CN106968594A - 三轴长螺旋钻机及咬合桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三轴长螺旋钻机以及基于三轴长螺旋钻机实现的咬合桩施工方法。三轴长螺旋钻机包括机架，机架上安装有导向机构，导向机构上安装有钻孔机构，钻孔机构在传动机构的带动下在导向机构上可做上下垂直运动，其中：钻孔机构包括三根并排设置的空心钻杆，三根钻杆安装在动力头下面，动力头带动三根钻杆做同步正转和反转；钻杆顶口与混凝土灌注装置连接；钻杆底口安装有在钻杆正转时闭合而反转时打开的钻头；钻杆的杆身设有螺旋叶片且相邻两根钻杆上的螺旋叶片交错嵌合设置，以使三根钻杆可一次性钻出相互咬合的三个桩孔。在通过三轴长螺旋钻机施工得到的咬合桩中，相邻桩之间咬合自然、充分、不串孔，有效保障了施工质量。

Description

三轴长螺旋钻机及咬合桩施工方法

技术领域

本发明涉及一种三轴长螺旋钻机，以及基于三轴长螺旋钻机实现的咬合桩施工方法，属于咬合桩施工技术领域。

背景技术

在基坑支护桩基工程中，咬合桩作为一种既能够止水又能够起支撑作用的结构被越来越广泛地应用。但是，目前所采用的旋挖咬合桩、全套管咬合桩、长螺旋咬合桩等施工方式存在以下问题：

一方面，上述施工方式都存在一个共性问题，那就是相邻桩孔咬合不够充分，因而经常导致在咬合不充分的部位发生漏水现象。

另一方面，上述机械式的施工方式通常采用间隔施工做法，具体来说，先间隔施工A桩，然后在间隔施工B桩，令各B桩与相邻的A桩咬合。但是，由于各A桩是首先间隔施工完的，且相邻的两个A桩之间的距离较近，因此再施工A桩时便容易发生串孔的现象。另外，由于间隔施工完A桩后，A桩内混凝土已凝固，因此，后面再施工B桩时，往往会造成B桩难以咬合得动A桩的现象，致使施工难以顺利进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三轴长螺旋钻机以及基于三轴长螺旋钻机实现的咬合桩施工方法，通过三轴长螺旋钻机施工得到的咬合桩中的相邻桩之间咬合自然、充分、不串孔，有效保障了施工质量。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种三轴长螺旋钻机，其特征在于：它包括机架，机架上安装有导向机构，导向机构上安装有钻孔机构，钻孔机构在传动机构的带动下在导向机构上可做上下垂直运动，其中：钻孔机构包括三根并排设置的空心钻杆，三根钻杆安装在动力头下面，动力头带动三根钻杆做同步正转和反转；钻杆顶口与混凝土灌注装置连接；钻杆底口安装有在钻杆正转时闭合而反转时打开的钻头；钻杆的杆身设有螺旋叶片且相邻两根钻杆上的螺旋叶片交错嵌合设置，以使三根钻杆可一次性钻出相互咬合的三个桩孔。

