專利名稱：振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域基礎(chǔ)工程中的樁基施工方法，具體涉及機(jī)械成孔灌注樁 施工方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
振搗插筋鉆孔壓灌樁住建部標(biāo)準(zhǔn)稱為長螺旋鉆孔壓灌樁、發(fā)改委行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)稱為鉆 孔壓灌樁的工藝流程如下長螺旋鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高、混凝土輸送泵通過混凝土輸出鋼管、軟 管、砼導(dǎo)流器、動(dòng)力頭空心軸內(nèi)孔、螺旋鉆桿蕊管、鉆頭座管及安裝其上的活門，將混凝土輸 送至樁孔底部，爾后在提鉆的同時(shí)不間斷的泵送混凝土、將混凝土注滿樁孔，最后在振搗工 況下將鋼筋籠插入樁孔即成樁。但在長螺旋鉆孔工序若遇到次硬巖石(飽和單軸極限抗壓 強(qiáng)度30 60Mpa)、軟質(zhì)巖石(飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度< 30Mpa)和風(fēng)化巖石、碎石土層或堅(jiān) 硬土層，往往鉆頭軸壓大于7噸、扭力大于50kN. m、鉆孔歷時(shí)半小時(shí)以上，即使鉆頭處于地 下水位以下，持續(xù)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱能而且消散很慢導(dǎo)致鉆頭溫度持續(xù)升高，鉆頭大量損 壞，經(jīng)濟(jì)效益很差，甚至工程中斷被迫更改設(shè)計(jì)，如濟(jì)南新生活家園，由于長螺旋鉆機(jī)必須 鉆穿處于水位以下的碎石土層，鉆孔半小時(shí)后鉆頭高溫產(chǎn)生的熱氣連續(xù)不斷的逸出鉆孔， 尚未成樁鉆頭即損壞。因此建設(shè)部“建筑樁基技術(shù)規(guī)范”(JGJ94-2008)，相關(guān)成樁工藝選擇 章節(jié)中，提出軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖石、碎石土層慎用長螺旋成樁工藝，在次硬巖石不宜采用。也有采用邊注水邊鉆孔的施工工藝，但產(chǎn)生大量廢棄泥漿，場地泥濘導(dǎo)致施工困 難和廢棄泥漿污染環(huán)境，而且樁周的泥皮效應(yīng)和樁端的軟墊效應(yīng)使樁的承載力大為降低。因此，在次硬巖石、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖石、碎石土層或堅(jiān)硬土層，采用現(xiàn)有技術(shù)的 振搗插筋鉆孔壓灌樁工藝施工效率低、工程質(zhì)量難以保證、甚至造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種在振搗插筋鉆孔壓灌樁施工次硬巖石、軟質(zhì)巖石和風(fēng) 化巖石、碎石土層或堅(jiān)硬土層時(shí)，大幅度延長鉆頭壽命、施工高效、工程質(zhì)量好而且綠色環(huán) 保的振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法及相應(yīng)的設(shè)備機(jī)具。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的?！N振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，其施工步驟如下a、開動(dòng)空壓機(jī)，壓縮空氣經(jīng)送風(fēng)管、導(dǎo)流器及螺旋鉆桿上附設(shè)的風(fēng)管從長螺旋風(fēng) 冷引孔嵌巖鉆機(jī)鉆頭出風(fēng)口排出；b、進(jìn)行長螺旋引孔的同時(shí)注入壓縮空氣冷卻鉆頭；C、到達(dá)設(shè)計(jì)孔深；d、用砼輸送泵向樁孔內(nèi)灌滿砼并將鉆具移出孔口 ；e、采用振動(dòng)錘以主筋受拉的方式將鋼筋籠振插至設(shè)計(jì)深度、f、爾后拔出插筋裝置成樁。上述引孔中采用空壓機(jī)送風(fēng)，根據(jù)鉆孔直徑、孔深及地層性質(zhì)的差異，所述壓縮空氣在空壓機(jī)排氣口的壓力為0. 2Mpa 6Mpa，排氣量為0. 