CN110528513B - 一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩及其施工方法，该倾斜钻孔灌注桩包括全套管全回转钻机工装设备、全套管角度工装、旋挖钻机、滑轮导向筒、带托块钢筋笼和鼓状导管，全套管全回转钻机工装设备为倾斜灌注桩成孔提供动力，回转下压全套管，为斜成孔与后期成桩施工提供孔壁支护，角度工装实现全套管全回转钻机的倾斜承重，滑轮导向筒为焊接在旋挖钻机钻杆上，实现全套管和旋挖钻杆间的固定，带托块钢筋笼为在钢筋笼侧面箍筋上提前窜上混凝土托块，在端部设置弧形箍，便于钢筋笼下放，鼓状导管为便利导管在斜向孔内的下放。本发明不大量改动现有设备，通过辅助装备创新，便可高质量实现倾斜桩施工，投入少且绿色环保。

Description

一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩及其施工方法
技术领域
本发明属于基坑支护工程施工技术领域，具体涉及一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩及其施工方法。
背景技术
在桩基工程中，特别是在基坑支护工程中，倾斜桩较常规垂直桩受力特性更好。如在基坑支护中，无论单排桩，还是双排桩，存在倾斜桩时，因能提供部分的水平向作用力，受力与支护效果更好，可降低和取消内支撑道数，实现绿色建造。
现阶段，倾斜桩施工为工程界难题，常规旋挖钻机、长螺旋钻机、回转钻机都基于垂直桩施工，或易塌孔、或施工角度较小，或成孔轴线为曲线。如何实现常规设备的倾斜桩成孔施工，特别是在不大量改动现有设备，通过辅助装备创新与工艺改进，并采用尽量少的施工机械，实现倾斜桩施工，为急需解决的斜桩施工问题。
发明内容
为了克服现有技术中基坑支护工程倾斜桩成孔施工困难的技术缺陷，本发明提供了一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩及其施工方法，不大量改动现有设备，通过辅助装备创新，便可高质量实现倾斜桩施工，投入少且绿色环保，解决了上述技术问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩，包括全套管全回转钻机工装设备、全套管角度工装、旋挖钻机、滑轮导向筒、带托块钢筋笼和鼓状导管。
全套管全回转钻机工装设备包括全套管全回转钻机、带切削刀头全套管、反压配重、反压基板和转动轴承，为倾斜灌注桩成孔提供动力，回转下压全套管，为斜成孔与后期成桩施工提供孔壁支护；角度工装包括角度工装基座和固定型钢座组成，实现全套管全回转钻机的倾斜承重；旋挖钻机为常规旋挖钻机，如三一重工的SR280R旋挖钻机，实现全套管内的倾斜取土；滑轮导向筒包括滚轮和型钢板组成，为焊接在旋挖钻机钻杆上，在各节钻杆顶端，实现全套管和旋挖钻杆间的固定，防止钻杆弯曲；带托块钢筋笼包括钢筋笼、混凝土托块和弧形箍，为在钢筋笼侧面箍筋上提前串上混凝土托块，在端部设置弧形箍，便于钢筋笼吊装下放，以及确保斜桩保护层厚度，鼓状导管为等间距设置鼓状突出的混凝土灌注导管，便于导管在斜向孔内的吊装下放。
上述的一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩，所述全套管全回转钻机工装设备，国内可采用类似盾安重工DTR系列全套管全回转钻机，为倾斜灌注桩成孔提供动力，回转下压套管，在成孔、下钢筋笼、混凝土灌注过程中提供护壁作用，在后期混凝土灌注完成后，采用回转的形式拔出全套管。
上述的一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩，所述采用底部角度工装，使全套管全回转钻机形成倾斜桩设计角度，采用全回转钻机回转下压全套管，在回转下压套管过程中，采用旋挖钻机在斜向套管内取土，旋挖钻机钻杆附加滑轮导向筒，在成孔、下钢筋笼、灌注过程中，全套管提供护壁，钢筋笼采用混凝土托块、弧形箍的特殊处理，便利下笼、确保保护层厚度，设置鼓状导管，便于斜向钢筋笼内下导管。
上述的一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩，所述旋挖钻机对其钻杆进行改进，焊接于各节钻杆端部，实现全套管和旋挖钻杆间的固定，防止钻杆弯曲。
上述的一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩，所述滑轮导向筒包括滚轮和型钢板，焊接在旋挖钻机的钻杆上，实现全套管和旋挖钻杆间的固定，防止钻杆弯曲。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：本发明一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩，在不大量改动现有设备，通过辅助装备创新与工艺改进，实现倾斜桩施工，可实现常规设备无法高质量施工的倾斜桩施工，采用全套管实现成孔、下笼、灌注的全过程护壁，倾斜桩施工质量高，同时采用本施工方法，成孔无需泥浆护壁，绿色环保。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩的施工状态示意图；
图2为本发明所述滑轮导向筒的结构示意图；
图3为本发明所述带托块钢筋笼的结构示意图；
图4为本发明所述鼓状导管的结构示意图；
