專利名稱：長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置及成型方法
長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置及成型方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于地基基礎(chǔ)施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置及成型方法。
背景技術(shù)：
目前，在建筑、水利、公路等基礎(chǔ)工程中，長螺旋成孔灌注樁以其速度快、噪音低、 不用泥漿護(hù)壁、施工成本低等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。但是，實(shí)際施工過程中，現(xiàn)有的普通長螺旋成孔灌注樁存在以下缺陷和不足第一、適用范圍有限，只能在粘性土、粉土、填土等土層適用，在遇到密實(shí)砂卵石地層或大直徑卵石層時(shí)，則鉆進(jìn)困難或無法鉆進(jìn)；因而，現(xiàn)有長螺旋成孔灌注樁的土層適應(yīng)能力不足，部分地區(qū)無法采用；第二、現(xiàn)有長螺旋成孔灌樁無法入巖，故成樁后樁端無法放置在承載力高的土層內(nèi)，造成單樁承載力不高等實(shí)際問題；第三、 現(xiàn)有長螺旋成孔灌注樁成孔后，樁端土壤經(jīng)過擾動(dòng)，容易形成孔底虛土，降低樁端阻力，從而影響單樁承載力；第四、樁身質(zhì)量難以保證現(xiàn)有長螺旋成孔灌注樁成孔后，邊灌注邊提鉆桿時(shí)，提升速度要與泵送速度相適應(yīng)，并使鉆桿內(nèi)保持有0.1立方以上的存料，以確保鉆桿出料口連續(xù)帶壓出料，否則容易出斷樁、縮徑、夾泥等灌注不良現(xiàn)象，影響樁身質(zhì)量；第五、灌注質(zhì)量較難保證現(xiàn)有長螺旋成孔灌注樁施工過程中，大多依靠人工觀察混泥土輸送管縮脹情況以及鉆桿通氣孔的排料情況，并根據(jù)觀察結(jié)果控制提升速度與泵送速度相適應(yīng)，人工觀察存在感觀差異和經(jīng)驗(yàn)差異，無法有效確保灌注質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、使用操作簡便且使用效果好、智能化程度高、工作性能安全可靠的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于包括由鉆桿與同軸安裝在鉆桿底部的鉆頭組裝形成的鉆進(jìn)設(shè)備、鉆進(jìn)過程中沿鉆進(jìn)方向?qū)λ鲢@進(jìn)設(shè)備進(jìn)行下放且鉆進(jìn)到位后沿鉆進(jìn)方向?qū)λ鲢@進(jìn)設(shè)備進(jìn)行提升的下放/提升系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)所述鉆進(jìn)設(shè)備進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述下放/提升系統(tǒng)對鉆桿進(jìn)行提升過程中通過鉆桿向所成型鉆孔內(nèi)連續(xù)注漿并形成鉆孔灌注樁的注漿設(shè)備、鉆進(jìn)過程中對所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際鉆進(jìn)深度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測且提升過程中對所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際提升高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元、鉆進(jìn)過程中對鉆桿的扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿扭矩檢測單元、對所述下放/提升系統(tǒng)、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述注漿設(shè)備進(jìn)行控制的控制器以及與所述控制器相接的參數(shù)輸入單元，所述鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元和鉆桿扭矩檢測單元均與所述控制器相接；所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過傳送機(jī)構(gòu)一與鉆桿的外端部進(jìn)行傳動(dòng)連接，且所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與控制器相接；所述下放/提升系統(tǒng)與鉆桿的外端部相接；所述注漿設(shè)備包括料漿存儲(chǔ)裝置、與所述料漿存儲(chǔ)裝置相接的泵送管道和安裝在泵送管道上的驅(qū)動(dòng)泵，所述驅(qū)動(dòng)泵由所述控制器進(jìn)行控制且其與所述控制器相接；所述鉆桿包括內(nèi)部中空且直徑由上至下均相同的平直芯桿一和由上至下布設(shè)在平直芯桿一外側(cè)壁上的螺旋葉片一，所述螺旋葉片一的寬度由上至下均相同；所述泵送管道安裝在鉆桿的外端部上且其與平直芯桿一的內(nèi)部相通，所述平直芯桿一的外徑為Φ300πιπι Φ600πιπι，且所述螺旋葉片一的外徑為Φ400πιπι Φ800πιπι;所述鉆頭底部開有出漿口且所述出漿口上設(shè)置有止回閥；所述下放/提升系統(tǒng)包括鉆桿提升與下放鋼纜和對鉆桿提升與下放鋼纜進(jìn)行收放的電動(dòng)收放裝置，所述鉆桿提升與下放鋼纜的一端固定在鉆桿上且其另一端纏繞固定在所述電動(dòng)收放裝置上。
上述長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征是所述鉆頭為鉆頭一或鉆頭二 ； 所述鉆頭一包括內(nèi)部中空且直徑由上至下均相同的平直芯桿二和由上至下布設(shè)在平直芯桿二外側(cè)壁上的螺旋葉片二，所述螺旋葉片二的寬度由上至下均相同，所述平直芯桿二底部設(shè)置有鉆尖二 ；所述鉆頭二包括內(nèi)部中空且直徑由上至下均相同的平直芯桿三和由上至下布設(shè)在平直芯桿三外側(cè)壁上的螺旋葉片三，所述螺旋葉片三的寬度由上至下逐漸增大， 所述平直芯桿三底部設(shè)置有鉆尖三；所述螺旋葉片二和螺旋葉片三的螺旋方向均與螺旋葉片一的螺旋方向一致。
上述長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征是所述螺旋葉片二為雙螺旋結(jié)構(gòu)，所述鉆尖二的外側(cè)壁上沿螺旋方向布設(shè)有多個(gè)鉆齒二，所述鉆齒二為鎢合金鉆齒；所述螺旋葉片三的外側(cè)壁上由上至下設(shè)置有多個(gè)鉆齒三，所述鉆齒三為鎢合金鉆齒。
上述長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征是還包括鉆進(jìn)過程中沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿進(jìn)行加壓并相應(yīng)對鉆桿的實(shí)際下放速度進(jìn)行調(diào)整的加壓機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)過程中對鉆桿的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元、鉆進(jìn)過程中對鉆桿的實(shí)際下放速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿下放速度檢測單元和鉆進(jìn)過程中對鉆桿所承受荷載進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器的鉆桿荷載檢測單元，所述鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元、鉆桿下放速度檢測單元和鉆桿荷載檢測單元均與所述控制器相接；所述加壓機(jī)構(gòu)安裝在鉆桿上。
上述長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征是還包括呈水平向布設(shè)的機(jī)架、 固定在機(jī)架上且呈豎直向布設(shè)的立柱和供所述機(jī)架安裝的多個(gè)支撐機(jī)構(gòu)，所述鉆桿呈豎直向布設(shè)；所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定安裝在鉆桿的上端部上，且所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與鉆桿固定安裝為一體并隨鉆桿進(jìn)行上下移動(dòng)；所述電動(dòng)收放裝置為由所述控制器進(jìn)行控制且布設(shè)在機(jī)架上的電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，所述電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)通過鉆桿提升與下放鋼纜與所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上部連接，所述立柱的上部左右兩側(cè)分別設(shè)置有對鉆桿提升與下放鋼纜進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向輪一和導(dǎo)向輪二。
上述長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征是所述加壓機(jī)構(gòu)為鋼纜式加壓裝置或鏈輪鏈條式加壓裝置；所述鋼纜式加壓裝置包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿進(jìn)行下拉的加壓鋼纜和為加壓鋼纜提供向下拉力的施加機(jī)構(gòu)一，所述加壓鋼纜的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或鉆桿上且其另一端固定在所述施加機(jī)構(gòu)一上；所述鏈輪鏈條式加壓裝置包括鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和施加機(jī)構(gòu)二，所述鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿進(jìn)行下拉的鏈條、由所述施加機(jī)構(gòu)二帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)鏈條進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)鏈輪和對鏈條進(jìn)行導(dǎo)向的多個(gè)從動(dòng)鏈輪，所述主動(dòng)鏈輪和多個(gè)所述從動(dòng)鏈輪均與鏈條相配合使用，且所述鏈條的兩端分別固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上下部，所述主動(dòng)鏈輪的輪軸與所述施加機(jī)構(gòu)二進(jìn)行傳動(dòng)連接；所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均由所述控制器進(jìn)行8控制。
上述長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征是所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均為所述電動(dòng)收放裝置，所述加壓鋼纜的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底部或鉆桿的上端部且其另一端纏繞固定在所述電動(dòng)收放裝置上；所述主動(dòng)鏈輪的輪軸與所述電動(dòng)收放裝置進(jìn)行傳動(dòng)連接；鉆進(jìn)過程中所述鏈條或加壓鋼纜的下拉速度和鉆桿提升與下放鋼纜的下放速度均與鉆桿的實(shí)際下放速度相同。
上述長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征是還包括與所述控制器相接的工控機(jī)和由工控機(jī)進(jìn)行控制的顯示單元，所述顯示單元與工控機(jī)相接；所述驅(qū)動(dòng)泵為混凝土地泵，所述控制器為可編程控制器，且所述參數(shù)輸入單元為人機(jī)控制單元。
上述長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征是所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為大扭矩可調(diào)速動(dòng)力頭；所述大扭矩可調(diào)速動(dòng)力頭包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二、與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一的動(dòng)力輸出軸一相接的一級(jí)減速機(jī)一、與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二的動(dòng)力輸出軸二相接的一級(jí)減速機(jī)二以及分別與一級(jí)減速機(jī)一和一級(jí)減速機(jī)二進(jìn)行連接且將一級(jí)減速機(jī)一和一級(jí)減速機(jī)二所輸出動(dòng)力轉(zhuǎn)換為同一個(gè)動(dòng)力輸出的二級(jí)減速機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二均由所述控制器進(jìn)行控制。
上述長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征是所述二級(jí)減速機(jī)包括與一級(jí)減速機(jī)一的動(dòng)力輸出軸三同軸連接的動(dòng)力輸入軸一、與一級(jí)減速機(jī)二的動(dòng)力輸出軸四同軸連接的動(dòng)力輸入軸二、同軸安裝在動(dòng)力輸入軸一上且由動(dòng)力輸入軸一帶動(dòng)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸入齒輪一、同軸安裝在動(dòng)力輸入軸二上且由動(dòng)力輸入軸二帶動(dòng)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸入齒輪二以及分別與動(dòng)力輸入齒輪一和動(dòng)力輸入齒輪二相嚙合且由動(dòng)力輸入齒輪一和動(dòng)力輸入齒輪二帶動(dòng)進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸出齒輪，所述動(dòng)力輸出齒輪同軸安裝在動(dòng)力輸出軸五上，所述動(dòng)力輸出軸五與鉆桿同軸連接并帶動(dòng)鉆桿進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