较佳地，所述三根钻杆长度相等，所述钻杆的杆身四周从上到下设有所述螺旋叶片。

一种基于所述的三轴长螺旋钻机实现的咬合桩施工方法，其特征在于，它包括步骤：

1)所述三根钻杆同步正转向下钻孔，钻出相互咬合的三个桩孔；

2)当钻至地下设定标高时，所述三根钻杆一边向上提升，一边同步反转，同时所述钻头打开，灌入各所述钻杆空心孔内的混凝土浆液从所述钻杆底口流至钻好的桩孔内；

3)当所述三根钻杆返回到地上后，完成桩孔内灌注混凝土作业，素混凝土三桩咬合桩形成；

4)在桩孔内混凝土凝固前，向混凝土三桩咬合桩插入钢筋笼，咬合桩施工完毕；

5)在完工的咬合桩旁边继续重复步骤1)至4)来施工完成新咬合桩。

在重复执行所述步骤1)时，将要施工的新咬合桩的桩孔和与其相邻的所述完工的咬合桩的桩孔之间呈咬合状态。

本发明的优点是：

1、基于本发明三轴长螺旋钻机实施的咬合桩施工方法施工出的咬合桩具有相邻桩咬合自然、充分、不串孔的优点，不存在漏水现象，不存在咬合困难致使施工无法进行的问题。

2、本发明咬合桩施工方法无需间隔施工(A、B桩间隔施工)，施工工序被大大缩短简化，并且采用后插钢筋笼的做法实现了可根据基坑深度来决定插入钢筋笼数量的目的。

3、本发明咬合桩施工方法简单易行、高效，施工过程中不串孔、咬合容易、无污染，是一种绿色施工工艺。

附图说明

图1是本发明三轴长螺旋钻机的结构示意图。

图2是三根钻杆的结构示意图。

图3是本发明施工方法中步骤1的实施说明图。

图4是本发明施工方法中步骤2的实施说明图。

图5是本发明施工方法的步骤2中灌入混凝土后的桩孔示意图。

图6是本发明施工方法中步骤3形成的素混凝土三桩咬合桩示意图。

图7是本发明施工方法中步骤4形成的咬合桩示意图。

图8是在完工的咬合桩旁施工形成新的素混凝土三桩咬合桩的示意图。

图9是施工完的两个咬合桩示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明三轴长螺旋钻机包括机架11，机架11上安装有导向机构12，导向机构12上安装有钻孔机构20，钻孔机构20在传动机构13的带动下在导向机构12上可做上下垂直运动，其中：如图2，钻孔机构20包括三根并排设置的空心钻杆22，钻杆22沿轴线具有通长的空心孔，三根钻杆22安装在动力头21下面，动力头21带动三根钻杆22做同步正转和同步反转；钻杆22顶口通过导管与混凝土灌注装置(图中未示出)连接；钻杆22底口安装有通过机械力作用在钻杆22正转时闭合而在钻杆22反转时打开的钻头24，当钻头24打开时，通过混凝土灌注装置从钻杆22顶口灌入的混凝土浆液流经钻杆22空心孔后从钻杆22底口流出；钻杆22的杆身设有螺旋叶片23且相邻两根钻杆22上的螺旋叶片23交错嵌合设置，以使三根钻杆22可一次性钻出相互咬合的三个桩孔。

在实际设计中，传动机构13可包括传动带，传动带由驱动电机带动运转，钻孔机构20在传动带的作用下沿导向机构12的滑轨做上下运动。在实际设计中，传动机构13、导向机构12的组成不受局限，可各种各样。一般地，导向机构12可包括导向柱，导向柱上安装有滑轨。

如图2，在实际设计时，三根钻杆22的长度相等，钻杆22的杆身四周从上到下都设有螺旋叶片23。

基于上述本发明三轴长螺旋钻机，本发明还提出了一种咬合桩施工方法，包括如下步骤：

1)如图3，三根钻杆22同步正转，从地基30表面向下钻孔，此时钻头24呈关闭状态而能够实现取土钻进，从而钻出相互咬合的三个桩孔；

2)如图4，当钻至地下设定标高时，三根钻杆22一边向上提升，一边同步反转，同时钻头24此时在钻下的土块等产生的摩擦力作用下转动打开，于是通过混凝土灌注装置向钻杆22顶口灌入混凝土浆液，灌入各钻杆22空心孔内的混凝土浆液40从钻杆22底口流至钻好的桩孔内，如图5；

3)当三根钻杆22返回到地上后，即完成桩孔内灌注混凝土作业，素混凝土三桩咬合桩50形成，如图6所示；

4)在桩孔内混凝土凝固前，向素混凝土三桩咬合桩50的相应桩孔内的混凝土中插入钢筋笼60，从而咬合桩70施工完毕，如图7所示；

5)在完工的咬合桩70旁边继续重复步骤1)至4)来施工完成新咬合桩。

在实际施工时，当重复步骤1)至4)施工完设定的最后一个咬合桩后便最终完成整个咬合桩施工作业。

在实际实施时，在重复执行步骤1)时，将要施工的新咬合桩70的桩孔和与其相邻的完工的咬合桩70的桩孔之间也应同样呈咬合状态。也就是说，对于新咬合桩70与旁边刚施工完成的咬合桩70来说，如图9，它们相邻的桩孔之间仍是咬合的。

