[实用新型]构筑高承载桩之钻机

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是由螺旋钻机构筑建筑桩基础的钻机装置。

背景技术

现有基础桩采用的方法是在螺旋钻机下钻至设计深度后，边提钻杆边向钻孔压灌混凝土构建基础桩。钻杆上提时，钻杆端部土质顺上下螺旋叶片间的螺旋通道滑落至孔底成为虚土，虚土的存在严重影响了端承桩承载技术性能。现有技术给出了一些技术方案来解决孔底虚土对桩承载力、特别是针对端承桩承载力的不良影响，其中的一种解决方法是待压灌混凝土达到一定固化程度后由一高压管高压注入水泥浆，通过充填的方法来弱化虚土存在的负面影响，加强桩端和提高桩承载力，保证桩质量，但只要虚土仍实际存在，这种方法就会在桩载力的提高上受到很大的局限。另外，其工艺方法较为复杂，处理时间长，且高压注入管探入桩底的长管结构，易堵，也不便清洗，还需设置防回转机构，并一次性的留入桩体中，总体造价成本偏高。

中国专利公开了另一种在桩底注浆中伴随扩底、与水泥浆或混凝土搅拌的技术方案，其目的在于主要以加大端阻面积的扩底方式，来保证基础桩的单桩承载力。这一技术方案是通过钻杆底管口处的翻转钻头，钻头翻转打开钻杆芯管的同时，翻转钻头的旋转最大直径大于螺旋钻杆直径，以便在旋动中搅拌扩底。实际操作中，钻杆需先提升20厘米左右以提供翻转钻头翻转空间，这一操作无法避免由螺旋通道滑落的虚土，虚土参杂于注浆或压灌的混凝土中，其桩承载力就难以满足端承桩承载力的技术要求；另外，现有的螺旋钻机只能实现单一结构形式的基础桩建造，无法针对不同的地质条件选择相应的工艺方法建造更为适合的基础桩。

发明内容

本实用新型的发明目的在于提供一种消除桩端虚土、再以先注浆其后灌砼、根据不同的地质条件下由一台设备来实施构建对应结构形式的基础桩的构筑高承载桩之钻机。本实用新型提供的构筑高承载桩之钻机技术方案，其主要技术内容是：一种构筑高承载桩之钻机，包括动力总成和动力总成动力连接的螺旋钻杆，动力总成中设有液压缸，钻杆芯管上端设有浆砼泵送连接管，钻杆芯管下端设有下移转封闭出浆砼口、上移转打开出浆砼口而封闭螺旋通道的封闭门，液压缸的液压动力杆下端铰接在封闭门操纵连杆上。

在上述的整体方案中，所述的浆砼泵送连接管包括注浆管和泵砼管，其中的注浆管与钻杆芯管上端相通端设有单向活门，以防泵砼时由注浆管逆流。

本实用新型提供的构筑高承载桩之钻机之技术方案，其技术优点在于：

1、封闭门扣合状态中随钻机下钻至设计标高后，在上提钻杆前首先启动液压缸的液压动力杆，驱动封闭门向上移转直至螺旋叶片处，打开钻杆芯管管口、并阻挡螺旋通道，这样就完全避免了上提钻杆时土质由螺旋通道滑出形成虚土的状况，由注入的水泥浆以及再压灌的混凝土构筑桩底端，易于在更为复杂的地质条件下实现高承载技术标准的端承桩，提高了单桩承载力；以先注浆其后再灌混凝土，由水泥浆巩固侧土，从而全面增加桩端桩阻和侧阻；

2、在本技术方案结构中，封闭门的上、下移转所需空间极小，与底孔边缘土质主要以切入式接触，其所遇阻力最小，所以液压机构能够对封闭门有良好的位置移转的可驱动性，易于准确的将封闭门定位于所需的位置，操控性好；

