本發(fā)明涉及建筑工程領域，具體是建筑樁基施工技術領域，尤其涉及一種建筑樁基施工用長螺旋鉆機。

背景技術：

經(jīng)濟迅猛發(fā)展給建筑工程技術帶來一定的壓力。尤其是對于城市的高層建筑在高度與數(shù)量上與日俱增，不僅需要建筑人員提高相關技術和水平，更對施工設備的要求越來越高。為了提高地基承載力，地基處理中擠密樁施工工藝的引入得到了建筑師越來越多的關注和認可。根據(jù)成孔方法，可以分為振動沉管、錘擊沉管、沖擊或鉆孔等幾類。根據(jù)填料不同分為灰土擠密樁和土擠密樁。其中使用長螺旋鉆機鉆孔配合夯機等施工機具技術操作簡便，施工速度快，成樁質(zhì)量好，而且具有成本低，噪音小的優(yōu)點，使得長螺旋鉆機得到了廣泛使用。

長螺旋鉆機是完成灌注樁施工的機械設備，包括底盤組件，底盤組件具有行走機構和回轉(zhuǎn)工作臺，回轉(zhuǎn)工作臺上設有鉆塔、駕駛室和起架裝置等，鉆塔通過吊繩和動滑輪裝置吊裝有動力頭，動滑輪裝置包括輪架和安裝在輪架上的動滑輪，吊繩繞過動滑輪。動力頭用于沿塔身上下運動；動力頭安裝有長螺旋鉆桿。鉆孔時，動力頭帶動長螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)并在鉆具自身重量的作用下不斷下降，實現(xiàn)鉆孔作業(yè)。

雖然長螺旋鉆機在建筑工程上應用的越來越多，但在建筑工程灰土擠密樁施工過程中，使用長螺旋鉆機成孔后，鏟車灌注灰土，再使用強夯打樁夯實機進行夯實，對夯實機要求高擴徑效果差，且多次填料循環(huán)步驟，造成了多種機械交叉作業(yè)，降低了施工效率，僅在施工過程中完成成孔降低了機械利用率，增加了施工成本，因而長螺旋鉆機在灰土擠密樁上利用率較低。

目前在施工中并沒有有效的提高施工效率和成樁質(zhì)量、減少施工機具的方法；降低對施工機具的高要求，只能通過多種機械交叉作業(yè)滿足施工要求，降低了施工機具的利用率，最終限制了長螺旋鉆機的使用范圍。同時擠密樁在我國使用廣泛，如果能解決長螺旋鉆機在擠密樁上利用率低的困難，不僅突破了技術難題，優(yōu)化了施工工藝，也使長螺旋鉆機在施工中突破施工工藝的限制，獲得更廣泛的應用與發(fā)展。

因此，如何提供一種長螺旋鉆機，實現(xiàn)同時鉆孔和夯實一體，就成為了本領域內(nèi)技術人員所亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種長螺旋鉆機，成孔并灌注灰土后無須更換夯實機即可進行夯實作業(yè)，大幅降低設備成本并提高施工效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的鉆進和夯實一體的長螺旋鉆機包括底盤組件，底盤組件具有行走機構和回轉(zhuǎn)工作臺，回轉(zhuǎn)工作臺上設有鉆塔和駕駛室，鉆塔通過吊繩和動滑輪裝置吊裝有動力頭，動力頭用于沿塔身上下運動，動力頭向下安裝有長螺旋鉆桿；

長螺旋鉆桿的頂部通過旋轉(zhuǎn)密封接頭連接有導氣管，導氣管連接有氣泵；動力頭向下安裝有固定架，固定架安裝與旋轉(zhuǎn)密封接頭的固定部分相連接；

長螺旋鉆桿下部設有安裝腔，安裝腔內(nèi)固定安裝有電動推桿，電動推桿的伸出桿向下連接有氣錘；長螺旋鉆桿內(nèi)部沿上下方向設有導氣孔，導氣孔上端通過旋轉(zhuǎn)密封接頭與導氣管相連通，導氣孔下端通過軟管與氣錘相連接；

