CN112096281B - 钻孔接桩植桩一体机及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻孔接桩植桩一体机及其施工方法，包括行走机构和底盘、多台卷扬设备，还包括能相对底盘旋转的转盘；底盘上有钻孔和植桩用的作业桩位孔；转盘上固定有与转盘同轴线的圆形桁架结构的塔架；沿塔架外圆周上顺序设有一个压管动力头、多个钻孔动力头、多个接长并焊接上下管桩用的旋转焊接装置、一个送桩管驱动头；每个压管动力头、每个钻孔动力头、每个旋转焊接装置和每个送桩管驱动头随转盘装置的转盘转动后，均能先后位于作业桩位孔正上方；一个植桩用的油缸驱动的压桩设备经导轨安装在底盘上。本机及方法能在一台设备上完成钻孔、接桩、植桩施工，且设备高度相对低、多种功能的装置在转盘上的同心度好、设备稳定性高。

Description

钻孔接桩植桩一体机及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑桩基础施工技术领域，具体讲是一种钻孔接桩植桩一体机及其施工方法。

背景技术

在建筑桩基础施工技术领域中,将基础桩如预制管桩植入土内,传统施工方法是单台桩机作业，钻孔采用钻机，甚至仅钻孔就需要静压动力头钻机和潜孔锤钻机轮番作业；植桩则压桩机只能压桩，需要锤桩则还要动用振动锤；接桩即焊接桩另需设备，起吊、送桩均各施其职。一个桩位的施工，要多台不同功能的桩机配套使用才能完成，交叉施工容易造成桩位偏差，施工所需场地大，施工过程断断续续，施工效率较低。

近年来，有技术人员设计了一种桩机，在可转动的同一转盘上安装有两根或两根以上的立柱，每根立柱上安装一种不同功能的动力头，如多轴钻孔机、静力压桩机、振动锤压桩机，可根据不同地质情况采用合适的桩机对同一孔位，先钻孔再植桩，克服了以上传统施工设备的一些不足。但以上桩机仍存在以下不足：1、需钻较深的孔如75米左右的孔、需植较长的管桩如60米长的管桩，要求单根立柱的高度太高，加上多根立柱的高度不一、在转盘上分散设置，客观上存在重心不稳等安全隐患。2、实际施工时，在同一时间仍只能进行一种施工，且接桩即上下两管桩的焊接需另用设备焊接后起吊至植桩设备上,狭小场地仍施工困难，施工的连续性、进度和施工效率仍不理想。3、钻孔后泥浆外溢控制难度大，难以维持场地干燥平整。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能在一台设备上完成钻孔、接桩、植桩、等施工、且设备高度相对低、多种功能的施工装置在转盘上的同心度好、设备稳定性高、的钻孔植桩一体机。

本发明的一个技术解决方案是，提供一种钻孔接桩植桩一体机，包括行走机构、与行走机构连接的底盘、多台卷扬设备，还包括能相对底盘旋转的转盘；

底盘上有一个钻孔和植桩用的作业桩位孔；

转盘上固定有与转盘同轴线的圆形桁架结构的塔架；沿塔架外圆周上顺序设有至少一个压入钢护筒用的压管动力头、多个接力钻孔用的钻孔动力头及数量相对应的钻杆、多个接长并焊接上下管桩用的旋转焊接装置、至少一个将管桩送入预定标高的送桩管驱动头及送桩管；

旋转焊接装置的旋转托架可伸缩地安装在转盘上；

每个压管动力头、每个钻孔动力头、每个旋转焊接装置的抱桩器及伸出转盘外侧时的旋转托架和每个送桩管驱动头的轴线与塔架轴线的距离相等并随转盘转动后，均能先后位于作业桩位孔的正上方；

每个压管动力头、每个钻孔动力头、每个旋转焊接装置的抱桩器和每个送桩管驱动头中的第一送桩管驱动头均上下滑动配合在塔架上，并经钢丝绳或链条分别与对应的卷扬设备连接并能被上下牵引；或：每个送桩管驱动头中的第二送桩管驱动头固定在塔架上并用油缸驱动送桩管下压；

还包括将焊接接长后的管桩植入土内的压桩装置。

采用以上结构后，本发明钻孔接桩植桩一体机具有以下优点：由于转盘上固定有与转盘同轴线的圆形桁架结构的塔架,形成非常牢固的中心旋转支架,沿塔架外圆周布置的各种施工装置,能满足钻孔、接桩和植桩的需求,尤其是多个接力钻孔用的钻孔动力头和多个接长并焊接上、下管桩用的旋转焊接装置,能在塔架高度适中的情况下钻几倍深于塔架高度的孔及植几倍高于塔架高度的管桩。塔架的高度适中，圆形桁架结构的塔架牢固稳定可靠，结构紧凑，同心度好，偏位率低，重心非常稳定集中，避免了因单根立柱的高度太高，设备分散造成的同心度不好，重心不稳而可能出现的安全隐患。实际施工时，在钻孔施工的同时，同步进行上、下管桩对接的施工，使施工进度和施工效率均得到很大的提高。本发明钻孔植桩一体机，能一机实现钻孔、接桩和植桩中多种施工装置的多种功能，顺序并伴随同步施工，可根据不同施工要求灵活组合施工设备，可在外置吊机的配合下，能一机完成钻孔、接桩和植桩所有工序。大幅度减少施工所占场地，保证了整个施工过程的安全性和连续性，大幅度减少了设备成本和人工成本，大幅度提高了施工进度和施工效率。

进一步地，所述的压桩装置由卷扬设备和抱桩器构成：与每个抱桩器对应的每台第一卷扬机安装在转盘上，每台第一卷扬机上有两个第一卷扬轮：一个固定在第一卷扬机电动机的转轴上的主动链轮和一个安装在机架上的被动链轮，两个第一卷扬轮与塔架顶部的链轮组件上的内外链轮位置相对应，每根链条的一端与抱桩器的上端连接，并绕过塔架顶端对应的外、内的链轮、再绕第一卷扬机上的主动链轮和被动链轮后另一端与抱桩器的下端固定，每个用于抱住管桩的抱桩器卡合在塔架外圆周上的一对竖向导轨上，第一卷扬机正反转并经链轮、链条带动抱桩器沿竖向导轨上下移动，并在向下移动时逐段抱住管桩下压以实现植桩。采用以上结构后，除坚硬的土质外，一般较软或中性硬度的土质的植桩，可以用链轮链条式卷扬设备配合旋转焊接装置中的抱桩器来实现，在一般较软或中性硬度的土质上植桩，可节省了一台压桩设备而减少设备成本，又使本一体机的结构更紧凑，植桩操作更方便、快捷。

进一步地，所述的压桩装置为油缸驱动的压桩装置，经水平导轨安装在底盘上，由直线驱动装置驱动以靠近塔架外圆周并位于待植的管桩正下方或远离塔架；压桩装置包括带多根立柱的框架，一抱桩架滑动配合在多根立柱上，抱桩架的上端与安装在框架的横梁上的多个的活塞杆的自由端连接，抱桩架上有多个抱桩油缸，抱桩油缸的活塞杆的自由端均朝向容置待植的管桩的中心孔，多个压桩油缸与多个抱桩油缸配合将待植的管桩逐段抱住并压入土内以实现植桩。采用以上结构后，遇到坚硬的土质，可在底盘上安装一台油缸驱动的压桩装置，并由直线驱动装置如水平向油缸驱动以靠近塔架外圆周并位于待植的管桩正下方而完成坚硬土质的植桩施工。

进一步地，与每个压管动力头、每个钻孔动力头对应的每台第二卷扬机安装在转盘上，每台第二卷扬机上有一个第二卷扬轮，第二卷扬轮与塔架顶部的滑轮组件上的内外的滑轮位置相对应，每根钢丝绳的一端与压管动力头或钻孔动力头的上端连接，并绕过塔架顶端对应的外、内的滑轮、再绕第二卷扬机的第二卷扬轮后另一端与压管动力头和钻孔动力头的下端固定，每个压管动力头或钻孔动力头均卡合在塔架外圆周上的一对竖向导轨上，第二卷扬机正反转并经第二卷扬轮、钢丝绳和滑轮带动同时在自转的压管动力头或钻孔动力头沿竖向导轨上下移动，并在向下移动时实现压管或钻孔、扩孔。采用以上结构后，多台卷扬设备在转盘和塔架上的布置更合理、集中，卷扬设备与压管动力头、钻孔动力头、旋转焊接装置的抱桩器和送桩管驱动头的连接更简单紧凑，并在每对竖向导轨的配合下，上下移动更灵活、可靠、安全。

