[发明专利]一种大直径管桩快速植入设备及方法

权利要求书

1.一种大直径管桩快速植入设备，包括桩架、动力头和螺旋钻杆，动力头安装在桩架上，其特征在于螺旋钻杆内设有伸缩传动杆，伸缩传动杆与螺旋钻杆间设有至少一个轴向定位连接结构；螺旋钻杆上部套设有与管桩相配合的锤架，锤架上设有与螺旋钻杆上部配合的夹头，锤架上端设有支撑套管，支撑套管上部经轴承安装有顶升座，顶升座中央设有传动杆插孔，支撑套管外套设有与锤架上端配合的锤体，锤体上部设有提升套管，提升套管内壁上设有至少一段螺旋形顶升滑轨，顶升座上设有与螺旋形顶升滑轨配合的顶升臂，伸缩传动杆与顶升座键连接或固定连接，伸缩传动杆穿过传动杆插孔与动力头相连。

2.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的伸缩传动杆的结构是：螺旋钻杆内设有上端敞口的轴向安装腔，伸缩传动杆可轴向自由滑动的安装在轴向安装腔内，所述的伸缩传动杆上部与螺旋钻杆上部间设有相互配合的正向锁紧、反向解锁的定位连接结构；伸缩传动杆下部与螺旋钻杆上部间设有相互配合的正向锁紧、反向解锁的定位连接结构。

3.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的定位连接结构是：螺旋钻杆上部的内侧壁上设有定位块，伸缩传动杆外壁上设有与定位块配合的轴向滑槽，轴向滑槽一侧的伸缩传动杆上部和下部的外壁上分别设有与定位块配合的上定位槽和下定位槽。

4.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的锤架呈圆柱状或正方体状，锤架中央设有安装通孔，锤架经安装通孔套装在螺旋钻杆上部的光杆处；安装通孔内设有可夹紧螺旋钻杆上部的夹头。

5.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的螺旋钻杆上端位于支撑套管内；伸缩传动杆在支撑套管内由螺旋钻杆上端插入其内，伸缩传动杆和螺旋钻杆在支撑套管内部分可自由转动；所述的支撑套管下端插设在安装通孔内，支撑套管下部的外侧壁上设有支撑凸环，支撑凸环下方的锤架的安装通孔内壁上设有与支撑凸环配合的限位凸环，限位凸环下方的支撑套管的外侧壁上设有与限位凸环配合的缓冲限位凸环，缓冲限位凸环与限位凸环间设有缓冲带。

6.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的提升套管内壁上周向上均布有至少两段螺旋形顶升滑轨，相邻两段螺旋形顶升滑轨的高端与低端轴向上重合；顶升座上与每个螺旋形顶升滑轨相对处分别设有一个与其配合的顶升臂。

7.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的顶升座的传动杆插孔内壁设有上端敞口或上下贯通的传动键槽，伸缩传动杆上部外壁上设有与传动键槽配合的传动键。

8.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的螺旋钻杆下端部左侧和/或右侧铰接有扩展叶片；扩展叶片与螺旋钻杆相连的铰接轴上侧和下侧的螺旋钻杆下端部上分别设有与扩展叶片配合的限位上凸台和限位下凸台。

9.根据权利要求1所述的大直径管桩快速植入设备，其特征在于所述的桩架上设有竖直的导向滑轨，动力头、锤架和锤体上分别设有与导向滑轨配合的导向滑座；所述的动力头与锤架和/或锤体间设有固定连接装置。

10.一种大直径管桩快速植入方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、将第一根管桩竖直立于桩位；

步骤二、将大直径管桩快速植入设备的螺旋钻杆从管桩顶部穿入管桩孔中，动力头工作带动伸缩传动杆、螺旋钻杆旋转，向地下钻入，直到锤架落实在管桩上端；

步骤三、螺旋钻杆继续旋转、向地下钻入，锤体反复的锤击在管桩上端、将其锤击入地下至第一根管桩地面以上可以接桩的高度；

步骤四、提升伸缩传动杆和螺旋钻杆，将第二根管桩接在第一根管桩上；

步骤五、将大直径管桩快速植入设备的螺旋钻杆从第二根管桩顶部穿入管桩孔中、锤架落实在第二根管桩上端，动力头工作带动伸缩传动杆、螺旋钻杆旋转，锤体反复的锤击在第二根管桩上端、将其锤击入地下至第二根管桩地面以上可以接桩的高度；

步骤六、提升螺旋钻杆，将第三根管桩接在二根管桩上；

步骤七、将大直径管桩快速植入设备的螺旋钻杆从第三根管桩顶部穿入管桩孔中、锤架落实在第三根管桩上端，锤架上的夹头将螺旋钻杆上部夹紧；打开伸缩传动杆与螺旋钻杆间的轴向定位连接结构，提升动力头、带动伸缩传动杆相对螺旋钻杆向上滑动至伸出长度为两根管桩的高度，使用轴向定位连接结构将伸缩传动杆与螺旋钻杆轴向锁紧定位；

步骤八、打开夹头、释放螺旋钻杆，动力头下行至螺旋钻杆与第一根管桩下方的土地接触后，动力头工作带动伸缩传动杆、螺旋钻杆旋转，向地下钻入，直到伸缩传动杆下移至传动键插入传动键槽内、伸缩传动杆转动带动顶升座旋转；

步骤九、螺旋钻杆继续旋转、向地下钻入，锤体反复的锤击在第三根管桩上端、将其锤击入地下至第三根管桩地面以上可以接桩的高度；

步骤十、提升动力头至螺旋钻杆上部插入锤架上的夹头内，夹头工作将螺旋钻杆上部夹紧；打开伸缩传动杆与螺旋钻杆间的轴向定位连接结构，下降动力头、伸缩传动杆缩入螺旋钻杆内，使用轴向定位连接结构将伸缩传动杆与螺旋钻杆轴向锁紧定位；

步骤十一、提升螺旋钻杆，将第四根管桩接在三根管桩上；

步骤十二、将大直径管桩快速植入设备的螺旋钻杆从第四根管桩顶部穿入管桩孔中、锤架落实在第四根管桩上端，动力头工作带动伸缩传动杆、螺旋钻杆旋转，锤体反复的锤击在第四根管桩上端、将其锤击入地下至符合标高要求；

步骤十三、提升螺旋钻杆至离开第四根管桩，大直径管桩植入施工结束。