安裝腔底端的長螺旋鉆桿沿周向均勻鉸接有若干鉆頭架；

電動推桿的伸出桿處于收回狀態(tài)下氣錘底端高于各鉆頭架且各鉆頭架圍成尖端朝下的錐形從而形成鉆頭；

電動推桿的伸出桿處于伸出狀態(tài)下氣錘向下?lián)伍_各鉆頭架并低于各鉆頭架，此時氣錘用于夯實作業(yè)；

旋轉(zhuǎn)密封接頭處的長螺旋鉆桿上設有電刷裝置，電動推桿的連接線路通過電刷裝置引出長螺旋鉆桿并與駕駛室內(nèi)的電控裝置相連接。

氣錘底端向下凸起形成半球形的夯實部。

鉆頭架上設有橫桿，橫桿與鉆頭架鉸接點之間連接有復位彈簧，復位彈簧用于促使鉆頭架在氣錘向上收回后復位。

本發(fā)明還公開了使用上述的鉆進和夯實一體的長螺旋鉆機進行的鉆進夯實方法，按以下步驟進行：

第一步驟是鉆進；

本步驟中，電動推桿的伸出桿處于收回狀態(tài)；工作人員啟動鉆機帶動長螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)進行鉆孔至預定深度；

第二步驟是孔內(nèi)注灰土；

工作人員操縱鉆機提鉆（將長螺旋鉆桿提出鉆孔），然后使用鏟車向鉆孔中灌注灰土；

第三步驟是夯實；

工作人員操縱鉆機落鉆，使長螺旋鉆桿進入鉆孔，并通過電控裝置控制電動推桿的伸出桿向下伸出，使氣錘向下接觸灌注的灰土，工作人員通過氣泵啟動氣錘夯實鉆孔內(nèi)灌注的灰土。

本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：

本發(fā)明結構簡單，提高施工效率、確保成樁質(zhì)量，降低施工設備成本和時間成本，必將使長螺旋鉆機得到更廣泛的使用。

使用本發(fā)明，不再需要夯實機交叉作業(yè)，因而節(jié)約了來回移動大型設備的時間，大幅提高了施工效率；由于不再需要使用夯實機，施工的設備成本明顯降低。

夯實部呈半球形，在與擊打面初始接觸時接觸面積小，壓強大，更有利于夯實；夯實部落在擊打面上、擊打面下陷夯實的過程中，半球形的夯實部與擊打面的接觸面積迅速擴大，避免夯實擊打面變?yōu)榇倘霌舸蛎?，使擊打力更多的表現(xiàn)為向下夯實的力，防止刺入夯實面造成向兩側(cè)排擠被夯實物、從而達不到向下夯實效果。

本發(fā)明通過改進長螺旋鉆機，使其在施工中，既能滿足成孔，又能進行夯實，提高了施工擠密樁時的施工效率，同時充分利用氣錘的良好夯實效果降低了對強夯打樁夯實機的要求，提高了施工質(zhì)量。不僅避免了多種機械的交叉作業(yè)，也提高了施工機具的利用率，使得長螺旋鉆機的施工范圍更加廣泛。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是電動推桿的伸出桿收回狀態(tài)下本發(fā)明氣錘和鉆頭架處的放大示意圖；

圖3是電動推桿的伸出桿收回狀態(tài)下本發(fā)明氣錘和鉆頭架處的放大示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，本發(fā)明的鉆進和夯實一體的長螺旋鉆機是完成灌注樁施工的機械設備，包括底盤組件，底盤組件具有行走機構和回轉(zhuǎn)工作臺，回轉(zhuǎn)工作臺上設有鉆塔和駕駛室，鉆塔通過吊繩和動滑輪裝置吊裝有動力頭1，動力頭1用于沿塔身上下運動，動力頭1向下安裝有長螺旋鉆桿2；

長螺旋鉆桿2的頂部通過旋轉(zhuǎn)密封接頭3連接有導氣管4，導氣管4連接有氣泵5；動力頭1向下安裝有固定架6，固定架6安裝與旋轉(zhuǎn)密封接頭3的固定部分相連接；

長螺旋鉆桿2下部設有安裝腔7，安裝腔7內(nèi)固定安裝有電動推桿8，電動推桿8的伸出桿11向下連接有氣錘9；長螺旋鉆桿2內(nèi)部沿上下方向設有導氣孔12，導氣孔12上端通過旋轉(zhuǎn)密封接頭3與導氣管4相連通，導氣孔12下端通過軟管16與氣錘9相連接；