8m3 60m3/min ；可以用一臺(tái)空壓 機(jī)送風(fēng)供多臺(tái)長螺旋鉆機(jī)引孔，也可多臺(tái)空壓機(jī)并聯(lián)供一臺(tái)鉆機(jī)、在空壓機(jī)壓力不足時(shí)亦 可二臺(tái)或二臺(tái)以上空壓機(jī)串聯(lián)使用。以壓縮空氣為熱交換介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷循環(huán)的機(jī)理是空 壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣通過送風(fēng)管、導(dǎo)流器、鉆桿上附設(shè)的風(fēng)管、長螺旋嵌巖鉆頭出風(fēng)口(或 單向閥出風(fēng)口)及孔壁連續(xù)不斷的排出地表，這種風(fēng)冷循環(huán)是以壓縮空氣為熱交換介質(zhì)， 將較低溫度的壓縮空氣與引孔時(shí)機(jī)械能產(chǎn)生高溫的鉆頭實(shí)現(xiàn)熱交換后，連續(xù)的從孔壁排出 地表，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆頭的連續(xù)不斷的強(qiáng)制性冷卻。為了實(shí)現(xiàn)上述風(fēng)冷循環(huán)，必須采用壓縮空氣，才能有效完成空氣被送入長螺旋嵌 巖鉆頭出風(fēng)口，并順利通過鉆頭上部的碎石、土層，排除鉆孔，從而保證空氣的循環(huán)，達(dá)到冷 卻鉆頭的目的。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，根據(jù)鉆孔直徑、孔深及地層性質(zhì)的差異，壓縮空氣在空壓機(jī)排氣口的壓 力和流量可以有不同的選擇，但在滿足在空壓機(jī)排氣口的壓力為0. 2Mpa 6Mpa，排氣量為 0. 8m3 60m7min時(shí)，能夠更有效地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，所述d步驟，灌注混凝土可由原承擔(dān)鉆 孔的長螺旋鉆機(jī)完成、即鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝，或灌注混凝土也可以由 另一臺(tái)鉆機(jī)完成、即鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖成樁工藝。本發(fā)明的有益效果在次硬巖石、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖石、碎石土層或堅(jiān)硬土層，采 用振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝的鉆孔工序時(shí)，由于連續(xù)的向長螺旋嵌巖鉆頭或 普通鉆頭供風(fēng)，使鉆頭得以有效冷卻繼而壽命大大延長，同時(shí)土的三相比例中氣相增加可 鉆性得以改善。因此本發(fā)明可以增加在次硬巖石、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖石、碎石土層或堅(jiān)硬土 層振搗插筋鉆孔壓灌樁施工的工藝可靠性，減少各種材料的消耗，并提高施工效率，因此具 有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1、振搗插筋鉆灌合一的側(cè)進(jìn)風(fēng)長螺旋風(fēng)冷嵌巖成樁工藝示意圖、即實(shí)施例1示 意圖；其中圖la、圖Ib ；圖lc、圖Id、圖Ie和圖If分別為步驟a、步驟b、步驟C、步驟d、步 驟e和步驟f的示意圖；圖2、振搗插筋鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖示意圖；即實(shí)施例2示意圖；其中圖 2a、圖2b、圖2c、圖2d分別為步驟a、步驟b、步驟C、步驟d，圖2a的上半部鉆機(jī)圖同時(shí)為長 螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖鉆機(jī)示意圖；圖3、振搗插筋鉆灌分離長螺旋灌注成樁示意圖；即實(shí)施例2示意圖；其中圖3a、 圖3b、圖3c、圖3d分別為步驟e、步驟f、步驟g、步驟h，圖3a的上半部鉆機(jī)圖同時(shí)為長螺 