CN117052293B - 一种方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法，本发明涉及钻孔灌注桩技术领域，方形钻孔灌注桩改进施工设备利用钻孔组件中的勒诺钻头的工作原理，即钻头与钻杆偏心连接并旋转，从而进行钻进成孔，从而可以施工出方形钻孔灌注桩，此种方形钻孔灌注桩与同等截面积的圆形钻孔灌注桩相比，截面刚度可以得到提高，并且可有效地减少材料用量，包括钢筋用量及混凝土灌注量，在偏心回转器内部设置水平向阻尼器，利用惯性的原理，水平向阻尼器与斜向导流管的运动方向始终相反，可以使得因勒诺钻头偏心旋转产生的离心力得到有效衰减，有助于保证灌注桩机成孔施工时的稳定性，同时水平向阻尼器可以根据需求进行适应性调整，通用性好。

Description

一种方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法

技术领域

本发明涉及钻孔灌注桩技术领域，具体为一种方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法。

背景技术

为了满足城市化的建设，工程的体量越来越大，建筑高度也越来越高，地下空间开发也愈发充分，桩基及围护工程显得尤为重要。钻孔灌注桩属于成孔桩，在桩基及围护工程的应用极为广泛。桩基工程方面：对于深基础而言，由于预制桩受桩长、接桩以及压桩力等方面因素的限制，往往单桩承载力达不到建筑结构设计所需的要求，因此大型建筑深基础多采用钻孔灌注桩作为工程桩；围护工程方面：由于基坑开挖深度较深，周边环境条件保护要求较高，可采用钻孔灌注桩作为围护桩；另外，坑内水平向支撑下立柱桩也常常采用钻孔灌注桩的形式。

传统钻孔灌注桩均表现为圆形截面，主要是由于钻孔灌注桩机械设备在成孔时，钻头与钻杆处于同心状态，利用发动机带动钻杆进行旋转钻进成孔。钻头牙轮随着钻杆做圆心运动，从而钻进成孔、吊放钢筋笼，最终浇筑成桩。传统的圆形截面桩的刚度和挡土能力弱于矩形桩，所以需要一种能钻出矩形孔的施工设备，现有的打孔设备中安装有偏心回转器，但是偏心回转器的重心偏向一侧，在使用时存在因离心力晃动的情况，影响钻孔安全，同时现有的钻孔设备使用时会因为不可抗力发生一定的钻头偏转，而现有设备并没有设置钻头及时反向调整模式，无法做到快速修复孔斜。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法，解决了现有偏心回转器设计不佳和无法做到快速修复孔斜的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种方形钻孔灌注桩改进施工设备，包括桩机机架、基础垫板、枕木、磨盘、卷扬设备和钻杆，枕木通过其上方的圆管连接基础垫板，基础垫板上安装桩机机架和卷扬设备，卷扬设备通过缆绳连接磨盘与钻杆，钻杆贯穿磨盘与基础垫板，所述钻杆的底端安装有钻孔组件，所述钻孔组件包括方形扶正器、偏心回转器和勒诺钻头；

所述方形扶正器包括主架体、轴承套筒和水平传感器，主架体的中心处安装竖置的轴承套筒，主架体的横置杆件上安装水平传感器；

所述偏心回转器包括圆柱主体、水平向阻尼器和斜向导流管，水平向阻尼器和斜向导流管均位于圆柱主体的内侧，圆柱主体上下端面处分别焊接有第一法兰盘与第二法兰盘，圆柱主体通过其顶端的第一法兰盘连接钻杆，圆柱主体通过其底端的第二法兰盘连接勒诺钻头；

所述水平向阻尼器包括套管、负重块、竖杆和旋钮，套管的上下两端均与圆柱主体内腔壁固定，套管的内侧设置负重块和竖杆，负重块与套管的内腔壁活动连接，竖杆的外壁开设有螺纹，竖杆贯穿负重块并与其活动连接，竖杆的顶端连接置于圆柱主体上表面的旋钮。