3、本构筑高承载桩之钻机能够实现不同形式的扩底桩、搅拌扩底桩和螺纹桩。钻杆下钻至设计深度后，在保持该深度旋转的同时，边打开封闭门，边由钻杆芯管注入水泥浆，即在孔底形成球形扩底，构成扩底桩；或，在钻杆下钻至设计深度后，封闭门移转至中间位置，这时封闭门的回旋半径大于螺旋钻杆的回旋半径，在距孔底一米左右的范围内上下往复拉动钻杆和带动封闭门，同时注浆或压灌混凝土，则在旋转和上下往复中完成搅拌扩底桩的操作；或，在钻杆下钻至设计深度后，封闭门移转至中间位置，这时封闭门的回旋半径大于螺旋钻杆的回旋半径，在这一状态中边提钻杆边压灌混凝土，就可形成螺纹桩，增加基础桩侧磨阻。

附图说明

图1是本构筑高承载桩之钻机的总装构造图

图2是钻杆下端的原理构造图

图3和图4分别是两种扩底桩的形成示意框图

图5是螺纹桩形成示意图。

具体实施方式

本实用新型提供的构筑高承载桩之钻机，其构造如图1和图2所示，包括动力总成1，动力总成1传动连接设置有螺旋钻杆3，螺旋钻杆芯管2上端设有浆砼泵送连接管，在本实施例中，浆砼泵送连接管包括注浆管4和泵砼管5，螺旋钻杆芯管2下端设有下移转封闭出浆砼口7、上移转打开出浆砼口而封闭螺旋通道的封闭门。如图2所示的结构中，螺旋钻杆3的下端为圆锥形钻头8，该圆锥形钻头8的对称侧设有两出浆砼口7，封闭门6转轴固定设置在螺旋钻杆3上，与封闭门6固定连接的操纵连杆9内端与液压缸12的液压动力杆10下端铰接连接，液压动力杆10上端设有防回转提升套16；或者如图3、图4和图5所示，螺旋钻杆芯管管口一径向位设有钻头板11，于钻头板11两对称侧同样操纵构造设置有封闭门6，两封闭门6与钻头板11共同构造一底尖的钻头。封闭门6与操纵连杆9具有相应的角度，从而使液压动力杆10的驱动上提行程时，带动封闭门6下移转最终吻合封闭出浆砼口7，以适合于钻杆下钻时的动作状态；液压动力杆10的驱动下压行程时，使封闭门6逐渐向上移转至螺旋叶片的螺旋通道处，阻止螺旋通道内添塞土质下滑成为虚土，与桩底端注浆相结合、桩身压灌混凝土形成整体桩身；或者是液压动力杆10推动封闭门6处于上下之间的中间位，在这一位置时，封闭门6的最大回旋半径超过螺旋钻杆3的回旋半径，在这一状态中，可形成如图5所示的螺纹桩，即在这一状态下旋转提升螺旋钻杆，同时压灌混凝土，即形成螺纹桩13；还可如图3所示，螺旋钻杆3下钻至设计深度时仍保持旋转，此时液压动力杆10带动封闭门6逐渐向上移转，并同时由注浆管4经螺旋钻杆芯管2向孔底注入水泥浆，即在底孔处形成球形扩底14，此后再压灌混凝土，在混凝土压灌压力挤压下，水泥浆完全填充、与侧土巩固结合，以此提高了整体端承基础桩的单桩承载力；还可如图4所示，螺旋钻杆3下钻至设计深度时仍保持旋转，这时液压动力杆10边驱动封闭门6逐渐向上移转至中间水平位，一边由注浆管4经螺旋钻杆芯管2向孔底注入水泥浆，其后在距孔底一米左右的高度内上下往复拉动钻杆3及其封闭门6，同时压灌混凝土，压灌中水泥浆完全填充、与侧土巩固结合，桩底就形成一段搅拌扩底桩段15，该施工作业有效的提高了整体基础桩的单桩承载力。