同時(shí)，本發(fā)明還公開了一種成型方法步驟簡單、實(shí)現(xiàn)方便且成型效果好、所成型灌注樁質(zhì)量高的長螺旋擠壓入巖灌注樁成型方法，其特征在于該方法包括以下步驟
步驟一、初始參數(shù)設(shè)定通過所述參數(shù)輸入單元設(shè)定所采用成型裝置的多個(gè)初始參數(shù)；多個(gè)所述初始參數(shù)包括鉆桿扭矩最大值Mmax、鉆進(jìn)過程中鉆桿的初始旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定值Vif i、鉆桿的初始下放速度設(shè)定值Vat、提鉆過程中鉆桿的初始旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定值Vif 2、提鉆過程中鉆桿的提升速度V’所述注漿設(shè)備的初始泵送流量Hitl和需成型鉆孔灌注樁樁長L與樁徑D ；
步驟二、鉆進(jìn)通過所述控制器控制所述電動(dòng)收放裝置和所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)后，再結(jié)合步驟一中所設(shè)定的ν m和ν雙并通過所述控制器對所述電動(dòng)收放裝置和所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制調(diào)整，使得所述鉆進(jìn)設(shè)備處于向下鉆進(jìn)狀態(tài)，并使得鉆桿提升與下放鋼纜處于對鉆桿進(jìn)行下放的下放狀態(tài)；鉆進(jìn)過程中，通過鉆桿扭矩檢測單元對鉆進(jìn)過程中鉆桿的實(shí)際扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，所述控制器調(diào)用鉆桿扭矩差值比較模塊判斷當(dāng)前狀態(tài)下鉆桿的實(shí)際扭矩是否超過Mmax，并根據(jù)判斷結(jié)果對所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制當(dāng)判斷得出Mma χ時(shí)， 所述控制器通過控制所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對鉆桿的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行減速調(diào)整；反之，所述控制器通過控制所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對鉆桿的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行加速調(diào)整；
同時(shí)，鉆進(jìn)過程中通過鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元對所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際鉆進(jìn)深度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，直至L時(shí)，所述控制器通過控制所述電動(dòng)收放裝置使得鉆桿停止向下鉆進(jìn)，獲得成型鉆孔并進(jìn)入步驟三；
步驟三、提鉆及同步注漿結(jié)合步驟一中所設(shè)定的Vif 2和mQ，并通過所述控制器對所述電動(dòng)收放裝置、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行控制，使得鉆桿提升與下放鋼纜處于對鉆桿進(jìn)行提升的提升狀態(tài)，并控制所述驅(qū)動(dòng)泵啟動(dòng)后向所成型鉆孔內(nèi)進(jìn)行連續(xù)注漿，此時(shí)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于提鉆狀態(tài)；提鉆過程中，在所述控制器的控制作用下，所述鉆桿處于旋轉(zhuǎn)方向與鉆進(jìn)過程相同的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)或旋轉(zhuǎn)速度為零的非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；
同時(shí)，所述控制器還需調(diào)用提升高度監(jiān)控模塊判斷當(dāng)前狀態(tài)下的實(shí)際提升高度H $是否大于需成型鉆孔灌注樁樁長L，并根據(jù)判斷結(jié)果對所述電動(dòng)收放裝置、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行控制當(dāng)判斷得出L時(shí)，所述控制器控制所述電動(dòng)收放裝置、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動(dòng)泵均停止運(yùn)行，此時(shí)完成長螺旋擠壓入巖灌注樁的成型過程。
上述方法，其特征是步驟一中所述的成型裝置還包括鉆進(jìn)過程中沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿進(jìn)行加壓的加壓機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)過程中對鉆桿的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元、 鉆進(jìn)過程中對鉆桿的實(shí)際下放速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿下放速度檢測單元和鉆進(jìn)過程中對鉆桿所承受荷載進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器的鉆桿荷載檢測單元，所述鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元、鉆桿下放速度檢測單元和鉆桿荷載檢測單元均與所述控制器相接，所述加壓機(jī)構(gòu)安裝在鉆桿上且其由所述控制器進(jìn)行控制；
步驟一中多個(gè)所述初始參數(shù)還包括鉆桿荷載最大值Fmax、進(jìn)尺差設(shè)定值&和螺旋葉片一的螺距d ；
步驟二中鉆進(jìn)過程中，通過鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元和鉆桿下放速度檢測單元分別對鉆桿的實(shí)際轉(zhuǎn)速Vif和鉆桿的實(shí)際下放速度Vat進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器；所述控制器調(diào)用進(jìn)尺差換算模塊且根據(jù)公式Vif XCl-Vat對當(dāng)前進(jìn)尺差S$進(jìn)行計(jì)算，并調(diào)用進(jìn)尺差差值比較模塊判斷當(dāng)前進(jìn)尺差S $是否小于進(jìn)尺差設(shè)定值&，并根據(jù)判斷結(jié)果對所述加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制當(dāng)判斷得出S0時(shí)，通過所述控制器對所述加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使得所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力逐漸減少直至& ；
否則，對鉆桿荷載檢測單元所檢測的當(dāng)前狀態(tài)下鉆桿所承受的荷載F實(shí)進(jìn)行分析，判斷荷載!^是否超過Fma χ 當(dāng)判斷得出Fmax時(shí)，通過所述控制器對所述加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使得所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力逐漸增大，以滿足所述鉆進(jìn)設(shè)備的向下進(jìn)給需求；否則，當(dāng)判斷得出Fmax時(shí)，維持所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力不變；
步驟三中提鉆過程中，所述控制器通過控制所述加壓機(jī)構(gòu)，使得所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力為零。
上述方法，其特征是步驟一中所述的成型裝置還包括鉆進(jìn)到位后對所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述鉆進(jìn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元，所述鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元與所述控制器相接；步驟一中多個(gè)所述初始參數(shù)還包括鉆進(jìn)之前所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的空載驅(qū)動(dòng)電流I ；
步驟二中所述的控制器通過控制所述電動(dòng)收放裝置使得鉆桿停止向下鉆進(jìn)時(shí)，所述鉆進(jìn)設(shè)備鉆進(jìn)到位；
且所述鉆進(jìn)設(shè)備鉆進(jìn)到位后，還需進(jìn)行鉆進(jìn)到位后續(xù)處理通過鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元對當(dāng)前狀態(tài)下所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述鉆進(jìn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電流I $進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，所述控制器對當(dāng)前狀態(tài)下鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元所檢測信息進(jìn)行分析，且當(dāng)1$= I時(shí)，完成鉆進(jìn)過程；之后，還需對鉆進(jìn)完成的所述成型鉆孔孔底進(jìn)行壓實(shí)處理；壓實(shí)處理之前，先通過所述參數(shù)輸入單元輸入壓實(shí)處理時(shí)間t ；
且進(jìn)行壓實(shí)處理時(shí)，所述控制器通過對所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，將鉆桿的旋轉(zhuǎn)速度降至3r/min以下；同時(shí)，所述控制器通過控制所述加壓機(jī)構(gòu)，將鉆桿所承受荷載！^調(diào)整至Fmax ；之后，所述控制器按照預(yù)先設(shè)定的壓實(shí)處理時(shí)間t，完成所述成型鉆孔孔底的壓實(shí)處理過程。
上述方法，其特征是步驟一中所述的所述加壓機(jī)構(gòu)為鋼纜式加壓裝置或鏈輪鏈條式加壓裝置；所述鋼纜式加壓裝置包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿進(jìn)行下拉的加壓鋼纜和為加壓鋼纜提供向下拉力的施加機(jī)構(gòu)一，所述加壓鋼纜的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或鉆桿上且其另一端固定在所述施加機(jī)構(gòu)一上；所述鏈輪鏈條式加壓裝置包括鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和施加機(jī)構(gòu)二，所述鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿進(jìn)行下拉的鏈條、由所述施加機(jī)構(gòu)二帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)鏈條進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)鏈輪和對鏈條進(jìn)行導(dǎo)向的多個(gè)從動(dòng)鏈輪，所述主動(dòng)鏈輪和多個(gè)所述從動(dòng)鏈輪均與鏈條相配合使用，且所述鏈條的兩端分別固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上下部，所述主動(dòng)鏈輪的輪軸與所述施加機(jī)構(gòu)二進(jìn)行傳動(dòng)連接；所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均由所述控制器進(jìn)行控制；
所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均為所述電動(dòng)收放裝置，所述加壓鋼纜的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底部或鉆桿的上端部且其另一端纏繞固定在所述電動(dòng)收放裝置上；所述主動(dòng)鏈輪的輪軸與所述電動(dòng)收放裝置進(jìn)行傳動(dòng)連接；鉆進(jìn)過程中所述鏈條或加壓鋼纜的下拉速度和鉆桿提升與下放鋼纜的下放速度均與鉆桿的實(shí)際下放速度相同；所述鉆桿的實(shí)際下放速度與所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度一致；
步驟二中鉆進(jìn)過程中和步驟三中提鉆過程中，所述控制器通過控制調(diào)整所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力進(jìn)行調(diào)整當(dāng)需對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力進(jìn)行增大調(diào)整時(shí)，將所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸調(diào)大，此時(shí)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于增壓狀態(tài)；當(dāng)需對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力進(jìn)行減小調(diào)整時(shí)，將所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸調(diào)小，此時(shí)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于減壓狀態(tài)；且當(dāng)將所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸調(diào)小至所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力為零時(shí)，則所述鉆進(jìn)設(shè)備處于非加壓狀態(tài)。