优选的，所述主架体上下平面的杆件中分别预埋两个水平传感器，同一平面的水平传感器垂直向布置，通过两对水平传感器的相互作用，实时监测方形扶正器平面的水平情况。

优选的，所述其中方形扶正器套装在钻杆的外侧，偏心回转器通过其上下两端的法兰连接钻杆与勒诺钻头，勒诺钻头包括钻头、翼板、切削齿、导正环和适配管，适配管通过第二法兰盘连接圆柱主体，适配管的底端安装预设有横向通孔的钻头，适配管通过翼板连接导正环，适配管和导正环均与翼板焊接固定，翼板的底端安装均匀分布的切削齿。

优选的，所述主架体采用实心钢杆焊接而成，主架体、轴承套筒和钻杆三者同轴心，钻杆为中空件，钻杆、斜向导流管和适配管三者相连通，适配管还与其底部钻头横向通孔相连通。

优选的，所述钻头的外壁上开设用于钻孔的齿块，切削齿和齿块均呈锯齿状。

优选的，所述翼板的内部设有与适配管相连通的孔道，切削齿的中心处开设有出水孔，切削齿出水孔经由翼板孔道与适配管相连。

优选的，所述水平向阻尼器竖直设置，水平向阻尼器的安装位置远离第二法兰盘。

优选的，所述桩机机架包括竖支撑柱、Z形支撑杆、板状钢梁和管状钢梁，竖支撑柱固定在基础垫板上，相邻的竖支撑柱间通过Z形支撑杆连接，Z形支撑杆上安装有板状钢梁和管状钢梁，板状钢梁和管状钢梁均用于给卷扬设备的缆绳端头限位。

一种方形钻孔灌注桩改进施工设备的施工方法，包括以下步骤：

S1：首先压实平整场地，确保桩机施工质量及垂直度要求，然后采用十字交叉法进行桩位测量放样并复核，打入定位钢筋，埋设特制方形护筒；

S2：接着搭建泥浆池，清理出临时成孔土方堆放区域；

S3：然后将桩机机架、基础垫板、枕木和卷扬设备运送到钻孔场地，接着进行桩机机架、卷扬设备、磨盘和钻杆的组装，然后进行勒诺钻头、偏心回转器及斜向导流管、方形扶正器的安装连接；

S4：钻进成孔，其中在成孔前进行各项检查，在钻进成孔过程中派专人负责严格把控钻孔灌注桩垂直度，垂直度要求在1/200到1/100之间；

S5：第一次清孔，当桩机钻进至设计标高后，需对利用本发明的空心钻杆、斜向导流管及钻孔组件组成的杆件系统对已成孔洞底部淤积的沉渣(100-200mm)进行清理，除去底部沉淀的钻渣与泥浆，更精准地保证成孔的直径与孔深，利用空心钻杆清孔，采用一定比例的新配泥浆(泥浆比重为1.05-1.20)置换孔内的旧泥浆；

S6：钢筋笼与混凝土浇筑用的导管吊放，沉放至设计标高后进行入孔固定，并确保保护层厚度要求；

S7：第二次清孔，钢筋笼及导管下放过程中，会有孔壁虚土坠落，底部沉渣淤积，因此需利用导管进行二次清孔(50-100mm)，满足灌注条件，以免底部淤积沉渣会削减灌注桩的单桩承载力；

S8；水下混凝土灌注，相关工作须在规定时间内灌注完毕，灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。

优选的，所述S3中垂直度的控制有以下三方面：

第一，钻机安装时严格检查钻机的平整度和钻杆的垂直度，钻进过程中定时检查钻杆的垂直度，发现偏差后立即进行调整；

第二，在复杂地层中钻进时，方形扶正器很好控制桩机成孔的垂直度；

第三，方形扶正器内部预埋的相互垂直的水平传感器可以通过无线传感器实时反馈钻杆成孔垂直度监测数据信息，一旦垂直度达不到设计要求，立刻制动钻杆反转以提升修复孔斜。

本发明提供了一种方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法，与现有技术相比具备以下有益效果：

1、该方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法，利用钻孔组件中的勒诺钻头的工作原理，即钻头与钻杆偏心连接并旋转，从而进行钻进成孔，从而可以施工出方形钻孔灌注桩，此种方形钻孔灌注桩与同等截面积的圆形钻孔灌注桩相比，截面刚度可以得到提高，用于围护桩时，挡土能力较好，并且可有效地减少材料用量，包括钢筋用量及混凝土灌注量；此外，方形桩与圆形桩相比，方形桩桩身周长更长，从而单桩桩侧摩阻力能够有显著的提升，同时无论正循环或是反循环钻孔灌注桩施工工艺，施工不受限制，均可顺利完成施工。