旋灌注鉆機(jī)示意圖；圖4、振搗插筋鉆灌合一側(cè)進(jìn)風(fēng)長螺旋風(fēng)冷嵌巖成樁鉆機(jī)，即實(shí)施例1示意圖；圖5、振搗插筋鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖成樁鉆機(jī)，即實(shí)施例2示意圖；圖6、側(cè)進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器與砼壓灌機(jī)構(gòu)，即實(shí)施例1示意圖；圖7、中心進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器，即實(shí)施例2示意圖；圖8、錐螺旋截齒嵌巖鉆頭，即實(shí)施例2示意圖；圖9、活門式錐螺旋截齒嵌巖鉆頭，即實(shí)施例1示意圖中1、空壓機(jī)；2、送風(fēng)管；3、樁架；4、動(dòng)力頭；4-1-1、空心軸；4-1-2、盤根；5、混凝土壓灌系統(tǒng)；5-1、混凝土導(dǎo)流器；5-2、砼輸送軟管；5_3、砼輸送鋼管；5_4、 砼輸送泵；6、側(cè)進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器；6-1、進(jìn)風(fēng)口 ；6-2、回轉(zhuǎn)筒；6_3靜筒；6_4密封件；6_5、出風(fēng)口 ；
6-6、附壁內(nèi)風(fēng)管；6-7、支架；6a、中心進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器；7、長螺旋鉆桿；7-1、鉆桿芯管；8、錐螺旋截齒嵌巖鉆頭；8-1、截齒；8-1-1截齒座；8_2、鉆頭出風(fēng)口 ；8_3鉆尖； 8-3-1鉆尖座板；8-4螺旋葉片；8-5座管；8a、活門式錐螺旋截齒嵌巖鉆頭；8a_l單向閥出風(fēng)口 ；8a_2鉸鏈；8a-2_l鉸鏈軸； 8a-2-2鉸鏈座；8a-2_3鉸鏈連桿；8a_3活門式鉆尖；8a_4抗扭鎖舌；8a_5鎖舌座；9、中心內(nèi)風(fēng)管；
具體實(shí)施例方式參見圖1、圖2，振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，其施工步驟如下a、開動(dòng)空壓機(jī)，壓縮空氣經(jīng)送風(fēng)管、導(dǎo)流器及螺旋鉆桿上附設(shè)的風(fēng)管從長螺旋風(fēng) 冷引孔嵌巖鉆機(jī)鉆頭出風(fēng)口排出；b、進(jìn)行長螺旋引孔的同時(shí)注入壓縮空氣冷卻鉆頭；C、到達(dá)設(shè)計(jì)孔深；d、用砼輸送泵向樁孔內(nèi)灌滿砼；e、移走鉆機(jī)，采用振動(dòng)錘以主筋受拉的方式將鋼筋籠振插至設(shè)計(jì)深度；f、爾后拔出插筋裝置成樁。上述引孔中采用空壓機(jī)送風(fēng)，所述壓縮空氣在空壓機(jī)排氣口的壓力為0. 2Mpa 6Mpa，排氣量為0. Sm3 60m3/min。根據(jù)鉆孔直徑、孔深及地層性質(zhì)的差異，空氣的壓力和 流量可以在上述范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整和選擇。所述d步驟，灌注混凝土可由原承擔(dān)鉆孔的長螺旋鉆機(jī)完成、即鉆灌合一長螺旋 風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝(圖1所示)；或灌注混凝土也可以由另一臺(tái)鉆機(jī)完成、即鉆灌分離 長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖成樁工藝(圖2、圖3所示)。在鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝中，所述c步驟當(dāng)鉆頭到達(dá)孔深位置， 停止供風(fēng)，并稍稍提起；所述d步驟活門式鉆尖8a_3的活門在重力下開啟，啟動(dòng)砼輸送泵 5-4，砼通過地表的砼輸送鋼管5-3、附在鉆機(jī)上的砼輸送軟管5-2、砼導(dǎo)流器5-1、鉆桿芯管
7-1內(nèi)腔從鉆頭活門流出，邊提鉆邊連續(xù)灌注直至將樁孔灌滿。在鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖成樁工藝中所述c步驟當(dāng)鉆頭到達(dá)孔深位置， 停止供風(fēng)；所述d步驟將鉆機(jī)提出樁孔，并移走；用另一長螺旋灌注鉆機(jī)對(duì)位下鉆至原孔 深；用砼輸送泵通過長螺旋灌注鉆機(jī)向樁孔內(nèi)灌滿砼。在鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝中，其a步驟壓縮空氣流程如下空壓 機(jī)1產(chǎn)生的壓縮空氣依次進(jìn)入送風(fēng)管2、側(cè)進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器6、附壁內(nèi)風(fēng)管6-6或固定于鉆桿芯 管外壁的附壁外風(fēng)管，最后，從鉆頭出風(fēng)口排出。