上述方法，其特征是步驟一中多個(gè)所述初始參數(shù)還包括芯桿料漿存料設(shè)定值m ； 步驟三中提鉆過程中，還需對平直芯桿一內(nèi)所存留料漿量m實(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，所述控制器根據(jù)實(shí)時(shí)檢測結(jié)果判斷當(dāng)前狀態(tài)下平直芯桿一內(nèi)所存留料漿量11^是否等于芯桿料漿存料設(shè)定值m:當(dāng)判斷得出n^fm時(shí)，所述控制器通過對所述驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行控制，將!1^逐漸調(diào)整至m。
上述方法，其特征是步驟二中鉆進(jìn)過程中，所述鉆進(jìn)設(shè)備的鉆進(jìn)狀態(tài)分為擠土型鉆進(jìn)狀態(tài)和出土型鉆進(jìn)狀態(tài)兩種鉆進(jìn)狀態(tài)；實(shí)際鉆進(jìn)過程中，當(dāng)0 <擠土率J < Jmax時(shí)，所述鉆進(jìn)設(shè)備處于擠土型鉆進(jìn)狀態(tài)；否則，所述鉆進(jìn)設(shè)備處于出土型鉆進(jìn)狀態(tài)；其中，J = Vat/(VifXd) -K，Jmax = 1-K ；式中，K=螺紋出土體積與鉆桿體積之比=d12-d22/d21 ,其中dl
為鉆桿的外徑，d2為平直芯桿一的外徑；步驟一中進(jìn)行初始參數(shù)設(shè)定時(shí)，還需通過所述參數(shù)輸入單元輸入Cl1和d2 ；步驟二中鉆進(jìn)過程中，所述控制器通過控制調(diào)整所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度， 對擠土率J進(jìn)行調(diào)整，使得鉆進(jìn)過程中各鉆進(jìn)時(shí)刻的擠土率J滿足預(yù)先設(shè)定要求。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、所采用的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、使用操作簡便且使用效果好、智能化程度高、工作性能安全可靠。2、采用專用的鉆桿及鉆頭，遇到卵石層時(shí)，可以通過鉆具將大直徑的卵石擠到孔壁內(nèi)，不同寬度的螺旋葉片組成的出土通道可將小直徑的卵石排出孔外。所采用的鉆桿為半擠土型鉆桿，配合自動(dòng)控制系統(tǒng)對“進(jìn)尺差”進(jìn)行控制，使得土壤擠壓率可以達(dá)到2倍以上。同時(shí)，鉆桿的芯桿直徑加大(300mm 600mm)，螺紋葉片外徑為400mm 800mm之間。3、同時(shí)設(shè)置有加壓機(jī)構(gòu)，可以通過鋼纜或鏈條對鉆桿進(jìn)行加壓，當(dāng)遇見密實(shí)卵石層或強(qiáng)風(fēng)化巖時(shí)，可以啟用加壓系統(tǒng)，以保持鉆頭的進(jìn)給。終孔時(shí)采用加壓系統(tǒng)可對孔底進(jìn)行擠密處理，避免樁端虛土。4、自動(dòng)化程度高，安裝有泵送流量檢知系統(tǒng)、鉆深檢知系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)檢測泵送速度與提升速度檢知系統(tǒng)，并通過工業(yè)計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)控制。5、動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速與卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)速均采用線性平滑調(diào)速，配合工業(yè)計(jì)算機(jī)的控制使施工中可以產(chǎn)生出土與擠土兩種鉆孔方式，以應(yīng)對不同土層。6、適用范圍廣，通過更換不同直徑的鉆桿與鉆頭，可對樁徑400mm 800mm，樁長 30米以上的灌注樁進(jìn)行施工。7、成型方法步驟簡單、實(shí)現(xiàn)方便且成型效果好、所成型灌注樁質(zhì)量高，實(shí)際施工時(shí)，首先對準(zhǔn)樁位并開啟動(dòng)力頭帶動(dòng)鉆桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)下放鉆桿；之后， 鉆頭進(jìn)入巖層時(shí)，進(jìn)尺差會(huì)明顯增大，此時(shí)開啟加壓機(jī)構(gòu)作入巖鉆進(jìn)；當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后，鉆桿以正轉(zhuǎn)提升或靜拔方式向上提鉆，混凝土地泵同步開始泵送砼；另外在提鉆過程中，實(shí)時(shí)檢測鉆桿拔起距離，并計(jì)算出所需砼量，同時(shí)同步檢測混凝土地泵砼送的實(shí)際砼量，并通過自動(dòng)控制地泵泵速的方式來達(dá)到所需砼量與實(shí)際砼量之間的匹配，使得鉆桿內(nèi)部始終保有0.1方以上混泥土，以確保成樁質(zhì)量。8、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用大扭矩可調(diào)速動(dòng)力頭，即雙動(dòng)力大功率設(shè)計(jì)模式，為擠壓施工提供足夠的動(dòng)力源。9、所采用的加壓機(jī)構(gòu)、大扭矩鉆桿和高強(qiáng)鉆頭相配合，使得本發(fā)明能夠鉆進(jìn)中密以上卵石層，并且具有較強(qiáng)的入巖能力。10、具有自動(dòng)控制泵送控制功能，為成樁質(zhì)量提供保證。綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、使用操作簡便、自動(dòng)化程度高且成型過程簡單、成樁質(zhì)量易于控制、適用范圍廣，能有效解決現(xiàn)有長螺旋成孔灌注樁成型裝置及成型方法存在的多種實(shí)際問題。下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明所采用成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明所采用鉆桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明所采用鉆頭--的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3的仰視圖。
圖5為本發(fā)明所采用鉆頭二二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為圖5的仰視圖。
圖7為本發(fā)明所采用大扭矩可調(diào)速動(dòng)力頭的使用狀態(tài)參考圖。
圖8為本發(fā)明所采用加壓機(jī)構(gòu)第二種實(shí)施方式的使用狀態(tài)參考圖。
圖9為本發(fā)明成型裝置的電路原理框圖。
附圖標(biāo)記說明
1-大扭矩可調(diào)速動(dòng)力頭；1-1-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一；
1-2-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二 ；1-3- 一級(jí)減速機(jī)一；1-4- 一級(jí)減速機(jī)二 ；
1-5- 二級(jí)減速機(jī)；1-6-動(dòng)力輸入軸一；1-7-動(dòng)力輸入軸二 ；
1-8-動(dòng)力輸入齒輪一；1-9-動(dòng)力輸入齒輪二 ；1-10-動(dòng)力輸出齒輪
1-11-動(dòng)力輸出軸五；2-鉆桿提升與下放鋼纜;
3-電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)；4-鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元；
5-導(dǎo)向輪三；6-鉆桿；6-1-平直芯桿一；
6-2-螺旋葉片一；7-鉆頭；7-1-平直芯桿二 ；
7-2-螺旋葉片二 ；7-3-平直芯桿三；7-4-螺旋葉片三；
7-5-鉆齒二 ；7-6-鉆齒三；8-機(jī)架；
9-液壓支腿；10-駕駛室；11-加壓鋼纜；
12-立柱；13-混凝土地泵；
14-泵送流量檢測單元；15-泵送管道；16-可編程控制器；
17-人機(jī)控制單元；18-工控機(jī)；19-液晶顯示器；
20-鉆桿扭矩檢測單元；21-鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元；
22-導(dǎo)向輪一；23-導(dǎo)向輪二 ；25-鏈條；
26-主動(dòng)鏈輪；27-從動(dòng)鏈輪；
28-鉆桿荷載檢測單元；29-鉆桿下放速度檢測單元；
30-鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元；31-計(jì)時(shí)電路。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖9所示的一種長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，包括由鉆桿6與同軸安裝在鉆桿6底部的鉆頭7組裝形成的鉆進(jìn)設(shè)備、鉆進(jìn)過程中沿鉆進(jìn)方向?qū)λ鲢@進(jìn)設(shè)備進(jìn)行下放且鉆進(jìn)到位后沿鉆進(jìn)方向?qū)λ鲢@進(jìn)設(shè)備進(jìn)行提升的下放/提升系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)所述鉆進(jìn)設(shè)備進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述下放/提升系統(tǒng)對鉆桿6進(jìn)行提升過程中通過鉆桿6向所成型鉆孔內(nèi)連續(xù)注漿并形成鉆孔灌注樁的注漿設(shè)備、鉆進(jìn)過程中對所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際鉆進(jìn)深度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測且提升過程中對所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際提升高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元4、鉆進(jìn)過程中對鉆桿6的扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿扭矩檢測單元20、對所述下放/提升系統(tǒng)、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述注漿設(shè)備進(jìn)行控制的控制器以及與所述控制器相接的參數(shù)輸入單元，所述鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元4和鉆桿扭矩檢測單元20均與所述控制器相接；所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過傳送機(jī)構(gòu)一與鉆桿6的外端部進(jìn)行傳動(dòng)連接，且所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與控制器相接。同時(shí)，所述成型裝置還包括鉆進(jìn)到位后對所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述鉆進(jìn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元30，所述鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元30與所述控制器相接。實(shí)際安裝布設(shè)時(shí)，所述下放/提升系統(tǒng)與鉆桿6的外端部相接。所述注漿設(shè)備包括料漿存儲(chǔ)裝置、與所述料漿存儲(chǔ)裝置相接的泵送管道15和安裝在泵送管道15上的驅(qū)動(dòng)泵，所述驅(qū)動(dòng)泵由所述控制器進(jìn)行控制且其與所述控制器相接。所述泵送管道15的一端與所述料漿存儲(chǔ)裝置相接，且其另一端安裝在鉆桿6的外端部上方。結(jié)合圖2，所述鉆桿6包括內(nèi)部中空且直徑由上至下均相同的平直芯桿一 6-1和由上至下布設(shè)在平直芯桿一 6-1外側(cè)壁上的螺旋葉片一 6-2，所述螺旋葉片一 6-2的寬度由上至下均相同。具體來說，所述螺旋葉片一 6-2的結(jié)構(gòu)、尺寸、螺旋角度和螺旋葉片間距由上至下均相同。所述泵送管道15安裝在鉆桿6的外端部上且其與平直芯桿一 6-1的內(nèi)部相通，所述平直芯桿一 6-1的外徑為Φ 300mm 600mm，且所述螺旋葉片一 6-2 (即所述鉆桿6)的外徑為Φ400mm 800mm ；所述鉆頭7底部開有出漿口且所述出漿口上設(shè)置有止回閥。所述下放/提升系統(tǒng)包括鉆桿提升與下放鋼纜2和對鉆桿提升與下放鋼纜2進(jìn)行收放的電動(dòng)收放裝置，所述鉆桿提升與下放鋼纜2的一端固定在鉆桿6上且其另一端纏繞固定在所述電動(dòng)收放裝置上。所述鉆頭7為鉆頭一或鉆頭二。結(jié)合圖3和圖4，所述鉆頭一包括內(nèi)部中空且直徑由上至下均相同的平直芯桿二 7-1和由上至下布設(shè)在平直芯桿二 7-1外側(cè)壁上的螺旋葉片二 7-2，所述螺旋葉片二 7-2的寬度由上至下均相同，所述平直芯桿二 7-1底部設(shè)置有鉆尖二。具體來說，所述螺旋葉片二 7-2的結(jié)構(gòu)、尺寸、螺旋角度和螺旋葉片間距由上至下均相同。本實(shí)施例中，所述螺旋葉片二 7-2為雙螺旋結(jié)構(gòu)，所述鉆尖二的外側(cè)壁上沿螺旋方向布設(shè)有多個(gè)鉆齒二 7-5，并且所述鉆齒二 7-5為鎢合金鉆齒。實(shí)際使用時(shí)，所述鉆頭一用于較松軟的土層，其螺旋葉片二 7-2采用雙螺紋結(jié)構(gòu)， 鉆尖二采用錳鐵合金塑造，鉆齒二 7-5為鎢合金截齒。