进一步地，接长并焊接上下管桩用的旋转焊接装置，包括设于转盘上并用于支撑且转动需焊接管桩的旋转托架，旋转托架滑动配合在径向设置的兼做导轨的压架内，旋转托架的内端与驱动旋转托架伸出转盘外侧或缩回转盘内侧的水平向油缸的活塞杆的自由端连接；旋转托架包括支架，设在支架内的管桩径向限位圈，安装在支架内的电动机，由电动机驱动并托住管桩底部且相对管桩径向限位圈转动的转环；旋转托架上方的塔架上有在卷扬设备的牵引下能沿竖向导轨上下滑动，并用于抱住需焊接的上下管桩对接处以供焊接的抱桩器。采用以上结构后，可在钻孔的同时进行管桩对接施工，以提高施工进度和效率，而在采用压桩装置将已接好的管桩植入土内前，则先用对应的卷扬设备将抱桩器连同管桩一起上提，将转盘上的旋转托架利用油缸的驱动缩回塔架内侧，以避免干涉，保证植桩的顺利进行。

进一步地，底盘上还有一矩形通孔，所述的作业桩位孔位于矩形通孔的中心，矩形通孔的下方放置有一矩形的废弃土储存箱，废弃土储存箱的底板为上大下小的锥形底板，锥形底板中心孔的壁上固定有中心管，中心管的孔兼做作业桩位孔，中心管与已埋入矩形通孔下方土内的钢护筒顶部的外圆周套合。采用以上结构后，钻孔和植桩的导向性更好，植入土内的管桩的垂直度更好，施工更顺利、更快捷；且可钻孔产生的废弃土自动储存在废弃土储存箱内，并在该桩施工完成后，将废弃土储存箱内的土移至指定地点，以保证行走机构的正常移动和施工的正常进行。还可在钻、扩孔时用泥浆吸收装置将废弃土储存箱内可能出现的泥浆抽出，以保障施工现场的干燥。

进一步地，所述的废弃土储存箱内有至少一块用于封闭或打开中心管的孔的活门，废弃土储存箱上有关闭活门和打开活门的钢丝拉绳，废弃土储存箱上还有钢丝拉绳导向结构；所述的钢丝拉绳兼做起吊环。采用以上结构后，可在一个桩位施工完成后，用起吊设备起吊关闭活门的钢丝绳，使活门封闭废弃土储存箱的中心管的孔，并将废弃土储存箱内的废弃土倒至运输工具内而运至指定地点，在该提箱卸土过程中土不会泄漏而污染施工场地，进一步保证了施工现场的整洁和平坦。

进一步地，还包括安装在通孔周边底盘上的多个提升油缸，多个提升油缸的活塞杆自由端与一废弃土储存箱的托框铰接，废弃土储存箱放置在托框上，废弃土储存箱与提升油缸相对应的角为避免干涉的内凹的弧形角。采用以上结构后，可在废弃土储存箱的活门关闭后，将废弃土储存箱经多个提升油缸和托框提至箱顶与底盘上表面平齐的高度，再将废弃土储存箱的土卸掉并放回已上升的托框内，以便于一体机移位至下一个施工桩位，再将钢护筒压入土内后将废弃土储存箱的中心管套合在钢护筒顶部的外圆周上，以进行下一桩位的施工。该油缸升降结构使废弃土储存箱的放入和起出方便快捷，既保证钻孔、植桩等施工过程的顺利进行，又保证了施工场地的整洁干燥和平坦，进一步保证了一体机移位的顺利进行。

进一步地，底盘的一端上还设有一可相对底盘360°旋转的伸缩臂吊机。采用以上结构，钻孔、接桩和植桩的全部施工过程均在本发明钻孔植桩一体机上完成，更进一步减少了施工所占场地，更进一步保证了整个施工过程的安全性，更进一步减少了设备成本和人工成本，更大幅度地提高了施工进度和施工效率。

进一步地，底盘顶面固定有一外齿圈、转盘的底面固定有一内圈，内圈转动配合在外齿圈内，转盘顶面固定有一旋转马达，马达轴穿过转盘上的孔的自由端上固定有一齿轮，齿轮与底盘上的外齿圈啮合，旋转马达驱动齿轮自转带动转盘绕外齿圈公转而带动转盘绕自身轴线旋转。采用以上结构后，转盘的转动灵活、可靠、安全。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能在一台设备上完成钻孔、接桩和植桩施工，且设备高度相对低，多种功能的施工装置在转盘上的同心度好，设备稳定性高的采用钻孔植桩一体机钻孔接桩及植桩的施工方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种采用以上任何一种技术方案所述的钻孔接桩植桩一体机钻孔接桩植桩的施工方法，包括以下步骤：

经行走机构移动底盘并将底盘的包含作业桩位孔的矩形通孔置于桩位的正上方，且使矩形通孔的中心线与施工桩位的中心线在同一铅垂线上；

启动与压管动力头对应的卷扬设备将预先或现场安装的钢护筒压入作业桩位孔下方的土内至预定高度；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使多根钻杆先后位于作业桩位孔的正上方，先后启动多个钻孔动力头带动钻杆旋转、并在相对应的卷扬设备的牵引下使钻孔动力头带动钻杆下钻、塔架随转盘装置的转动使接力的钻杆对正作业桩位孔且将钻杆相接，分多次接力钻孔至设计孔深；

多次接力钻孔至设计孔深后，在对应的卷扬设备的牵引下，逐个反向提起钻孔动力头，并在桩位上停顿以拆卸钻杆之间的连接结构，再使塔架随转盘反转使各自的钻孔动力头带走各自连接的钻杆；

预先或现场用吊机将需对接的管桩吊至多个旋转焊接装置的旋转托架上并用抱桩器抱住两管桩的对接处使上下管桩垂直；在钻孔的同时，多个旋转焊接装置先后或同时进行上下管桩的对接处的焊接；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，分多次将多个接长并焊接上下管桩用的旋转焊接装置及已对接好的管桩置于作业桩位孔的正上方，启动对应的卷扬设备使抱桩器带动管桩上移，再将旋转焊接装置的旋转托架缩回至转盘外径内；再使压桩装置进入植桩状态，压桩装置将多对上下焊接好的管桩和再次焊接接长至设计长度的管桩逐段压入土内；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使预先安装好的送桩管位于作业桩位孔的正上方，由卷扬设备牵引第一送桩管驱动头或固定在塔架外圆周上的第二送桩管驱动头用油缸带动送桩管将已植入土内的管桩送至地下的预定标高。

采用以上施工步骤后，本发明采用钻孔接桩植桩一体机钻孔、接桩和植桩的施工方法具有以下优点：由于转盘上固定有与转盘同轴线的圆形钢制笼状的塔架,形成非常牢固的中心旋转支架,沿塔架外圆周布置的各种施工装置,能满足钻孔、接桩和植桩的需求,尤其是多个接力钻孔用的钻孔动力头和多个接长并焊接上下管桩用的旋转焊接装置,能在塔架高度适中的情况下钻几倍深于塔架高度的孔及植几倍高于塔架高度的管桩。塔架的高度可完全控制在安全范围内的高度，圆形钢制笼状的塔架结构牢固稳定可靠，结构紧凑,同心度好，重心非常稳定集中，避免了因单根立柱的高度太高，设备分散造成的同心度不好，重心不稳而可能出现的安全隐患。实际施工时，在钻孔施工的同时，同步进行上、下管桩对接的施工，使施工进度和施工效率得到很大的提高。而在采用压桩装置将已接好的管桩植入土内前，启动对应的卷扬设备使抱桩器带动管桩上移，再将旋转焊接装置的旋转托架缩回至转盘外径内，以避免干涉，保证植桩的顺利进行。本发明采用钻孔、接桩和植桩一体机钻孔、接桩及植桩的施工方法，能在一台设备上实现钻孔、接桩和植桩多种施工，顺序并伴随同步施工，可根据不同施工要求灵活组合施工设备，能一台设备完成钻孔、接桩和植桩所有工序。大幅度减少了施工所占场地，保证了整个施工过程的安全性和连续性，大幅度减少了设备成本和人工成本，大幅度提高了施工进度和施工效率。

进一步地，所述的分多次接力钻孔至设计孔深及使各自的钻孔动力头带走各自连接的钻杆的具体施工步骤为：

在下述的1号钻杆底部安装可张开和可收拢的扩孔钻头；

开启1号钻孔动力头带动1号钻杆向下钻进至第一段预计深度如25米，再拔出连接1号钻杆与1号钻孔动力头的插销，上提1号动力头以与1号钻杆分离；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使2号钻孔动力头带动2号钻杆位于1号钻杆顶部，用插销连接1号钻杆和2号钻杆，开启2号钻孔动力头带动2号钻杆和1号钻杆向下钻进至第二段预计深度如50米，再拔出连接2号钻杆与2号钻孔动力头的插销，上提2号动力头以与2号钻杆分离；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使3号钻孔动力头带动3号钻杆位于2号钻杆顶部，用插销连接2号钻杆和3号钻杆，开启3号钻孔动力头带动3号钻杆、2号钻杆和1号钻杆向下钻进至第三段预计深度如75米；