参见图8和图9，图8示出了在完工的咬合桩70旁施工形成新的素混凝土三桩咬合桩50的情形，图9示出了施工完两个咬合桩70的情形。一般地，若干咬合桩70之间呈直线排列，当然不限于此。

从实际实施中可以看出，由于三根钻杆22上的螺旋叶片23交错嵌合设置且三根钻杆22被同步带动转动，因此三根钻杆22的螺旋叶片23之间不会发生相互碰撞干扰，并且钻出的三个桩孔之间是两两互相咬合的，从而可很好地形成三桩咬合桩。

另外，当施工完一个咬合桩70后，在其相邻位置便立即施工下一个咬合桩，两个咬合桩70之间的施工时间间隔很短，刚完工的咬合桩桩孔内的混凝土还未完全凝固，因此在施工新的咬合桩70的过程中，其与刚完工的咬合桩70之间不会存在咬合困难的问题。

并且，本发明施工方法中采用的是后插钢筋笼的方式，因而钢筋笼60的插入数量可根据实际需要来决定，仅在需要插入钢筋笼的素混凝土桩孔内插入即可。

本发明的优点是：

1、基于本发明三轴长螺旋钻机实施的咬合桩施工方法施工出的咬合桩具有相邻桩咬合自然、充分、不串孔的优点，不存在漏水现象，不存在咬合困难致使施工无法进行的问题。

2、本发明咬合桩施工方法无需间隔施工(A、B桩间隔施工)，施工工序被大大缩短简化，并且采用后插钢筋笼的做法实现了可根据基坑深度来决定插入钢筋笼数量的目的。

3、本发明咬合桩施工方法简单易行、高效，施工过程中不串孔、咬合容易、无污染，是一种绿色施工工艺。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种三轴长螺旋钻机，其特征在于：它包括机架，机架上安装有导向机构，导向机构上安装有钻孔机构，钻孔机构在传动机构的带动下在导向机构上可做上下垂直运动，其中：钻孔机构包括三根并排设置的空心钻杆，三根钻杆安装在动力头下面，动力头带动三根钻杆做同步正转和反转；钻杆顶口与混凝土灌注装置连接；钻杆底口安装有在钻杆正转时闭合而反转时打开的钻头；钻杆的杆身设有螺旋叶片且相邻两根钻杆上的螺旋叶片交错嵌合设置，以使三根钻杆可一次性钻出相互咬合的三个桩孔。

2.如权利要求1所述的三轴长螺旋钻机，其特征在于：

所述传动机构包括传动带，传动带由驱动电机带动运转，所述钻孔机构在传动带的作用下沿所述导向机构的滑轨做上下运动。

3.如权利要求1所述的三轴长螺旋钻机，其特征在于：

所述三根钻杆长度相等，所述钻杆的杆身四周从上到下设有所述螺旋叶片。

4.一种基于权利要求1至3中任一项所述的三轴长螺旋钻机实现的咬合桩施工方法，其特征在于，它包括步骤：

1)所述三根钻杆同步正转向下钻孔，钻出相互咬合的三个桩孔；

2)当钻至地下设定标高时，所述三根钻杆一边向上提升，一边同步反转，同时所述钻头打开，灌入各所述钻杆空心孔内的混凝土浆液从所述钻杆底口流至钻好的桩孔内；

3)当所述三根钻杆返回到地上后，完成桩孔内灌注混凝土作业，素混凝土三桩咬合桩形成；

4)在桩孔内混凝土凝固前，向混凝土三桩咬合桩插入钢筋笼，咬合桩施工完毕；

5)在完工的咬合桩旁边继续重复步骤1)至4)来施工完成新咬合桩。

5.如权利要求4所述的三轴长螺旋钻机实现的咬合桩施工方法，其特征在于：

在重复执行所述步骤1)时，将要施工的新咬合桩的桩孔和与其相邻的所述完工的咬合桩的桩孔之间呈咬合状态。