下面對(duì)所述工藝中使用的一些部件加以說明一、鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝中使用的部件1、鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝中所述導(dǎo)流器可使用側(cè)進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器6(圖6所示)，為I、位于動(dòng)力頭4與鉆桿7頂部之間；II、由回轉(zhuǎn)筒6-2、靜筒6-3、密封件6-4、進(jìn)風(fēng)口 6-1和出風(fēng)口 6-5構(gòu)成；III、回轉(zhuǎn)筒6-2連接出風(fēng)口 6-5，靜筒6_3設(shè)進(jìn)風(fēng)口 6_1并通過支架6_7和動(dòng)力頭 機(jī)架固定；IV、靜筒6-3與回轉(zhuǎn)筒6-2為同心套裝，其間的環(huán)狀空間設(shè)置密封件6_4 ；V、靜筒6-3空腔與回轉(zhuǎn)筒6-2空腔相通，密封件6_4將空腔與導(dǎo)流器外腔實(shí)現(xiàn)動(dòng) 密封隔離；VI、出風(fēng)口 6-5通過固定于鉆桿芯管7-1內(nèi)壁的附壁內(nèi)風(fēng)管6_6或固定于芯管外 壁的附壁外風(fēng)管與活門式錐螺旋嵌巖鉆頭8a的單向閥出風(fēng)口 8a_l連接，形成獨(dú)立于砼壓 灌系統(tǒng)5之外不影響砼壓灌的壓氣通道。2、鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝中所述鉆頭可使用活門式錐螺旋截齒 嵌巖鉆頭8a (圖9所示)，為I、由螺旋葉片8-4、座管8-5、活門式鉆尖8a_3、鉆尖座板8-3-1及單向閥出風(fēng)口 8a_l構(gòu)成；II、螺旋葉片8-4為上大下小倒錐形的單螺旋、雙螺旋或三螺旋，并焊在鉆頭座管 8-5外壁上；III、螺旋葉片8-4設(shè)有截齒座8-1-1，截齒8-1固定在截齒座8_1_1上；IV、活門式鉆尖8a_3由鉆尖座板8_3_1及固定在座板上的鉸鏈連桿8a_2_3、抗扭 鎖舌8a-4、截齒座8-1-1及截齒8-1構(gòu)成；V、鉆尖座板8-3-1上的截齒座8-1-1和截齒8_1數(shù)量為2套至6套，也可在鉆尖 座板8-3-1上設(shè)置一個(gè)外徑不大于300mm的柱齒鉆頭或牙輪鉆頭，還可以兩邊設(shè)置截截齒 座和截齒、中心設(shè)置柱齒鉆頭或一字釬頭構(gòu)成具有組合切削刃的鉆尖；VI、座管8-5下部外壁徑向?qū)ΨQ焊接有兩片鉸鏈座8a-2_2和鎖舌座8a_5 ；VII、鉸鏈連桿8a-2_3嵌入鉸鏈座8a-2_2并穿上鉸鏈軸8a-2_l即構(gòu)成鉸鏈8a_2 式活門，鉆尖可圍繞鉸鏈軸8a-2_l開合，合上后，抗扭鎖舌8a_4嵌入鎖舌座8a_5可承受鉆 孔扭矩；VIII、單向閥出風(fēng)口 8a_l連接附壁內(nèi)風(fēng)管6-7或附壁外風(fēng)管，與側(cè)進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器6 進(jìn)、出風(fēng)口形成獨(dú)立于砼壓灌系統(tǒng)5的壓風(fēng)通道。3、振搗插筋鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝也可采用活門式錐螺旋鑿巖 鉆頭，它是對(duì)專利號(hào)00219615. 8中的錐螺旋式鑿巖鉆頭的改進(jìn)在鉆尖座板上焊接鉸鏈連 桿、鎖舌和單向閥出風(fēng)口，鉆頭座管下部焊接鉸鏈座和鎖舌座，由此形成活門式錐螺旋鑿巖 鉆頭。4、振搗插筋鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝也可采用公知技術(shù)的側(cè)開雙 活門式螺旋鉆頭，并將葉片改為倒錐型、焊上類同于錐螺旋式鑿巖鉆頭及錐螺旋截齒的切 削刃后用于風(fēng)冷嵌巖施工。
