CN117513989B - 穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及岩土工程领域，尤其是涉及一种穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备及方法，包括旋挖钻头、旋挖钻机、钢管套筒、冲击钻机、第一冲击钻头以及第二冲击钻头，旋挖钻头能够在旋挖钻机的驱动下对上层软土进行旋挖成孔，当旋挖到下层岩土时，旋挖钻头难以继续旋挖成孔，使用第一冲击钻头来判断并解决下层岩土是否存在斜坡，如若不存在斜坡，则使用第二冲击钻头继续下钻成孔，如若存在斜坡则继续使用第一冲击钻头进行处理，直至斜坡被平整后再使用第二冲击钻头继续下钻成孔，直至达到持力层深度满足设计要求。本申请有效地解决了穿越软土的超长灌注桩施工过程中遇到倾斜岩层时相关技术难以解决的问题。

Description

穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备及方法

技术领域

本申请涉及岩土工程领域，尤其是涉及一种穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备及方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，越来越多的超高层建筑、桥梁高架、港口码头、地下结构和隧道等大型工程再逐步涌现，上述这些工程，相较于小型工程，对于地基的承载力要求是更高的，通常都会使用超长灌注桩来作为基础桩基。因此桩体通常会遇到复杂的地质情况，复杂的地质情况通常包括但不限于软土地质、弱岩地质、岩溶地质、沉积物地质等。

相关技术中，遇到的复杂地质情况也不是单一的，例如会遇到需要超长灌注桩穿越软土层并进入岩土层的情况，遇到这种工况时，需要旋挖钻和冲击钻共同作用成孔再进行灌注，施工过程复杂。

对于上述相关技术，对于如何使超长灌注桩在上层软土下层岩土的地质情况进行安全施工，已经得到了较好的解决。然而，桩基施工的过程中，遇到上层软土，下层倾斜的岩土坡时，无论是旋挖钻还是冲击钻，都容易造成钻杆倾斜，从而导致桩孔倾斜，严重影响桩基的垂直度，进而影响桩基的安全。

发明内容

为了解决相关技术中桩基施工的过程中，遇到上层软土，下层倾斜的岩土坡时，导致钻杆倾斜，从而导致桩孔倾斜，严重影响桩基的垂直度，进而影响桩基的安全的问题。本申请提供一种穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备及方法。

本申请提供的一种穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备及方法采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备，包括：

旋挖钻头，所述旋挖钻头转动连接在旋挖钻机上，所述旋挖钻头用于对上层软土进行旋挖，以形成旋挖孔；

钢管套筒，所述钢管套筒设置在所述旋挖孔处，以对所述旋挖孔进行支撑；

第一冲击钻头，所述第一冲击钻头转动连接在冲击钻机上，所述第一冲击钻头用于对下层岩土进行冲击，以形成第一冲击孔；以及

第二冲击钻头，所述第二冲击钻头转动连接在冲击钻机上，所述第二冲击钻头用于对下层岩土进行冲击，以形成第二冲击孔，所述第二冲击孔的直径大于所述第一冲击孔的直径。

通过采用上述技术方案，将本申请的成孔设备设置成旋挖钻头、钢管套筒、第一冲击钻头和第二冲击钻头的组合，使得当要对上层软土下层为倾斜岩层进行桩基施工时，首先使用旋挖钻头对上层软土进行旋挖成孔，当旋挖至一定深度后，使用钢管套筒对旋挖好的孔洞进行支撑，接着继续使用旋挖钻头进行旋挖，当旋挖明显受到阻碍时，则表明遇到了下层岩层，此时需要使用第一冲击钻头进行冲击成孔，第一冲击钻头能够对下层岩层冲击形成第一冲击孔，工作人员通过第一冲击钻头判断下层岩层是否存在倾斜的状况，当存在时，则通过第一冲击钻头对倾斜的岩层进行处理，处理平整后，再使用第二冲击钻头进行进一步的冲击成孔，有效地保障了整个桩孔的垂直度。本申请一定程度上解决了相关技术中桩基施工的过程中，遇到上层软土，下层倾斜的岩土坡时，导致钻杆倾斜，从而导致桩孔倾斜，严重影响桩基的垂直度，进而影响桩基的安全的问题。

