【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及灌注桩施工，具体的是一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备及施工方法。
技术介绍
1、在工程建设中，通常采用钻孔灌注桩作为承载基础或围护结构。然而施工场地经常存在石渣、块石、孤石、富水等复杂地质地基，现有针对复杂地质的地基进行灌注桩施工的常用施工步骤为：首先清理施工场地，再对施工场地进行钻孔；若施工场地清理困难则先开挖一定深度设置打桩平台，然后埋设冲击钻护筒，采用冲击钻引孔，引孔一定深度后，埋设护筒，继续冲击引孔，待上部石渣全部冲完挤进桩孔两侧粘土内，再更换为回旋钻钻进至设计桩底标高。
2、传统的钻孔灌注桩在施工作业时，旋挖钻机钻头无法完成钻孔灌注桩一次性成孔，需频繁更换钻机钻头，同时也难以完成较大孔径的灌注桩成孔，在很大程度上减缓了成孔效率，进而造成灌注桩成孔质量不佳，延误施工工期，增加施工成本。
3、此外钻孔灌注桩的钻孔施工过程中，由于钻孔施工会产生大量的泥土或者碎石等杂物，需要停止钻孔作业，并采用泥浆冲洗以及人工配合清理的方式对杂物进行清理，若杂物不及时清理会影响钻孔的进尺作业，上述操作方式费时费力，且严重影响钻设效率；同时在钻设过程中，钻孔会因其侧壁夹杂杂物而影响钻孔的稳定性，且钻孔侧壁容易出现上下尺寸偏差较大、钻孔侧壁不密实的情况，从而使得钻孔存在坍塌的隐患。
技术实现思路
1、本专利技术采用以下技术方案来解决上述技术问题，一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，包括施钻机、安装在施钻机上的多级钻头，所述多级钻头包括旋转钻杆、安装在旋转钻杆底部的钨钢
2、所述旋转钻杆为空心结构，旋转钻杆的内部通过防水轴承安装有注浆管，旋转钻杆的下端设置有支撑平台，注浆管的底部转动安装在支撑平台上，支撑平台上设置有多个对浆液进行传导的传导孔，旋转钻杆通过施钻机带动进行旋转，注浆管与外部的注浆泵的出液管相连接，使得旋转钻杆与注浆管发生相对转动。
3、所述扩孔环的尺寸从下到上依次增大，最上方的扩孔环内均匀安装有多个稳压组件，剩余的扩孔环内均安装有多个穿插组件，穿插组件用于对钻孔的侧壁进行刮松，便于与其上部相邻的刀架条对钻孔进行扩孔动作，稳压组件用于将钻孔进行压实。
4、优选的，所述穿插组件包括开设在扩孔环上的穿插槽，穿插槽内滑动设置有穿插杆，穿插杆位于扩孔环内的一端安装在穿插支板上，穿插支板靠近旋转钻杆的侧面安装有传动杆，传动杆滑动贯穿旋转钻杆，传动杆的中部外侧面滑动连接有归位套，归位套靠近旋转钻杆的一端固定安装在旋转钻杆外环面，传动杆位于归位套内的位置通过归位弹簧与归位套相连接，注浆管的外侧面对应传动杆的位置均匀设置有顶块。
5、优选的，最下端的扩孔环上的穿插组件设置的所述穿插槽为方形结构，该穿插槽内的穿插杆与穿插槽的结构相配合，剩余扩孔环上的穿插组件设置的穿插槽为多个并上下均匀布置，且剩余扩孔环上的穿插组件设置的穿插槽与穿插杆均为圆形结构。
6、优选的，所述穿插杆远离旋转钻杆的一端均为尖状结构，且穿插组件上多个圆形结构的穿插杆的长度从上到下依次减小。
7、优选的，最上方的所述扩孔环内均匀设置有多个搅动叶片，搅动叶片对应其转动方向的一侧向下倾斜布置。
8、优选的，所述支撑平台的下端设置为锥状结构，钨钢钻头设置在支撑平台锥状结构的侧面，传导孔包括传导主孔和传导支孔，传导主孔的上端位于注浆管内，传导主孔的下端延伸至支撑平台锥状结构的上端外侧，传导支孔的上端与传导主孔的中部下侧连通，且传导支孔的下端延伸至支撑平台锥状结构的下端并且传导支孔的下端正对钨钢钻头。