實(shí)際施工過程中，根據(jù)實(shí)際施工地質(zhì)情況，鉆齒二 7-5(即截齒)的安裝角度與形狀作相應(yīng)改變；多個(gè)所述鉆齒二 7-5中位于鉆尖二底部中央的鉆齒進(jìn)行中心切割，位于所述鉆尖二外側(cè)壁上的其它鉆齒作周邊切割。實(shí)際加工時(shí)，所述螺旋葉片二 7-2的外徑與螺旋葉片一 6-2的外徑相同。結(jié)合圖5和圖6，所述鉆頭二包括內(nèi)部中空且直徑由上至下均相同的平直芯桿三 7-3和由上至下布設(shè)在平直芯桿三7-3外側(cè)壁上的螺旋葉片三7-4，所述螺旋葉片三7-4的寬度由上至下逐漸增大，所述平直芯桿三7-3底部設(shè)置有鉆尖三。同時(shí)，所述螺旋葉片三 7-4的螺旋角度和螺旋葉片間距由上至下均相同。本實(shí)施例中，所述螺旋葉片三7-4的外側(cè)壁上由上至下設(shè)置有多個(gè)鉆齒三7-6，并且所述鉆齒三7-6為鎢合金鉆齒。實(shí)際使用時(shí)，所述鉆頭二用于強(qiáng)風(fēng)化等硬質(zhì)土層，錐形螺紋結(jié)構(gòu)由小徑到大徑逐步切割成孔。本實(shí)施例中，本發(fā)明所采用的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置還包括鉆進(jìn)過程中沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿6進(jìn)行加壓并相應(yīng)對鉆桿6的實(shí)際下放速度進(jìn)行調(diào)整的加壓機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)過程中對鉆桿6的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元21、鉆進(jìn)過程中對鉆桿6的實(shí)際下放速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿下放速度檢測單元四和鉆進(jìn)過程中對鉆桿6所承受荷載進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器的鉆桿荷載檢測單元觀，所述鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元21、鉆桿下放速度檢測單元四和鉆桿荷載檢測單元觀均與所述控制器相接； 所述加壓機(jī)構(gòu)安裝在鉆桿6上。
本實(shí)施例中，本發(fā)明所采用的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置還包括呈水平向布設(shè)的機(jī)架8、固定在機(jī)架8上且呈豎直向布設(shè)的立柱12和供所述機(jī)架8安裝的多個(gè)支撐機(jī)構(gòu)，所述鉆桿6呈豎直向布設(shè)；所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定安裝在鉆桿6的上端部上，且所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與鉆桿6固定安裝為一體并隨鉆桿6進(jìn)行上下移動(dòng)。所述電動(dòng)收放裝置為由所述控制器進(jìn)行控制且布設(shè)在機(jī)架8上的電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)3，所述電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)3通過鉆桿提升與下放鋼纜2與所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上部連接，所述立柱12的上部左右兩側(cè)分別設(shè)置有對鉆桿提升與下放鋼纜2進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向輪一 22和導(dǎo)向輪二 23。
實(shí)際使用過程中，所述加壓機(jī)構(gòu)為鋼纜式加壓裝置或鏈輪鏈條式加壓裝置。結(jié)合圖1，本實(shí)施例中，所述加壓機(jī)構(gòu)為鋼纜式加壓裝置，所述鋼纜式加壓裝置包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿6進(jìn)行下拉的加壓鋼纜11和為加壓鋼纜11提供向下拉力的施加機(jī)構(gòu)一，所述加壓鋼纜11的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或鉆桿6上且其另一端固定在所述施加機(jī)構(gòu)一上。
實(shí)際安裝布設(shè)時(shí)，所述加壓鋼纜11的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)下部且其另一端纏繞固定在所述電動(dòng)收放裝置上。同時(shí)，所述立柱12上設(shè)置有對加壓鋼纜11進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向輪三5。
實(shí)際使用時(shí)，也可以采用其它類型的加壓機(jī)構(gòu)。結(jié)合圖8，所述加壓機(jī)構(gòu)為鏈輪鏈條式加壓裝置。所述鏈輪鏈條式加壓裝置包括鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和施加機(jī)構(gòu)二，所述鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿6進(jìn)行下拉的鏈條25、由所述施加機(jī)構(gòu)二帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)鏈條25進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)鏈輪沈和對鏈條25進(jìn)行導(dǎo)向的多個(gè)從動(dòng)鏈輪27，所述主動(dòng)鏈輪沈和多個(gè)所述從動(dòng)鏈輪27均與鏈條25相配合使用，且所述鏈條 25的兩端分別固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上下部，所述主動(dòng)鏈輪沈的輪軸與所述施加機(jī)構(gòu)二進(jìn)行傳動(dòng)連接；所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均由所述控制器進(jìn)行控制。
本實(shí)施例中，所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均為所述電動(dòng)收放裝置，所述加壓鋼纜11的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底部或鉆桿6的上端部且其另一端纏繞固定在所述電動(dòng)收放裝置上，所述加壓鋼纜11固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底部或鉆桿6上端部的固定點(diǎn)均位于鉆桿6的中心軸線上。所述主動(dòng)鏈輪沈的輪軸與所述電動(dòng)收放裝置進(jìn)行傳動(dòng)連接。鉆進(jìn)過程中所述鏈條25或加壓鋼纜11的下拉速度和鉆桿提升與下放鋼纜 2的下放速度均與鉆桿6的實(shí)際下放速度相同。實(shí)際安裝布設(shè)時(shí)，所述主動(dòng)鏈輪沈的輪軸與電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)3的驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力輸出軸進(jìn)行傳動(dòng)連接。
綜上，本實(shí)施例中，實(shí)際使用時(shí)，所述電動(dòng)收放裝置與加壓鋼纜11或所述鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成鉆進(jìn)過程中對鉆桿6進(jìn)行加壓并相應(yīng)對鉆桿6的實(shí)際下放速度進(jìn)行調(diào)整的鉆進(jìn)加壓系統(tǒng)。也就是說，所述加壓機(jī)構(gòu)與所述下放/提升系統(tǒng)相配合使用，二者共用同一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置(即所述電動(dòng)收放裝置)。實(shí)際使用過程中，對所述加壓機(jī)構(gòu)的加壓力度和是否15啟動(dòng)加壓進(jìn)行調(diào)控時(shí)，只需對所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制即可實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例中，所述機(jī)架8上設(shè)置有駕駛室10。所述支撐機(jī)構(gòu)為液壓支腿9，所述驅(qū)動(dòng)泵為混凝土地泵13，所述控制器為可編程控制器16。另外，本發(fā)明所采用的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置還包括與可編程控制器 16相接的工控機(jī)18和由工控機(jī)18進(jìn)行控制的顯示單元，所述顯示單元與工控機(jī)18相接。 本實(shí)施例中，所述參數(shù)輸入單元為人機(jī)控制單元17，所述顯示單元為液晶顯示器19。結(jié)合圖7，所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為大扭矩可調(diào)速動(dòng)力頭1。所述大扭矩可調(diào)速動(dòng)力頭1包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一 1-1、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二 1-2、與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一 1-1的動(dòng)力輸出軸一相接的一級(jí)減速機(jī)一 1-3、與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二 1-2的動(dòng)力輸出軸二相接的一級(jí)減速機(jī)二 1-4以及分別與一級(jí)減速機(jī)一 1-3和一級(jí)減速機(jī)二 1-4進(jìn)行連接且將一級(jí)減速機(jī)一 1-3 和一級(jí)減速機(jī)二 1-4所輸出動(dòng)力轉(zhuǎn)換為同一個(gè)動(dòng)力輸出的的二級(jí)減速機(jī)1-5。本實(shí)施例中，所述一級(jí)減速機(jī)一 1-3和一級(jí)減速機(jī)二 1-4采用2011年03月16日公開的專利號(hào)為ZL201020505007. 6中所公開的變擋行星減速裝置。實(shí)際使用時(shí)，所述一級(jí)減速機(jī)一 1-3和一級(jí)減速機(jī)二 1-4也可以采用其它類型的減速機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例中，所述二級(jí)減速機(jī)1-5包括與一級(jí)減速機(jī)一 1-3的動(dòng)力輸出軸三同軸連接的動(dòng)力輸入軸一 1-6、與一級(jí)減速機(jī)二 1-4的動(dòng)力輸出軸四同軸連接的動(dòng)力輸入軸二 1-7、同軸安裝在動(dòng)力輸入軸一 1-6上且由動(dòng)力輸入軸一 1-6帶動(dòng)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸入齒輪一 1-8、同軸安裝在動(dòng)力輸入軸二 1-7上且由動(dòng)力輸入軸二 1-7帶動(dòng)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸入齒輪二 1-9以及分別與動(dòng)力輸入齒輪一 1-8和動(dòng)力輸入齒輪二 1-9相嚙合且由動(dòng)力輸入齒輪一 1-8和動(dòng)力輸入齒輪二 1-9帶動(dòng)進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸出齒輪1-10，所述動(dòng)力輸出齒輪1-10同軸安裝在動(dòng)力輸出軸五1-11上，所述動(dòng)力輸出軸五1-11與鉆桿6同軸連接并帶動(dòng)鉆桿6進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一 1-1和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二 1-2均由所述控制器進(jìn)行控制。實(shí)際使用時(shí)，所述二級(jí)減速機(jī)1-5也可以采用其它類型且能將兩個(gè)所輸入動(dòng)力合成一個(gè)動(dòng)力輸出的減速機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例中，所述動(dòng)力輸入齒輪一 1-8、動(dòng)力輸入齒輪二 1-9和動(dòng)力輸出齒輪1-10 均呈水平向布設(shè)且三者布設(shè)在同一水平面上，動(dòng)力輸入齒輪一 1-8和動(dòng)力輸入齒輪二 1-9 的旋轉(zhuǎn)方向相同且二者的旋轉(zhuǎn)方向均與動(dòng)力輸出齒輪1-10的旋轉(zhuǎn)方向相反。實(shí)際安裝時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一 1-1的電機(jī)外殼與一級(jí)減速機(jī)一 1-3的外殼之間以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二 1-2的電機(jī)外殼與一級(jí)減速機(jī)二 1-4的外殼之間均通過法蘭進(jìn)行連接，且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一 1-1的動(dòng)力輸出軸一與一級(jí)減速機(jī)一 1-3的動(dòng)力輸入軸之間以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二 1-2的動(dòng)力輸出軸二與一級(jí)減速機(jī)二 1-4的動(dòng)力輸入軸之間均以鍵連接方式進(jìn)行同軸連接。所述動(dòng)力輸入軸一 1-6、動(dòng)力輸入軸二 1-7、動(dòng)力輸入齒輪一 1-8、動(dòng)力輸入齒輪二 1-9和動(dòng)力輸出齒輪1-10均安裝在二級(jí)減速機(jī)1-5的減速機(jī)外殼內(nèi)。所述二級(jí)減速機(jī)1-5的減速機(jī)外殼與一級(jí)減速機(jī)一 1-3的外殼和一級(jí)減速機(jī)二 1-4的外殼之間均通過法蘭進(jìn)行連接，所述一級(jí)減速機(jī)一 1-3的動(dòng)力輸出軸三與動(dòng)力輸入軸一 1-6之間以及一級(jí)減速機(jī)二 1-4的動(dòng)力輸出軸四與動(dòng)力輸入軸二 1-7之間均以鍵連接方式進(jìn)行同軸連接。本發(fā)明所采用的長螺旋擠壓入巖灌注樁成型方法，包括以下步驟步驟一、初始參數(shù)設(shè)定通過所述參數(shù)輸入單元設(shè)定多個(gè)初始參數(shù)；多個(gè)所述初始參數(shù)包括鉆桿扭矩最大值Mmax、鉆進(jìn)過程中鉆桿6的初始旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定值vm、鉆桿6的初始下放速度設(shè)定值Vat、提鉆過程中鉆桿6的初始旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定值Vif 2、提鉆過程中鉆桿6 的提升速度V’所述注漿設(shè)備的初始泵送流量Hitl和需成型鉆孔灌注樁樁長L與樁徑D。
