一种具有压灌功能的引孔式静力压桩机的制作方法

1.本实用新型涉及桩基础施工设备技术领域，特别涉及一种具有压灌功能的引孔式静力压桩机。


背景技术：

2.phc管桩(预应力高强度混凝土管桩)具有强度高，施工方便快捷，单桩承载力高等特点，是高层建筑物中常见的一种桩基础，对场地土层在桩长范围内为黄土粉状土、粉土、含砾粉土、粉土和粉质黏土地基承载力有显著提高。
3.引孔式静力压桩机是一种让引孔作业与压桩作业同步进行、使预制桩穿过砂层进入可靠的持力层的引孔式静压桩机，存在以下问题：当预制桩需要贯穿沙层地质夹层(黏性土、粉土、砂土、粒径不大于60毫米厚度不大于5米的卵石层(卵石含量不大于30％))时，容易导致滞桩、偏桩或断桩，达不到施工质量的要求，影响施工效率；对持力层处于卵石层的地区，管桩有效桩长较深或地下处于孤石，过大压力(加持力)容易造成管桩倾斜甚至断桩，沉桩挤土造成水平位移而断裂；这些因素都制约着预制桩的推广使用。
4.因此，如何能够提供一种解决上述技术问题的具有压灌功能的引孔式静力压桩机是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种具有压灌功能的引孔式静力压桩机，在同一机器上实现压桩作业、引孔作业和压灌作业，能减小有效桩长，同时环保节材、降低噪音、加快工期。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种具有压灌功能的引孔式静力压桩机，包括静力压桩机以及设置于所述静力压桩机的引孔装置，所述引孔装置具有钻杆，所述钻杆的内部设有导流管。
7.优选地，所述导流管包括用于干喷素水泥的干粉导流管和用于湿喷混凝土的湿浆导流管。
8.优选地，所述钻杆由多段杆节以及钻杆头组成，所述导流管贯通于全部所述杆节和所述钻杆头。
9.优选地，所述杆节包括光杆节以及外部设置有螺旋叶片的螺旋钻杆节，所述光杆节、所述螺旋钻杆节和所述钻杆头依次相接组成。
10.优选地，所述杆节与所述杆节之间、所述杆节与所述钻杆头之间设有用于相接的接头，所述接头通过销轴轴向固定。
11.优选地，所述接头为六方接头；所述光杆节设有光杆外六方接头，所述钻杆头设有钻杆头内六方接头，所述螺旋钻杆节设有与所述光杆外六方接头连接的钻杆内六方接头以及与所述钻杆头内六方接头连接的钻杆外六方接头。
12.优选地，所述导流管位于所述钻杆头内的部分为钻杆头导流管，所述钻杆头设有
封闭所述钻杆头导流管的末端且用于受所述钻杆头导流管作用被冲开的盖板。
13.优选地，所述钻杆的内部设有支撑板，所述支撑板用于支撑固定所述导流管。
14.优选地，所述钻杆包括杆筒，所述支撑板为固定于所述杆筒内部的圆形板，所述圆形板等间距布置，所述圆形板的中心设有支撑所述导流管的固定孔。
15.优选地，所述引孔装置还包括固定于所述静力压桩机的引孔架、固定于所述引孔架的钻桅、固定于所述钻桅的加压卷扬以及活动安装于所述钻桅的动力头，所述钻杆固定于所述动力头，所述加压卷扬连接所述动力头。
16.相对于上述背景技术，本实用新型所提供的具有压灌功能的引孔式静力压桩机，针对现有的引孔式静力压桩机进行改进；改进后的机器包括静力压桩机，设置于静力压桩机的引孔装置，引孔装置具有钻杆，钻杆的内部设有导流管。
17.该具有压灌功能的引孔式静力压桩机通过静力压桩机进行压桩作业，通过引孔装置进行引孔作业，通过导流管进行压灌作业。在具体的过程中，预制桩中空，引孔装置的钻杆可向下穿过预制桩，预制桩先采用静力压桩机进行压桩作业；当遇到沙层夹层，通过引孔装置对沙夹层进行引孔作业；引孔结束后继续对该桩进行静压桩，当预制桩有效长度达到预设长度时停止静压，将钻杆与外界的压灌设备相连，压灌介质如混凝土通过导流管充入预制桩，实现压灌作业。该具有压灌功能的引孔式静力压桩机在同一机器上实现上述三种作业，额外提高了预制桩端承载力，从而减小预制桩有效长度并降低施工成本，工作效率提高。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的具有压灌功能的引孔式静力压桩机的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的引孔装置的结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例提供的钻杆的结构示意图；
