[发明专利]一种组合式钻孔扩底植桩施工方法

摘要

一种组合式钻孔扩底植桩施工方法，包括以下步骤：1）施工前准备；2）安装两组动力头总成；3）动力头总成及其钻杆、螺旋钻杆和钻具钻进切削；4）立柱左侧的多节钻杆左转与动力头总成和下端钻杆连接；5）动力头总成及钻杆、螺旋钻杆和钻具继续钻进切削；7）动力头总成扩底作业；8)动力头总成及钻杆、螺旋钻杆和钻具喷浆和搅拌作业；9）钻杆、钻具提升拆卸；8）预制桩植入。本发明通过立柱回转保证动力头总成下端固装的钻杆之间精准对接锁定，实现钻掘、搅拌和扩孔作业，提高成孔孔壁的表面光整度，避免钻杆、钻杆与钻具间的频繁对接和拆卸，减少操作人员作业强度，提高钻孔植桩作业效率，有效保证植桩施工质量，降低设备采购成本。

主权项

1.一种组合式钻孔扩底植桩施工方法，包括以下步骤：1）施工前准备a）清理施工场地，保持路面平整，无低空高压电线，确保施工区域安全；b）利用经纬仪调整和确定纵横二个方向，作为桩架（5）的主机底盘（51）行走移位的基准；c）启动桩架（5）的动力控制机构，操纵其主机底盘（51）行走至植桩工位；2）安装动力头总成（1）a）将桩架（5）的主机底盘（51）上的两组卷扬机构上引出的钢丝绳分别穿过桩架（5）的顶部滑轮架（53）的两个滑轮组（531,531’），其中一组钢丝绳绕过动力头总成（1）的提升滑轮（11）后连接妥当该动力头总成（1），另一组钢丝绳安装起动滑轮组；b）将动力头总成（1）通过其机架（12）上的背面导块（121）置于桩架（5）的立柱（52）上一对正面长导轨上，操纵桩架（5）的主机底盘（51）上的一组卷扬机构分别将动力头总成（1）沿立柱（52）的一对正面长导轨提升至立柱（52）的铰接立柱筒体（523）以上的高度，动力头总成（1）的减速箱（122）的中空输出轴（224）下端安装连接盘后固装多节具有搅拌叶片（31）和护壁圈（32）的钻杆（3）、具有螺旋叶片（71）的螺旋钻杆（7）和带扩大翼的（41）钻具（4）；在立柱（52）的立柱筒体（521）右侧安装多节具有搅拌叶片（31）和护壁圈（32）的多节钻杆（3），通过钻杆固定架（8）置于一对侧面长导轨上后将该多节钻杆固定于固定架座（81）的架座半圆槽（812）和盖板（82）的盖板半圆槽（821）对接形成的孔内后安装就位于立柱筒体（521）的右侧，该多节钻杆的顶端连接来自于主机底盘（51）上的另一组卷扬机构引出的钢丝绳和起动滑轮组；c）在立柱（52）的最下端的短立柱筒体（527）的一对正面短导轨（5272）上安装支承架，该支承架通过其后端的一对导向板（61）固装于该正面短导轨上；d）操纵桩架（5）的行走机构进行植桩工位微调，保证其中立柱（52）的一对正面长导轨上安装的动力头总成（1）及其固装的钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）的旋转中心对准植桩工位的中心；e）将动力头总成（1）的电缆线、注浆管路和液压管路分别与操纵系统、后台制供浆系统和液压系统连接，其中，液压管和注浆管通过中空输出轴（124）上端的回转接头与其内腔的进油管和出油管、注浆管路接通，进行空载运行试验，保证符合施工要求；3）动力头总成（1）及其多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）钻进切削操纵控制系统，启动动力头总成（1）的立式电机正向旋转，操纵桩架（5）的卷扬机构使该动力头总成下行，从而驱动多节具有搅拌叶片（31）和护壁圈（32）的钻杆（3）、具有螺旋叶片（71）的螺旋钻杆（7）和带扩大翼（41）的钻具（4）正向旋转并向下钻进切削土层，完成钻掘深度L1；最下端的钻具（4）的切削翼进行钻掘，螺旋钻杆（7）的螺旋叶片（71）便于排土和搅拌，钻杆（3）外壁上设置的搅拌叶片（31）便于土壤的充分搅拌，钻杆（3）外壁设置的护壁圈（32）挤压保护成孔，有利于形成光滑紧密的孔壁；固装于立柱（52）下端的一对正面长导轨上的支承架（6）对钻具（4）、螺旋钻杆（7）和钻杆（3）进行导向支撑，有效保证钻掘精度和成孔质量；在多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）全部进入地层完成钻掘作业后关闭立式电机，使该动力头总成停止运转，操作人员进入植桩工位处，将最上端露出地面的一节钻杆（3）的雄接头与中空输出轴（124）的输出端连接盘处连接的一节钻杆（3）的雌接头结合处的锁定销轴拆下，收紧卷扬机构的钢丝绳提升动力头总成（1），与该节钻杆（3）完全脱离后上行至立柱（52）的铰接立柱筒体（523）以上的高度；4）立柱（52）左侧安装的多节钻杆向左回转与动力头总成（1）和下端钻杆（3）连接a）松开铰接立柱筒体（523）和短立柱筒体（527）分别与立柱筒体（521）锁定销轴，通过操纵系统的立柱回转系统使立柱（52）向左转动90°；操纵设置于立柱（52）最下端的一节短立柱筒体（527）内的立柱回转机构，使位于铰接立柱筒体（523）和短立柱筒体（527）之间的多节立柱筒体（521）向左回转90°后用螺钉固定连接，各个立柱筒体（521）的一对侧面导轨（