打开连接在1号钻杆底部的扩孔钻头扩孔后收拢扩孔钻头，再注入桩端水泥浆；

启动3号钻孔动力头带动3号钻杆上提至2号钻杆顶端升至底盘上平面，放置钻杆垫叉托住2号钻杆，拔出连接3号钻杆与2号钻杆的插销，启动3号钻孔动力头带动3号钻杆上提使3号钻杆与2号钻杆分离；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使2号钻孔动力头位于2号钻杆顶部，用插销连接2号钻孔动力头和2号钻杆，启动2号钻孔动力头带动2号钻杆上提至1号钻杆顶端升至底盘上平面，放置钻杆垫叉托住1号钻杆，拔出连接2号钻杆与1号钻杆的插销，启动2号钻孔动力头带动2号钻杆上提使2号钻杆与1号钻杆分离；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使1号钻孔动力头位于1号钻杆顶部，用插销连接1号钻孔动力头和1号钻杆，启动1号钻孔动力头带动1号钻杆及扩孔钻头上提至1号钻杆底端升至底盘上平面。

采用以上具体施工步骤后，提供一个钻孔优选实施例，采用3根每根可钻25米深的钻杆，可钻75米深的孔，并进行扩孔和桩端注入水泥浆，进一步保证将塔架的高度控制在安全范围内的高度，进一步避免了立柱高度太高重心不稳而可能出现的安全隐患。能在一台设备上实现接力钻孔，进一步减少了设备成本和人工成本，进一步提高了施工进度和施工效率。

进一步地，接长并焊接上下管桩的旋转焊接操作的具体步骤如下：

在钻孔的同时，伸缩臂吊机将需对接的如15米长的1号管桩吊至1号旋转焊接装置的已伸出底盘外圆周外侧的1号旋转托架上，使1号管桩底部压在1号旋转托架的转环上并被径向限位在管桩径向限位圈内，并用1号抱桩器抱住管桩，吊机再将需对接的如15米长的2号管桩吊至1号管桩的顶部，并经1号抱桩器抱住对接处使15米长1号管桩和15米长的2号管桩同心并垂直，先在对接处的圆周上点焊，再脱开吊机的挂钩，并使抱桩器与1号管桩和2号管桩对接处可相对转动，启动1号旋转托架的托框内的电动机，使转环转动带动1号管桩和2号管桩绕自身轴线转动，人工或采用安装在塔架上的自动焊接装置对两管桩的对接处进行焊接，构成如30米长的管桩；

在钻孔的同时，与1号管桩和2号管桩焊接的同时或待1号管桩和2号管桩焊接完成后，焊接如15米长的3号管桩和如15米长的4号管桩：吊机将需对接的15米长的3号管桩吊至2号旋转焊接装置的已伸出底盘外圆周外侧的2号旋转托架上，使3号管桩底部压在2号旋转托架的转环上并被径向限位在管桩径向限位圈内，并用2号抱桩器抱住管桩，吊机再将需对接的如15米长的4号管桩吊至3号管桩的顶部，并经2号抱桩器抱住对接处使15米长的3号管桩和15米长的4号管桩同心并垂直，先在对接处的圆周上点焊，再脱开吊机的挂钩，并使抱桩器与3号管桩和4号管桩对接处可相对转动，启动2号旋转托架的托框内的电动机，使转环转动带动3号管桩和4号管桩绕自身轴线转动，人工或采用安装在塔架上的自动焊接装置对两管桩的对接处进行焊接，构成如30米长的管桩。

采用以上施工步骤后，提供一个接长并旋转焊接上下管桩的优选实施例，采用4根15米长的管桩，可上下对接并焊接成2根30米长的管桩，并在压桩设备上逐段植入桩位的土内，并进一步在压桩装置上将2根30米长的管桩上下对接焊接成60米长的管桩，再有压桩设备上逐段将该60米长的管桩完全植入桩位的土内，能在一台设备上实现桩的高度几倍如2倍或3倍塔架高度，仍能安全快捷植桩，进一步保证将塔架的高度控制在安全范围内的高度，进一步避免了立柱高度太高重心不稳而可能出现的安全隐患，进一步减少了设备成本和人工成本，进一步提高了施工进度和施工效率。

进一步地，在钢护筒被压入矩形通孔下方的土内至预定的高度后，还包括用伸缩臂吊机将一矩形的废弃土储存箱吊装至矩形通孔的下方的托框上,并经提升油缸下压而将与废弃土储存箱的锥形底板上的中心管套合在已埋入土内的钢护筒顶部的外圆周上,并经钢丝拉绳将废弃土储存箱内的活门打开而完全露出中心管的孔。采用以上施工步骤后，钻孔和植桩的导向性更好，植入土内的管桩的垂直度更好，施工更顺利、更快捷。且可将钻孔产生的废弃土自动储存在废弃土储存箱内，并在该桩施工完成后，将废弃土储存箱内的土移至指定地点，以保证行走机构的正常移动和施工的正常进行。还可在钻、扩孔时用泥浆吸收装置将废弃土储存箱内可能出现的泥浆抽出，以保障施工现场的干燥平整，且泥土、泥浆分离，减少石灰用量及渣土外运量。

进一步地，将已植入的管桩送至地下的预定标高后，还包括将托框上的废弃土储存箱升至箱顶面与底盘顶面平齐或略低，再用吊机吊起并关闭废弃土储存箱内底部的活门的钢丝绳以关闭活门，并将废弃土储存箱吊至指定位置且倒出废弃土，即完成该桩施工。采用以上施工步骤后，可在一个桩位施工完成后，用起吊设备起吊关门活门的钢丝绳，使活门封闭废弃土储存箱的，并在废弃土储存箱位于运输工具上方时，用起吊设备拉扯打开活门的钢丝绳，使土倒至运输工具内运至指定地点，且在该提箱卸土过程中土不会泄漏而污染施工场地，以保证施工现场的整洁和平坦，保证行走机构的正常移动和施工的正常进行。

附图说明

图1是本发明钻孔接桩植桩一体机的立体结构示意图一(俯视角度；未示出废弃土储存箱内的活门结构、未示出油缸驱动的压桩装置和伸缩臂吊机)。

图2是本发明钻孔接桩植桩一体机的立体结构示意图二(正视角度；本图及以下图中的伸缩臂吊机均未示出钢丝绳和挂钩)。

图3是本发明钻孔接桩植桩一体机的立体结构示意图三(后视角度)。

图4是本发明钻孔接桩植桩一体机的立体结构示意图四(正视偏左角度)。

图5是本发明钻孔接桩植桩一体机的立体结构示意图五(仰视角度；仅示出压管动力头而未示出其他动力头、驱动头和抱桩器)。

图6是本发明钻孔接桩植桩一体机的立体结构示意图六(示出第一台钻孔动力头带钻杆钻孔工作时的状态；未示出伸缩臂吊机)。

图7是本发明钻孔接桩植桩一体机的立体结构示意图七(示出第二台钻孔动力头带钻杆接力钻孔工作时的状态)。

图8是本发明钻孔接桩植桩一体机的立体结构示意图八。

图9是图8中A的放大结构示意图。

图10是本发明中的废弃土储存箱与提升油缸、托框、中心管和钢护筒配合的立体结构示意图。

图11是本发明中的废弃土储存箱及提升油缸和托框的俯视立体结构示意图。

图12是本发明中的废弃土储存箱的俯视结构示意图。

图13是本发明钻孔植桩一体机的行走机构及底盘的立体结构示意图。

图14是本发明钻孔接桩植桩一体机的塔架及转盘的立体结构示意图一(旋转托架位于伸出状态)。

图15是图14中B的放大结构示意图。

图16是本发明钻孔接桩植桩一体机的塔架及转盘的立体结构示意图二。

图17是本发明中的卷扬机和兼做导轨的压架、旋转马达、底盘等部件的结构示意图一(旋转托架位于缩回状态)。

图18是本发明中的卷扬机和兼做导轨的压架、旋转马达、底盘等部件的结构示意图二(旋转托架位于缩回状态)。

图19是本发明中的卷扬机和兼做导轨的压架、旋转马达、底盘等部件的结构示意图三(旋转托架位于缩回状态)。

图中所示1、锥形底板，2、废弃土储存箱，3、矩形通孔，4、钻孔动力头，5、滑轮组件，6、滑轮，7、竖向导轨，8、旋转托架，9、纵移机构，10、横移机构，11、中心管，12、塔架，13、伸缩臂吊机，14、抱桩器，15、管桩，16、中心孔，17、油缸驱动的压桩装置，18、第一送桩管驱动头，19、旋转马达，20、钢护筒，21、压管动力头，22、水平导轨，23、顶升油缸，24、底盘，25、抱桩油缸，26、压桩油缸，27、框架，28、送桩管，29、钻杆，30、活塞杆自由端，31、钢丝拉绳，32、提升油缸，33、托框，34、固定环，35、导向环，36、活门，37、链轮，38、外齿圈，39、兼做导轨的压架，40、转盘，41、支架，42、内凹的弧形角，43、内圈，44、齿轮，45、第二卷扬机，46、第二卷扬轮，47、水平向油缸，48、电动机，49、转环，50、管桩径向限位圈，51、作业桩位孔，52、第二送桩管驱动头，53、第一卷扬机，54、第一卷扬轮，55、链轮组件，56、抱桩架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要声明的是，对于这些具体实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明的各个具体实施方式中所涉及的技术手段只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18、图19所示：