可选的，所述第一冲击钻头上设置连接有冲击杆，所述冲击杆与所述第一冲击钻头连接处设置有压力传感器，所述冲击杆设置有多个，多个所述冲击杆沿所述第一冲击钻头远离冲击钻机的一端均匀分布，所述压力传感器设置有多个，多个所述压力传感器与多个所述冲击杆一一对应。

通过采用上述技术方案，冲击杆的多个以及压力传感器的多个设置，使得工作人员能够更好地判断是哪一区域的下层岩土的标高较高，进而便于后期进行精准处理。

可选的，所述冲击杆远离冲击钻机的一端的直径大于所述冲击杆靠近冲击钻机的一端的直径。

通过采用上述技术方案，其一便于第一冲击钻头冲击成孔，其二更加便于后期对第一冲击孔进行精准定位。

可选的，所述第一冲击钻头内还滑动连接有平整机构，所述平整机构包括平整环、安装座、吸附件以及雷管，所述平整环滑动连接在所述第一冲击钻头内，所述平整环与所述第一冲击钻头间设置有锁定组件，所述安装座与所述平整环固定连接，所述安装座上转动连接有铰接座，所述吸附件能够与所述铰接座卡接，所述雷管与所述吸附件卡接，所述吸附件能够吸附在所述冲击杆上。

通过采用上述技术方案，将平整机构设置成平整环、安装座、吸附件以及雷管的组合，使得当第一冲击钻头检测到下层岩土标高较高的区域时，工作人员将该区域范围内的吸附件安装好雷管，接着调节平整环，同时抬升第一冲击钻头，下降的平整环能够带动雷管精准地落入到第一冲击孔的范围内，进而实现精准的定位爆破，有效地处理了下层岩土为倾斜坡面的问题。需要注意的是，本申请中雷管爆破后，通常而言是不会对冲击杆造成损坏的，因为冲击杆采用的高强度的合成钢锻造而成，即使损坏了冲击杆，但是本申请要解决的问题是对下层岩土倾斜的岩层进行成孔爆破，且每次爆破前都是要对雷管进行安装的，安装雷管的同时，如果发现冲击杆损坏，可以对冲击杆进行修补。

可选的，所述锁定组件包括锁定块、锁定槽、调节件以及锁定件，所述锁定块固定连接在所述第一冲击钻头上，所述锁定槽开设在所述平整环上，所述锁定件活动连接在锁定块上，所述锁定件能够容置在所述锁定槽内，所述调节件活动连接在所述锁定块上，以调节所述锁定件的位置。

通过采用上述技术方案，锁定组件的设置，使得当第一冲击钻头还在冲击钻探的时候，平整机构能够被稳定锁定在第一冲击钻头内，当第一冲击钻头探测到不平整的下层岩土时，能够快速解除对平整机构的锁定。

可选的，所述锁定块内还设置有传动组件，所述传动组件包括第一齿轮、第二齿轮以及齿条，所述第一齿轮与所述调节件同轴设置，所述第二齿轮转动连接在所述锁定块内，所述齿条固定连接在所述锁定件上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮上还设置有与所述第二齿轮同轴设置的连接齿轮，所述连接齿轮与所述齿条啮合。

通过采用上述技术方案，传动组件的设置，更加便于工作人员对锁定组件进行精确调节。

可选的，所述吸附件为磁铁。

通过采用上述技术方案，使得当平整环下降后，吸附件能够快速转向吸附在冲击杆上，以便雷管进入到第一冲击孔的范围内。

可选的，所述平整环上还设置有复位杆，所述复位杆的一端固定连接在所述平整环上，所述复位杆的另一端向着冲击钻机的方向穿出所述第一冲击钻头。

通过采用上述技术方案，复位杆的设置，使得当精准爆破完毕后，工作人员抬升复位杆即可实现平整组件的抬升，将平整组件抬升好后，使用锁定组件将平整组件再次锁定好即可，以便第一冲击钻头在下一桩位进行使用。

可选的，所述雷管为远程爆破雷管。

通过采用上述技术方案，有效地保障了现场工作人员的作业安全的同时能够有效地对下层岩土倾斜的部位进行爆破平整。

第二方面，本申请还提供一种穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔方法，用于本申请的穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备，包括以下步骤：