步驟二、鉆進(jìn)通過所述控制器控制所述電動(dòng)收放裝置和所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)后，再結(jié)合步驟一中所設(shè)定的ν m和ν雙并通過所述控制器對所述電動(dòng)收放裝置和所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制調(diào)整，使得所述鉆進(jìn)設(shè)備處于向下鉆進(jìn)狀態(tài)，并使得鉆桿提升與下放鋼纜2處于對鉆桿6進(jìn)行下放的下放狀態(tài)；鉆進(jìn)過程中，通過鉆桿扭矩檢測單元20對鉆進(jìn)過程中鉆桿6的實(shí)際扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，所述控制器調(diào)用鉆桿扭矩差值比較模塊判斷當(dāng)前狀態(tài)下鉆桿6的實(shí)際扭矩是否超過Mmax，并根據(jù)判斷結(jié)果對所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制當(dāng)判斷得出Mmax 時(shí)，所述控制器通過控制所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對鉆桿6的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行減速調(diào)整；反之， 所述控制器通過控制所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對鉆桿6的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行加速調(diào)整。實(shí)際使用過程中，可通過所述參數(shù)輸入單元對鉆桿6旋轉(zhuǎn)速度的加速調(diào)整速率和減速調(diào)整速率進(jìn)行預(yù)先設(shè)定。
同時(shí)，鉆進(jìn)過程中通過鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元4對所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際鉆進(jìn)深度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，直至L時(shí)，所述控制器通過控制所述電動(dòng)收放裝置使得鉆桿6停止向下鉆進(jìn)，獲得成型鉆孔并進(jìn)入步驟三。
本實(shí)施例中，步驟一中所述的成型裝置還包括鉆進(jìn)到位后對所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述鉆進(jìn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元30，所述鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元30與所述控制器相接；步驟一中多個(gè)所述初始參數(shù)還包括鉆進(jìn)之前所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的空載驅(qū)動(dòng)電流I。步驟二中所述的控制器通過控制所述電動(dòng)收放裝置使得鉆桿6停止向下鉆進(jìn)時(shí)，所述鉆進(jìn)設(shè)備鉆進(jìn)到位；
且所述鉆進(jìn)設(shè)備鉆進(jìn)到位后，還需進(jìn)行鉆進(jìn)到位后續(xù)處理通過鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元30對當(dāng)前狀態(tài)下所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述鉆進(jìn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電流I實(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，所述控制器對當(dāng)前狀態(tài)下鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元30所檢測信息進(jìn)行分析，且當(dāng)I I時(shí)，完成鉆進(jìn)過程；之后，還需對鉆進(jìn)完成的所述成型鉆孔孔底進(jìn)行壓實(shí)處理；壓實(shí)處理之前，先通過所述參數(shù)輸入單元輸入壓實(shí)處理時(shí)間t。
且進(jìn)行壓實(shí)處理時(shí)，所述控制器通過對所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，將鉆桿6 的旋轉(zhuǎn)速度降至3r/min以下；同時(shí)，所述控制器通過控制所述加壓機(jī)構(gòu)，將鉆桿6所承受荷載！^調(diào)整至Fmax ；之后，所述控制器按照預(yù)先設(shè)定的壓實(shí)處理時(shí)間t，完成所述成型鉆孔孔底的壓實(shí)處理過程。
本實(shí)施例中，進(jìn)行鉆進(jìn)到位后續(xù)處理時(shí)，所述電動(dòng)收放裝置停轉(zhuǎn)，且所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)。
步驟三、提鉆及同步注漿結(jié)合步驟一中所設(shè)定的V’ Vif2和mQ，并通過所述控制器對所述電動(dòng)收放裝置、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行控制，使得鉆桿提升與下放鋼纜2處于對鉆桿6進(jìn)行提升的提升狀態(tài)，并控制所述驅(qū)動(dòng)泵啟動(dòng)后向所成型鉆孔內(nèi)進(jìn)行連續(xù)注漿，此時(shí)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于提鉆狀態(tài)；提鉆過程中，在所述控制器的控制作用下，所述鉆桿6處于旋轉(zhuǎn)方向與鉆進(jìn)過程相同的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)或旋轉(zhuǎn)速度為零的非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
本實(shí)施例中，提鉆過程中，所述電動(dòng)收放裝置處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，且所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)。本實(shí)施例中，步驟一中多個(gè)所述初始參數(shù)還包括芯桿料漿存料設(shè)定值m;步驟三中提鉆過程中，還需對平直芯桿一 6-1內(nèi)所存留料漿量π^進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，所述控制器根據(jù)實(shí)時(shí)檢測結(jié)果判斷當(dāng)前狀態(tài)下平直芯桿一 6-1內(nèi)所存留料漿量11^是否等于芯桿料漿存料設(shè)定值m:當(dāng)判斷得出n^fm時(shí)，所述控制器通過對所述驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行控制，將!1^逐漸調(diào)整至m。相應(yīng)地，本發(fā)明所采用的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置還包括與所述控制器相接的計(jì)時(shí)電路31和對所述注漿設(shè)備的泵送流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的泵送流量檢測單元14。 本實(shí)施例中，對當(dāng)前狀態(tài)下平直芯桿一 6-1內(nèi)所存留料漿量π^進(jìn)行檢測判斷時(shí)，所述控制器根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)下所述注漿設(shè)備的總泵送時(shí)間并結(jié)合泵送流量檢測單元14所檢測的各泵送時(shí)刻所述泵送設(shè)備的泵送流量和所泵送料漿的體積濃度，換算得出當(dāng)前狀態(tài)下所述注漿設(shè)備的實(shí)際泵送量C^ ；同時(shí)，通過鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元4對當(dāng)前狀態(tài)下所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際提升高度1^進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，所述控制器根據(jù)鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元4所檢測得出的實(shí)際提升高度以及需成型鉆孔灌注樁樁徑D和和所泵送料漿的體積濃度，相應(yīng)換算得出當(dāng)前狀態(tài)下所成型鉆孔內(nèi)所需的料漿泵送量C s ；之后，所述控制器根據(jù)換算得出的當(dāng)前狀態(tài)下所成型鉆孔內(nèi)所需料漿泵送量 Cfi和所述注漿設(shè)備的實(shí)際泵送量( ，換算得出當(dāng)前狀態(tài)下平直芯桿一 6-1內(nèi)所存留料漿量
m實(shí)=〇實(shí)_〇需。另外，實(shí)際操作過程中，還可通過重量檢測單元對所述料漿存儲(chǔ)裝置內(nèi)的料漿存儲(chǔ)量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，所述控制器根據(jù)所述重量檢測單元的檢測結(jié)果直接換算出當(dāng)前狀態(tài)下所述注漿設(shè)備的實(shí)際泵送量C $。因而，本實(shí)施例中，步驟三中提鉆過程中，通過泵送流量檢測單元14對當(dāng)前狀態(tài)下所述注漿設(shè)備的泵送流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，同時(shí)通過鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元4對當(dāng)前狀態(tài)下所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際提升高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器。同時(shí)，所述控制器還需調(diào)用提升高度監(jiān)控模塊判斷當(dāng)前狀態(tài)下的實(shí)際提升高度H $是否大于需成型鉆孔灌注樁樁長L，并根據(jù)判斷結(jié)果對所述電動(dòng)收放裝置、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行控制當(dāng)判斷得出L時(shí)，所述控制器控制所述電動(dòng)收放裝置、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動(dòng)泵均停止運(yùn)行，此時(shí)完成長螺旋擠壓入巖灌注樁的成型過程。本實(shí)施例中，本發(fā)明所采用的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置還包括鉆進(jìn)過程中沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿6進(jìn)行加壓的加壓機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)過程中對鉆桿6的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元21、鉆進(jìn)過程中對鉆桿6的實(shí)際下放速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿下放速度檢測單元四和鉆進(jìn)過程中對鉆桿6所承受荷載進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器的鉆桿荷載檢測單元觀，所述鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元21、鉆桿下放速度檢測單元四和鉆桿荷載檢測單元觀均與所述控制器相接，所述加壓機(jī)構(gòu)安裝在鉆桿6上且其由所述控制器進(jìn)行控制。因而，步驟一中多個(gè)所述初始參數(shù)還包括鉆桿荷載最大值Fmax、進(jìn)尺差設(shè)定值&和螺旋葉片一 6-2的螺距d。
步驟二中鉆進(jìn)過程中，通過鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元21和鉆桿下放速度檢測單元四分別對鉆桿6的實(shí)際轉(zhuǎn)速Vif和鉆桿6的實(shí)際下放速度Vat進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器；所述控制器調(diào)用進(jìn)尺差換算模塊且根據(jù)公式Vif Xd-Va^f當(dāng)前進(jìn)尺差進(jìn)行計(jì)算，并調(diào)用進(jìn)尺差差值比較模塊判斷當(dāng)前進(jìn)尺差3$是否小于進(jìn)尺差設(shè)定值 &，并根據(jù)判斷結(jié)果對所述加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制當(dāng)判斷得出S0時(shí)，通過所述控制器對所述加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使得所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力逐漸減少直至S^ ^ S0O