本发明钻孔接桩植桩一体机，包括行走机构。行走机构也可称底盘支承和调节装置，如采用步履式行走机构。一般包括底盘24前后两侧下方的各一纵移机构9，底盘24左右两端下方的各一横移机构10。每个横移机构10上各有多个如两个连接底盘24的顶升油缸23，每个纵移机构9上也各有多个如两个连接底盘24的顶升油缸23。横移机构10也有称长船；纵移机构9也有称短船。长船和短船也有统称为路基板，如图1、图4、图5、图7中所示的四块路基板。本发明钻孔接桩植桩一体机还包括与行走机构连接的底盘24，底盘24也可称为平台或称工作平台，底盘24大致呈长方形。本发明钻孔接桩植桩一体机，还包括多台卷扬设备，本发明钻孔植桩一体机，还包括能相对底盘24旋转即转动的转盘40。

本发明以下所述的压入钢护筒用的压管动力头21和多个接力钻孔用的钻孔动力头4的结构与现有技术的动力头结构相同，如图3中所示出的压入钢护筒用的压管动力头21，采用两个电动机经齿轮驱动一套管转动，该套管带动钢护筒20旋转，在下述的第二卷扬机45、滑轮组件5和钢丝绳的牵引配合下，边转边下沉(套管和钢丝绳图中未示出)。又如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8中所示出的钻孔动力头4，可以是现有技术的钻较软或中性土质的通用的夹紧钻头后旋转的钻孔动力头，也可以是钻岩石等坚硬土质的潜孔锤或振动锤动力头。故在此不详述。

本发明的发明点在于：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图13、图14、图16所示：

底盘24上有一个钻孔和植桩用的作业桩位孔51。

转盘40上固定有与转盘40同轴线的圆形桁架结构的塔架12，圆形桁架结构的塔架12也可称为圆形笼状的塔架12。不难理解，所述的圆形桁架结构的塔架12是由若干根贯通整个塔架12高度的立柱和导轨并由若干根横杆构成的环形杆焊接成的一个圆形桁架结构的整体。图中塔架12的外圆周上有个别处有径向外凸，但整个塔架12仍呈圆形。

沿塔架12外圆周上顺序设有至少一个如一个压入钢护筒用的压管动力头21，多个如两个、三个或四个接力钻孔用的钻孔动力头4及多根如两根、三根或四根数量相对应的钻杆，多个接长并焊接上、下管桩15用的旋转焊接装置，至少一个将管桩15送入预定标高的第一送桩管驱动头18或第二送桩管驱动头52及送桩管28。这些施工装置可沿塔架12的外圆周均匀布置如逆时针方向布置，即，可以是如图所示的沿塔架12外圆周逆时针顺序排列。不难理解，每套施工装置或称作业装置的轴线与塔架12轴线的距离相等。如每个压管动力头21、每个钻孔动力头4、每个旋转焊接装置的抱桩器14和每个第一送桩管驱动头18或第二送桩管驱动头52的轴线与塔架轴线的距离相等并随转盘转动后，均能先后位于作业桩位孔51的正上方，以共同对一个作业桩位施工。启动旋转马达19驱动转盘40带动塔架12绕转盘40和塔架12的共同的轴线转动，可将压入钢护筒用的压管动力头21、钻孔动力头4及钻杆29、旋转焊接装置的抱桩器14和旋转托架8、第一送桩管驱动头18或第二送桩管驱动头52及送桩管28送至作业桩位孔51的正上方。所述的钻杆29可以是螺旋钻杆，也可以是叶片钻杆，或者是两者组合使用。

如图1、图2、图4、图5、图6、图7、图8中所示，所述的管桩15可以是全长均为光杆的管桩。也可以是部分段为竹节桩。当然，也可以是图中未示出的全长均为竹节桩。

本发明钻孔接桩植桩一体机，还包括将焊接接长后的管桩15植入土内的压桩装置。

每个压管动力头21、每个钻孔动力头4、每个旋转焊接装置的抱桩器14和每个第一送桩管驱动头18均上下滑动配合在塔架12上，并经钢丝绳或链条(钢丝绳和链条如结构类似自行车链条的链条图中均未示出，以下亦同)分别与对应的卷扬设备连接并能被上下牵引。或：每个第二送桩管驱动头52固定在塔架上并用油缸驱动送桩管28下压。此段内容以下展开讲。

如图1、图14、图17、图18、图19，卷扬设备采用链条链轮的一种具体实施例：所述的压桩装置由卷扬设备和抱桩器构成：与每个抱桩器14对应的每台第一卷扬机53安装在转盘40上，每台第一卷扬机53上有两个第一卷扬轮54：一个固定在第一卷扬机电动机的转轴上的主动链轮和一个安装在机架上的被动链轮，两个第一卷扬轮54与塔架12顶部的链轮组件55上的内、外的链轮37位置相对应，每根链条的一端与抱桩器14的上端连接，并绕过塔架12顶端对应的外、内的链轮37、再绕第一卷扬机53上的两个第一卷扬轮54即主动链轮和被动链轮后另一端与抱桩器14的下端固定，每个用于抱住管桩15的抱桩器14卡合在塔架12外圆周上的一对竖向导轨7上，第一卷扬机53带动第一卷扬轮54正反转并经链条、链轮37带动抱桩器14沿竖向导轨7上下移动，并在向下移动时逐段抱住管桩15下压以实现植桩。本具体实施例实际上也是压桩装置的一种具体实施例。

如图2、图6所示，并参见图9、图17、图18、图19(本具体实施例的结构图17、图18、图19中未示出)，卷扬设备采用链条、链轮的另一种具体实施例：第一送桩管驱动头18本身没有动力，与每个第一送桩管驱动头18对应的每台第一卷扬机安装在转盘40上，每台第一卷扬机上有两个第一卷扬轮：一个固定在第一卷扬机电动机的转轴上的主动链轮和一个安装在机架上的被动链轮，两个第一卷扬轮与塔架12顶部的链轮组件55上的内、外链轮37位置相对应，每根链条的一端与第一送桩管驱动头18的上端连接，并绕过塔架12顶端对应的外、内的链轮37、再绕第一卷扬机上的两个第一卷扬轮即主动链轮和被动链轮后另一端与第一送桩管驱动头18的下端固定，每个第一送桩管驱动头18抱住塔架12外圆周上的一对竖向导轨7，并上下滑动配合在一对竖向导轨7上，第一卷扬机带动第一卷扬轮正反转并经链条、链轮带动第一送桩管驱动头18沿竖向导轨7上下移动，并在向下移动时经送桩管28实现送桩。本具体实施例实际上也是送桩管驱动头的一种具体实施例。

如图1、图3、图17、图18、图19，卷扬设备采用滑轮和钢丝绳的一种具体实施例：与每个压管动力头21、每个钻孔动力头4对应的每台第二卷扬机45安装在转盘40上，每台第二卷扬机45上有一个第二卷扬轮46，第二卷扬轮46与塔架12顶部的滑轮组件5上的内、外的滑轮6位置相对应，每根钢丝绳的一端与压管动力头21或钻孔动力头4的上端连接，并绕过塔架12顶端对应的外、内的滑轮6、再绕第二卷扬机45的第二卷扬轮46如表面光滑的轮上后另一端与压管动力头21或钻孔动力头4的下端固定，每个压管动力头21或钻孔动力头4均卡合在塔架12外圆周上的一对竖向导轨7上，第二卷扬机45正反转并经第二卷扬轮46、钢丝绳和滑轮6带动同时在自转的压管动力头21或钻孔动力头4沿竖向导轨7上下移动，并在向下移动时实现压管或钻孔、扩孔。以上不难理解，对于每个根钢丝绳而言，或与压管动力头21连接，或与钻孔动力头4连接，是或的关系，但对于一个压管动力头21和多个如两个、三个或四个钻孔动力头来说，与每根钢丝绳的连接就是和的关系了，即每个压管动力头21的两端均与一根钢丝绳连接；每个钻孔动力头4的两端均与一根钢丝绳连接。每组滑轮如两个、三个滑轮。为使钢丝绳的运行更顺畅，可在塔架底端的外圆周外侧的转盘上增设导向滑轮。

