[发明专利]一种成组钻孔植桩施工方法

摘要

一种成组钻孔植桩施工方法，包括以下步骤：1）施工前准备；2）安装两组动力头总成；3）第一组动力头总成及其钻杆、螺旋钻杆和钻具钻进切削；4）第二组动力头总成及其钻杆、螺旋钻杆和钻具钻进切削；5）第二组动力头总成及其多节钻杆、螺旋钻杆和钻具喷浆和搅拌作业；6）钻杆、钻具提升拆卸；7）预制桩植入。本发明能使安装于步履桩架的立柱长导轨上的两组动力头总成依次钻掘、搅拌和扩孔作业，提高孔壁的表面光整度，通过步履桩架横移微调达到两组动力头总成固装的钻杆间的精准对接，避免钻杆之间、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，大幅度降低设备采购成本。

主权项

1.一种成组钻孔植桩施工方法，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，作为步履桩架（5）的桩架底盘（51）行走移位的基准；c）步履桩架（5）组装，利用其中设备将行走机构（55）的二个横向步履（551,551’）和二个纵向步履（552,552’）分别沿经纬仪确定的横向和纵向方向吊装布置在植桩工位前方，顶升机构（56）设置于桩架底盘（51）的下方，它的前后顶升油缸（561,561’）和左右顶升油缸（562,562’）的上端分别固装于桩架底盘（51）的前后部下方和左右部下方，前后顶升油缸（561,561’）和左右顶升油缸（562,562’）的下端分别固装于行走机构（55）的二个横向步履（551,551’）和二个纵向步履（552,552’），完成桩架底盘（51）的安装；在桩架底盘（51）的前部安装由多节具有两对导轨（522，522’）的立柱筒体（521）对接而成的立柱（52）、顶部滑轮架（53）和两个斜撑杆（54，54’）；步履桩架（5）的立柱（52）位于桩架底盘（51）的正前方；两个斜撑杆（54，54’）对称布置于立柱（52）的左右两侧，其一端均分别铰接在立柱（52）中靠上端的一节立柱筒体（521）背面的支座上，另一端均分别铰接在桩架底盘（51）的左后方和右后方的支座上；立柱筒体（521）的两对导轨（522，522’）以V型对称方式沿立柱筒体垂直方向布置其左右两侧，互相连接后分别在立柱（52）的左右两侧形成一对左侧长导轨和右侧长导轨；顶部滑轮架（53）固装于立柱（52）顶端的一节立柱筒体（521）上端部，其前端设有以V型对称方式布置的两个滑轮组（531,531’）；2）安装两组动力头总成（1,1’）a）将步履桩架（5）的桩架底盘（51）上的两组卷扬机构上引出的钢丝绳分别穿过步履桩架（5）的顶部滑轮架（53）的两个滑轮组（531,531’）后绕过每组动力头总成（1，1’）的提升滑轮（11），连接妥当两组动力头总成（1,1’）；b）将两组动力头总成（1,1’）分别通过其机架（12）上的背面导块（121）置于步履桩架（5）的立柱（52）的两对长导轨上，操纵步履桩架（5）的桩架底盘（51）上的两组卷扬机构分别将两组动力头总成（1,1’）沿着立柱（52）的两对长导轨提升至不同高度，其中第一组动力头总成（1）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）和弧面护块（32）的钻杆（3）、具有螺旋叶片（71）的螺旋钻杆（7）和钻具（4），第二组动力头总成（1’）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）和弧面护块（32）的钻杆（3）；c）在立柱（52）的两对长导轨下方分别安装支承架，每个支承架（6）各自通过其后端的一对导向板（64）分别固装于两对长导轨上；d）操纵立柱（52）行走机构沿植桩工位的横向方向移位进行微调，保证立柱的一对左侧长导轨上安装的第一组动力头总成（1）及其钻杆（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）将两组动力头总成（1,1’）的电缆线和注浆管路分别与操纵系统和后台制供浆系统连接，其中，注浆管通过中空输出轴（124）上端的回转接头与其内腔的注浆管路接通，进行空载运行试验，保证符合施工要求；3）第一组动力头总成（1）及其钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）钻进切削操纵控制系统，启动第一组动力头总成（1）的立式电机正向旋转，操纵步履桩架（5）的卷扬机构使该动力头总成沿立柱（52）的一对左侧长导轨下行，从而驱动多节具有搅拌叶片（31）和弧面护块（32）的钻杆（3）、具有螺旋叶片（71）的螺旋钻杆（7）和钻具（