2、该方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法，方形扶正器上下平面的杆件中分别预埋两个水平传感器，同一平面的水平传感器垂直向布置，通过两对水平传感器的相互作用，实时监测方形扶正器平面的水平情况，一旦水平传感器监测到方形扶正器倾斜，立即反馈至上部人工操控系统，停止钻头正转钻进，随即根据水平传感器的反馈数据进行钻头反转提升，达到修复孔斜的目的。

3、该方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法，偏心回转器内部设置水平向阻尼器，利用惯性的原理，水平向阻尼器与斜向导流管的运动方向始终相反，可以使得因勒诺钻头偏心旋转产生的离心力得到有效衰减，有助于保证灌注桩机成孔施工时的稳定性；在实际的钻孔过程中，根据不同的地质层会有着不同的泥浆输入输出量，这样导致偏心回转器的整体重心会发生变化，为了满足此种情况下的重心变化，可以通过拧动旋钮就能使得负重块上下移动，这样水平向阻尼器的重心也得到了调整，可以使得因勒诺钻头偏心旋转产生的离心力得到有效衰减，即水平向阻尼器可以根据需求进行适应性调整，通用性好。

4、该方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法，其中钻杆、斜向导流管、勒诺钻头的竖向适配管均为空心结构，各部件通过法兰盘连接，内部空心孔道对接，可供予泥浆的输入(正循环钻孔灌注桩施工工艺)或沉渣的输出(反循环钻孔灌注桩施工工艺)；相比于常规偏心回转器，本发明的偏心回转器内设孔道比较平缓，有利于泥浆的输入或沉渣的输出，从而因泥浆或沉渣淤积而导致孔道的堵塞，缓解桩孔底部沉渣淤积。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的钻孔组件结构示意图；

图3为本发明的方形扶正器结构示意图；

图4为本发明的方形扶正器俯视示意图；

图5为本发明的偏心回转器外观示意图；

图6为本发明的偏心回转器剖视示意图；

图7为本发明的水平向阻尼器放大示意图

图8为本发明的勒诺钻头结构示意图；

图9为本发明的勒诺钻头侧视示意图；

图10为本发明的勒诺钻头俯视示意图；

图11为本发明的整体结构使用效果示意图。

图中：1、桩机机架；11、竖支撑柱；12、Z形支撑杆；13、板状钢梁；14、管状钢梁；2、基础垫板；3、枕木；4、磨盘；5、卷扬设备；6、钻杆；7、方形扶正器；71、主架体；72、轴承套筒；73、水平传感器；8、偏心回转器；81、圆柱主体；82、水平向阻尼器；821、套管；822、负重块；823、竖杆；824、旋钮；83、斜向导流管；84、第一法兰盘；85、第二法兰盘；9、勒诺钻头；91、钻头；911、齿块；92、翼板；93、切削齿；94、导正环；95、适配管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图11，本发明提供一种技术方案，一种方形钻孔灌注桩改进施工设备，包括桩机机架1、基础垫板2、枕木3、磨盘4、卷扬设备5和钻杆6，枕木3通过其上方的圆管连接基础垫板2，基础垫板2上安装桩机机架1和卷扬设备5，卷扬设备5通过缆绳连接磨盘4与钻杆6，钻杆6贯穿磨盘4与基础垫板2，钻杆6的底端安装有钻孔组件，钻孔组件包括方形扶正器7、偏心回转器8和勒诺钻头9。