由若干根横杆连接的一对竖向导轨7的结构，形象地看类似横杆很密且很长的梯子。

如图1、图2、图3、图4、图5、图7、图8所示，本压桩装置的另一种具体实施例：所述的压桩装置为油缸驱动的压桩装置17，经水平导轨22安装在底盘24上，由直线驱动装置驱动如水平向油缸驱动以靠近塔架12外圆周并位于待植的管桩15正下方或远离塔架12。压桩装置包括带多根立柱的框架27，一抱桩架56滑动配合在多根立柱上，抱桩架56的上端与安装在框架27的横梁上的多个压桩油缸26的活塞杆的自由端连接，抱桩架56上有多个如四个抱桩油缸25，抱桩油缸25的活塞杆的自由端均朝向容置待植的管桩的中心孔16，多个压桩油缸26与多个抱桩油缸25配合将待植的管桩15逐段压入土内。以上所述的焊接可以是人工进行焊接。还可以在油缸驱动的压桩装置17上安装专利申请号为201910890662.3、发明名称为植桩对接找准同心度并自动焊接的装置，采用该装置焊接,使上下两根桩的焊接更方便、更快捷，且上下桩的同心度更好、埋入土内的管桩的垂直度更好。

如图4所示，送桩管驱动头的另一种具体实施例：第二送桩管驱动头52包括固定在塔架12外圆周上部的大致呈三角形的固定架，固定架上有压送油缸，压送油缸的自由端与送桩管28的顶部可拆卸式安装，启动压送油缸下压，便可由送桩管28将管桩15送至预定标高。

如图1、图2、图4、图6、图8、图9、图14、图15、图18、图19所示，接长并焊接上、下管桩15用的旋转焊接装置，包括设于转盘40上并用于支撑且转动需焊接管桩15的旋转托架8。旋转焊接装置的旋转托架8可伸缩地安装在转盘40上：旋转托架8滑动配合在径向设置的兼作做导轨的压架39内，旋转托架8的内端与驱动旋转托架8伸出转盘40外侧或缩回转盘40内侧的水平向油缸47的活塞杆的自由端连接。旋转托架8包括支架41，设在支架41内的管桩径向限位圈50，安装在支架41内的电动机48，由电动机48驱动的并托住管桩15底部且相对管桩径向限位圈50转动的转环49。所述的电动机48驱动的结构如：径向限位圈50外圆周有缺口，电动机48的轴上有一齿轮或蜗轮，齿轮或蜗轮通过缺口与转环49外圆周上的齿圈啮合以驱动齿圈带动转环转动。旋转托架8上方的塔架12上有能沿竖向导轨7上下滑动并用于抱住需焊接的上、下管桩15对接处以供焊接的抱桩器14。本段以上所述的链条链轮带动的抱桩器14可抱住管桩的其他部位以植桩，在此段所述的抱桩器14抱住管桩对接处以焊接，均是抱桩器14所能起的作用。以上所述的焊接可以是人工进行焊接。也可以在塔架12上安装专利申请号为201910890662.3、发明名称为植桩对接找准同心度并自动焊接的装置，采用该装置焊接使上下桩的焊接更方便、更快捷，且上下桩的同心度更好。

如图1、图5、图10、图11、图12所示：

底盘24上还有一矩形通孔3，所述的作业桩位孔51位于矩形通孔3的中心，矩形通孔3的下方放置有一矩形的废弃土储存箱2，废弃土储存箱2的底板为上大下小的锥形底板1，锥形底板1中心孔的壁上固定有中心管11，中心管11与作业桩位孔51同圆心，中心管11与已埋入通孔下方土内的钢护筒20顶部的外圆周套合。有矩形通孔3后，实际上作业桩位孔51已被中心管11所取代，在这里，可以把中心管11的孔看成是作业桩位孔51。当然，这里的埋入通孔3下方土内的钢护筒20，是指本钻孔接桩植桩一体机就位后，钻孔、接桩和植桩施工前，将钢护筒20埋入通孔3下方的土内，也可称埋入地下。不难理解，由于矩形的废弃土储存箱2要从矩形通孔3进出，所以矩形的废弃土储存箱2的长宽尺寸均小于矩形通孔3的长宽尺寸。形象地说，所述的废弃土储存箱2为一漏斗状。

所述的废弃土储存箱2内有至少一块用于封闭或打开中心管11的孔的活门36，废弃土储存箱2上有关闭活门36和打开活门36的钢丝拉绳31，废弃土储存箱2上还有钢丝拉绳导向结构。所述的钢丝拉绳31兼做起吊环。

本发明钻孔接桩植桩一体机，还包括安装在矩形通孔3周边底盘24上的多个提升油缸32，多个提升油缸32的活塞杆自由端30与一废弃土储存箱2的托框33铰接，废弃土储存箱2放置在托框33上，废弃土储存箱2与提升油缸32相对应的角为避免干涉的内凹的弧形角42。

本具体实施例的废弃土储存箱2的结构可为：提升油缸32为四个，所述的四个提升油缸32安装在矩形通孔3的周边的底盘24上，具体可安装在矩形通孔3四角的底盘24的底部。所述的废弃土储存箱2的钢丝拉绳31可兼做起吊环，当然，也可在废弃土储存箱2上另设起吊环或称提环或称挂耳。废弃土储存箱2内的活门36可为对开的两块，钢丝绳导向结构中的导向环35可为四个，位于废弃土储存箱2的锥形底板1与端板的连接处。还包括八个固定环34，每块活门36的两端各有两个固定环34。两根钢丝拉绳31为伸出废弃土储存箱2顶部外的半环状，每根钢丝拉绳31的两自由端均与每块活门36外侧连接以拉开活门36。不难理解，钢丝拉绳31经固定环34与活门连接。另两根钢丝拉绳31也为伸出废弃土储存箱2顶部外的半环状，每根钢丝拉绳31的两自由端均与对面的每块活门36内侧即靠近中心管11的一侧连接以关闭活门36。还可在钻、扩孔时用回收吸收装置将废弃土储存箱2内的泥浆抽出，从而进一步保证施工现场的干燥和平整。

如图1、图2、图3、图4、图5、图7、图8所示：底盘24的一端上还设有一可相对底盘360°旋转的伸缩臂吊机13(图中未示出钢丝绳和挂钩)。可采用50吨的伸缩臂式吊机。

如图13、图16所示，并参见图2、图3、图4、图8、图14、图17、图18、图19，底，24顶面固定有一外齿圈38、转盘40的底面固定有一内圈43，内圈43转动配合在外齿圈38内，转盘40顶面固定有一旋转马达19，旋转马达19的马达轴穿过转盘40上的孔的自由端上固定有一齿轮44，齿轮44与底盘40上的外齿圈38啮合，旋转马达19驱动齿轮44自转带动转盘40绕外齿圈38公转而带动转盘40绕自身轴线旋转。换句话说，该处的转盘40上有一通孔，旋转马达19的马达轴穿过该通孔，并与该通孔转动配合，穿过该通孔后的马达轴的自由端上固定有一齿轮44。齿轮44与底盘24上的外齿圈38啮合，启动旋转马达19转动，驱动齿轮44自转带动转盘40绕外齿圈38公转进而带动转盘40绕自身轴线旋转，带动固定在转盘上的圆形桁架结构的塔架12绕自身的轴线旋转。

圆形桁架结构的塔架12的直径优选等于或大于3米。圆形桁架结构的塔架12的高度优选等于或小于30米。圆形桁架结构的塔架12的直径优选等于或小于转盘40底面上的内圈43的外径。采用以上结构后，圆形桁架结构的塔架12即圆形笼状的塔架的结构更加牢固稳定可靠，同心度更好，重心更加稳定集中。