9、优选的，所述稳压组件包括设置在最上端扩孔环内的t型柱，t型柱的横向段滑动贯穿旋转钻杆，t型柱的纵向段靠近旋转钻杆的侧面通过归位弹性柱安装在旋转钻杆的侧面，t型柱的纵向段远离旋转钻杆的侧面竖直滑动连接有推压柱，最上端扩孔环的外侧面开设有弧形槽，推压柱远离旋转钻杆的一端穿过最上端的扩孔环并安装有弧形推板，弧形推板位于弧形槽内，推压柱的中部两侧滑动连接有轨迹板，轨迹板安装在最上端的扩孔环侧面，注浆管的外侧面对应t型柱横向段的一端设置有推压凸起。
10、优选的，所述轨迹板上设置有轨迹槽，轨迹槽远离旋转钻杆的一端向上倾斜布置，推压柱的侧面安装有滑动配合在轨迹槽内的导杆。
11、优选的，最上端的所述扩孔环的外环面且位于每个弧形槽的下方均设置有刮除槽，刮除槽为弧形结构，且刮除槽内沿其弧形结构均匀设置有多个弧形刮刀，弧形刮刀的上端铰接在刮除槽的上侧壁，弧形刮刀通过归位弹性件安装在刮除槽的内壁，弧形刮刀的底部为尖状结构并向外倾斜布置。
12、优选的，一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备对灌注桩的施工方法，包括如下步骤：s1：首先根据钻孔灌桩柱的设计坐标对其钻孔位置进行计算并确定，然后对泥浆循环系统的循环池、储浆池和沉淀池进行挖设。
13、s2：准备工作完成后，将施钻机开到钻孔灌注桩钻孔位置，然后在钻孔灌注桩外侧位置埋设护筒，并在护筒内灌注保护浆液，再将多级钻头上的旋转钻杆上端与施钻机的转动件进行连接，注浆管与外部的注浆泵的出液管相连接，并使得注浆泵从储浆池内吸取泥浆。
14、s3：控制施钻机带动旋转钻杆进行转动，钨钢钻头能够首先对地基进行钻孔，之后通过倾斜结构的刀架条上的切削刀头一级一级规律地扩孔，扩孔环则对钻孔进行稳孔成孔，使得钻孔灌注桩的钻孔能够一次性成孔。
15、s4：钻孔灌注桩的钻孔施工完成后，将施钻机与多级钻头从钻孔内移除，通过泵吸反循环对钻孔进行清理；之后通过吊机将预先制作的钢筋笼吊放到钻孔内，并安装灌注导管。
16、s5：通过灌注导管向钻孔内灌注混凝土，然后将钻孔内的混凝土养护成型，最后将护筒拔除并清除部分表面混浆层，进而完成钻孔灌注桩的施工作业。
17、本专利技术的有益效果在于：一、本专利技术通过施钻机带动旋转钻杆进行转动，钨钢钻头先对地基进行钻进，然后通过倾斜结构的刀架条上的切削刀头一级一级规律地扩孔，每次扩孔完成后均由扩孔环完成稳孔成孔，该工艺可一次性完成成孔，增加钻孔的施工效率，且操作方便。
18、二、本专利技术泥浆在传导主孔的中部分为两路，其中一路通过传导支孔将泥浆传导到钨钢钻头的位置，进而对钨钢钻头进行降温，同时将钻设产生的杂物扬起，另一路浆液通过弧形结构的传导主孔的下端将钻设的杂物继续向上传导，同时倾斜布置的搅动叶片能够在随扩孔环转动时将钻孔内的浆液向上传导，传导主孔的下端将钻设的杂物向上传导的同时通过搅动叶片配合，使得钻设的杂物持续向上排出，防止钻设的杂物堆积在钻孔底部影响钻设施工。
19、三、本专利技术穿插组件通过穿刺的方式将需要扩孔的位置进行预先刮散，进而便于其上方相邻的刀架条对钻孔进行扩孔，本专利技术将最下端的穿插杆设置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，包括施钻机(1)、安装在施钻机(1)上的多级钻头，所述多级钻头包括旋转钻杆(2)、安装在旋转钻杆(2)底部的钨钢钻头(3)，其特征在于，所述多级钻头还包括沿旋转钻杆(2)轴线方向均匀布置的多个扩孔环(4)，扩孔环(4)数量大于等于三，扩孔环(4)通过连接杆(41)安装在旋转钻杆(2)外环面，扩孔环(4)的底部均匀安装有刀架条(5)，刀架条(5)的底部安装在旋转钻杆(2)外环面，刀架条(5)为上端外扩的倾斜结构，刀架条(5)远离旋转钻杆(2)的侧面均匀安装有切削刀头(51)；