522’）与铰接立柱筒体（523）的正面导管（524）及其上的一节或二节立柱（52）正面导轨（522）以及短立柱筒体（527）的正面短导轨（5272）对接后重新形成立柱（52）的一对正面长导轨；b）放下卷扬机构的钢丝绳使动力头总成（1）下行，将其下端连接盘与回转到位的多节钻杆（3）中最上端一节钻杆（3）的雄接头固装，松开并拆除钻杆固定架（8）；继续放下卷扬机构的钢丝绳使动力头总成（1）下行，将该多节钻杆中最末端一节钻杆（3）的雌接头对准露出地层的一节钻杆（3）的雄接头，对接到位后插入销轴锁紧钻杆接头；5）动力头总成（1）及其多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）继续钻进切削操纵控制系统，启动力头总成（1）的立式电机正向旋转，操纵桩架（5）的卷扬机构放出钢丝绳，该动力头总成沿着立柱（5）重新形成的一对正面长导轨下行；该动力头总成依靠自重使多节钻杆、螺旋钻杆和钻具向下钻进，使从而驱动多节具有搅拌叶片（31）和护壁圈（32）的钻杆（3）、具有螺旋叶片（71）的螺旋钻杆（7）和带扩大翼（41）的钻具（4）正向旋转并继续向下钻进切削土层，完成钻掘深度L2，这样，钻孔总深度达到L1+L2；最下端的钻具（4）的切削翼进行钻掘，螺旋钻杆（7）的螺旋叶片（71）便于排土和搅拌，钻杆（3）外壁上设置的搅拌叶片（31）便于土壤的充分搅拌，钻杆（3）外壁设置的护壁圈（32）挤压保护成孔，有利于形成光滑紧密的孔壁；操纵动力头总成（1）及其钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）继续钻机切削到达设计要求的土壤持力层深度；固装于立柱（52）的一对长导轨的支承架（6）对钻具（4）、螺旋钻杆（7）和钻杆（3）进行导向支撑，保证钻掘精度和成孔质量；6）动力头总成（1）固装的钻具（4）进行扩底作业操纵液压系统、设置于钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）内腔的进油管、出油管以及钻具（4）内腔的扩展油缸，打开钻具（4）上的扩大切削翼（41）进行孔底扩展切削，达到扩孔尺寸后收起扩大切削翼（41）；7)动力头总成（1）及其固装的多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）进行喷浆和搅拌作业操纵桩架（5）的卷扬机构收紧钢丝绳提升动力头总成（1）及其固装的多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4），同时操纵后台配备的制供浆系统，通过注浆管路向中空输出轴（124）、多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）的内腔注入固化水泥浆，最后由钻具（4）下端部设置的注浆孔对成孔进行旋转注浆，从而在提升多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）过程中使固化水泥浆注入成孔内与原地土充分搅拌，达到孔体上下均匀，此时钻掘产生的孔渣也被带出成孔外，有效保证植桩孔体质量8）多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具提升和拆卸a）继续操纵桩架的卷扬机构收起钢丝绳，提升动力头总成（1）及其固装的多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4），在动力头总成（1）上行至导轨的限定位置时，拆下动力头总成（1）下端固装的一节钻杆（3）雌接头与其下方连接的一节钻杆（3）雄接头处锁定销轴，利用起重机将分离的多节钻杆（3）后吊运至堆物处；b) 继续操纵桩架的卷扬机构放出钢丝绳，使动力头总成（1）下行，将其下端固装的一节钻杆（3）的雌接头和露出地面的一节钻杆（3）的雄接头对准插入后用销轴锁定；操纵卷扬机构收起钢丝绳，提升动力头总成（1），将其余多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）提升至地面时，拆下动力头总成（1）的连接盘与其下方连接的一节钻杆（3）雄接头处之间的锁定销轴，利用起重机将分离的多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）吊运至堆物处；9）预制桩植入a)在动力头总成（1）的下端安装送桩帽，利用起重机将需要植入的预制桩吊入植桩孔内，该预制桩依靠自重下沉进入植桩孔内；b)操纵桩架的卷扬机构放出钢丝绳，使动力头总成（1）沿立柱（52）的一对正面长导轨下行，使送桩帽随该动力头总成（1）下行后套装于预制桩桩头上；c) 继续操纵桩架（5）的卷扬机构放出钢丝绳，使动力头总成（1）及其连接的送桩帽下行，该预制桩借助其自重和动力头总成（1）的重量通过支承架（6）的导向通孔（621）中设置的衬套（63）内壁的导向被压入钻孔成孔内最终达到设计标高，通过桩端和桩周固化水泥浆硬化后使预制桩与桩端及桩周土体形成一体的植桩体基础。