每个压入钢护筒用的压管动力头21的中心线、每个钻孔动力头4的中心线、每个旋转焊接装置的抱桩器14的中心线和旋转托架8的中心线、每个处于植桩状态的油缸驱动的压桩装置的中心孔16的中心线和每个送桩管驱动头的中心线位于作业桩位孔51的正上方时，均可与作业桩位孔51即中心管11的中心线在同一铅垂线上。采用以上结构后，钻孔和植桩的导向性更好，管桩的垂直度更好，施工更顺利、更快捷。

当然，若在塔架的外圆周上安装形成桩孔和接桩、植桩的其他施工装置，多种功能的施工装置相互切换，也在本发明的保护范围以内。

以上所述的转盘40也可称为转盘组件或转盘装置或转板。以上所述的顶面也可称为顶部。以上所述的底面也可称为底部。以上所述的钻孔动力头4也可称钻机动力头。以上所述的旋转马达19也可称回转马达，可以采用液压旋转马达、气动旋转马达或电动旋转马达即电动机中的一种。以上所述的内凹的弧形角42也可称为弧形凹槽。以上所述的油缸与机体的连接均可采用铰接。以上所述的施工装置也可称为施工器具或称作业装置或称作业器具。以上所述的兼做也可称为兼作。图3中的一根钢护筒20可理解为由多根如两根同轴线的钢护筒即钢管焊接而成。图2、图6、图7中的一根送桩管28可理解为由多根如三根同轴线的钢管焊接而成。不难理解，本发明钻孔接桩植桩一体机的所有设备部件均为钢材制作，如底盘、转盘、行走机构、塔架、卷扬机，导向轮、伸缩臂吊机等。

本发明对本钻孔接桩植桩一体机上所有的驱动装置，如旋转马达、卷扬机的电动机、所有油缸、各种其他施工装置的电动机的控制属于现有技术，如可采用CPU或称主控制器或称安装在机架上的智能控制面板或称操作中心控制。当然也可采用按钮开关或遥控开关控制。

本发明采用钻孔接桩植桩一体机钻孔接桩及植桩的施工方法，包括以下步骤：

1、在本钻孔接桩植桩一体机定位前，对施工桩位进行放样定位，如采用经纬仪放样定位。

2、经行走机构移动底盘24并将底盘24的包含作业桩位孔51的矩形通孔3置于施工桩位的正上方，且使矩形通孔3的中心线与施工桩位的中心线在同一铅垂线上。

3、启动与压管动力头21对应的卷扬设备将预先或现场安装的钢护筒20压入作业桩位51孔此时可理解成矩形通孔3的正中心下方的土内至预定高度；所述的安装是指用伸缩臂吊机将至少一根如一根钢护筒20吊至矩形通孔3中心的上方的钢护筒压入动力头21处并与钢护筒压入动力头21固定。

4、在钢护筒20被压入矩形通孔3中心下方的土内至预定的高度后，用伸缩臂吊机13将一矩形的废弃土储存箱2吊装至矩形通孔3的下方的托框33上，并经提升油32下压而将与废弃土储存箱2的锥形底板1上的中心管11套合在已埋入土内的钢护筒20顶部的外圆周上，并经钢丝拉绳31将废弃土储存箱2内的活门36打开而完全露出中心管11的孔即施工桩位孔51。

5、启动旋转马达19转动转盘40带动塔架12绕自身轴线转动，使多根钻杆如钻杆29先后位于作业桩位孔51的正上方，先后启动多个钻孔力头4带动钻杆29旋转、并在相对应的卷扬设备的牵引下使钻孔动力头4带动钻杆29下钻、塔架12随转盘40的转动使接力的钻杆29对正作业桩位孔51且将钻杆29相接，分多次接力钻孔至设计孔深；多次接力钻孔至设计孔深后，在对应的卷扬设备的牵引下，逐个反向提起钻孔动力头，并在桩位上停顿以拆卸钻杆之间的连接结构，再使塔架随转盘反转使各自的钻孔动力头带走各自连接的钻杆：

为避免说明书附图的标号过于琐碎和复杂，本发明中的以下编号说明书附图中没有标注：1号钻孔动力头，2号钻孔动力头,3号钻孔动力头；1号钻杆，2号钻杆，3号钻杆，4号钻杆；1号管桩，2号管桩，3号管桩，4号管桩；1号旋转焊接装置，2号旋转焊接装置；1号旋转托架，2号旋转托架；1号抱桩器，2号抱桩器。

所述的分多次接力钻孔至设计孔深及使各自的钻孔动力头带走各自连接的钻杆的具体施工步骤为：

(1)、在下述的1号钻杆底部安装可张开和可收拢的扩孔钻头(附图中未示出)；

(2)、开启1号钻孔动力头带动1号钻杆向下钻进至第一段预计深度如25米，再拔出连接1号钻杆与1号钻孔动力头的插销，上提1号动力头以与1号钻杆分离；

(3)、启动旋转马达旋转转盘40带动塔架12绕自身轴线转动，使2号钻孔动力头带动2号钻杆位于1号钻杆顶部，用插销连接1号钻杆和2号钻杆，开启2号钻孔动力头带动2号钻杆和1号钻杆向下钻进至第二段预计深度如50米，再拔出连接2号钻杆与2号钻孔动力头的插销，上提2号动力头以与2号钻杆分离；

(4)、启动旋转马达旋转转盘带动塔架绕自身轴线转动，使3号钻孔动力头带动3号钻杆位于2号钻杆顶部，用插销连接2号钻杆和3号钻杆，开启3号钻孔动力头带动3号钻杆、2号钻杆和1号钻杆向下钻进至第三段预计深度如75米；

(5)、打开连接在1号钻杆底部的扩孔钻头将底端扩孔后收拢扩孔钻头，再注入桩端水泥浆；

(6)、启动3号钻孔动力头带动3号钻杆上提至2号钻杆顶端升至底盘上平面，放置钻杆垫叉托住2号钻杆，拔出连接3号钻杆与2号钻杆的插销，启动3号钻孔动力头带动3号钻杆上提使3号钻杆与2号钻杆分离；

(7)、启动旋转马达旋转转盘带动塔架绕自身轴线转动，使2号钻孔动力头位于2号钻杆顶部，用插销连接2号钻孔动力头和2号钻杆，启动2号钻孔动力头带动2号钻杆上提至1号钻杆顶端升至底盘上平面，放置钻杆垫叉托住1号钻杆，拔出连接2号钻杆与1号钻杆的插销，启动2号钻孔动力头带动2号钻杆上提使2号钻杆与1号钻杆分离；

(8)、启动旋转马达旋转转盘带动塔架绕自身轴线转动，使1号钻孔动力头位于1号钻杆顶部，用插销连接1号钻孔动力头和1号钻杆，启动1号钻孔动力头带动1号钻杆及扩孔钻头上提至1号钻杆底端升至底盘上平面。

采用以上具体施工步骤后，提供一个钻孔优选实施例，采用3根每根可钻25米深的钻杆29，可钻75米深的孔，并进行扩孔和桩端注入水泥浆。

6、预先或现场用吊机将需对接的管桩吊至多个旋转焊接装置的旋转托架上并用抱桩器抱住两管桩的对接处使上下管桩垂直；在钻孔的同时，多个旋转焊接装置先后或同时进行上下管桩的对接处的焊接：

接长并焊接上、下管桩的旋转焊接操作的具体步骤如下：

(1)、在钻孔的同时，伸缩臂吊机15将需对接的如15米长的1号管桩吊至1号旋转焊接装置的已伸出底盘外圆周外侧的1号旋转托架上，使1号管桩底部压在1号旋转托架的转环上并被径向限位在管桩径向限位圈内，并用1号抱桩器抱住管桩，吊机再将需对接的如15米长的2号管桩吊至1号管桩的顶部，并经1号抱桩器抱住对接处使15米长1号管桩和15米长的2号管桩同心并垂直，先在对接处的圆周上点焊，再脱开吊机的挂钩，并使抱桩器与1号管桩和2号管桩对接处可相对转动，启动1号旋转托架的托框内的电动机，使转环转动带动1号管桩和2号管桩绕自身轴线转动，人工或采用安装在塔架上的自动焊接装置对两管桩的对接处进行焊接，构成如30米长的管桩。

(2)、在钻孔的同时，与1号管桩和2号管桩焊接的同时或待1号管桩和2号管桩焊接完成后，焊接如15米长的3号管桩和如15米长的4号管桩：吊机将需对接的15米长的3号管桩吊至2号旋转焊接装置的已伸出底盘外圆周外侧的2号旋转托架上，使3号管桩底部压在2号旋转托架的转环上并被径向限位在管桩径向限位圈内，并用2号抱桩器抱住管桩，吊机再将需对接的如15米长的4号管桩吊至3号管桩的顶部，并经2号抱桩器抱住对接处使15米长的3号管桩和15米长的4号管桩同心并垂直，先在对接处的圆周上点焊，再脱开吊机的挂钩，并使抱桩器与3号管桩和4号管桩对接处可相对转动，启动2号旋转托架的托框内的电动机，使转环转动带动3号管桩和4号管桩绕自身轴线转动，人工或采用安装在塔架上的自动焊接装置对两管桩的对接处进行焊接，构成如30米长的管桩。