22.图4为本实用新型实施例提供的钻杆头的结构示意图；
23.图5为本实用新型实施例提供的钻杆头的剖面示意图。
24.其中：
25.1-引孔装置、2-静力压桩机、11-动力头、12-钻桅、13-钻杆、14-加压卷扬、15-引孔架、131-光杆节、132-螺旋钻杆节、133-钻杆头、1331-钻杆头内六方接头、1332-钻杆头杆筒、1333-钻杆头导流管、1334-钻杆头支撑板、1335-盖板、1336-压盖组件、1337-钻头。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
27.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
28.请参考图1至图5，其中，图1为本实用新型实施例提供的具有压灌功能的引孔式静力压桩机的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的引孔装置的结构示意图，图3为本实用新型实施例提供的钻杆的结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的钻杆头的结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的钻杆头的剖面示意图。
29.在第一种具体的实施方式中，本实用新型所提供的具有压灌功能的引孔式静力压桩机，包括静力压桩机2以及设置于静力压桩机2的引孔装置1，引孔装置1具有钻杆13，钻杆13的内部设有导流管。
30.需要说明的是，本实用新型所提供的具有压灌功能的引孔式静力压桩机针对现有的引孔式静力压桩机进行了改进，利用原有的静力压桩机2和引孔装置1分别实现压桩作业和引孔作业的同时，还在引孔装置1的钻杆13中设置了导流管，从而具备了压灌功能。至于静力压桩机2和引孔装置1具体结构和工作原理，可参照现有技术，这里不再一一赘述。
31.在本实施例中，该具有压灌功能的引孔式静力压桩机通过静力压桩机2进行压桩作业，通过引孔装置1进行引孔作业，通过导流管进行压灌作业。在具体的过程中，预制桩中空，引孔装置1的钻杆13可向下穿过预制桩，预制桩先采用静力压桩机2进行压桩作业；当遇到沙层夹层，通过引孔装置1对沙夹层进行引孔作业；引孔结束后继续对该桩进行静压桩，当预制桩有效长度达到预设长度时停止静压，将钻杆13与外界的压灌设备相连，压灌介质如混凝土通过导流管充入预制桩，实现压灌作业。
32.该具有压灌功能的引孔式静力压桩机在同一机器上实现上述三种作业，额外提高了预制桩端承载力，从而减小预制桩有效长度并降低施工成本，工作效率提高。
33.需要说明的是，导流管的设置形式有多种，例如数量中的单管式和多管式等，同应属于本实施例的说明范围。
34.示例性的，上述导流管采用双管并行的结构形式，此时导流管包括干粉导流管和湿浆导流管，干粉导流管和湿浆导流管的原理相同但作用不相同，干粉导流管用于干喷素水泥，湿浆导流管用于湿喷混凝土。地面以下20米内通过干粉导流管干喷素水泥，超过20米通过湿喷导流管湿喷混凝土；喷粉采用1mpa的空压机。
35.除此以外，上述钻杆13由多段杆节以及钻杆头133组成，至于杆节的段数，包括但不限于数量大于等于二的多段，同应属于本实施例的说明范围。
36.在本实施例中，导流管贯通于全部杆节和钻杆头133，在使用时，于第一节的杆节处将导流管与外部的压灌设备如压灌系统管路连接，通入的混凝土通过导流管由钻杆头133流出，于钻杆头133的下端充入预制桩。
37.示例性的，钻杆13为可组装的长螺旋钻杆，杆节包括光杆节131和螺旋钻杆节132，光杆节131和螺旋钻杆节132的区别在于螺旋钻杆节132外部设置有螺旋叶片。
38.在本实施例中，光杆节131、螺旋钻杆节132和钻杆头133依次相接组成，光杆节131为由上而下的第一段，螺旋钻杆节132为由下而上的第一段，钻杆头133位于最下端。
39.需要注意的是，上述导流管进行压灌作业后的phc管桩能够提高承载力，减小有效桩长；当地基承载力满足要求时，采用静压phc管桩配合长螺旋引孔压灌施工工艺，既能解
决预制桩遇到砂夹层穿不透，又能降低有效管桩长度过长，同时还能避免有效管桩在坚硬的砾土持力层。该方案对环保节材，降低噪音，加快工期有显著提升的效果。
40.需要说明的是，上述杆节的连接形式有多种，包括但不限于下述的一种。
