[发明专利]一种干取土钢筋砼螺杆桩成桩装置与成桩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木建筑工程的桩基础，尤其是涉及一种在深厚饱和软粘土地层中用于支承上部建筑的干取土钢筋砼螺杆桩成桩装置与成桩方法。

背景技术

如中国专利申请号200610019756.6的发明专利《螺杆桩、螺纹桩成桩设备及成桩工法》，该成桩设备的结构主要由机体、油缸、液压电机、自动控制设备、输送管道组成，一个动力头安装在所述机体的底座立架上，所述液压电机安装在所述机体底座上，该液压电机通过伸缩油缸与所述动力头相连，钻杆上的卡具与所述动力头的活动卡具相连，砼输送管道与内钻杆连结，所述自动控制设备分别与所述液压电机和所述油缸相连。该发明专利适用于山坡地基的螺纹桩，旋转将活瓣锥形螺纹的钢模管旋转拧入土层，螺纹钢模管内先灌入一定量的砼，反旋过程在管内加压，使管端锥形活瓣打开，使砼充填满螺纹钢模管反向旋转上升留出的空间，即成螺纹砼桩，采用后插钢筋笼、满足桩体配钢筋的要求。

该200610019756.6发明专利《螺杆桩、螺纹桩成桩设备及成桩工法》的优点是动力输出省电省时，施工速度较快；成桩设备采用伸缩式钻杆，钻机钻孔深度大大提高；又实现了砼的搅拌，桩的匀质性明显提高。

然而，上述《螺杆桩、螺纹桩成桩设备及成桩工法》的不足之处是：它只适用于山坡地基与砾砂地层，而不能适用于深厚软土地层；其次是它的钢筋放置方式采取后插筋，则钢筋位置与质量控制较困难；其三是它只适用于带锥形的螺纹桩，不能适用于平底形的螺杆桩；该200610019756.6发明专利《螺杆桩、螺纹桩成桩设备及成桩工法》属挤土桩，对周边环境与桩质量有均有不利影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的状况，提供一种适用于深厚软土地层、具有较高的成桩质量同时又可消除泥浆排放、节水与节能的取土型钢筋砼螺杆桩成桩装置与成桩方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种干取土钢筋砼螺杆桩成桩装置，包括一穿过桩机底座的钢模管，该钢模管上端配置一旋转动力头；其特征在于：

a.该钢模管设置为底部开口、并从管底向上焊接有呈螺纹状的三角形钢条，形成一带外螺旋体的钢模管，该外螺旋体的螺纹圈数必须大于3圈；用以确保所述钢筋砼螺杆桩的成桩可靠性；

b.所述旋转动力头设置在所述钢模管的管顶上，该旋转动力头的下部设有十字形连接头；

c.所述钢模管顶端焊接一钢箍，该钢箍顶端设有槽口，该槽口与所述旋转动力头的十字形连接头相配合；这样，可以使旋转动力头带钢模管一起转动；

d.所述钢箍与所述旋转动力头的底座之间，配置有四个管顶夹钳，该管顶夹钳可以将所述旋转动力头与所述钢模管之间联接成一整体。

为了增大所述钢模管旋转力矩的作用，所述钢模管的中部设有辅助旋转动力装置，该辅助旋转动力装置包括带小齿轮的辅助旋转动力头，该辅助旋转动力头连接一带液压抱管装置的齿轮箱，该齿轮箱的大齿轮与所述小齿轮相啮合；所述钢模管外壁设有贴紧的摩擦瓦，该摩擦瓦连接一抱管千斤顶，该抱管千斤顶固定在所述大齿轮端面上。

为了提高辅助旋转动力装置的传动效率，所述旋转动力头、所述大齿轮与所述钢模管同步旋转。

为了将齿轮箱安装定位于桩机底座上，作为优选，所述齿轮箱设置为方形，该方形的四个边角各设有边孔，该边孔中设有立柱，该立柱固定在所述桩机底座上；该桩机底座上还设有多个回程千斤顶，该回程千斤顶的顶端与所述齿轮箱底面相抵。

为了方便加工，作为优选，所述十字形连接头是用十字形钢条焊接而成。

作为优选，所述槽口设置四个，沿圆周均匀布置。

一种干取土钢筋砼螺杆桩的成桩方法，包括一穿过桩机底座的钢模管，该钢模管设置为底部开口并从管底向上焊接有呈螺纹状的三角形钢条，形成一带外螺旋体的钢模管；该外螺旋体钢模管上部配置一旋转动力头，该钢模管顶端焊接一钢箍，该钢箍顶端设有槽口，所述旋转动力头下部设有十字形连接头，该十字形连接头与所述槽口相配合；所述钢箍与所述旋转动力头的底座之间设有管顶夹钳；所述钢模管的中部设有辅助旋转动力装置，其特征在于：所述成桩方法步骤是

第一步，所述钢模管在设计桩位就位，启动所述旋转动力头，并将该钢模管旋转拧入土层；当进入硬土层工况，如果所述旋转动力头的动力不足时，开动所述辅助旋转动力装置，以补充动力将所述钢模管拧入土层至设计高程；此时，在所述钢模管内进入了满管的土体；

第二步，将所述旋转动力头从所述钢模管上口移除选择现有设备旋挖钻机或筒形专用取土器或专用排土装置取净所述钢模管内的土体；