S1、提供旋挖钻机、旋挖钻头，工作人员使用旋挖钻头对上层软土进行旋挖，以形成旋挖孔；

S2、提供钢管套筒、提供吊装器械，所述S1旋挖一段深度后，工作人员使用吊装器械，将钢管套筒吊装入旋挖孔内，继续使用旋挖钻头向下旋挖，当工作人员观察到旋挖钻头难以继续向下旋挖时，或旋挖钻头出现倾斜的情况，立即停止旋挖；

S3、提供冲击钻机、第一冲击钻头、第二冲击钻头，第一冲击钻头上设置有冲击杆、平整机构，工作人员通过冲击杆来判断下层岩土是否存在倾斜的情况；

S4、所述S3中判断下层岩土存在倾斜情况时，使用平整机构对下层岩土进行平整，然后再使用第二冲击钻头进行钻探，直至钻探至设计的持力层深度；

S5、所述S3中判断下层岩土不存在倾斜情况时，使用第二冲击钻头进行钻探，直至钻探至设计的持力层深度。

通过采用上述技术方案，S1、S2、S3、S4、S5,这五个步骤的设置，能够在对上软下硬岩层工况下施工遇到下层岩土斜坡时，有效地对倾斜的坡面进行精准定位处理，有效地减小了在成孔过程中发生钻头倾斜的情况发生，有效地结合了旋挖施工和冲孔施工是的优点，进而有效地解决了在超越软土的超长灌注桩施工过程中遇到斜坡岩层时施工难度大的问题，本申请一定程度上解决了相关技术中桩基施工的过程中，遇到上层软土，下层倾斜的岩土坡时，导致钻杆倾斜，从而导致桩孔倾斜，严重影响桩基的垂直度，进而影响桩基的安全的问题。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.将本申请的成孔设备设置成旋挖钻头、钢管套筒、第一冲击钻头和第二冲击钻头的组合，能够有效地结合旋挖施工与冲孔施工的优点来对上软下硬地基进行有效地成孔施工，从而便于灌注桩的灌注，能够有效地保障整个桩孔的垂直度，本申请一定程度上解决了相关技术中桩基施工的过程中，遇到上层软土，下层倾斜的岩土坡时，导致钻杆倾斜，从而导致桩孔倾斜，严重影响桩基的垂直度，进而影响桩基的安全的问题；

2.冲击杆上压力传感的设置以及平整机构的设置，能够当第一冲击钻头遇到倾斜的下层岩土时进行精准的判断和精准的整平处理，从而有效地保障了整个灌注桩的桩孔的垂直度，进而保障了灌注桩的桩基质量；

3.S1、S2、S3、S4、S5五个步骤来指导施工，能够在对上软下硬岩层工况下施工遇到下层岩土斜坡时，有效地对倾斜的坡面进行精准定位处理，有效地减小了在成孔过程中发生钻头倾斜的情况发生，进而保障了桩基的施工安全。

附图说明

图1是本申请实施例穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备中旋挖钻头的结构示意图。

图2是本申请实施例穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备中第一冲击机钻头的结构示意图。

图3是本申请实施例穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备中第二冲击机钻头的结构示意图。

图4是图2中第一冲击钻头内平整机构解锁后的结构示意图。

图5是图4的另一视角的结构示意图。

图6是本申请实施例穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备中平整机构被锁定组件锁定时的结构示意图。

图7是图6中隐藏了锁定块后的结构示意图。

图8是图7中A区域的放大图。

附图标记说明：

1、旋挖钻头；2、第一冲击钻头；3、第二冲击钻头；4、冲击杆；5、平整机构；51、平整环；52、安装座；53、吸附件；54、雷管；6、锁定组件；61、锁定块；62、锁定槽；63、调节件；64、锁定件；7、传动组件；71、第一齿轮；72、第二齿轮；73、齿条；74、连接齿轮；8、复位杆。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备及方法。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，本申请中，旋挖钻机、冲击钻机等如何选择，如何与本申请中的钻头进行连接，都是需要根据不同的工程规模来进行选择的，这对于本领域技术人员而言，都是较为常知的，因此本申请中不对所采用的旋挖钻机、冲击钻机等具体型号以及设置方法做过多的赘述。