2.根据权利要求1所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，所述穿插组件(7)包括开设在扩孔环(4)上的穿插槽(71)，穿插槽(71)内滑动设置有穿插杆(72)，穿插杆(72)位于扩孔环(4)内的一端安装在穿插支板(73)上，穿插支板(73)靠近旋转钻杆(2)的侧面安装有传动杆(74)，传动杆(74)滑动贯穿旋转钻杆(2)，传动杆(74)的中部外侧面滑动连接有归位套(75)，归位套(75)靠近旋转钻杆(2)的一端固定安装在旋转钻杆(2)外环面，传动杆(7
3.根据权利要求2所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，最下端的扩孔环(4)上的穿插组件(7)设置的所述穿插槽(71)为方形结构，该穿插槽(71)内的穿插杆(72)与穿插槽(71)的结构相配合，剩余扩孔环(4)上的穿插组件(7)设置的穿插槽(71)为多个并上下均匀布置，且剩余扩孔环(4)上的穿插组件(7)设置的穿插槽(71)与穿插杆(72)均为圆形结构。
4.根据权利要求3所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，所述穿插杆(72)远离旋转钻杆(2)的一端均为尖状结构，且穿插组件(7)上多个圆形结构的穿插杆(72)的长度从上到下依次减小。
5.根据权利要求1所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，最上方的所述扩孔环(4)内均匀设置有多个搅动叶片(42)，搅动叶片(42)对应其转动方向的一侧向下倾斜布置。
6.根据权利要求1所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，所述支撑平台(22)的下端设置为锥状结构，钨钢钻头(3)设置在支撑平台(22)锥状结构的侧面，传导孔(23)包括传导主孔(231)和传导支孔(232)，传导主孔(231)的上端位于注浆管(21)内，传导主孔(231)的下端延伸至支撑平台(22)锥状结构的上端外侧，传导支孔(232)的上端与传导主孔(231)的中部下侧连通，且传导支孔(232)的下端延伸至支撑平台(22)锥状结构的下端并且传导支孔(232)的下端正对钨钢钻头(3)。
7.根据权利要求1所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，所述稳压组件(6)包括设置在最上端扩孔环(4)内的T型柱(61)，T型柱(61)的横向段滑动贯穿旋转钻杆(2)，T型柱(61)的纵向段靠近旋转钻杆(2)的侧面通过归位弹性柱(68)安装在旋转钻杆(2)的侧面，T型柱(61)的纵向段远离旋转钻杆(2)的侧面竖直滑动连接有推压柱(62)，最上端扩孔环(4)的外侧面开设有弧形槽(63)，推压柱(62)远离旋转钻杆(2)的一端穿过最上端的扩孔环(4)并安装有弧形推板(64)，弧形推板(64)位于弧形槽(63)内，推压柱(62)的中部两侧滑动连接有轨迹板(65)，轨迹板(65)安装在最上端的扩孔环(4)侧面，注浆管(21)的外侧面对应T型柱(61)横向段的一端设置有推压凸起(25)。
8.根据权利要求7所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，所述轨迹板(65)上设置有轨迹槽(66)，轨迹槽(66)远离旋转钻杆(2)的一端向上倾斜布置，推压柱(62)的侧面安装有滑动配合在轨迹槽(66)内的导杆(67)。