安裝腔7底端的長螺旋鉆桿2沿周向均勻鉸接有若干鉆頭架10；

電動推桿8的伸出桿11處于收回狀態(tài)下氣錘9底端高于各鉆頭架10且各鉆頭架10圍成尖端朝下的錐形從而形成鉆頭；各鉆頭架10圍成的錐形，可以是框架結構，各鉆頭架10的下部均設有沿圍成的圓錐母線設置的用于鉆進的斜筋；也可以是圍成圓錐面，此時各鉆頭架10的下部均呈錐瓦狀，各鉆頭架10的錐瓦部分圍成圓錐面，且圍成的圓錐面上設有螺旋筋。

電動推桿8的伸出桿11處于伸出狀態(tài)下氣錘9向下?lián)伍_各鉆頭架10并低于各鉆頭架10，此時氣錘9用于夯實作業(yè)；電動推桿8的伸出桿11伸出時，鉆頭架10張開并將其所在的鉆孔部位局部撐大或者插入土中。

旋轉(zhuǎn)密封接頭3處的長螺旋鉆桿2上設有電刷裝置，電動推桿8的連接線路通過電刷裝置引出長螺旋鉆桿2并與駕駛室內(nèi)的電控裝置相連接。

電刷裝置是旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間導電的的常規(guī)裝置，在本發(fā)明公開可以用于長螺旋鉆桿2的啟示下，本領域技術人員有能力利用電學領域的現(xiàn)有技術電刷來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導電連接的功能。

圖未示。本發(fā)明中，氣錘9隨長螺旋鉆桿2一體旋轉(zhuǎn)。由于底盤組件、行走機構、回轉(zhuǎn)工作臺鉆塔和駕駛室以及電控裝置均為現(xiàn)有常規(guī)技術，本發(fā)明未作改進，因而本發(fā)明的附圖未示出上述與本發(fā)明創(chuàng)新點無關的結構。長螺旋鉆桿2上的螺旋也是常規(guī)技術，圖未示。

氣錘9底端向下凸起形成半球形的夯實部13。

夯實部13呈半球形，在與擊打面初始接觸時接觸面積小，壓強大，更有利于夯實；夯實部13落在擊打面上、擊打面下陷夯實的過程中，半球形的夯實部13與擊打面的接觸面積迅速擴大，避免夯實擊打面變?yōu)榇倘霌舸蛎?，使擊打力更多的表現(xiàn)為向下夯實的力，防止刺入夯實面造成向兩側(cè)排擠被夯實物、從而達不到向下夯實效果。

鉆頭架10上設有橫桿14，橫桿14與鉆頭架10鉸接點之間連接有復位彈簧15，復位彈簧15用于促使鉆頭架10在氣錘9向上收回后復位。

本發(fā)明還公開了使用上述鉆進和夯實一體的長螺旋鉆機進行的鉆進夯實方法，按以下步驟進行：

第一步驟是鉆進；

本步驟中，電動推桿8的伸出桿11處于收回狀態(tài)；工作人員啟動鉆機帶動長螺旋鉆桿2旋轉(zhuǎn)進行鉆孔至預定深度；

第二步驟是孔內(nèi)注灰土；

工作人員操縱鉆機提鉆（將長螺旋鉆桿2提出鉆孔），然后使用鏟車向鉆孔中灌注灰土；

第三步驟是夯實；

工作人員操縱鉆機落鉆，使長螺旋鉆桿2進入鉆孔，并通過電控裝置控制電動推桿8的伸出桿11向下伸出，使氣錘9向下接觸灌注的灰土，工作人員通過氣泵5啟動氣錘9夯實鉆孔內(nèi)灌注的灰土。實施過程中，不需要使用夯實機交叉作業(yè)，施工效率較高。

以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。

技術特征：

1.鉆進和夯實一體的長螺旋鉆機，包括底盤組件，底盤組件具有行走機構和回轉(zhuǎn)工作臺，回轉(zhuǎn)工作臺上設有鉆塔和駕駛室，鉆塔通過吊繩和動滑輪裝置吊裝有動力頭，動力頭用于沿塔身上下運動，動力頭向下安裝有長螺旋鉆桿；其特征在于：