第一方面，本申请提供穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备：

参照图1、图2和图3，穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备包括旋挖钻头1、旋挖钻机、钢管套筒、冲击钻机、第一冲击钻头2以及第二冲击钻头3，旋挖钻头1能够在旋挖钻机的驱动下对上层软土进行旋挖成孔，当旋挖到下层岩土时，旋挖钻头1难以继续旋挖成孔，使用第一冲击钻头2来判断并解决下层岩土是否存在斜坡，如若不存在斜坡，则使用第二冲击钻头3继续下钻成孔，如若存在斜坡则继续使用第一冲击钻头2进行处理，直至斜坡被平整后再使用第二冲击钻头3继续下钻成孔，直至达到持力层深度满足设计要求。

本申请实施例中，旋挖钻头1转动连接在旋挖钻机上，旋挖钻头1用于对上层软土进行旋挖，以形成旋挖孔。旋挖钻头1钻孔一段时间后，由于软土通常容易塌陷，为了保证桩孔的稳定，将钢管套筒设置在旋挖孔处，以对旋挖孔进行支撑。需要注意的是，本申请实施例附图中未对钢管套筒套筒做出具体展示。

这里需要注意的是，旋挖钻头1的施工并不是旋挖一段后就停止施工了，而是在设置好钢管套筒后还需要继续对上层软土进行旋挖，直至旋挖到下层岩土处难以继续旋挖。还需要注意的是，关于上层软土的深度，虽然根据地勘设计资料，是能够估算软土的深度的，但是实际工程中，不同的钻点是有误差的，因此还是需要根据实际的钻孔过程中做出判断和调整。

本申请实施例中，第一冲击钻头2转动连接在冲击钻机上，第一冲击钻头2用于对下层岩土进行冲击，以形成第一冲击孔。第一冲击钻头2是在旋挖钻头1难以继续旋挖后才进行使用的。

参照图4和图5，具体的，第一冲击钻头2上设置连接有冲击杆4，冲击杆4与第一冲击钻头2连接处设置有压力传感器，冲击杆4设置有多个，多个冲击杆4沿第一冲击钻头2远离冲击钻机的一端均匀分布，压力传感器设置有多个，多个压力传感器与多个冲击杆4一一对应。本申请实施例中，所采用的压力传感器是无线压力传感器，其与传感器数据接收端蓝牙连接，本申请实施例附图中不对压力传感器的具体位置做出展示。

使用第一冲击钻头2时，如果下方岩层是平整的，则每一个压力传感器都显示有压力，如果下方岩层是倾斜的坡面，则只有一部分压力传感器有压力显示，冲击杆4的多个以及压力传感器的多个设置，使得工作人员能够更好地判断是哪一区域的下层岩土的标高较高，进而便于后期进行精准处理。

参照图5和图6，具体的，关于如何对不平整的区域进行处理，第一冲击钻头2内还滑动连接有平整机构5，平整机构5包括平整环51、安装座52、吸附件53以及雷管54，平整环51滑动连接在第一冲击钻头2内，平整环51与第一冲击钻头2间设置有锁定组件6，安装座52与平整环51固定连接，安装座52上转动连接有铰接座，吸附件53能够与铰接座卡接，雷管54与吸附件53卡接，吸附件53能够吸附在冲击杆4上。这里需要注意的是，本申请的第一冲击钻头2是呈中空状设置的，从而使得平整机构5能够设置在第一冲击钻头2内，与此同时，也便于现场工作人员对平整机构5进行操作。

具体的，雷管54为远程爆破雷管54。

有效地保障了现场工作人员的作业安全的同时能够有效地对下层岩土倾斜的部位进行爆破平整。

还需要说明的是，对于工程用的雷管54、炸药，是需要经过相关部门批准才可使用，且需要专门的操作人员来对雷管54炸药进行操作。

将平整机构5设置成平整环51、安装座52、吸附件53以及雷管54的组合，使得当第一冲击钻头2检测到下层岩土标高较高的区域时，工作人员将该区域范围内的吸附件53安装好雷管54，接着调节平整环51，同时抬升第一冲击钻头2，下降的平整环51能够带动雷管54精准地落入到第一冲击孔的范围内，进而实现精准的定位爆破，有效地处理了下层岩土为倾斜坡面的问题。需要注意的是，本申请中雷管爆破后，通常而言是不会对冲击杆造成损坏的，因为冲击杆采用的高强度的合成钢锻造而成，即使损坏了冲击杆，但是本申请要解决的问题是对下层岩土倾斜的岩层进行成孔爆破，且每次爆破前都是要对雷管进行安装的，安装雷管的同时，如果发现冲击杆损坏，可以对冲击杆进行修补。