利用钻孔组件中的勒诺钻头9的工作原理，即钻头与钻杆6偏心连接并旋转，从而进行钻进成孔，从而可以施工出方形钻孔灌注桩，此种方形钻孔灌注桩与同等截面积的圆形钻孔灌注桩相比，截面刚度可以得到提高，用于围护桩时，挡土能力较好，并且可有效地减少材料用量，包括钢筋用量及混凝土灌注量；此外，方形桩与圆形桩相比，方形桩桩身周长更长，从而单桩桩侧摩阻力能够有显著的提升，同时无论正循环或是反循环钻孔灌注桩施工工艺，施工不受限制，均可顺利完成施工。

方形扶正器7包括主架体71、轴承套筒72和水平传感器73，主架体71的中心处安装竖置的轴承套筒72，主架体71的横置杆件上安装水平传感器73，其中主架体71上下平面的杆件中分别预埋两个水平传感器73，同一平面的水平传感器73垂直向布置，通过两对水平传感器73的相互作用，实时监测方形扶正器7平面的水平情况，一旦水平传感器73监测到方形扶正器7倾斜，立即反馈至上部人工操控系统，停止钻头正转钻进，随即根据水平传感器73的反馈数据进行钻头反转提升，达到修复孔斜的目的。

在进行钻孔时，特定尺寸的方形扶正器7一方面可以检验钻孔灌注桩机成孔的尺寸，另一方面，由于方形扶正器7与钻杆6处于同心状态，一旦成孔垂直度达不到设计要求(1/200-1/100)，方形扶正器7将会倾斜，其孔口将限制钻杆6继续钻进，须调整钻杆6垂直度后，方可顺利成孔，确保了灌注桩施工质量；方形扶正器7的主体架构方面采用10-30mm的实心钢杆焊接而成，中心核心杆件即轴承套筒72，其内部为空心杆件，外部为轴承，中心空心杆件可以随上部钻杆6转动，扶正器由于轴承存在平面内保持不动，仅随钻杆6上下移动，扶正器六个面平面内焊接斜向加强杆件，确保扶正器的结构的整体刚度与稳定，利用方形扶正器7水平杆件与已成孔孔壁之间的空隙距离以及方形扶正器7的高度之间的关系，使得成孔垂直度要求控制在1/200-1/100范围内，从而满足桩基设计要求。

偏心回转器8包括圆柱主体81、水平向阻尼器82和斜向导流管83，水平向阻尼器82和斜向导流管83均位于圆柱主体81的内侧，圆柱主体81上下端面处分别焊接有第一法兰盘84与第二法兰盘85，圆柱主体81通过其顶端的第一法兰盘84连接钻杆6，圆柱主体81通过其底端的第二法兰盘85连接勒诺钻头9。

其中水平向阻尼器82竖直设置，水平向阻尼器82的安装位置远离第二法兰盘85，偏心回转器8一方面可以连接上端钻杆6与下端勒诺钻头9，另一方面可以借助其内部斜向导流管83，正循环成孔时新制泥浆的输入或是反循环成孔时底部沉渣的排出，清孔更彻底，底部沉渣淤积较少；偏心回转器8内部设置水平向阻尼器82，利用惯性的原理，水平向阻尼器82与斜向导流管83的运动方向始终相反，可以使得因勒诺钻头9偏心旋转产生的离心力得到有效衰减，有助于保证灌注桩机成孔施工时的稳定性；

水平向阻尼器82包括套管821、负重块822、竖杆823和旋钮824，套管821的上下两端均与圆柱主体81内腔壁固定，套管821的内侧设置负重块822和竖杆823，负重块822与套管821的内腔壁活动连接，竖杆823的外壁开设有螺纹，竖杆823贯穿负重块822并与其活动连接，竖杆823的顶端连接置于圆柱主体81上表面的旋钮824。

其中在实际的钻孔过程中，根据不同的地质层会有着不同的泥浆输入输出量，这样导致偏心回转器8的整体重心会发生变化，为了满足此种情况下的重心变化，可以通过拧动旋钮824就能使得负重块822上下移动，这样水平向阻尼器82的重心也得到了调整，可以使得因勒诺钻头9偏心旋转产生的离心力得到有效衰减，即水平向阻尼器82可以根据需求进行适应性调整，通用性好。

