述液体通道中的液体发生化学反应，产生第三冲击力；

由所述第一冲击力、所述第二冲击力或者所述第三冲击力作为开孔的驱动力，由所述驱动力引起待开孔土层的挤压和破碎，以达到开孔效果。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明利用金属电爆炸、液体放电或者金属电爆炸与金属和液体化学反应所产生的冲击力作为桩基成孔与扩孔的作用力，装置结构简单，操作简易，设备轻便，灵活性高，不受施工场地和工作面限制，成本低廉，造价低，易于施工和现场作业。扩孔过程可以单次完成，扩孔成形时间短，效果可靠，工作效率高，节约施工时间。成孔及扩孔过程仅使用电能，清洁无污染，安全可靠，运动及控制部件少，维护方便，使用寿命长，地质适应力强，可以适应不同土壤的成孔及扩孔工作，适用于不同桩型及桩尺寸。特别适合黏土层，坚硬土层、砂砾石层等含有岩石的土层及含有地下水的土层。