进一步的，冲击杆4远离冲击钻机的一端的直径大于冲击杆4靠近冲击钻机的一端的直径。

这种设置，其一便于第一冲击钻头2冲击成孔，其二更加便于后期对第一冲击孔进行精准定位，也即雷管54后面会进入的范围在第一冲击孔内。

进一步的，本申请实施例中吸附件53为磁铁，能够与冲击杆4相互吸附。

使得当平整环51下降后，吸附件53能够快速转向吸附在冲击杆4上，以便雷管54进入到第一冲击孔的范围内。

参照图6和图7，本申请实施例中，锁定组件6包括锁定块61、锁定槽62、调节件63以及锁定件64，锁定块61固定连接在第一冲击钻头2上，锁定槽62开设在平整环51上，锁定件64活动连接在锁定块61上，锁定件64能够容置在锁定槽62内，调节件63活动连接在锁定块61上，以调节锁定件64的位置。

锁定组件6的设置，使得当第一冲击钻头2还在冲击钻探的时候，平整机构5能够被稳定锁定在第一冲击钻头2内，当第一冲击钻头2探测到不平整的下层岩土时，能够快速解除对平整机构5的锁定。

参照图8，为了更加便于工作人员对平整组件进行调节，锁定块61内还设置有传动组件7，传动组件7包括第一齿轮71、第二齿轮72以及齿条73，第一齿轮71与调节件63同轴设置，第二齿轮72转动连接在锁定块61内，齿条73固定连接在锁定件64上，第一齿轮71与第二齿轮72啮合，第二齿轮72上还设置有与第二齿轮72同轴设置的连接齿轮74，连接齿轮74与齿条73啮合。具体的，本申请的第一齿轮71为伞齿轮，第二齿轮72也为伞齿轮。本申请实施例中，齿条73设置有两根，两根齿条73均能够在连接齿轮74的转动下移动，且两根齿条73均能够穿出锁定块61，并伸入锁定槽62。在其他实施例中，也能够将齿条73设置为大于两根的多根，也是本申请较佳的实施例，只是需要相应的对连接齿轮74的数量进行增加。

参照图6和图8，具体的锁定和解锁的流程为，当要对平整组件进行锁定时，工作人员转动第一齿轮71，第一齿轮71的转动带动第二齿轮72转动，第二齿轮72转动带动与第二齿轮72同轴设置的连接齿轮74转动，连接齿轮74与齿条73啮合，进而带动齿条73滑移，滑移的齿条73能够带动锁定件64进入或者离开锁定槽62，进而实现了对平整组件的锁定和解锁，传动组件7的设置，更加便于工作人员对锁定组件6进行精确调节。

为了便于对解锁后的锁定组件6进行复位，平整环51上还设置有复位杆8，复位杆8的一端固定连接在平整环51上，复位杆8的另一端向着冲击钻机的方向穿出第一冲击钻头2。

复位杆8的设置，使得当精准爆破完毕后，工作人员抬升复位杆8即可实现平整组件的抬升，将平整组件抬升好后，使用锁定组件6将平整组件再次锁定好即可，以便第一冲击钻头2在下一桩位进行使用。

参照图2和图3，第二冲击钻头3转动连接在冲击钻机上，第二冲击钻头3用于对下层岩土进行冲击，以形成第二冲击孔，第二冲击孔的直径大于第一冲击孔的直径。

本申请实施例中，第二冲击钻头3是在第一冲击钻头2使用完毕后，桩孔的孔底依旧没有到达持力层设计标高时进行设计的，这里需要注意的是，第一冲击孔的孔径实际是远小于第二冲击孔的，而第二冲击孔的大小是与旋挖孔的大小一致的，因为后期进行灌注桩施工时需要确保桩身孔径一致。