其中方形扶正器7套装在钻杆6的外侧，偏心回转器8通过其上下两端的法兰连接钻杆6与勒诺钻头9，勒诺钻头9包括钻头91、翼板92、切削齿93、导正环94和适配管95，适配管95通过第二法兰盘85连接圆柱主体81，适配管95的底端安装预设有横向通孔的钻头91，适配管95通过翼板92连接导正环94，适配管95和导正环94均与翼板92焊接固定，翼板92的底端安装均匀分布的切削齿93。

主架体71采用实心钢杆焊接而成，主架体71、轴承套筒72和钻杆6三者同轴心，钻杆6为中空件，钻杆6、斜向导流管83和适配管95三者相连通，适配管95还与其底部钻头91横向通孔相连通，保证钻孔时泥浆的正常输送。

钻头91的外壁上开设用于钻孔的齿块911，切削齿93和齿块911均呈锯齿状。

翼板92的内部设有与适配管95相连通的孔道，切削齿93的中心处开设有出水孔，切削齿93出水孔经由翼板92孔道与适配管95相连。

其中钻杆6、斜向导流管83、勒诺钻头9的竖向适配管95均为空心结构，各部件通过法兰盘连接，内部空心孔道对接，可供予泥浆的输入(正循环钻孔灌注桩施工工艺)或沉渣的输出(反循环钻孔灌注桩施工工艺)；相比于常规偏心回转器8，本发明的偏心回转器8内设孔道比较平缓，有利于泥浆的输入或沉渣的输出，从而因泥浆或沉渣淤积而导致孔道的堵塞，缓解桩孔底部沉渣淤积。

桩机机架1包括竖支撑柱11、Z形支撑杆12、板状钢梁13和管状钢梁14，竖支撑柱11固定在基础垫板2上，相邻的竖支撑柱11间通过Z形支撑杆12连接，Z形支撑杆12上安装有板状钢梁13和管状钢梁14，板状钢梁13和管状钢梁14均用于给卷扬设备5的缆绳端头限位。

一种方形钻孔灌注桩改进施工设备的施工方法，包括以下步骤：

第一步：首先压实平整场地，确保桩机施工质量及垂直度要求，然后采用十字交叉法进行桩位测量放样并复核，打入定位钢筋，埋设特制方形护筒；

第二步：接着搭建泥浆池，清理出临时成孔土方堆放区域；

第三步：然后将桩机机架1、基础垫板2、枕木3和卷扬设备5运送到钻孔场地，接着进行桩机机架1、卷扬设备5、磨盘4和钻杆6的组装，然后进行勒诺钻头9、偏心回转器8及斜向导流管83、方形扶正器7的安装连接；

第四步：钻进成孔，其中在成孔前进行各项检查，在钻进成孔过程中派专人负责严格把控钻孔灌注桩垂直度，垂直度要求在1/200到1/100之间；

第五步：第一次清孔，当桩机钻进至设计标高后，需对利用本发明的空心钻杆6、斜向导流管83及钻孔组件组成的杆件系统对已成孔洞底部淤积的沉渣(100-200mm)进行清理，除去底部沉淀的钻渣与泥浆，更精准地保证成孔的直径与孔深，利用空心钻杆清孔，采用一定比例的新配泥浆(泥浆比重为1.05-1.20)置换孔内的旧泥浆；

第六步：钢筋笼与混凝土浇筑用的导管吊放，沉放至设计标高后进行入孔固定，并确保保护层厚度要求；

第七步：第二次清孔，钢筋笼及导管下放过程中，会有孔壁虚土坠落，底部沉渣淤积，因此需利用导管进行二次清孔(50-100mm)，满足灌注条件，以免底部淤积沉渣会削减灌注桩的单桩承载力；

第八步；水下混凝土灌注，相关工作须在规定时间内灌注完毕，灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。

其中第三步垂直度的控制有以下三方面：

第一，钻机安装时严格检查钻机的平整度和钻杆6的垂直度，钻进过程中定时检查钻杆6的垂直度，发现偏差后立即进行调整；

第二，在复杂地层中钻进时，方形扶正器7很好控制桩机成孔的垂直度；

第三，方形扶正器7内部预埋的相互垂直的水平传感器73可以通过无线传感器实时反馈钻杆6成孔垂直度监测数据信息，一旦垂直度达不到设计要求，立刻制动钻杆6反转以提升修复孔斜。