采用以上施工步骤后，提供一个接长并旋转焊接上下管桩的优选实施例，采用4根15米长的管桩，可上下对接并焊接成2根30米长的管桩。

7、启动旋转马达19转动转盘40带动塔架12转动，分多次将多个接长并焊接好的上下管桩15用的旋转焊接装置及已对接好的管桩15置于作业桩位孔51的正上方，启动第一卷扬机53经第一卷扬轮54、链条和链轮37将抱桩器14连同管桩15上提，将旋转焊接装置的旋转托架8缩回至转盘40外径内。在地质较软或适中的土质情况下，采用第一卷扬机53经第一卷扬轮54、链条和链轮37用抱桩器14将管桩15逐段压入土内，焊接好的1号管桩和2号管桩完成植桩后，将焊接好的3号管桩和4号管桩与2号管桩顶部同心焊接后，采用第一卷扬机53经第一卷扬轮54、链条和链轮37用抱桩器14再将3号管桩和4号管桩逐段压入土内；当然，抱桩器14不断上移，逐段抱住管桩15，在第一卷扬机53的第一卷扬轮54、链条和链轮37的驱动下下压植桩。再在旋转焊接装置上将多根如上述的两根上下焊接好为30长的管桩15再次焊接，对接焊接成60米长的管桩，如在旋转焊接装置上人工焊接或用安装在塔架上的专利申请号为201910890662.3、发明名称为植桩对接找准同心度并自动焊接的装置焊接，再在第一卷扬机53的第一卷扬轮54、链条和链轮37的驱动下，经抱桩器14逐段将该60米长的管桩完全植入桩位的土内。

或在遇到土质坚硬或遇到岩石的情况下，启动第一卷扬机53经第一卷扬轮54、链条和链轮37将抱桩器14连同管桩15上提，将旋转焊接装置的旋转托架8缩回至转盘40外径内。将油缸驱动的压桩设备17移至待植的管桩15的正下方，与抱桩器14对应的卷扬设备牵引抱桩器14带动管桩15下移至油缸驱动的压桩设备17内，用油缸驱动的压桩设备逐段将管桩植入桩位的土内。再在油缸驱动的压桩设备17将多根如上述的两根上下焊接好为30长的管桩15再次焊接，对接焊接成60米长的管桩，如在油缸驱动的压桩设备上人工焊接或用安装在油缸驱动的压桩设备上的专利申请号为201910890662.3、发明名称为植桩对接找准同心度并自动焊接的装置焊接，再用油缸驱动的压桩设备逐段将该60米长的管桩完全植入桩位的土内。

8、启动旋转马达19转动转盘40带动塔架12绕自身轴线转动，使送桩管28位于作业桩位孔51的正上方，卷扬设备牵引第一送桩管驱动头18及送桩管28下压，将已植入土内的管桩15送至地下的预定标高；或启动固定架上的第二送桩管驱动头52的压送油缸即送桩油缸下压，将已植入土内的管桩15送至地下的预定标高。

9、将托框33上的废弃土储存箱2升至箱顶面与底盘24顶面平齐或略低，再用可相对底盘360°旋转的伸缩臂吊机13吊起关闭废弃土储存箱2内底部的活门的钢丝绳31以关闭活门36，并将废弃土储存箱2吊至指定位置且倒出废弃土，即完成该桩施工。

钻孔、接桩和植桩具体施工步骤除以上所述的具体实施例外，还可有其他实施例，

如，可采用4根每根可钻25米深的钻杆，可钻100米深的孔，并进行扩孔和桩端注入水泥浆。可采用3套旋转焊接装置，将6根15米长的管桩，上下对接并焊接成3根30米长的管桩。可在压桩设备上人工焊接或安装自动焊接装置焊接，对接焊接成90米长的管桩，再用压桩设备逐段将该90米长的管桩完全植入桩位的土内。还可采用灌注桩等作业机具进行灌注桩作业等。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种钻孔接桩植桩一体机，包括行走机构、与行走机构连接的底盘、多台卷扬设备，还包括能相对底盘旋转的转盘；其特征在于：

底盘上有一个钻孔和植桩用的作业桩位孔；

转盘上固定有与转盘同轴线的圆形桁架结构的塔架；沿塔架外圆周上顺序设有至少一个压入钢护筒用的压管动力头、多个接力钻孔用的钻孔动力头及数量相对应的钻杆、多个接长并焊接上下管桩用的旋转焊接装置、至少一个将管桩送入预定标高的送桩管驱动头及送桩管；

旋转焊接装置的旋转托架可伸缩地安装在转盘上；

每个压管动力头、每个钻孔动力头、每个旋转焊接装置的抱桩器及伸出转盘外侧时的旋转托架和每个送桩管驱动头的轴线与塔架轴线的距离相等并随转盘转动后，均能先后位于作业桩位孔的正上方；

每个压管动力头、每个钻孔动力头、每个旋转焊接装置的抱桩器和每个送桩管驱动头中的第一送桩管驱动头均上下滑动配合在塔架上，并经钢丝绳或链条分别与对应的卷扬设备连接并能被上下牵引；或：每个送桩管驱动头中的第二送桩管驱动头固定在塔架上并用油缸驱动送桩管下压；

还包括将焊接接长后的管桩植入土内的压桩装置；

接长并焊接上下管桩用的旋转焊接装置，包括设于转盘上并用于支撑且转动需焊接管桩的旋转托架，旋转托架滑动配合在径向设置的兼做导轨的压架内，旋转托架的内端与驱动旋转托架伸出转盘外侧或缩回转盘内侧的水平向油缸的活塞杆的自由端连接；旋转托架包括支架，设在支架内的管桩径向限位圈，安装在支架内的电动机，由电动机驱动并托住管桩底部且相对管桩径向限位圈转动的转环；旋转托架上方的塔架上有在卷扬设备的牵引下能沿竖向导轨上下滑动，并用于抱住需焊接的上下管桩对接处以供焊接的抱桩器。

2.根据权利要求1所述的钻孔接桩植桩一体机，其特征在于：所述的压桩装置由卷扬设备和抱桩器构成：与每个抱桩器对应的每台第一卷扬机安装在转盘上，每台第一卷扬机上有两个第一卷扬轮：一个固定在第一卷扬机电动机的转轴上的主动链轮和一个安装在机架上的被动链轮，两个第一卷扬轮与塔架顶部的链轮组件上的内外链轮位置相对应，每根链条的一端与抱桩器的上端连接，并绕过塔架顶端对应的外、内的链轮、再绕第一卷扬机上的主动链轮和被动链轮后另一端与抱桩器的下端固定，每个用于抱住管桩的抱桩器卡合在塔架外圆周上的一对竖向导轨上，第一卷扬机正反转并经链轮、链条带动抱桩器沿竖向导轨上下移动，并在向下移动时逐段抱住管桩下压以实现植桩。

3.根据权利要求1所述的钻孔接桩植桩一体机，其特征在于：所述的压桩装置为油缸驱动的压桩装置，经水平导轨安装在底盘上，由直线驱动装置驱动以靠近塔架外圆周并位于待植的管桩正下方或远离塔架；压桩装置包括带多根立柱的框架，一抱桩架滑动配合在多根立柱上，抱桩架的上端与安装在框架的横梁上的多个的活塞杆的自由端连接，抱桩架上有多个抱桩油缸，抱桩油缸的活塞杆的自由端均朝向容置待植的管桩的中心孔，多个压桩油缸与多个抱桩油缸配合将待植的管桩逐段抱住并压入土内以实现植桩。

4.根据权利要求1所述的钻孔接桩植桩一体机，其特征在于：与每个压管动力头、每个钻孔动力头对应的每台第二卷扬机安装在转盘上，每台第二卷扬机上有一个第二卷扬轮，第二卷扬轮与塔架顶部的滑轮组件上的内外的滑轮位置相对应，每根钢丝绳的一端与压管动力头或钻孔动力头的上端连接，并绕过塔架顶端对应的外、内的滑轮、再绕第二卷扬机的第二卷扬轮后另一端与压管动力头和钻孔动力头的下端固定，每个压管动力头或钻孔动力头均卡合在塔架外圆周上的一对竖向导轨上，第二卷扬机正反转并经第二卷扬轮、钢丝绳和滑轮带动同时在自转的压管动力头或钻孔动力头沿竖向导轨上下移动，并在向下移动时实现压管或钻孔、扩孔。