二、鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖成樁工藝使用的部件1、鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖成樁工藝使用的中心進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器6a I、位于動(dòng)力頭4的空心軸4-1-1上端；II、由回轉(zhuǎn)筒6-2、靜筒6-3、密封件6-4、進(jìn)風(fēng)口 6_1和出風(fēng)口 6_5構(gòu)成；III、回轉(zhuǎn)筒6-2連接出風(fēng)口 6-5，靜筒6-3設(shè)進(jìn)風(fēng)口 6-1 ；IV、靜筒6-3與回轉(zhuǎn)筒6-2為同心套裝，其間的環(huán)狀空間設(shè)置密封件6_4 ；V、靜筒6-3空腔與回轉(zhuǎn)筒6-2空腔相通，密封件6_4將空腔與導(dǎo)流器外腔實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封隔離；
VI、回轉(zhuǎn)筒6-2下盤與空心軸4-1-1上端面的螺孔用螺栓固定，出風(fēng)口 6_1通過中 心內(nèi)風(fēng)管9與嵌巖鉆頭中心內(nèi)風(fēng)管接頭8-6連接，形成獨(dú)立的壓氣通道。注鉆灌分離工藝也可以使用側(cè)進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器，只是成本稍稍高些。2、鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖成樁工藝的錐螺旋截齒嵌巖鉆頭8 (圖8所示)I、由螺旋葉片8-4、座管8-5、鉆尖8-3、鉆尖座板8-3-1、鉆頭出風(fēng)口 8-2及中心內(nèi) 風(fēng)管接頭8-6構(gòu)成；II、螺旋葉片8-4為上大下小倒錐形的單螺旋、雙螺旋或三螺旋，并焊在鉆頭座管 8-5外壁上；III、螺旋葉片8-4設(shè)有截齒座8-1-1，截齒8_1固定在截齒座8_1_1上；IV、鉆尖8-3固定在座管8-5下端，由設(shè)有鉆頭出風(fēng)口 8_2的鉆尖座板8_3_1及設(shè) 在座板上的截齒座8-1-1和截齒8-1構(gòu)成；V、鉆尖座板8-3-1上的截齒座8-1-1和截齒8_1數(shù)量為2套至6套，也可在鉆尖 座板8-3-1上設(shè)置一個(gè)外徑不大于300mm的柱齒鉆頭或牙輪鉆頭，還可以兩邊設(shè)置截截齒 座和截齒、中心設(shè)置柱齒鉆頭或一字釬頭構(gòu)成具有組合切削刃的鉆尖。3、鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖成樁工藝也可采用錐螺旋式鑿巖鉆頭改制的上 述活門式錐螺旋鑿巖鉆頭。4、鉆灌分離工藝也可以使用活門式錐螺旋截齒嵌巖鉆頭及側(cè)開雙活門式螺旋鉆 頭，只是成本稍稍高些。下面，以圖1、圖4、圖6及圖9具體說明實(shí)施例1 一種振搗插筋鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝，其鉆機(jī)設(shè)有獨(dú)立與砼灌注 系統(tǒng)之外的送風(fēng)系統(tǒng)，并與鉆頭單向閥出風(fēng)口相通，其施工步驟如下a、鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁鉆機(jī)對(duì)位，開動(dòng)空壓機(jī)1，壓縮空氣經(jīng)送風(fēng)管 2、側(cè)進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器6及螺旋鉆桿上附設(shè)的附壁內(nèi)風(fēng)管6-6、最后從活門式錐螺旋截齒嵌巖鉆 頭8a單向閥出風(fēng)口 8a_l排出，單向閥具有給氣打開、停氣自動(dòng)關(guān)閉的功能；b、進(jìn)行長螺旋鉆孔的同時(shí)注入壓縮空氣冷卻鉆頭；C、鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)孔深，停止供氣，鉆頭8a單向閥出風(fēng)口 8a_l自動(dòng)關(guān)閉。d、提起鉆具稍許，鉆頭上設(shè)有鉸鏈8a_2的活門式鉆尖8a_3在重力作用下開啟，用 砼輸送泵5-4向樁孔內(nèi)灌注砼，邊灌注邊提鉆直至灌滿樁孔；e、鉆機(jī)移位、采用振動(dòng)錘以主筋受拉的方式將鋼筋籠振插至設(shè)計(jì)深度，f、拔出插筋裝置成樁。