综上所述：本方形钻孔灌注桩改进施工设备及其施工方法，利用钻孔组件中的勒诺钻头9的工作原理，即钻头与钻杆6偏心连接并旋转，从而进行钻进成孔，从而可以施工出方形钻孔灌注桩，此种方形钻孔灌注桩与同等截面积的圆形钻孔灌注桩相比，截面刚度可以得到提高，并且可有效地减少材料用量，包括钢筋用量及混凝土灌注量，在偏心回转器8内部设置水平向阻尼器82，利用惯性的原理，水平向阻尼器82与斜向导流管83的运动方向始终相反，可以使得因勒诺钻头9偏心旋转产生的离心力得到有效衰减，有助于保证灌注桩机成孔施工时的稳定性，同时水平向阻尼器82可以根据需求进行适应性调整，通用性好。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (10)

1.一种方形钻孔灌注桩改进施工设备，包括桩机机架（1）、基础垫板（2）、枕木（3）、磨盘（4）、卷扬设备（5）和钻杆（6），枕木（3）通过其上方的圆管连接基础垫板（2），基础垫板（2）上安装桩机机架（1）和卷扬设备（5），卷扬设备（5）通过缆绳连接磨盘（4）与钻杆（6），钻杆（6）贯穿磨盘（4）与基础垫板（2），其特征在于：所述钻杆（6）的底端安装有钻孔组件，所述钻孔组件包括方形扶正器（7）、偏心回转器（8）和勒诺钻头（9）；

所述方形扶正器（7）包括主架体（71）、轴承套筒（72）和水平传感器（73），主架体（71）的中心处安装竖置的轴承套筒（72），主架体（71）的横置杆件上安装水平传感器（73）；

所述偏心回转器（8）包括圆柱主体（81）、水平向阻尼器（82）和斜向导流管（83），水平向阻尼器（82）和斜向导流管（83）均位于圆柱主体（81）的内侧，圆柱主体（81）上下端面处分别焊接有第一法兰盘（84）与第二法兰盘（85），圆柱主体（81）通过其顶端的第一法兰盘（84）连接钻杆（6），圆柱主体（81）通过其底端的第二法兰盘（85）连接勒诺钻头（9）；

所述水平向阻尼器（82）包括套管（821）、负重块（822）、竖杆（823）和旋钮（824），套管（821）的上下两端均与圆柱主体（81）内腔壁固定，套管（821）的内侧设置负重块（822）和竖杆（823），负重块（822）与套管（821）的内腔壁活动连接，竖杆（823）的外壁开设有螺纹，竖杆（823）贯穿负重块（822）并与其活动连接，竖杆（823）的顶端连接置于圆柱主体（81）上表面的旋钮（824）。

2.根据权利要求1所述的一种方形钻孔灌注桩改进施工设备，其特征在于：所述主架体（71）上下平面的杆件中分别预埋两个水平传感器（73），同一平面的水平传感器（73）垂直向布置，通过两对水平传感器（73）的相互作用，实时监测方形扶正器（7）平面的水平情况。

3.根据权利要求2所述的一种方形钻孔灌注桩改进施工设备，其特征在于：所述方形扶正器（7）套装在钻杆（6）的外侧，偏心回转器（8）通过其上下两端的法兰连接钻杆（6）与勒诺钻头（9），勒诺钻头（9）包括钻头（91）、翼板（92）、切削齿（93）、导正环（94）和适配管（95），适配管（95）通过第二法兰盘（85）连接圆柱主体（81），适配管（95）的底端安装预设有横向通孔的钻头（91），适配管（95）通过翼板（92）连接导正环（94），适配管（95）和导正环（94）均与翼板（92）焊接固定，翼板（92）的底端安装均匀分布的切削齿（93）。