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）外壁设置的弧面护块（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）下端的一对左侧长导轨上的支承架（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，沿立柱（52）的一对左侧长导轨提升第一组动力头总成（1）与该节钻杆（3）完全脱离，操纵桩架（5）的行走机构沿植桩工位横向方向向左行走一段长度为H的距离；4）第二组动力头总成（1’）及其钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）钻进切削在第二组动力头总成（1’）及其固装的多节钻杆（3）到达植桩工位时，沿立柱（52）的一对右侧长导轨放下该第二组动力头总成（1’），使其下端固装的多节钻杆中最下端一节钻杆（3）的雌接头对准露出地层的一节钻杆（3）的雄接头，插入到位后用销轴锁定；操纵控制系统，启动第二组动力头总成（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使该第二组动力头总成继续沿立柱（5）的一对右侧长导轨下行，从而驱动多节具有搅拌叶片（31）和弧面护块（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）外壁设置的弧面护块（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）下端的一对右侧长导轨上的支承架（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；操纵第二组动力头总成（1’）及其固装的钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）沿立柱（52）的一对右侧长导轨继续钻进切削，直至达到设计要求的土壤持力层深度；5）第二组动力头总成（1’）及其多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）进行喷浆和搅拌作业操纵步履桩架（5）的卷扬机构放出钢丝绳，沿立柱（52）的一对右侧长导轨提升第二组动力头总成（1’）及其多节钻杆（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；6）多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具提升和拆卸a）操纵第二组动力头总成（1’）沿立柱（52）的一对右侧长导轨上行，待第二组动力头总成（1’）上行至导轨的限定位置时，拆下第二组动力头总成（1’）下端连接的一节钻杆（3）雌接头与其下连接的多节钻杆（3）中最上面一节钻杆（3）雄接头连接处的锁定销轴，利用起重机吊住全部已拔出的多节钻杆（3），将该拔出的多节钻杆（3）中最末端一节钻杆（3）的雌接头与露出地面的一节钻杆（3）雄接头连接处的锁定销轴拆下，使多节钻杆（3）分离后利用起重机吊运至堆物处；b) 操纵第二组动力头总成（1’）沿立柱（52）的一对右侧长导轨下行，将其下端连接的一节钻杆（3）雌接头对准插入露出地面的一节钻杆（3）的雄接头后用销轴锁定；操纵卷扬机构放出钢丝绳提升第二组动力头总成（1’），将其余留在地层中多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）提升至地面时，拆下全部钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4），拆下第二组动力头总成（1’）下端连接盘与其下方连接的多节钻杆（3）中最上面一节钻杆（3）的雄接头连接处的锁定销轴，使多节钻杆（3）与第二组动力头总成（1’）分离后，利用起重机将拆下的吊运多节钻杆（3）、螺旋钻杆（7）和钻具（4）至堆物处；7）预制桩植入a)在第二组动力头总成（1’）的连接盘处安装送桩帽，利用起重机将需要植入的预制桩吊入植桩孔内，该预制桩靠自重下沉进入植桩孔内；b) 操纵步履桩架（5）的卷扬机构放出钢丝绳，使第二组动力头总成（1’）沿步履桩架（5）的立柱（52）的一对右侧长导轨下行，送桩帽随第二组动力头总成（1’）下行套装于预制桩桩头上；c) 继续卷扬机构放出钢丝绳，使第二组动力头总成（1’）及其连接的送桩帽下行，该预制桩借助其自重和第二组动力头总成（1’）的重量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。