上述引孔中采用空壓機(jī)送風(fēng)，所述壓縮空氣在空壓機(jī)排氣口的壓力為0. 2Mpa 6Mpa，排氣量為0. 8m3 60m3/min。根據(jù)鉆孔直徑、孔深及地層性質(zhì)的差異，空氣的壓力和 流量可以在上述范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整和選擇。再以圖2、圖3、圖5、圖7及圖8具體說明實(shí)施例2 一種振搗插筋鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝，鉆孔由振搗插筋鉆灌分離 長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖鉆機(jī)完成，灌注由公知技術(shù)的長螺旋灌注鉆機(jī)完成，其施工工序分為 引孔和灌注兩類鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖施工步驟 a、(圖2a)長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖鉆機(jī)對(duì)位，開動(dòng)空壓機(jī)1，壓縮空氣經(jīng)送風(fēng)管2、導(dǎo) 流器及鉆桿上附設(shè)的風(fēng)管從長螺旋嵌巖鉆頭出風(fēng)口排出；b、注入壓縮空氣的同時(shí)進(jìn)行長螺旋鉆孔(圖2b)；C、連續(xù)注氣并鉆孔至設(shè)計(jì)孔深(圖2c)；d、達(dá)到設(shè)計(jì)孔深、將鉆具提出樁孔，并移走引孔鉆機(jī)(圖2d)；e、長螺旋灌注鉆機(jī)對(duì)位下鉆至原孔深(圖3a)；f、用砼輸送泵向樁孔內(nèi)灌滿砼(圖3b)；g、移走長螺旋灌注鉆機(jī)(圖3c)；h、采用振動(dòng)錘以主筋受拉的方式將鋼筋籠振插至設(shè)計(jì)深度，爾后拔出插筋裝置成 樁(圖3d)。所述a步驟，空壓機(jī)1產(chǎn)生的壓縮空氣依次進(jìn)入送風(fēng)管2、中心進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器6a、中 心內(nèi)風(fēng)管9，最后，從錐螺旋截齒嵌巖鉆頭8的出風(fēng)口 8-2排出；鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖成樁工藝的d步驟引孔至設(shè)計(jì)孔深后，在繼續(xù)注氣 的工況下將鉆具提出樁孔、并立即移走引孔鉆機(jī)，同時(shí)進(jìn)行e步驟，移入灌注鉆機(jī)對(duì)位下 鉆，接著進(jìn)行f步驟，即用砼輸送泵向樁孔內(nèi)灌滿砼；引孔鉆機(jī)提鉆后若來不及灌注，或孔 壁自立時(shí)間短、易塌孔則可以將鉆出的孔土立即回填樁孔護(hù)壁或下套管護(hù)壁或在提鉆時(shí)用 原注氣管路壓入泥漿護(hù)壁。
權(quán)利要求
一種振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，即鉆灌合一長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁工藝，其特征是施工步驟如下a、開動(dòng)空壓機(jī)，壓縮空氣經(jīng)送風(fēng)管、導(dǎo)流器及鉆桿上附設(shè)的風(fēng)管從長螺旋嵌巖鉆頭出風(fēng)口排出；b、進(jìn)行長螺旋鉆孔的同時(shí)注入壓縮空氣冷卻鉆頭；c、到達(dá)設(shè)計(jì)孔深；d、用砼輸送泵向樁孔內(nèi)灌滿砼并將鉆具移出孔口；e、采用振動(dòng)錘以主筋受拉的方式將鋼筋籠振插至設(shè)計(jì)深度；f、拔出插筋裝置成樁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，其特征在于其a 步驟空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣依次進(jìn)入送風(fēng)管、側(cè)進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器、附壁內(nèi)風(fēng)管，最后，從活門式 錐螺旋截齒嵌巖鉆頭的單向閥出風(fēng)口排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，其特征在于所 述c步驟當(dāng)鉆頭到達(dá)孔深位置，停止供風(fēng)，并稍稍提起；d步驟鉆頭活門開啟，啟動(dòng)砼輸 