41.示例性的，杆节与杆节之间、杆节与钻杆头133之间设有用于相接的接头，接头通过销轴轴向固定。
42.具体而言，接头为六方接头；光杆节131设有光杆外六方接头，钻杆头133设有钻杆头内六方接头1331，螺旋钻杆节132设有与光杆外六方接头连接的钻杆内六方接头以及与钻杆头内六方接头1331连接的钻杆外六方接头。
43.需要注意的是，上述内六方接头与外六方接头可连接，且连接后导流管能贯通，从而实现混凝土的输送。
44.进一步的，导流管位于钻杆头133内的部分为钻杆头导流管1333，钻杆头133设有封闭钻杆头导流管1333的末端且用于受钻杆头导流管1333作用被冲开的盖板1335。
45.在本实施例中，盖板1335通过压盖组件1336固定，盖板1335可为具有一定弹性的橡胶板，盖板1335起到保护导流管的作用。当引孔装置1进行引孔作业时，盖板1335封闭导流管，避免土质由下而上进入导流管中；当导流管进行压灌作业时，混凝土由上而下冲开盖板1335并流出。
46.除此以外，钻杆13的内部设有支撑板，支撑板用于支撑固定导流管。
47.示例性的，钻杆13包括杆筒，支撑板为固定于杆筒内部的圆形板，圆形板等间距布置，圆形板的中心设有支撑导流管的固定孔。
48.具体的，需要说明的是，光杆节131和螺旋钻杆节132除去螺旋叶片以外的结构类似，在其余结构的说明中：均包括杆筒，杆筒为套管结构，外六方接头和内六方接头分别固接在杆筒两端，支撑板为中间带孔的圆形板，支撑板等间距固接在杆筒内，导流管穿过支撑板上圆孔固接在杆筒内，导流管两端分别与外六方接头和内六方接头上的圆孔相通。
49.具体的，钻杆头133包括钻杆头内六方接头1331、钻杆头杆筒1332、钻杆头导流管1333、钻杆头支撑板1334、盖板1335、压盖组件1336和钻头1337，钻头1337和钻杆头内六方接头1331分别固接在钻杆头杆筒1332两端，钻杆头支撑板1334为中间带孔的圆形板，钻杆头支撑板1334等间距固接在钻杆头杆筒1332内，钻杆头导流管1333穿过钻杆头支撑板1334上圆孔固接在钻杆头杆筒1332内，钻杆头导流管1333两端分别与钻头1337和钻杆头内六方接头1331固接，且中间钻杆头导流管1333贯通，橡胶板被压盖组件1336固接在钻杆头导流管1333的下端。
50.除此以外，引孔装置1还包括动力头11、钻桅12、加压卷扬14和引孔架15，动力头11采用电动动力头，引孔架15固接在静力压桩机2的机身上，钻桅12固接在引孔架上15，加压卷扬14固接在钻桅12上，动力头11安装在钻桅12上，加压卷扬14连接动力头11，加压卷扬14的钢丝绳穿过钻桅12上滑轮与动力头11固接。
51.除此以外，引孔装置1不仅可对中桩位进行引孔，还可在静力压桩机2的机身上旋转到边桩位进行引孔和压桩施工，关于边桩的引孔及压灌方法与上述中桩相同。
52.在一种具体的工作过程中，采用上述技术方案的带压灌功能的引孔式静压桩机，进行静压、引孔和压灌施工。预制桩先采用静力压桩机2进行压桩作业，当遇到沙层夹层，通过引孔装置1对沙夹层进行引孔，引孔结束后，继续对该桩进行静压桩；当预制桩有效长度
达到预设长度时停止静压；通过引孔装置1对预制桩内进行引孔，当钻头1337的深度到达预制桩承载端面一下停止引孔，将钻杆13与压灌系统管路相连，混凝土由压灌系统进入导流管，最终到达钻头1337下端，钻杆头导流管1333中混凝土在加压作用下，冲开钻头1337下端的橡胶板到达预制桩下端端承载面下方，与虚土充分结合，逐渐提升钻杆13，多余的混凝土会填充下端预制桩内腔，当达到设定值后停止压灌混凝土；其中，地面以下20米内通过干粉导流管干喷素水泥，地下超过20米时，由于压力过大，通过湿喷导流管湿喷混凝土。
53.综上，上述具有压灌功能的引孔式静力压桩机将引孔功能、静压功能和压灌功能集为一体，让引孔作业、静压作业和压灌作业同步进行，可使预制桩穿过砂层进入可靠的持力层，能提高预制桩端承载力，降低有效桩长，提高施工质量，缩短施工工期，提升经济效益。
54.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
55.以上对本实用新型所提供的具有压灌功能的引孔式静力压桩机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。