本申请实施例一种穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备的实施原理为：将本申请的成孔设备设置成旋挖钻头1、钢管套筒、第一冲击钻头2和第二冲击钻头3的组合，使得当要对上层软土下层为倾斜岩层进行桩基施工时，首先使用旋挖钻头1对上层软土进行旋挖成孔，当旋挖至一定深度后，使用钢管套筒对旋挖好的孔洞进行支撑，接着继续使用旋挖钻头1进行旋挖，当旋挖明显受到阻碍时，则表明遇到了下层岩层，此时需要使用第一冲击钻头2进行冲击成孔，第一冲击钻头2能够对下层岩层冲击形成第一冲击孔，工作人员通过第一冲击钻头2判断下层岩层是否存在倾斜的状况，当存在时，则通过第一冲击钻头2对倾斜的岩层进行处理，处理平整后，再使用第二冲击钻头3进行进一步的冲击成孔，有效地保障了整个桩孔的垂直度。本申请一定程度上解决了相关技术中桩基施工的过程中，遇到上层软土，下层倾斜的岩土坡时，导致钻杆倾斜，从而导致桩孔倾斜，严重影响桩基的垂直度，进而影响桩基的安全的问题。

第二方面，本申请还提供一种方法，应用于本申请的穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备，包括以下步骤：

S1、提供旋挖钻机、旋挖钻头1，工作人员使用旋挖钻头1对上层软土进行旋挖，以形成旋挖孔。

S1中，关于旋挖钻头1的选择，通常有螺旋头、扁头、到片头、齿型头等，本申请实施例附图中展示的是螺旋头，实际的施工过程中，具体的旋挖钻头1的选择需要结合软土的大小来确定的。

S2、提供钢管套筒、提供吊装器械，S1旋挖一段深度后，工作人员使用吊装器械，将钢管套筒吊装入旋挖孔内，继续使用旋挖钻头1向下旋挖，当工作人员观察到旋挖钻头1难以继续向下旋挖时，或旋挖钻头1出现倾斜的情况，立即停止旋挖。

S2中需要注意的是，如果遇到的软土层的质地较差，在进行下一步施工前，还需要使用反循环清空设备来进行清空处理。

S3、提供冲击钻机、第一冲击钻头2、第二冲击钻头3，第一冲击钻头2上设置有冲击杆4、平整机构5，工作人员通过第冲击杆4来判断下层岩土是否存在倾斜的情况。

S4、S3中判断下层岩土存在倾斜情况时，使用平整机构5对下层岩土进行平整，然后再使用第二冲击钻头3进行钻探，直至钻探至设计的持力层深度。

S5、S3中判断下层岩土不存在倾斜情况时，使用第二冲击钻头3进行钻探，直至钻探至设计的持力层深度。

S3、S4、S5中，在使用第一冲击钻头2或第二冲击钻头3进行冲孔时，需要使用固定冲击钻机的固定架，以保证冲孔过程中的垂直度和稳定性。

通过采用上述技术方案，S1、S2、S3、S4、S5,这五个步骤的设置，能够在对上软下硬岩层工况下施工遇到下层岩土斜坡时，有效地对倾斜的坡面进行精准定位处理，有效地减小了在成孔过程中发生钻头倾斜的情况发生，有效地结合了旋挖施工和冲孔施工是的优点，进而有效地解决了在超越软土的超长灌注桩施工过程中遇到斜坡岩层时施工难度大的问题，本申请一定程度上解决了相关技术中桩基施工的过程中，遇到上层软土，下层倾斜的岩土坡时，导致钻杆倾斜，从而导致桩孔倾斜，严重影响桩基的垂直度，进而影响桩基的安全的问题。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备，其特征在于，包括：

旋挖钻头（1），所述旋挖钻头（1）转动连接在旋挖钻机上，所述旋挖钻头（1）用于对上层软土进行旋挖，以形成旋挖孔；

钢管套筒，所述钢管套筒设置在所述旋挖孔处，以对所述旋挖孔进行支撑；

第一冲击钻头（2），所述第一冲击钻头（2）转动连接在冲击钻机上，所述第一冲击钻头（2）用于对下层岩土进行冲击，以形成第一冲击孔；以及

第二冲击钻头（3），所述第二冲击钻头（3）转动连接在冲击钻机上，所述第二冲击钻头（3）用于对下层岩土进行冲击，以形成第二冲击孔，所述第二冲击孔的直径大于所述第一冲击孔的直径；