否則，對鉆桿荷載檢測單元觀所檢測的當(dāng)前狀態(tài)下鉆桿6所承受的荷載Fg進(jìn)行分析，判斷荷載!^是否超過Fmax 當(dāng)判斷得出Fmax時(shí)，通過所述控制器對所述加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使得所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力逐漸增大，以滿足所述鉆進(jìn)設(shè)備的向下進(jìn)給需求；否則，當(dāng)判斷得出Fmax時(shí)，維持所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力不變；
步驟二中進(jìn)行鉆進(jìn)到位后續(xù)處理時(shí)和步驟三中提鉆過程中，所述控制器通過控制所述加壓機(jī)構(gòu)，使得所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力為零。
本實(shí)施例中，所述加壓機(jī)構(gòu)為鋼纜式加壓裝置或鏈輪鏈條式加壓裝置；所述鋼纜式加壓裝置包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿6進(jìn)行下拉的加壓鋼纜11和為加壓鋼纜11提供向下拉力的施加機(jī)構(gòu)一，所述加壓鋼纜11的一端固定在鉆桿6上且其另一端固定在所述施加機(jī)構(gòu)一上；所述鏈輪鏈條式加壓裝置包括鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和施加機(jī)構(gòu)二，所述鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿6進(jìn)行下拉的鏈條25、由所述施加機(jī)構(gòu)二帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)鏈條25進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)鏈輪沈和對鏈條25進(jìn)行導(dǎo)向的多個(gè)從動(dòng)鏈輪27， 所述主動(dòng)鏈輪沈和多個(gè)所述從動(dòng)鏈輪27均與鏈條25相配合使用，且所述鏈條25的兩端分別固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上下部，所述主動(dòng)鏈輪沈的輪軸與所述施加機(jī)構(gòu)二進(jìn)行傳動(dòng)連接；所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均由所述控制器進(jìn)行控制。所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均為所述電動(dòng)收放裝置，所述加壓鋼纜11的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底部或鉆桿6的上端部且其另一端纏繞固定在所述電動(dòng)收放裝置上，所述加壓鋼纜11固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底部或鉆桿6上端部的固定點(diǎn)均位于鉆桿6的中心軸線上；所述主動(dòng)鏈輪26的輪軸與所述電動(dòng)收放裝置進(jìn)行傳動(dòng)連接；鉆進(jìn)過程中所述鏈條25或加壓鋼纜11的下拉速度和鉆桿提升與下放鋼纜2的下放速度均與鉆桿6的實(shí)際下放速度相同；所述鉆桿6的實(shí)際下放速度與所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度一致。
步驟二中鉆進(jìn)過程中和步驟三中提鉆過程中，所述控制器通過控制調(diào)整所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力進(jìn)行調(diào)整當(dāng)需對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力進(jìn)行增大調(diào)整時(shí)，將所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸調(diào)大，此時(shí)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于增壓狀態(tài)；當(dāng)需對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力進(jìn)行減小調(diào)整時(shí)，將所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸調(diào)小，此時(shí)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于減壓狀態(tài)；且當(dāng)將所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸調(diào)小至所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力為零時(shí)，則所述鉆進(jìn)設(shè)備處于非加壓狀態(tài)，因而實(shí)際控制非常簡易。
實(shí)際使用過程中，對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力進(jìn)行調(diào)整，可通過所述參數(shù)輸入單元對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力調(diào)整幅度進(jìn)行預(yù)先設(shè)定。
步驟二中鉆進(jìn)過程中，所述鉆進(jìn)設(shè)備的鉆進(jìn)狀態(tài)分為擠土型鉆進(jìn)狀態(tài)和出土型鉆進(jìn)狀態(tài)兩種鉆進(jìn)狀態(tài)；實(shí)際鉆進(jìn)過程中，當(dāng)0 <擠土率J ^ Jmax時(shí)，所述鉆進(jìn)設(shè)備處于擠土型鉆進(jìn)狀態(tài)；否則，所述鉆進(jìn)設(shè)備處于出土型鉆進(jìn)狀態(tài)；其中，J = VatAVif Xd)-K，Jmax =式中，Ml紋出土體積與鉆軒體積之比其中dl為鉆桿6的瓶4為平直芯桿一 6-1的外徑；步驟一中進(jìn)行初始參數(shù)設(shè)定時(shí)，還需通過所述參數(shù)輸入單元輸入Cl1 禾口 d2。
步驟二中鉆進(jìn)過程中，所述控制器通過控制調(diào)整所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度， 對擠土率J進(jìn)行調(diào)整，使得鉆進(jìn)過程中各鉆進(jìn)時(shí)刻的擠土率J滿足預(yù)先設(shè)定要求。
本實(shí)施例中，由于所述加壓機(jī)構(gòu)與所述下放/提升系統(tǒng)相配合使用，且二者共用同一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置(即所述電動(dòng)收放裝置)，則在步驟二中鉆進(jìn)過程中，即所述電動(dòng)收放裝置處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述加壓機(jī)構(gòu)的加壓力度可通過控制器對所述電動(dòng)收放裝置的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。而在步驟三中進(jìn)行鉆進(jìn)到位后續(xù)處理過程中，由于所述電動(dòng)收放裝置處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)，因而所述加壓機(jī)構(gòu)也處于停止加壓狀態(tài)。而在提鉆過程中，由于所述電動(dòng)收放裝置處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，則此時(shí)所述加壓機(jī)構(gòu)也處于停止加壓狀態(tài)。因而，實(shí)際實(shí)現(xiàn)起來非常簡便， 對所述加壓機(jī)構(gòu)的加壓力度和是否啟動(dòng)加壓進(jìn)行調(diào)控時(shí)，只需對所述電動(dòng)收放裝置的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制即可實(shí)現(xiàn)。
另外，本實(shí)施例中，步驟二中鉆進(jìn)過程中，所述控制器還可根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)下的擠土率J對所述鉆進(jìn)設(shè)備的鉆進(jìn)狀態(tài)進(jìn)行判斷當(dāng)0 <擠土率J ^ Jmax時(shí)，所述鉆進(jìn)設(shè)備處于擠土型鉆進(jìn)狀態(tài)；否則，所述鉆進(jìn)設(shè)備處于出土型鉆進(jìn)狀態(tài)。實(shí)際使用時(shí)，通過液晶顯示器 19對所述鉆進(jìn)設(shè)備處于出土狀態(tài)或擠土狀態(tài)進(jìn)行同步直觀顯示。
由于V轉(zhuǎn)Xd-V放，其中V轉(zhuǎn)Xd =旋轉(zhuǎn)進(jìn)尺，V放為下放進(jìn)尺(即鉆桿6的實(shí)際下放速度)，進(jìn)尺差Sg =旋轉(zhuǎn)進(jìn)尺-下放進(jìn)尺，進(jìn)尺差也可以由工控機(jī)18實(shí)時(shí)計(jì)算顯示。 實(shí)際施工時(shí)，當(dāng)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于出土狀態(tài)時(shí)，越大出土量越多，該鉆進(jìn)方式適用于濕陷性黃土、含水量少的砂卵等塑性差的土層；當(dāng)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于擠土狀態(tài)時(shí)，3$越小擠土效果越強(qiáng)，該鉆進(jìn)方式適用于粉質(zhì)粘土、粉土等塑性較好的土層。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于包括由鉆桿(6)與同軸安裝在鉆桿(6)底部的鉆頭(7)組裝形成的鉆進(jìn)設(shè)備、鉆進(jìn)過程中沿鉆進(jìn)方向?qū)λ鲢@進(jìn)設(shè)備進(jìn)行下放且鉆進(jìn)到位后沿鉆進(jìn)方向?qū)λ鲢@進(jìn)設(shè)備進(jìn)行提升的下放/提升系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)所述鉆進(jìn)設(shè)備進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述下放/提升系統(tǒng)對鉆桿(6)進(jìn)行提升過程中通過鉆桿(6)向所成型鉆孔內(nèi)連續(xù)注漿并形成鉆孔灌注樁的注漿設(shè)備、鉆進(jìn)過程中對所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際鉆進(jìn)深度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測且提升過程中對所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際提升高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元G)、鉆進(jìn)過程中對鉆桿(6)的扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿扭矩檢測單元00)、對所述下放/提升系統(tǒng)、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述注漿設(shè)備進(jìn)行控制的控制器以及與所述控制器相接的參數(shù)輸入單元，所述鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元(4)和鉆桿扭矩檢測單元OO)均與所述控制器相接；所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過傳送機(jī)構(gòu)一與鉆桿(6)的外端部進(jìn)行傳動(dòng)連接，且所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與控制器相接；所述下放/提升系統(tǒng)與鉆桿(6)的外端部相接；所述注漿設(shè)備包括料漿存儲(chǔ)裝置、 與所述料漿存儲(chǔ)裝置相接的泵送管道(1 和安裝在泵送管道(1 上的驅(qū)動(dòng)泵，所述驅(qū)動(dòng)泵由所述控制器進(jìn)行控制且其與所述控制器相接；所述鉆桿(6)包括內(nèi)部中空且直徑由上至下均相同的平直芯桿一(6-1)和由上至下布設(shè)在平直芯桿一(6-1)外側(cè)壁上的螺旋葉片一(6-2)，所述螺旋葉片一(6-2)的寬度由上至下均相同；所述泵送管道(1 安裝在鉆桿(6)的外端部上且其與平直芯桿一(6-1)的內(nèi)部相通，所述平直芯桿一(6-1)的外徑為 Φ Φ 300mm Φ 600mm，且所述螺旋葉片一(6_2)的外徑為Φ 400mm Φ Φ 800mm ；所述鉆頭(7)底部開有出漿口且所述出漿口上設(shè)置有止回閥；所述下放/提升系統(tǒng)包括鉆桿提升與下放鋼纜( 和對鉆桿提升與下放鋼纜( 進(jìn)行收放的電動(dòng)收放裝置，所述鉆桿提升與下放鋼纜O)的一端固定在鉆桿(6)上且其另一端纏繞固定在所述電動(dòng)收放裝置上。