4.根据权利要求3所述的一种方形钻孔灌注桩改进施工设备，其特征在于：所述主架体（71）采用实心钢杆焊接而成，主架体（71）、轴承套筒（72）和钻杆（6）三者同轴心，钻杆（6）为中空件，钻杆（6）、斜向导流管（83）和适配管（95）三者相连通，适配管（95）还与其底部钻头（91）横向通孔相连通。

5.根据权利要求4所述的一种方形钻孔灌注桩改进施工设备，其特征在于：所述钻头（91）的外壁上开设用于钻孔的齿块（911），切削齿（93）和齿块（911）均呈锯齿状。

6.根据权利要求5所述的一种方形钻孔灌注桩改进施工设备，其特征在于：所述翼板（92）的内部设有与适配管（95）相连通的孔道，切削齿（93）的中心处开设有出水孔，切削齿（93）出水孔经由翼板（92）孔道与适配管（95）相连。

7.根据权利要求1所述的一种方形钻孔灌注桩改进施工设备，其特征在于：所述水平向阻尼器（82）竖直设置，水平向阻尼器（82）的安装位置远离第二法兰盘（85）。

8.根据权利要求1所述的一种方形钻孔灌注桩改进施工设备，其特征在于：所述桩机机架（1）包括竖支撑柱（11）、Z形支撑杆（12）、板状钢梁（13）和管状钢梁（14），竖支撑柱（11）固定在基础垫板（2）上，相邻的竖支撑柱（11）间通过Z形支撑杆（12）连接，Z形支撑杆（12）上安装有板状钢梁（13）和管状钢梁（14），板状钢梁（13）和管状钢梁（14）均用于给卷扬设备（5）的缆绳端头限位。

9.一种基于权利要去1-8任一项方形钻孔灌注桩改进施工设备的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：首先压实平整场地，确保桩机施工质量及垂直度要求，然后采用十字交叉法进行桩位测量放样并复核，打入定位钢筋，埋设特制方形护筒；

S2：接着搭建泥浆池，清理出临时成孔土方堆放区域；

S3：然后将桩机机架（1）、基础垫板（2）、枕木（3）和卷扬设备（5）运送到钻孔场地，接着进行桩机机架（1）、卷扬设备（5）、磨盘（4）和钻杆（6）的组装，然后进行勒诺钻头（9）、偏心回转器（8）及斜向导流管（83）、方形扶正器（7）的安装连接；

S4：钻进成孔，其中在成孔前进行各项检查，在钻进成孔过程中派专人负责严格把控钻孔灌注桩垂直度，垂直度要求在1/200到1/100之间；

S5：第一次清孔，当桩机钻进至设计标高后，需对空心钻杆（6）、斜向导流管（83）及钻孔组件组成的杆件系统对已成孔洞底部淤积的沉渣进行清理，除去底部沉淀的钻渣与泥浆，更精准地保证成孔的直径与孔深，利用空心钻杆清孔，采用一定比例的新配泥浆，泥浆比重为1.05-1.20置换孔内的旧泥浆；

S6：钢筋笼与混凝土浇筑用的导管吊放，沉放至设计标高后进行入孔固定，并确保保护层厚度要求；

S7：第二次清孔，钢筋笼及导管下放过程中，会有孔壁虚土坠落，底部沉渣淤积，因此需利用导管进行二次清孔，满足灌注条件，以免底部淤积沉渣会削减灌注桩的单桩承载力；

S8；水下混凝土灌注，相关工作须在规定时间内灌注完毕，灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。

10.根据权利要求9所述的一种方形钻孔灌注桩改进施工设备的施工方法，其特征在于：所述S3中垂直度的控制有以下三方面：

第一，钻机安装时严格检查钻机的平整度和钻杆（6）的垂直度，钻进过程中定时检查钻杆（6）的垂直度，发现偏差后立即进行调整；

第二，在复杂地层中钻进时，方形扶正器（7）很好控制桩机成孔的垂直度；

第三，方形扶正器（7）内部预埋的相互垂直的水平传感器（73）可以通过无线传感器实时反馈钻杆（6）成孔垂直度监测数据信息，一旦垂直度达不到设计要求，立刻制动钻杆（6）反转以提升修复孔斜。