所述第一冲击钻头（2）上设置连接有冲击杆（4），所述冲击杆（4）与所述第一冲击钻头（2）连接处设置有压力传感器，所述冲击杆（4）设置有多个，多个所述冲击杆（4）沿所述第一冲击钻头（2）远离冲击钻机的一端均匀分布，所述压力传感器设置有多个，多个所述压力传感器与多个所述冲击杆（4）一一对应；

所述冲击杆（4）远离冲击钻机的一端的直径大于所述冲击杆（4）靠近冲击钻机的一端的直径；

所述第一冲击钻头（2）内还滑动连接有平整机构（5），所述平整机构（5）包括平整环（51）、安装座（52）、吸附件（53）以及雷管（54），所述平整环（51）滑动连接在所述第一冲击钻头（2）内，所述平整环（51）与所述第一冲击钻头（2）间设置有锁定组件（6），所述安装座（52）与所述平整环（51）固定连接，所述安装座（52）上转动连接有铰接座，所述吸附件（53）能够与所述铰接座卡接，所述雷管（54）与所述吸附件（53）卡接，所述吸附件（53）能够吸附在所述冲击杆（4）上。

2.根据权利要求1所述的穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备，其特征在于，所述锁定组件（6）包括锁定块（61）、锁定槽（62）、调节件（63）以及锁定件（64），所述锁定块（61）固定连接在所述第一冲击钻头（2）上，所述锁定槽（62）开设在所述平整环（51）上，所述锁定件（64）活动连接在锁定块（61）上，所述锁定件（64）能够容置在所述锁定槽（62）内，所述调节件（63）活动连接在所述锁定块（61）上，以调节所述锁定件（64）的位置。

3.根据权利要求2所述的穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备，其特征在于，所述锁定块（61）内还设置有传动组件（7），所述传动组件（7）包括第一齿轮（71）、第二齿轮（72）以及齿条（73），所述第一齿轮（71）与所述调节件（63）同轴设置，所述第二齿轮（72）转动连接在所述锁定块（61）内，所述齿条（73）固定连接在所述锁定件（64）上，所述第一齿轮（71）与所述第二齿轮（72）啮合，所述第二齿轮（72）上还设置有与所述第二齿轮（72）同轴设置的连接齿轮（74），所述连接齿轮（74）与所述齿条（73）啮合。

4.根据权利要求1所述的穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备，其特征在于，所述吸附件（53）为磁铁。

5.根据权利要求1所述的穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备，其特征在于，所述平整环（51）上还设置有复位杆（8），所述复位杆（8）的一端固定连接在所述平整环（51）上，所述复位杆（8）的另一端向着冲击钻机的方向穿出所述第一冲击钻头（2）。

6.根据权利要求5所述的穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备，其特征在于，所述雷管（54）为远程爆破雷管（54）。

7.一种穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔方法，应用于权利要求1-6中任意一项所述的穿越软土和下层岩土的超长灌注桩成孔设备，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提供旋挖钻机、旋挖钻头（1），工作人员使用旋挖钻头（1）对上层软土进行旋挖，以形成旋挖孔；

S2、提供钢管套筒、提供吊装器械，所述S1旋挖一段深度后，工作人员使用吊装器械，将钢管套筒吊装入旋挖孔内，继续使用旋挖钻头（1）向下旋挖，当工作人员观察到旋挖钻头（1）难以继续向下旋挖时，或旋挖钻头（1）出现倾斜的情况，立即停止旋挖；

S3、提供冲击钻机、第一冲击钻头（2）、第二冲击钻头（3），第一冲击钻头（2）上设置有冲击杆（4）、平整机构（5），工作人员通过冲击杆（4）来判断下层岩土是否存在倾斜的情况；

S4、所述S3中判断下层岩土存在倾斜情况时，使用平整机构（5）对下层岩土进行平整，然后再使用第二冲击钻头（3）进行钻探，直至钻探至设计的持力层深度；

S5、所述S3中判断下层岩土不存在倾斜情况时，使用第二冲击钻头（3）进行钻探，直至钻探至设计的持力层深度。