2.按照權(quán)利要求1所述的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于所述鉆頭(7)為鉆頭一或鉆頭二 ；所述鉆頭一包括內(nèi)部中空且直徑由上至下均相同的平直芯桿二 (7-1)和由上至下布設(shè)在平直芯桿二(7-1)外側(cè)壁上的螺旋葉片二(7-2)，所述螺旋葉片二 (7-2)的寬度由上至下均相同，所述平直芯桿二(7-1)底部設(shè)置有鉆尖二 ；所述鉆頭二包括內(nèi)部中空且直徑由上至下均相同的平直芯桿三(7- 和由上至下布設(shè)在平直芯桿三(7-3) 外側(cè)壁上的螺旋葉片三(7-4)，所述螺旋葉片三(7-4)的寬度由上至下逐漸增大，所述平直芯桿三(7- 底部設(shè)置有鉆尖三；所述螺旋葉片二(7- 和螺旋葉片三(7-4)的螺旋方向均與螺旋葉片一(6-2)的螺旋方向一致。
3.按照權(quán)利要求2所述的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于所述螺旋葉片二(7- 為雙螺旋結(jié)構(gòu)，所述鉆尖二的外側(cè)壁上沿螺旋方向布設(shè)有多個(gè)鉆齒二(7-5)， 所述鉆齒二(7-5)為鎢合金鉆齒；所述螺旋葉片三(7-4)的外側(cè)壁上由上至下設(shè)置有多個(gè)鉆齒三(7-6)，所述鉆齒三(7-6)為鎢合金鉆齒。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于還包括鉆進(jìn)過程中沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿(6)進(jìn)行加壓并相應(yīng)對鉆桿(6)的實(shí)際下放速度進(jìn)行調(diào)整的加壓機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)過程中對鉆桿(6)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元(21)、鉆進(jìn)過程中對鉆桿(6)的實(shí)際下放速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿下放速度檢測單元09)和鉆進(jìn)過程中對鉆桿(6)所承受荷載進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器的鉆桿荷載檢測單元( )，所述鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元(21)、鉆桿下放速度檢測單元09)和鉆桿荷載檢測單元08)均與所述控制器相接；所述加壓機(jī)構(gòu)安裝在鉆桿(6)上。
5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于還包括呈水平向布設(shè)的機(jī)架(8)、固定在機(jī)架(8)上且呈豎直向布設(shè)的立柱(12)和供所述機(jī)架(8)安裝的多個(gè)支撐機(jī)構(gòu)，所述鉆桿(6)呈豎直向布設(shè)；所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定安裝在鉆桿(6)的上端部上，且所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與鉆桿(6)固定安裝為一體并隨鉆桿(6) 進(jìn)行上下移動(dòng)；所述電動(dòng)收放裝置為由所述控制器進(jìn)行控制且布設(shè)在機(jī)架(8)上的電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)(3)，所述電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)( 通過鉆桿提升與下放鋼纜( 與所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上部連接，所述立柱(1 的上部左右兩側(cè)分別設(shè)置有對鉆桿提升與下放鋼纜( 進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向輪一 02)和導(dǎo)向輪二 03)。
6.按照權(quán)利要求4所述的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于所述加壓機(jī)構(gòu)為鋼纜式加壓裝置或鏈輪鏈條式加壓裝置；所述鋼纜式加壓裝置包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿(6)進(jìn)行下拉的加壓鋼纜(11)和為加壓鋼纜(11)提供向下拉力的施加機(jī)構(gòu)一，所述加壓鋼纜(11)的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或鉆桿(6)上且其另一端固定在所述施加機(jī)構(gòu)一上；所述鏈輪鏈條式加壓裝置包括鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和施加機(jī)構(gòu)二，所述鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿(6)進(jìn)行下拉的鏈條(25)、由所述施加機(jī)構(gòu)二帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)鏈條0 進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)鏈輪06)和對鏈條0 進(jìn)行導(dǎo)向的多個(gè)從動(dòng)鏈輪(27)，所述主動(dòng)鏈輪06)和多個(gè)所述從動(dòng)鏈輪07)均與鏈條0 相配合使用，且所述鏈條0 的兩端分別固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上下部，所述主動(dòng)鏈輪06)的輪軸與所述施加機(jī)構(gòu)二進(jìn)行傳動(dòng)連接；所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均由所述控制器進(jìn)行控制。
7.按照權(quán)利要求6所述的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均為所述電動(dòng)收放裝置，所述加壓鋼纜(11)的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底部或鉆桿(6)的上端部且其另一端纏繞固定在所述電動(dòng)收放裝置上； 所述主動(dòng)鏈輪06)的輪軸與所述電動(dòng)收放裝置進(jìn)行傳動(dòng)連接；鉆進(jìn)過程中所述鏈條05) 或加壓鋼纜(11)的下拉速度和鉆桿提升與下放鋼纜的下放速度均與鉆桿(6)的實(shí)際下放速度相同。
8.按照權(quán)利要求1、2或3所述的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于還包括與所述控制器相接的工控機(jī)(18)和由工控機(jī)(18)進(jìn)行控制的顯示單元，所述顯示單元與工控機(jī)(18)相接；所述驅(qū)動(dòng)泵為混凝土地泵(13)，所述控制器為可編程控制器(16)， 且所述參數(shù)輸入單元為人機(jī)控制單元(17)。
9.按照權(quán)利要求1、2或3所述的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為大扭矩可調(diào)速動(dòng)力頭(1)；所述大扭矩可調(diào)速動(dòng)力頭(1)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一(1-1)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二(1-2)、與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一(1-1)的動(dòng)力輸出軸一相接的一級(jí)減速機(jī)一(1-3)、與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二(1- 的動(dòng)力輸出軸二相接的一級(jí)減速機(jī)二 (1-4)以及分別與一級(jí)減速機(jī)一(1- 和一級(jí)減速機(jī)二(1-4)進(jìn)行連接且將一級(jí)減速機(jī)一 (1-3)和一級(jí)減速機(jī)二(1-4)所輸出動(dòng)力轉(zhuǎn)換為同一個(gè)動(dòng)力輸出的二級(jí)減速機(jī)(1-5)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一(1-1)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二(1- 均由所述控制器進(jìn)行控制。
10.按照權(quán)利要求9所述的長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置，其特征在于所述二級(jí)減速機(jī)(1-5)包括與一級(jí)減速機(jī)一(1-3)的動(dòng)力輸出軸三同軸連接的動(dòng)力輸入軸一(1-6)、與一級(jí)減速機(jī)二(1-4)的動(dòng)力輸出軸四同軸連接的動(dòng)力輸入軸二(1-7)、同軸安裝在動(dòng)力輸入軸一(1-6)上且由動(dòng)力輸入軸一(1-6)帶動(dòng)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸入齒輪一(1-8)、同軸安裝在動(dòng)力輸入軸二(1-7)上且由動(dòng)力輸入軸二(1-7)帶動(dòng)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸入齒輪二(1-9)以及分別與動(dòng)力輸入齒輪一(1-8)和動(dòng)力輸入齒輪二(1-9)相嚙合且由動(dòng)力輸入齒輪一(1-8)和動(dòng)力輸入齒輪二(1-9)帶動(dòng)進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸出齒輪(1-10)，所述動(dòng)力輸出齒輪(1-10)同軸安裝在動(dòng)力輸出軸五(1-11)上，所述動(dòng)力輸出軸五(1-11)與鉆桿(6)同軸連接并帶動(dòng)鉆桿(6)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
11.一種利用如權(quán)利要求1所述成型裝置對長螺旋擠壓入巖灌注樁進(jìn)行成型的方法， 其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、初始參數(shù)設(shè)定通過所述參數(shù)輸入單元設(shè)定所采用成型裝置的多個(gè)初始參數(shù)； 多個(gè)所述初始參數(shù)包括鉆桿扭矩最大值Mmax、鉆進(jìn)過程中鉆桿(6)的初始旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定值 Vifl、鉆桿(6)的初始下放速度設(shè)定值Vat、提鉆過程中鉆桿(6)的初始旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定值Vif 2、提鉆過程中鉆桿(6)的提升速度Vis、所述注漿設(shè)備的初始泵送流量Hltl和需成型鉆孔灌注樁樁長L與樁徑D ；步驟二、鉆進(jìn)通過所述控制器控制所述電動(dòng)收放裝置和所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)后，再結(jié)合步驟一中所設(shè)定的Vm和Vat并通過所述控制器對所述電動(dòng)收放裝置和所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制調(diào)整，使得所述鉆進(jìn)設(shè)備處于向下鉆進(jìn)狀態(tài)，并使得鉆桿提升與下放鋼纜( 處于對鉆桿(6)進(jìn)行下放的下放狀態(tài)；鉆進(jìn)過程中，通過鉆桿扭矩檢測單元00)對鉆進(jìn)過程中鉆桿(6)的實(shí)際扭矩M 進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，所述控制器調(diào)用鉆桿扭矩差值比較模塊判斷當(dāng)前狀態(tài)下鉆桿(6)的實(shí)際扭矩1$是否超過Mmax，并根據(jù)判斷結(jié)果對所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制當(dāng)判斷得出M ^>Mma χ時(shí)，所述控制器通過控制所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對鉆桿(6)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行減速調(diào)整；反之，所述控制器通過控制所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對鉆桿(6)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行加速調(diào)整；同時(shí)，鉆進(jìn)過程中通過鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元(4)對所述鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際鉆進(jìn)深度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，直至L時(shí)，所述控制器通過控制所述電動(dòng)收放裝置使得鉆桿(6)停止向下鉆進(jìn)，獲得成型鉆孔并進(jìn)入步驟三；步驟三、提鉆及同步注漿結(jié)合步驟一中所設(shè)定的ν’ Vif 2和IV并通過所述控制器對所述電動(dòng)收放裝置、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行控制，使得鉆桿提升與下放鋼纜( 處于對鉆桿(6)進(jìn)行提升的提升狀態(tài)，并控制所述驅(qū)動(dòng)泵啟動(dòng)后向所成型鉆孔內(nèi)進(jìn)行連續(xù)注漿，此時(shí)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于提鉆狀態(tài)；提鉆過程中，在所述控制器的控制作用下，所述鉆桿(6)處于旋轉(zhuǎn)方向與鉆進(jìn)過程相同的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)或旋轉(zhuǎn)速度為零的非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；同時(shí)，所述控制器還需調(diào)用提升高度監(jiān)控模塊判斷當(dāng)前狀態(tài)下的實(shí)際提升高度1^是否大于需成型鉆孔灌注樁樁長L，并根據(jù)判斷結(jié)果對所述電動(dòng)收放裝置、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行控制當(dāng)判斷得出L時(shí)，所述控制器控制所述電動(dòng)收放裝置、所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動(dòng)泵均停止運(yùn)行，此時(shí)完成長螺旋擠壓入巖灌注樁的成型過程。