送泵，砼通過地表的砼輸送鋼管、附在鉆機(jī)上的砼輸送軟管、導(dǎo)流器、鉆桿芯管內(nèi)腔從鉆頭 活門流出，邊提鉆邊連續(xù)灌注直至將樁孔灌滿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，其特征在于所 述側(cè)進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器I、位于動(dòng)力頭與鉆桿頂部之間；II、由回轉(zhuǎn)筒、靜筒、密封件、進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口構(gòu)成；III、回轉(zhuǎn)筒連接出風(fēng)口，靜筒設(shè)進(jìn)風(fēng)口并通過支架和動(dòng)力頭機(jī)架固定；IV、靜筒與回轉(zhuǎn)筒為同心套裝，其間的環(huán)狀空間設(shè)置密封件；V、靜筒空腔與回轉(zhuǎn)筒空腔相通，密封件將空腔與導(dǎo)流器外腔實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封隔離；VI、出風(fēng)口通過固定于鉆桿芯管內(nèi)壁的附壁內(nèi)風(fēng)管或固定于芯管外壁的附壁外風(fēng)管， 與活門式錐螺旋嵌巖鉆頭的單向閥出風(fēng)口連接，形成獨(dú)立于砼壓灌系統(tǒng)之外不影響砼壓灌 的壓氣通道。
5.根據(jù)權(quán)利要1、3所述的振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，其特征在于所述 活門式錐螺旋截齒嵌巖鉆頭I、山螺旋葉片、座管、活門式鉆尖、鉆尖座板及單向閥出風(fēng)口構(gòu)成；II、螺旋葉片為上大下小倒錐形的單螺旋、雙螺旋或三螺旋，并焊在鉆頭座管外壁上；III、螺旋葉片設(shè)有截齒座，截齒固定在截齒座上；IV、活門式鉆尖由鉆尖座板及固定在座板上的鉸鏈連桿、抗扭鎖舌、截齒座及截齒構(gòu)成；V、鉆尖座板上的截齒座和截齒數(shù)量為2套至6套，也可在鉆尖座板上設(shè)置一個(gè)外徑不 大于300mm的柱齒鉆頭或牙輪鉆頭，還可以兩邊設(shè)置截截齒座和截齒、中心設(shè)置柱齒鉆頭 或一字釬頭構(gòu)成具有組合切削刃的鉆尖；VI、座管下部外壁徑向?qū)ΨQ焊接有兩片鉸鏈座和鎖舌座；VII、鉸鏈連桿嵌入鉸鏈座并穿上鉸鏈軸即構(gòu)成鉸鏈?zhǔn)交铋T，鉆尖可圍繞鉸鏈軸開合， 合上后，抗扭鎖舌嵌入鎖舌座可承受鉆孔扭矩；VIII、單向閥出風(fēng)口連接附壁內(nèi)風(fēng)管或附壁外風(fēng)管，與側(cè)進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器進(jìn)、出風(fēng)口形成獨(dú) 立于砼壓灌系統(tǒng)的壓風(fēng)通道。
6.一種振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，即鉆灌分離長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖成樁 工藝，成樁由兩臺(tái)鉆機(jī)完成，一臺(tái)為長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖鉆機(jī)、另一臺(tái)為長螺旋灌注鉆機(jī)， 其施工步驟如下a、長螺旋風(fēng)冷引孔嵌巖鉆機(jī)對(duì)位、開動(dòng)空壓機(jī)，壓縮空氣經(jīng)送風(fēng)管、導(dǎo)流器及鉆桿上附 設(shè)的風(fēng)管，從長螺旋嵌巖鉆頭出風(fēng)口排出；b、引孔并連續(xù)注入壓縮空氣；c、到達(dá)設(shè)計(jì)孔深、提出嵌巖鉆具、引孔嵌巖鉆機(jī)移出樁位；d、長螺旋灌注鉆機(jī)對(duì)位并下鉆至原孔深；e、提鉆自動(dòng)開啟活門、用砼輸送泵連續(xù)向樁孔內(nèi)灌滿砼；f、移出長螺旋灌注鉆機(jī)；g、采用振動(dòng)錘以主筋受拉的方式將鋼筋籠插至設(shè)計(jì)深度；h、拔出插筋裝置成樁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔成樁方法，其特征在于所述a步 驟，空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣依次進(jìn)入送風(fēng)管、中心進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器、中心內(nèi)風(fēng)管，最后，從錐螺旋 