[发明专利]用于成型长螺旋扩孔桩的长螺旋钻机及成桩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩土层钻孔设备，特别是涉及一种长螺旋钻机及成桩方法。

背景技术

目前，高层或大型建筑物基础多采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，在施工过程中大多采用长螺旋桩机钻等径桩，等径桩的承载力差，为增加桩的承载力，工程人员想到了将桩孔适当位置扩大，形成如图1所示的长螺旋扩孔桩。为了形成这样的桩型，工程人员开发出相应的成桩设备，比较常见的是在钻杆或钻头上安装扩孔器，由液压设备驱动，当钻杆到达指定位置时，启动液压设备使扩孔器向外张开，通过挤压周边土层形成扩孔段，这种设备存在两个比较明显的问题：一、设备复杂，制造成本高，故障率高；二、土层受到扩孔器挤压容易混入桩孔内的混凝土中，影响桩体质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、成桩质量好的用于成型长螺旋扩孔桩的长螺旋钻机及成桩方法。

本发明用于成型长螺旋扩孔桩的长螺旋钻机，包括第一动力头、钻杆和钻头，所述第一动力头的输出端与钻杆传动连接，所述钻杆外部带有螺旋叶片，所述钻头安装在钻杆下端，钻头上开设有混凝土活门，所述钻杆通过管道与混凝土泵站相连接，其中还包括钻筒和第二动力头，所述钻筒与钻杆同轴设置，且钻筒内径略大于钻杆外部螺旋叶片的外径，钻筒套在钻杆外部位于第一动力头下方，钻筒底部筒壁开设有通孔，所述通孔孔壁上安装有与钻筒轴线平行的铰接轴，所述铰接轴上连接有扩孔活门，所述扩孔活门的形状与通孔相同，扩孔活门位于钻头上方，所述第二动力头的输出端与钻筒传动连接，第二动力头安装在长螺旋钻机的桅杆上。

本发明用于成型长螺旋扩孔桩的长螺旋钻机，其中所述钻筒与扩孔活门之间安装有限位装置，所述限位装置用于限制扩孔活门打开的最大角度。

本发明长螺旋扩孔桩的成桩方法，采用上述的长螺旋钻机，按照如下步骤进行：

A、将长螺旋钻机架设在施工点，启动第一动力头和第二动力头，驱动钻杆和钻筒同步向下钻进，向下钻进过程中，钻杆正向旋转，钻筒反向旋转；

B、当钻头钻进至预定深度位置，关闭第一动力头和第二动力头，打开钻头上的混凝土活门，启动混凝土泵站将混凝土送入钻杆中，混凝土通过混凝土活门注入桩孔内，启动提升装置，使钻杆与钻筒向上同步提升；

C、当扩孔活门提升至与设定扩孔段相对应的位置时，关闭提升装置，启动第二动力头，驱动钻筒正向旋转，扩孔活门在与土层摩擦力作用下打开切入土层当中，扩孔活门随着钻筒旋转在土层中刨出环形槽，土渣通过通孔进入钻筒内，启动第二动力头，驱动钻筒反向旋转使扩孔活门关闭，启动第一动力头，驱动钻杆正向旋转，螺旋叶片将土渣带出地面；

D、启动提升装置，使钻杆与钻筒继续向上提升，混凝土通过混凝土活门注入环形槽内形成扩孔桩段；

E、当扩孔活门提升至与下一个设定扩孔段相对应的位置时，重复进行步骤C和步骤D，直至钻头和钻杆完全离开地面，关闭混凝土泵站。

本发明用于成型长螺旋扩孔桩的长螺旋钻机及成桩方法与现有技术不同之处在于本发明用于成型长螺旋扩孔桩的长螺旋钻机在钻杆外部安装钻筒，在钻筒底部安装有扩孔活门，扩孔活门在钻筒反向旋转时关闭，正向旋转时打开切入土层，通过钻筒旋转在土层中刨出环形槽，刨出的土渣进入钻筒内，利用钻杆上的螺旋叶片将土渣带出地面。本设备结构简单，制造成本低，便于操作，且能够一次性成桩，施工效率更高。

下面结合附图对本发明的用于成型长螺旋扩孔桩的长螺旋钻机及成桩方法作进一步说明。

附图说明

图1为长螺旋扩孔桩的结构示意图；

图2为本发明用于成型长螺旋扩孔桩的长螺旋钻机的结构示意图；

图3为本发明用于成型长螺旋扩孔桩的长螺旋钻机中钻筒的结构示意图。

具体实施方式