專利名稱：強力鉆進攪拌土內(nèi)植剛性體專用植樁機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型設(shè)計一種植樁機，尤其涉及一種“強力鉆進攪拌土內(nèi)植預制樁體嵌入硬持力層復合樁”技術(shù)的專門植樁機。
背景技術(shù)：
目前土木工程各領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最廣泛的工程樁是鉆孔灌注樁和打入或壓入預制鋼筋砼樁。而最常用的泥漿護壁鉆孔灌注樁雖具有通用性強、承載力大等優(yōu)點，但有泥漿外運處理污染環(huán)境、成本高等缺點，尤其是泥漿問題，是與城市建設(shè)的環(huán)保要求和可持續(xù)發(fā)展方向相悖。而最常見的打入或壓入預制鋼筋砼樁是擠土樁，其對周邊環(huán)境以及已建(構(gòu))筑物、道路以及地下管線的影響是限制其使用的主要因素，此外由于土層性狀較好，經(jīng)常不能按設(shè)計要求沉樁到位也是預制樁使用受限制的因數(shù)。因此找到能解決上述問題的新型工程樁意義深遠。強力鉆進攪拌土內(nèi)植預制樁體嵌入硬持力層復合樁技術(shù)正是為解決上述難題而研發(fā)的新技術(shù)，而本發(fā)明的植樁機正是為該新技術(shù)而專門研發(fā)的配套打樁設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型是一種全新的具有強力鉆進攪拌土體功能并同步植入預制樁體的一體化植樁機。這種植樁機配備了強大的鉆進和攪拌廻轉(zhuǎn)功能，可以在各種土層中進行大直徑的強力鉆進攪拌，對硬持力土層甚至基巖進行沖擊鉆進并進行攪拌，在鉆進攪拌的過程中注入水泥漿，使形成按設(shè)計要求直徑大小和深度的水泥復合土孔，然后利用植樁機的起吊、就位、振動、靜壓或錘擊功能，同步將預制樁體植入到位，待水泥土凝結(jié)后形成滿足設(shè)計承載力要求的復合工程樁。這種植樁機是“強力攪拌土內(nèi)植剛性體嵌入硬持力層復合樁”技術(shù)的配套設(shè)備。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該植樁機由鉆進攪拌系統(tǒng)和植樁系統(tǒng)兩大部分組成。植樁機的鉆進攪拌系統(tǒng)由主架、強功率的鉆進攪拌動力頭、特制的上部鉆桿和下部鉆桿、特制的帶沖擊破碎并切割基巖的基巖鉆頭、靜壓和提升功能以及空氣壓縮機和注漿機等組成。植樁機的植樁系統(tǒng)由植樁主架、起吊裝置、靜壓系統(tǒng)、振動機頭或錘擊機頭等組成。鉆進攪拌系統(tǒng)和植樁系統(tǒng)共用一個植樁基礎(chǔ)底座，形成雙主架一體化植樁機。具體成樁中，先用鉆進攪拌系統(tǒng)進行強力鉆進攪拌作業(yè)，緊接著進行植樁系統(tǒng)的起吊、定位、植入樁操作，待水泥土凝結(jié)形成達到設(shè)計承載力要求的復合工程樁。本植樁機的關(guān)鍵是強力攪拌鉆進系統(tǒng)。解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是配備如下裝置:1、具備強大功率的鉆進攪拌動力頭2、足夠強度的鉆桿和連接鉆桿的龍頭3、帶由壓縮空氣驅(qū)動的沖擊破碎和鉆進基巖的鉆頭4、下部帶連續(xù)螺旋提升和攪拌碎石屑的螺旋葉片的鉆桿5、上部帶大直徑的切削鉆頭、葉片和間隔式螺旋提升攪拌鉆桿等組成。[0009]據(jù)此可對常規(guī)的土層同步進行上部大直徑土體的鉆進攪拌，而下部鉆進攪拌進入硬持力層或基巖層達設(shè)計要求。具體可按設(shè)計要求對土層進行強力鉆進攪拌，同步注入水泥漿和壓縮空氣，使土層形成流動狀的水泥漿土，然后利用植樁機的植樁系統(tǒng)植入剛性體，凝結(jié)后形成復合工程樁。本實用新型強力鉆進攪拌土內(nèi)植剛性體專用植樁機，具體配置可以如下:包括步行機構(gòu)，位于步行機構(gòu)上方的底盤，底盤上方的操作室、植樁系統(tǒng)和鉆進攪拌系統(tǒng)，所述的鉆進攪拌系統(tǒng)包括主架、與主架配合的后撐、帶卷揚機的天車、通過卷揚機與天車連接的鉆進攪拌動力頭、內(nèi)含至少兩個通孔的鉆桿、通過鉆桿內(nèi)通孔向泥土注漿的高壓壓力注漿機和噴射壓流空氣的空氣壓縮機以及鉆頭。