截齒嵌巖鉆頭的出風(fēng)口排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求6、7所述的振搗插筋長螺旋風(fēng)冷引孔成樁方法，其特征在于所述中 心進(jìn)風(fēng)導(dǎo)流器I、位于動(dòng)力頭的空心軸上端；II、由回轉(zhuǎn)筒、靜筒、密封件、進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口構(gòu)成；III、回轉(zhuǎn)筒連接出風(fēng)口，靜筒設(shè)進(jìn)風(fēng)口；IV、靜筒與回轉(zhuǎn)筒為同心套裝，其間的環(huán)狀空間設(shè)置密封件；V、靜筒空腔與回轉(zhuǎn)筒空腔相通，密封件將空腔與導(dǎo)流器外腔實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封隔離；VI、回轉(zhuǎn)筒下盤與空心軸上端面的螺孔用螺栓固定，出風(fēng)口通過中心內(nèi)風(fēng)管與嵌巖鉆 頭中心內(nèi)風(fēng)管接頭連接，形成獨(dú)立的壓氣通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7所述的振搗插筋長螺旋風(fēng)冷引孔成樁方法，其特征在于所述錐 螺旋截齒嵌巖鉆頭I、由螺旋葉片、座管、鉆尖、鉆尖座板及鉆頭出風(fēng)口構(gòu)成；II、螺旋葉片為上大下小倒錐形的單螺旋、雙螺旋或三螺旋，并焊在鉆頭座管外壁上；III、螺旋葉片設(shè)有截齒座，截齒固定在截齒座上；IV、鉆尖固定在座管下端，由設(shè)有鉆頭出風(fēng)口的鉆尖座板及設(shè)在座板上的截齒座和截 齒構(gòu)成；IV、鉆尖座板上的截齒座和截齒數(shù)量為2套至6套，也可在鉆尖座板上設(shè)置一個(gè)外徑不 大于300mm的柱齒鉆頭或牙輪鉆頭，還可以兩邊設(shè)置截截齒座和截齒、中心設(shè)置柱齒鉆頭 或一字釬頭構(gòu)成具有組合切削刃的鉆尖；VI、鉆頭出風(fēng)口連接中心內(nèi)風(fēng)管或附壁內(nèi)風(fēng)管或附壁外風(fēng)管，與導(dǎo)流器進(jìn)、出風(fēng)口形成 引孔壓風(fēng)通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求6所述的振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，其特征在于所述壓縮空氣在空壓機(jī)排氣口的壓力為0. 2Mpa 6Mpa，排氣量為0. 8m3 60m3/mirio
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在次硬巖石、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖石、碎石土層或堅(jiān)硬土層實(shí)施的振搗插筋長螺旋風(fēng)冷鉆孔嵌巖成樁方法，施工步驟如下a、開動(dòng)空壓機(jī)，壓縮空氣經(jīng)送風(fēng)管、導(dǎo)流器及螺旋鉆桿上附設(shè)的風(fēng)管從長螺旋嵌巖鉆頭出風(fēng)口排出；b、進(jìn)行長螺旋鉆孔的同時(shí)注入壓縮空氣冷卻鉆頭；c、到達(dá)設(shè)計(jì)孔深；d、用砼輸送泵向樁孔內(nèi)灌滿砼；e、采用振動(dòng)錘以主筋受拉的方式將鋼筋籠振插至設(shè)計(jì)深度；由于可以連續(xù)的向鉆頭供風(fēng)，使鉆頭得以有效冷卻繼而壽命大大延長，同時(shí)土的三相比例中氣相增加可鉆性得以改善，因此本發(fā)明可以在次硬巖石、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖石、碎石土層或堅(jiān)硬土層采用振搗插筋鉆孔壓灌樁這一綠色施工技術(shù)的工藝，增加了質(zhì)量可靠性，減少各種材料的消耗，提高施工效率，因此具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)E02D5/34GK101967826SQ201010505770
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者李式仁 申請(qǐng)人:李式仁