9.根据权利要求7所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，最上端的所述扩孔环(4)的外环面且位于每个弧形槽(63)的下方均设置有刮除槽(43)，刮除槽(43)为弧形结构，且刮除槽(43)内沿其弧形结构均匀设置有多个弧形刮刀(44)，弧形刮刀(44)的上端铰接在刮除槽(43)的上侧壁，弧形刮刀(44)通过归位弹性件安装在刮除槽(43)的内壁，弧形刮刀(44)的底部为尖状结构并向外倾斜布置。
10.一种复杂地质钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，采用上述权利要求1-9任一项所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备对灌注桩进行施工，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，包括施钻机(1)、安装在施钻机(1)上的多级钻头，所述多级钻头包括旋转钻杆(2)、安装在旋转钻杆(2)底部的钨钢钻头(3)，其特征在于，所述多级钻头还包括沿旋转钻杆(2)轴线方向均匀布置的多个扩孔环(4)，扩孔环(4)数量大于等于三，扩孔环(4)通过连接杆(41)安装在旋转钻杆(2)外环面，扩孔环(4)的底部均匀安装有刀架条(5)，刀架条(5)的底部安装在旋转钻杆(2)外环面，刀架条(5)为上端外扩的倾斜结构，刀架条(5)远离旋转钻杆(2)的侧面均匀安装有切削刀头(51)；
2.根据权利要求1所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，所述穿插组件(7)包括开设在扩孔环(4)上的穿插槽(71)，穿插槽(71)内滑动设置有穿插杆(72)，穿插杆(72)位于扩孔环(4)内的一端安装在穿插支板(73)上，穿插支板(73)靠近旋转钻杆(2)的侧面安装有传动杆(74)，传动杆(74)滑动贯穿旋转钻杆(2)，传动杆(74)的中部外侧面滑动连接有归位套(75)，归位套(75)靠近旋转钻杆(2)的一端固定安装在旋转钻杆(2)外环面，传动杆(74)位于归位套(75)内的位置通过归位弹簧(76)与归位套(75)相连接，注浆管(21)的外侧面对应传动杆(74)的位置均匀设置有顶块(24)。
3.根据权利要求2所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，最下端的扩孔环(4)上的穿插组件(7)设置的所述穿插槽(71)为方形结构，该穿插槽(71)内的穿插杆(72)与穿插槽(71)的结构相配合，剩余扩孔环(4)上的穿插组件(7)设置的穿插槽(71)为多个并上下均匀布置，且剩余扩孔环(4)上的穿插组件(7)设置的穿插槽(71)与穿插杆(72)均为圆形结构。
4.根据权利要求3所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，所述穿插杆(72)远离旋转钻杆(2)的一端均为尖状结构，且穿插组件(7)上多个圆形结构的穿插杆(72)的长度从上到下依次减小。
5.根据权利要求1所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工设备，其特征在于，最上方的所述扩孔环(4)内均匀设置有多个搅动叶片(42)，搅动叶片(42)对应其转动方向的一侧向下倾斜布置。
6.根据权利要求1所述的一种复杂地质钻孔灌注桩施工...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐世安，侯田汉，赵长海，邱东帅，张平，许加明，陈学礼，谷晓亮，刘尔东，
申请(专利权)人：安徽水利开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。