5.根据权利要求1所述的钻孔接桩植桩一体机，其特征在于：底盘上还有一矩形通孔，所述的作业桩位孔位于矩形通孔的中心，矩形通孔的下方放置有一矩形的废弃土储存箱，废弃土储存箱的底板为上大下小的锥形底板，锥形底板中心孔的壁上固定有中心管，中心管的孔兼做作业桩位孔，中心管与已埋入矩形通孔下方土内的钢护筒顶部的外圆周套合。

6.根据权利要求5所述的钻孔接桩植桩一体机，其特征在于：所述的废弃土储存箱内有至少一块用于封闭或打开中心管的孔的活门，废弃土储存箱上有关闭活门和打开活门的钢丝拉绳，废弃土储存箱上还有钢丝拉绳导向结构；所述的钢丝拉绳兼做起吊环。

7.根据权利要求6所述的钻孔接桩植桩一体机，其特征在于：还包括安装在通孔周边底盘上的多个提升油缸，多个提升油缸的活塞杆自由端与一废弃土储存箱的托框铰接，废弃土储存箱放置在托框上，废弃土储存箱与提升油缸相对应的角为避免干涉的内凹的弧形角。

8.根据权利要求1所述的钻孔接桩植桩一体机，其特征在于：底盘的一端上还设有一可相对底盘360°旋转的伸缩臂吊机。

9.根据权利要求1所述的钻孔接桩植桩一体机，其特征在于：底盘顶面固定有一外齿圈、转盘的底面固定有一内圈，内圈转动配合在外齿圈内，转盘顶面固定有一旋转马达，马达轴穿过转盘上的孔的自由端上固定有一齿轮，齿轮与底盘上的外齿圈啮合，旋转马达驱动齿轮自转带动转盘绕外齿圈公转而带动转盘绕自身轴线旋转。

10.一种采用权利要求1～9中任何一项所述的钻孔接桩植桩一体机钻孔接桩植桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

经行走机构移动底盘并将底盘的包含作业桩位孔的矩形通孔置于桩位的正上方，且使矩形通孔的中心线与施工桩位的中心线在同一铅垂线上；

启动与压管动力头对应的卷扬设备将预先或现场安装的钢护筒压入作业桩位孔下方的土内至预定高度；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使多根钻杆先后位于作业桩位孔的正上方，先后启动多个钻孔动力头带动钻杆旋转、并在相对应的卷扬设备的牵引下使钻孔动力头带动钻杆下钻、塔架随转盘装置的转动使接力的钻杆对正作业桩位孔且将钻杆相接，分多次接力钻孔至设计孔深；

多次接力钻孔至设计孔深后，在对应的卷扬设备的牵引下，逐个反向提起钻孔动力头，并在桩位上停顿以拆卸钻杆之间的连接结构，再使塔架随转盘反转使各自的钻孔动力头带走各自连接的钻杆；

预先或现场用吊机将需对接的管桩吊至多个旋转焊接装置的旋转托架上并用抱桩器抱住两管桩的对接处使上下管桩垂直；在钻孔的同时，多个旋转焊接装置先后或同时进行上下管桩的对接处的焊接；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，分多次将多个接长并焊接上下管桩用的旋转焊接装置及已对接好的管桩置于作业桩位孔的正上方，启动对应的卷扬设备使抱桩器带动管桩上移，再将旋转焊接装置的旋转托架缩回至转盘外径内；再使压桩装置进入植桩状态，压桩装置将多对上下焊接好的管桩和再次焊接接长至设计长度的管桩逐段压入土内；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使预先安装好的送桩管位于作业桩位孔的正上方，由卷扬设备牵引第一送桩管驱动头或固定在塔架外圆周上的第二送桩管驱动头用油缸带动送桩管将已植入土内的管桩送至地下的预定标高。

11.根据权利要求10所述的施工方法，其特征在于：所述的分多次接力钻孔至设计孔深及使各自的钻孔动力头带走各自连接的钻杆的具体施工步骤为：

在下述的1号钻杆底部安装可张开和可收拢的扩孔钻头；

开启1号钻孔动力头带动1号钻杆向下钻进至第一段预计深度，再拔出连接1号钻杆与1号钻孔动力头的插销，上提1号动力头以与1号螺旋分离；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使2号钻孔动力头带动2号钻杆位于1号钻杆顶部，用插销连接1号钻杆和2号钻杆，开启2号钻孔动力头带动2号钻杆和1号钻杆向下钻进至第二段预计深度，再拔出连接2号钻杆与2号钻孔动力头的插销，上提2号动力头以与2号钻杆分离；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使3号钻孔动力头带动3号钻杆位于2号钻杆顶部，用插销连接2号钻杆和3号钻杆，开启3号钻孔动力头带动3号钻杆、2号钻杆和1号钻杆向下钻进至第三段预计深度，

打开连接在1号钻杆底部的扩孔钻头扩孔后收拢扩孔钻头，再注入桩端水泥浆；

启动3号钻孔动力头带动3号钻杆上提至2号钻杆顶端升至底盘上平面，放置钻杆垫叉托住2号钻杆，拔出连接3号钻杆与2号钻杆的插销，启动3号钻孔动力头带动3号钻杆上提使3号钻杆与2号钻杆分离；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使2号钻孔动力头位于2号钻杆顶部，用插销连接2号钻孔动力头和2号钻杆，启动2号钻孔动力头带动2号钻杆上提至1号钻杆顶端升至底盘上平面，放置钻杆垫叉托住1号钻杆，拔出连接2号钻杆与1号钻杆的插销，启动2号钻孔动力头带动2号钻杆上提使2号钻杆与1号钻杆分离；

启动旋转马达转动转盘带动塔架绕自身轴线转动，使1号钻孔动力头位于1号钻杆顶部，用插销连接1号钻孔动力头和1号钻杆，启动1号钻孔动力头带动1号钻杆及扩孔钻头上提至1号钻杆底端升至底盘上平面。

12.根据权利要求10所述的施工方法，其特征在于：接长并焊接上下管桩的旋转焊接操作的具体步骤如下：

在钻孔的同时，伸缩臂吊机将需对接的1号管桩吊至1号旋转焊接装置的已伸出底盘外圆周外侧的1号旋转托架上，使1号管桩底部压在1号旋转托架的转环上并被径向限位在管桩径向限位圈内，并用1号抱桩器抱住管桩，吊机再将需对接的2号管桩吊至1号管桩的顶部，并经1号抱桩器抱住对接处使1号管桩和2号管桩同心并垂直；先在对接处的圆周上点焊，再脱开吊机的挂钩，并使1号抱桩器与1号管桩和2号管桩对接处可相对转动，启动1号旋转托架的托框内的电动机，使转环转动带动1号管桩和2号管桩绕自身轴线转动，人工或采用安装在塔架上的自动焊接装置对两管桩的对接处进行焊接；

在钻孔的同时，与1号管桩和2号管桩焊接的同时或待1号管桩和2号管桩焊接完成后，焊接3号管桩和4号管桩：伸缩臂吊机将需对接的3号管桩吊至2号旋转焊接装置的已伸出底盘外圆周外侧的2号旋转托架上，使3号管桩底部压在2号旋转托架的转环上并被径向限位在管桩径向限位圈内，并用2号抱桩器抱住管桩，吊机再将需对接的4号管桩吊至3号管桩的顶部，并经2号抱桩器抱住对接处使3号管桩和4号管桩同心并垂直，先在对接处的圆周上点焊，再脱开吊机的挂钩，并使抱桩器与3号管桩和4号管桩对接处可相对转动，启动2号旋转托架的托框内的电动机，使转环转动带动3号管桩和4号管桩绕自身轴线转动，人工或采用安装在塔架上的自动焊接装置对两管桩的对接处进行焊接。

13.根据权利要求10所述的施工方法，其特征在于：在钢护筒被压入矩形通孔下方的土内至预定的高度后，还包括用伸缩臂吊机将一矩形的废弃土储存箱吊装至矩形通孔的下方的托框上,并经提升油缸下压而将与废弃土储存箱的锥形底板上的中心管套合在已埋入土内的钢护筒顶部的外圆周上,并经钢丝拉绳将废弃土储存箱内的活门打开而完全露出中心管的孔。

14.根据权利要求13所述的施工方法，其特征在于：将已植入的管桩送至地下的预定标高后，还包括将托框上的废弃土储存箱升至箱顶面与底盘顶面平齐或略低，再用吊机吊起并关闭废弃土储存箱内底部的活门的钢丝绳以关闭活门，并将废弃土储存箱吊至指定位置且倒出废弃土，即完成该桩施工。

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