[发明专利]螺旋桩机入岩一次成桩设备及成桩方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程建设技术领域，特别是一种利用螺旋桩机进行入岩成桩的方法。 

背景技术

当前岩土钻凿工程在我国经济建设中已经占有愈来愈重要的地位，其应用领域不仅涉及矿产的勘探与开发，也越来越多的涉及到建筑、供水、市政、交通以及环境等方面。随着我国经济建设步伐的进一步加快，这类工程的市场越来越大，要求也越来越高，因此岩土钻掘技术及工艺水平的发展对我国各类工程建设及经济发展起着越来越重要的作用，气动潜孔锤钻进技术以其能够大幅度提高钻进效率、保证工程质量、降低施工成本、具有显著的技术经济效益而成为衡量钻探技术水平的标志之一。 

目前，螺旋桩机入岩成桩的方法均是借助螺旋桩机完成，螺旋桩机包括机座，机座上安装有导向立柱，导向立柱的旁侧设置有锤凿机构以及为锤凿机构提供动力的驱动电机和空气压缩机；其中锤凿机构包括旋转机具、螺旋钻杆以及气动潜孔锤。气动潜孔锤是在空气压缩机所传输的动力下进行工作，气动潜孔锤包括套筒、前接头以及后接头；前接头设置在套筒的下端，用于安装锤头；后接头通过后接头胶圈连接在套筒的顶端，用于连接螺旋钻杆；气动潜孔锤的套筒内还设置有配气座、活塞及弹力阀，活塞设置在配气座中，弹力阀用于控制压缩空气进入套筒内腔。通常螺旋钻杆为中空型结构，空气压缩机输出的气体通过钻杆的中心孔输送至气动潜孔锤内，通过弹力阀、配气座控制活塞的运动，进一步带动锤头上下运动，从而实现钻进。 

传统入岩成桩的方法为：首先在需要打桩的地面上放置机座，将导向立柱、 锤凿机构、驱动电机以及空气压缩机安装到位；其次启动驱动电机以及空气压缩机，带动锤凿机构向地下钻孔；当钻至设计深度后，启动驱动电机反向运转，将锤凿机构提升至地面上；然后向打好的桩孔内放入钢筋笼；最后向桩孔内注入混凝土料即可。然而由于所钻进的岩层地质不同，因此在提升锤凿机构的过程中，已经凿出的桩孔壁容易发生坍塌，导致钻孔质量较差、功效较低。为避免桩孔壁坍塌，在钻进的过程中，通常还需要在螺旋钻杆的外面套装有钢护筒对钻孔壁进行保护；但是在混凝土灌注完成后，还需将钢护筒提升取出，工序较为繁杂，因此钻探成本也较高。 

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种工艺简单、施工质量较高的螺旋桩机入岩成桩方法，以提高施工效率，降低施工成本。 

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下。 

螺旋桩机入岩一次成桩设备，包括带有机座及安装在机座上的导向立柱的螺旋桩机，导向立柱的旁侧设置有锤凿机构，锤凿机构连接有驱动电机和空气压缩机；其中锤凿机构包括旋转机具、螺旋钻杆以及气动潜孔锤；所述螺旋钻杆为带外凸状螺旋叶片的中空钻杆，螺旋钻杆上螺旋叶片的外径与待加工桩孔的内径相应；螺旋钻杆内设置有自上而下贯穿螺旋钻杆的中心管和气管；所述中心管的上端通过砼管与混凝土泵连通，所述气管通过输气管道与空气压缩机连通； 

所述气动潜孔锤包括套筒，套筒内自上而下依次设置有后接头、弹力阀、活塞、前接头以及锤头；后接头设置在套筒的顶端用于连接螺旋钻杆，前接头设置在套筒的底端用于连接锤头； 

所述套筒的中心位置设置有混凝土输送管；混凝土输送管依次贯穿后接头、弹力阀、活塞并伸入锤头内，混凝土输送管的上端通过后接头与螺旋钻杆内的中心管连通，混凝土输送管的下端与锤头活动并密封连接； 

所述后接头内还设置有连通套筒内腔和螺旋钻杆气管的气道，套筒内位于 气道的下面设置有套装在混凝土输送管上并对应气道出气口设置的用于启闭气道的弹力阀； 

用于打击锤头上下运动的活塞与嵌套在套筒内壁上的配气座相配装；所述活塞内沿混凝土输送管方向还设置有自上而下贯通活塞的排气管； 

所述锤头内还设置有一端连通活塞与锤头之间的气腔、另一端连通位于锤头内混凝土输送管段的支气管。 

本发明的改进在于：所述混凝土输送管与锤头顶端接触的部位设置有密封环。 

本发明所述支气管的改进在于：所述支气管内靠近混凝土输送管的部位设置有用于防止混凝土进入支气管的单向阀。 

本发明的进一步改进在于：所述气道、排气管以及支气管均为两条或两条以上，所述气道、排气管和支气管对称并匀布在混凝土输送管的外侧。 

本发明的改进还在于：所述混凝土输送管的管径大于气道的管径以及支气管的管径。 

螺旋桩机入岩一次成桩方法，该方法利用螺旋桩机实现入岩成桩，包括以下步骤： 

A.螺旋桩机组装定位：将螺旋桩机组装放置到待作业位置，并将空气压缩机、混凝土泵分别与螺旋钻杆内的气管、中心管的顶端密封连接；