图中：1-全套管全回转钻机，2-带切削刀头全套管，3-角度工装基座，4-旋挖钻机，5-土坡台，6-反压配重，7-反压基板，8-固定型钢座，9-转动轴承，10-钻杆，11-滚轮，12-型钢板，13-钢筋笼，14-混凝土托块，15-弧形箍，16-鼓状导管。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种基于全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩的施工状态示意图，该倾斜钻孔灌注桩包括全套管全回转钻机工装设备、全套管角度工装、旋挖钻机、滑轮导向筒、带托块钢筋笼和鼓状导管。
全套管全回转钻机工装设备包括全套管全回转钻机1、带切削刀头全套管2、反压配重6、反压基板7和转动轴承9，为倾斜灌注桩成孔提供动力，回转下压套管，在成孔、下钢筋笼、混凝土灌注过程中提供护壁作用，在后期混凝土灌注完成后，采用回转的形式拔出全套管。
角度工装包括角度工装基座3和固定型钢座8组成，使全套管全回转钻机1形成倾斜桩设计角度，采用全套管全回转钻机1回转下压全套管，在回转下压套管过程中，采用旋挖钻机4在斜向套管内取土，旋挖钻机4钻杆附加滑轮导向筒，在成孔、下钢筋笼、灌注过程中，全套管提供护壁，钢筋笼13采用混凝土托块14、弧形箍15的特殊处理，便利下笼、确保保护层厚度，设置鼓状导管16，便于斜向钢筋笼内下导管。
旋挖钻机4为常规旋挖钻机，可采用三一重工的SR280R旋挖钻机，实现全套管内的倾斜取土。
如图2所示，为本发明所述滑轮导向筒的结构示意图，滑轮导向筒包括滚轮11和型钢板12，焊接在各节钻杆顶端，实现全套管和旋挖钻杆间的固定，防止钻杆弯曲。
如图3所示，为本发明所述带托块钢筋笼的结构示意图，带托块钢筋笼包括钢筋笼13、混凝土托块14和弧形箍15，便利钢筋笼13下放，以及确保斜桩保护层厚度。
如图4所示，为本发明所述鼓状导管16的结构示意图，鼓状导管16为一定间距设置鼓状突出的混凝土灌注导管，便于导管在斜向孔内的下放。
本发明在使用，主要通过以下使用步骤来完成倾斜钻孔灌注桩的施工过程：桩基定位，根据桩基定位进行角度工装的履带吊转运、定位，采用履带吊调动全套管全回转钻机1至角度工装上，并微调位置、固定、反压配重，履带吊吊装第一节套管，回转下压，第一节套管压埋后，钻机钻杆10各节端部焊接带滑轮导向筒，采用旋挖钻机4于土坡台5上进行斜向取土，进行下一节套管吊装，回转下压，下一节套管压埋后，采用旋挖钻机4于土坡台上进行斜向取土，成孔至桩底标高，下钢筋笼13，钢筋笼13带混凝土托块14和弧形箍15，下导管，导管为带鼓状导管16，进行混凝土灌注，混凝土灌注完成后，回转取出全套管。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩，包括全套管全回转钻机工装设备、全套管角度工装、旋挖钻机（4）、滑轮导向筒、带托块钢筋笼和鼓状导管，所述旋挖钻机（4）设置在土坡台（5）上进行斜向取土，其特征在于：
所述全套管全回转钻机工装设备包括全套管全回转钻机（1）、带切削刀头全套管（2）、反压配重（6）、反压基板（7）和转动轴承（9），所述反压基板（7）分为倾斜段和水平段，倾斜段和水平段的连接位置安装有转动轴承（9），所述全套管全回转钻机（1）设置在反压基板（7）的倾斜段上，所述反压配重（6）放置在反压基板（7）的水平段上，所述带切削刀头全套管（2）垂直插入全套管全回转钻机（1）中，并伸入全套管角度工装的角度工装基座（3）内部，所述全套管全回转钻机工装设备为倾斜灌注桩成孔提供动力，回转下压全套管，为斜成孔与后期成桩施工提供孔壁支护；
所述全套管角度工装包括角度工装基座（3）和固定型钢座（8），所述角度工装基座（3）设置在反压基板（7）的下方，为反压基板（7）提供支撑，所述固定型钢座（8）设置在反压基板（7）倾斜段的端部，且固定型钢座设在角度工装基座上，全套管角度工装实现全套管全回转钻机的倾斜承重；
所述滑轮导向筒包括滚轮（11）和型钢板（12），焊接在旋挖钻机的钻杆（10）的顶端，所述型钢板（12）焊接在钻杆（10）的圆周方向，所述滚轮（11）设在型钢板（12）上，滚轮外侧与带切削刀头全套管（2）的内壁相接触，为旋挖钻杆的上下移动形成导向，滑轮导向筒实现全套管和旋挖钻杆间的固定，防止钻杆弯曲；
所述带托块钢筋笼包括钢筋笼（13）、混凝土托块（14）和弧形箍（15），为在钢筋笼（13）侧面箍筋上提前串上混凝土托块（14），在钢筋笼（13）端部设置弧形箍（15），便于钢筋笼（13）下放，以及确保斜桩保护层厚度；
所述鼓状导管（16）为等间距设置鼓状突出的混凝土灌注导管，方便导管在斜向孔内的下放。
2.一种如权利要求1所述的全套管全回转钻机的倾斜钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：该施工方法包括以下步骤：
S1：采用全套管角度工装使全套管全回转钻机（1）形成设计斜桩角度；
S2：利用全套管全回转钻机（1）的下压回转力压埋全套管，并采用钻杆带滑轮导向筒的旋挖钻机于全套管内取土，全套管加节与孔内取土交替施工至斜桩底标高，吊装下放设置混凝土托块（14）和弧形箍（15）的钢筋笼（13），吊装下放带鼓状突出的混凝土导管，混凝土灌注后，采用全套管全回转钻机（1）回转拔出全套管。
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