長螺旋鉆桿的頂部通過旋轉(zhuǎn)密封接頭連接有導氣管，導氣管連接有氣泵；動力頭向下安裝有固定架，固定架安裝與旋轉(zhuǎn)密封接頭的固定部分相連接；

長螺旋鉆桿下部設有安裝腔，安裝腔內(nèi)固定安裝有電動推桿，電動推桿的伸出桿向下連接有氣錘；長螺旋鉆桿內(nèi)部沿上下方向設有導氣孔，導氣孔上端通過旋轉(zhuǎn)密封接頭與導氣管相連通，導氣孔下端通過軟管與氣錘相連接；

安裝腔底端的長螺旋鉆桿沿周向均勻鉸接有若干鉆頭架；

電動推桿的伸出桿處于收回狀態(tài)下氣錘底端高于各鉆頭架且各鉆頭架圍成尖端朝下的錐形從而形成鉆頭；

電動推桿的伸出桿處于伸出狀態(tài)下氣錘向下?lián)伍_各鉆頭架并低于各鉆頭架，此時氣錘用于夯實作業(yè)；

旋轉(zhuǎn)密封接頭處的長螺旋鉆桿上設有電刷裝置，電動推桿的連接線路通過電刷裝置引出長螺旋鉆桿并與駕駛室內(nèi)的電控裝置相連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的鉆進和夯實一體的長螺旋鉆機，其特征在于：氣錘底端向下凸起形成半球形的夯實部。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的鉆進和夯實一體的長螺旋鉆機，其特征在于：鉆頭架上設有橫桿，橫桿與鉆頭架鉸接點之間連接有復位彈簧，復位彈簧用于促使鉆頭架在氣錘向上收回后復位。

4.使用權利要求3所述的鉆進和夯實一體的長螺旋鉆機進行的鉆進夯實方法，其特征在于按以下步驟進行：

第一步驟是鉆進；

本步驟中，電動推桿的伸出桿處于收回狀態(tài)；工作人員啟動鉆機帶動長螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)進行鉆孔至預定深度；

第二步驟是孔內(nèi)注灰土；

工作人員操縱鉆機提鉆（將長螺旋鉆桿提出鉆孔），然后使用鏟車向鉆孔中灌注灰土；

第三步驟是夯實；

工作人員操縱鉆機落鉆，使長螺旋鉆桿進入鉆孔，并通過電控裝置控制電動推桿的伸出桿向下伸出，使氣錘向下接觸灌注的灰土，工作人員通過氣泵啟動氣錘夯實鉆孔內(nèi)灌注的灰土。

技術總結

本發(fā)明公開了一種長螺旋鉆機，長螺旋鉆桿的頂部通過旋轉(zhuǎn)密封接頭連接有導氣管，導氣管連接有氣泵；長螺旋鉆桿下部安裝有電動推桿，電動推桿的伸出桿向下連接有氣錘；長螺旋鉆桿內(nèi)部沿上下方向設有導氣孔，導氣孔上端通過旋轉(zhuǎn)密封接頭與導氣管相連通，導氣孔下端通過軟管與氣錘相連接；安裝腔底端的長螺旋鉆桿沿周向均勻鉸接有若干鉆頭架；旋轉(zhuǎn)密封接頭處的長螺旋鉆桿上設有電刷裝置，電動推桿的連接線路通過電刷裝置引出長螺旋鉆桿并與駕駛室內(nèi)的電控裝置相連接。使用本發(fā)明，不再需多種機械設備交叉作業(yè)，因而節(jié)約了來回移動大型設備的時間，大幅提高了施工效率；由于不再需要使用夯實機，施工的設備成本明顯降低。

技術研發(fā)人員：賀偉娟;李佩奇;李亮亮;李俊;賀兆陽;婁喜戰(zhàn);張凱;暢玉朋;李一;時亞軍

受保護的技術使用者：河南云平環(huán)?？萍加邢薰?br />
技術研發(fā)日：2021.05.06

技術公布日：2021.07.23