所述的鉆桿為上部鉆桿，安裝有間隔分布的呈螺旋狀的直徑D2的攪拌葉片，下端通過接頭依次連接有直徑Dl的葉片和具有切削鉆進功能的直徑dl的切削鉆頭。所述的鉆桿為下部鉆桿，安裝有連續(xù)分布的直徑D3的螺旋葉片，下端通過接頭連接有具有輔助空氣沖擊功能的直徑d2的攪拌鉆頭。攪拌鉆頭能夠在硬持力層進行切削鉆進。所述的下部鉆桿下端連接有具有破碎巖石功能的，由壓縮空氣驅(qū)動的基巖鉆頭。所述的攪拌鉆頭、基巖鉆頭底部均設(shè)有噴射壓縮空氣孔，用以對輔助破碎的提升和上升空氣對上部土體的輔助提升、攪拌。所述的上、下部鉆桿可以單獨分段獨立作業(yè)或者連接組合后與鉆頭配合共同作業(yè)，用以滿足植樁機架高度、不同土層分布以及設(shè)計對預制樁的樁體植樁深度和嵌入硬持力層或基巖深度的要求。所述的上、下部鉆桿每節(jié)長度為5-15米，通過接頭相互連接達到設(shè)計要求長度；所述的接頭連接方式為螺紋連接。所述的植樁機具有可以在鉆進攪拌過程中對鉆桿進行靜力加壓功能，用以加快對硬土體的鉆進攪拌效率。所述的鉆桿上端設(shè)有與通孔相通且一一對應(yīng)的龍頭，龍頭用于連接注漿機和空氣壓縮機。本實用新型通過不同鉆桿、鉆頭以及配套設(shè)備的組合使用，使強力攪拌土內(nèi)植剛性體嵌入硬持力層復合樁的施工成為可能，同時使復合樁能夠適用于不同的土層，擴大了應(yīng)用范圍，根據(jù)不同土層選擇最佳方案，節(jié)約了造價，提高了施工效率。

圖1是本實用新型植樁機的正面示意圖；圖2是本實用新型植樁機的側(cè)面示意圖；圖3是本實用新型植樁機上部鉆桿的示意圖；圖4是本實用新型植樁機下部鉆桿的示意圖；圖5是下部鉆桿下端基巖鉆頭的示意圖；圖6是本實用新型植樁機上、下部鉆桿組合后的示意圖。
具體實施方式
[0026]如圖1-2所示，本實用新型專用植樁機由鉆進攪拌系統(tǒng)和植樁系統(tǒng)兩大部分組成，共用一個樁機底座，形成雙立柱一體化植樁機。本樁機的整體結(jié)構(gòu)采用常用的履帶式、步履式。植樁機的鉆進攪拌系統(tǒng)的主架I高度可達60M，植樁機鉆進攪拌系統(tǒng)配備的動力頭5總功率可達450KW、扭矩可達1000KN.m,最大向下加壓能力可達1200KN。如圖6所示，植樁機的鉆進攪拌系統(tǒng)的鉆桿是組合式的，分上部鉆桿6和下部鉆桿10兩部分，上、下部鉆桿采用接頭連接，上、下部鉆桿的長度尺寸、作業(yè)功能可以按具體要求進行多種調(diào)節(jié)組合，以滿足主架I高度、現(xiàn)場施工土層性質(zhì)，設(shè)計者對復合工程樁的深度和承載力的不同要求。如圖3，植樁機鉆進攪拌系統(tǒng)的上部鉆桿6在底部設(shè)有可更換的切割土體的切削鉆頭9，切削鉆頭9直徑一般在800-2000mm，適合于常規(guī)土層的鉆進。切削鉆頭9的上部安裝有攪拌土體的葉片8和間斷分布的螺旋式攪拌葉片7，其直徑與切削鉆頭9直徑相同或略小。在鉆進的過程中注入具有一定壓力的水泥漿與土體進行多層次的攪拌，而同時注入的壓縮空氣也同時起到切削、懸浮、攪拌水泥復合土的作用。如圖4-5，植樁機鉆進攪拌系統(tǒng)的下部鉆桿10上有連續(xù)分布的螺旋葉片11，在底部設(shè)有配置針對一般硬持力層土體的攪拌鉆頭12或者專對基巖層由壓縮空氣驅(qū)動的沖擊破碎用基巖鉆頭13。針對設(shè)計要求僅進入一般硬持力土層配置的攪拌鉆頭12，其直徑根據(jù)植入剛性體直徑d的大小決定。一般攪拌鉆頭12直徑d2比剛性體直徑d大100-500mm，對設(shè)計要求進入基巖時配置的基巖鉆頭13直徑比剛性體直徑d大100-200mm。植樁機鉆進攪拌系統(tǒng)在鉆桿上的鉆頭底部處設(shè)有高壓注漿出孔和噴射壓縮空氣孔15，作業(yè)中注出的水泥漿和壓縮空氣向上為上部鉆進攪拌土提供設(shè)計所需的水泥漿和輔助攪拌的空氣流。植樁機鉆進攪拌系統(tǒng)在攪拌土體工作時，根據(jù)設(shè)計的具體技術(shù)要求和對應(yīng)地層不同，高壓注漿泵輸出的水泥漿量一般為250 600升/分鐘，注漿壓力在2 5Mpa。噴射出的壓縮空氣量在6 90立方/分鐘，壓力在7 20MPa/CM2。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，上述具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范圍，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求保護范圍。