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于步驟一中所述的成型裝置還包括鉆進(jìn)過程中沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿(6)進(jìn)行加壓的加壓機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)過程中對鉆桿(6)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元(21)、鉆進(jìn)過程中對鉆桿(6)的實(shí)際下放速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿下放速度檢測單元09)和鉆進(jìn)過程中對鉆桿(6)所承受荷載進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器的鉆桿荷載檢測單元( )，所述鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元(21)、鉆桿下放速度檢測單元09)和鉆桿荷載檢測單元08)均與所述控制器相接，所述加壓機(jī)構(gòu)安裝在鉆桿(6)上且其由所述控制器進(jìn)行控制；步驟一中多個(gè)所述初始參數(shù)還包括鉆桿荷載最大值Fmax、進(jìn)尺差設(shè)定值&和螺旋葉片一 (6-2)的螺距d ；步驟二中鉆進(jìn)過程中，通過鉆桿轉(zhuǎn)速檢測單元和鉆桿下放速度檢測單元09)分別對鉆桿(6)的實(shí)際轉(zhuǎn)速Vif和鉆桿(6)的實(shí)際下放速度Vat進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器；所述控制器調(diào)用進(jìn)尺差換算模塊且根據(jù)公式Vif Xd-Vat對當(dāng)前進(jìn)尺差進(jìn)行計(jì)算，并調(diào)用進(jìn)尺差差值比較模塊判斷當(dāng)前進(jìn)尺差是否小于進(jìn)尺差設(shè)定值&，并根據(jù)判斷結(jié)果對所述加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制當(dāng)判斷得出S0時(shí)，通過所述控制器對所述加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使得所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力逐漸減少直至S實(shí)彡否則，對鉆桿荷載檢測單元08)所檢測的當(dāng)前狀態(tài)下鉆桿(6)所承受的荷載Fg進(jìn)行分析，判斷荷載!^是否超過Fmax 當(dāng)判斷得出Fmax時(shí)，通過所述控制器對所述加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使得所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力逐漸增大，以滿足所述鉆進(jìn)設(shè)備的向下進(jìn)給需求；否則，當(dāng)判斷得出Fmax時(shí)，維持所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力不變；步驟三中提鉆過程中，所述控制器通過控制所述加壓機(jī)構(gòu)，使得所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力為零。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于步驟一中所述的成型裝置還包括鉆進(jìn)到位后對所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述鉆進(jìn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元(30)，所述鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元(30)與所述控制器相接；步驟一中多個(gè)所述初始參數(shù)還包括鉆進(jìn)之前所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的空載驅(qū)動(dòng)電流I ；步驟二中所述的控制器通過控制所述電動(dòng)收放裝置使得鉆桿(6)停止向下鉆進(jìn)時(shí)，所述鉆進(jìn)設(shè)備鉆進(jìn)到位；且所述鉆進(jìn)設(shè)備鉆進(jìn)到位后，還需進(jìn)行鉆進(jìn)到位后續(xù)處理通過鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元(30)對當(dāng)前狀態(tài)下所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述鉆進(jìn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電流1$進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測信息同步傳送至所述控制器，所述控制器對當(dāng)前狀態(tài)下鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流檢測單元(30)所檢測信息進(jìn)行分析，且當(dāng)I I時(shí)，完成鉆進(jìn)過程；之后，還需對鉆進(jìn)完成的所述成型鉆孔孔底進(jìn)行壓實(shí)處理；壓實(shí)處理之前，先通過所述參數(shù)輸入單元輸入壓實(shí)處理時(shí)間t ；且進(jìn)行壓實(shí)處理時(shí)，所述控制器通過對所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，將鉆桿(6) 的旋轉(zhuǎn)速度降至3r/m i η以下；同時(shí)，所述控制器通過控制所述加壓機(jī)構(gòu)，將鉆桿(6)所承受荷載調(diào)整至Fmax ；之后，所述控制器按照預(yù)先設(shè)定的壓實(shí)處理時(shí)間t，完成所述成型鉆孔孔底的壓實(shí)處理過程。
14.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于步驟一中所述的所述加壓機(jī)構(gòu)為鋼纜式加壓裝置或鏈輪鏈條式加壓裝置；所述鋼纜式加壓裝置包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿(6)進(jìn)行下拉的加壓鋼纜(11)和為加壓鋼纜(11)提供向下拉力的施加機(jī)構(gòu)一，所述加壓鋼纜(11) 的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或鉆桿(6)上且其另一端固定在所述施加機(jī)構(gòu)一上； 所述鏈輪鏈條式加壓裝置包括鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和施加機(jī)構(gòu)二，所述鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿鉆進(jìn)方向?qū)︺@桿(6)進(jìn)行下拉的鏈條(25)、由所述施加機(jī)構(gòu)二帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)鏈條0 進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)鏈輪06)和對鏈條0 進(jìn)行導(dǎo)向的多個(gè)從動(dòng)鏈輪(27)，所述主動(dòng)鏈輪06)和多個(gè)所述從動(dòng)鏈輪(XT)均與鏈條0 相配合使用，且所述鏈條0 的兩端分別固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上下部，所述主動(dòng)鏈輪06)的輪軸與所述施加機(jī)構(gòu)二進(jìn)行傳動(dòng)連接；所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均由所述控制器進(jìn)行控制；所述施加機(jī)構(gòu)一和所述施加機(jī)構(gòu)二均為所述電動(dòng)收放裝置，所述加壓鋼纜(11)的一端固定在所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底部或鉆桿(6)的上端部且其另一端纏繞固定在所述電動(dòng)收放裝置上；所述主動(dòng)鏈輪06)的輪軸與所述電動(dòng)收放裝置進(jìn)行傳動(dòng)連接；鉆進(jìn)過程中所述鏈條0 或加壓鋼纜(11)的下拉速度和鉆桿提升與下放鋼纜( 的下放速度均與鉆桿(6)的實(shí)際下放速度相同；所述鉆桿(6)的實(shí)際下放速度與所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度一致；步驟二中鉆進(jìn)過程中和步驟三中提鉆過程中，所述控制器通過控制調(diào)整所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力進(jìn)行調(diào)整當(dāng)需對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力進(jìn)行增大調(diào)整時(shí)，將所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸調(diào)大，此時(shí)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于增壓狀態(tài)；當(dāng)需對所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力進(jìn)行減小調(diào)整時(shí)，將所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸調(diào)小，此時(shí)所述鉆進(jìn)設(shè)備處于減壓狀態(tài)；且當(dāng)將所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸調(diào)小至所述加壓機(jī)構(gòu)施加在所述鉆進(jìn)設(shè)備上的壓力為零時(shí)，則所述鉆進(jìn)設(shè)備處于非加壓狀態(tài)。
15.按照權(quán)利要求11、12或13所述的方法，其特征在于步驟一中多個(gè)所述初始參數(shù)還包括芯桿料漿存料設(shè)定值m;步驟三中提鉆過程中，還需對平直芯桿一(6-1)內(nèi)所存留料漿量π^進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，所述控制器根據(jù)實(shí)時(shí)檢測結(jié)果判斷當(dāng)前狀態(tài)下平直芯桿一(6-1)內(nèi)所存留料漿量11^是否等于芯桿料漿存料設(shè)定值m 當(dāng)判斷得出n^fm時(shí)，所述控制器通過對所述驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行控制，將m$逐漸調(diào)整至m。
16.按照權(quán)利要求12、13或14所述的方法，其特征在于步驟二中鉆進(jìn)過程中， 所述鉆進(jìn)設(shè)備的鉆進(jìn)狀態(tài)分為擠土型鉆進(jìn)狀態(tài)和出土型鉆進(jìn)狀態(tài)兩種鉆進(jìn)狀態(tài)；實(shí)際鉆進(jìn)過程中，當(dāng)O <擠土率J < Jma χ時(shí)，所述鉆進(jìn)設(shè)備處于擠土型鉆進(jìn)狀態(tài)；否則， 所述鉆進(jìn)設(shè)備處于出土型鉆進(jìn)狀態(tài)；其中，J = Va^(VifXd)-K, Jmax = I-K ；式中，K=螺紋出土體積與肺體積之比其中dl為鉆桿(6)的外徑，4狎直芯桿一(6-1)的外徑；步驟一中進(jìn)行初始參數(shù)設(shè)定時(shí)，還需通過所述參數(shù)輸入單元輸入Cl1和 d2 ；步驟二中鉆進(jìn)過程中，所述控制器通過控制調(diào)整所述電動(dòng)收放裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，對擠土率J進(jìn)行調(diào)整，使得鉆進(jìn)過程中各鉆進(jìn)時(shí)刻的擠土率J滿足預(yù)先設(shè)定要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種長螺旋擠壓入巖灌注樁用成型裝置及成型方法，其成型裝置包括由鉆桿與同軸安裝在鉆桿底部的鉆頭組裝形成的鉆進(jìn)設(shè)備、下放/提升系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)鉆進(jìn)設(shè)備進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、下放/提升系統(tǒng)對鉆桿進(jìn)行提升過程中通過鉆桿向所成型鉆孔內(nèi)連續(xù)注漿并形成鉆孔灌注樁的注漿設(shè)備、鉆進(jìn)深度/提升高度檢測單元、泵送流量檢測單元、控制器以及與控制器相接的參數(shù)輸入單元；其成型方法包括步驟一、初始參數(shù)設(shè)定；二、鉆進(jìn)；三、鉆進(jìn)到位后續(xù)處理；四、提鉆及同步注漿。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、使用操作簡便、自動(dòng)化程度高且成型過程簡單、成樁質(zhì)量易于控制、適用范圍廣，能解決現(xiàn)有長螺旋成孔灌注樁成型裝置及成型方法存在的多種問題。
文檔編號(hào)E21B19/084GK102535445SQ201210026528
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者莊春, 莊金, 敖文 申請人:陜西樁鑫建設(shè)工程有限公司