權(quán)利要求1.一種強力鉆進攪拌土內(nèi)植剛性體專用植樁機，包括步行機構(gòu)，位于步行機構(gòu)上方的底盤，底盤上方的操作室、植樁系統(tǒng)和鉆進攪拌系統(tǒng)，其特征在于:所述的鉆進攪拌系統(tǒng)包括主架(I)、與主架配合的后撐(2)、帶卷揚機(3)的天車(4)、通過卷揚機與天車連接的鉆進攪拌動力頭(5)、內(nèi)含至少兩個通孔的鉆桿、通過鉆桿內(nèi)通孔向泥土注漿的高壓壓力注漿機和噴射壓流空氣的空氣壓縮機以及鉆頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強力鉆進攪拌土內(nèi)植剛性體專用植樁機，其特征在于:所述的鉆桿為上部鉆桿￠)，安裝有間隔分布的呈螺旋狀的直徑D2的攪拌葉片(7)，下端通過接頭依次連接有直徑Dl的葉片(8)和具有切削鉆進功能的直徑dl的切削鉆頭(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強力鉆進攪拌土內(nèi)植剛性體專用植樁機，其特征在于:所述的鉆桿為下部鉆桿(10)，安裝有連續(xù)分布的直徑D3的螺旋葉片(11)，下端通過接頭連接有具有輔助空氣沖擊功能的直徑d2的攪拌鉆頭(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的強力鉆進攪拌土內(nèi)植剛性體專用植樁機，其特征在于:所述的下部鉆桿(10)下端連接有具有破碎巖石功能的，由壓縮空氣驅(qū)動的基巖鉆頭(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的強力鉆進攪拌土內(nèi)植剛性體專用植樁機，其特征在于:所述的攪拌鉆頭(12)、基巖鉆頭(13)底部均設(shè)有噴射壓縮空氣孔(15)，用以對輔助破碎的提升和上升空氣對上部土體的輔助提升、攪拌。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的強力鉆進攪拌土內(nèi)植剛性體專用植樁機，其特征在于:所述的上、下部鉆桿每節(jié)長度為5-15米，通過接頭(14)相互連接達到設(shè)計要求長度；所述的接頭連接方式為螺紋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強力鉆進攪拌土內(nèi)植剛性體專用植樁機，其特征在于:所述的鉆桿上端設(shè)有與通孔相通·且一一對應(yīng)的龍頭。
專利摘要本實用新型公開一種強力鉆進攪拌土內(nèi)植剛性體專用植樁機，包括步行機構(gòu)，位于步行機構(gòu)上方的底盤，底盤上方的操作室、植樁系統(tǒng)和鉆進攪拌系統(tǒng)，所述的鉆進攪拌系統(tǒng)包括主架、與主架配合的后撐、帶卷揚機的天車、通過卷揚機與天車連接的鉆進攪拌動力頭、內(nèi)含至少兩個通孔的鉆桿、通過鉆桿內(nèi)通孔向泥土注漿的高壓壓力注漿機和噴射壓流空氣的空氣壓縮機以及鉆頭。本實用新型通過不同鉆桿、鉆頭以及配套設(shè)備的組合使用，使強力攪拌土內(nèi)植剛性體嵌入硬持力層復合樁的施工成為可能，同時使復合樁能夠適用于不同的土層，擴大了應(yīng)用范圍，根據(jù)不同土層選擇最佳方案，節(jié)約了造價，提高了施工效率。
文檔編號E02D5/50GK203160230SQ20132000919
公開日2013年8月28日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者嚴平 申請人:杭州南聯(lián)土木工程科技有限公司, 嚴平